2.2.1細(xì)胞器之間的分工合作教學(xué)設(shè)計-高一上學(xué)期生物人教版必修1

“高中生物學(xué)單元教學(xué)精品課程”課時教學(xué)設(shè)計第*課時教學(xué)設(shè)計設(shè)計者***學(xué)校填寫學(xué)校全稱年級高一年級課題課時1細(xì)胞器之間的分工合作課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實(shí)踐活動課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容是生物必修一第二章第2節(jié)，在學(xué)習(xí)了細(xì)胞的化學(xué)組成以后初步構(gòu)建真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，其中細(xì)胞膜和細(xì)胞核是第二單元和第三單元將要具體學(xué)習(xí)的內(nèi)容。以往的教學(xué)重在講解各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，對于學(xué)生來說接受起來很生硬，因此本節(jié)教學(xué)采取新人教版教材設(shè)計理念，讓學(xué)生初步感知各種細(xì)胞器的功能，了解其結(jié)構(gòu)以及分布特點(diǎn)，中圖版教材后續(xù)在蛋白質(zhì)的合成運(yùn)輸以及光合作用、呼吸作用等章節(jié)還會重點(diǎn)分析其結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計既降低了學(xué)習(xí)難度，同時有利于學(xué)生從整體上理解細(xì)胞是一個協(xié)調(diào)統(tǒng)一的生命系統(tǒng)。學(xué)情分析對于學(xué)生來說在知識上降低了難度，從學(xué)生比較熟悉的功能入手再去了解其結(jié)構(gòu)，進(jìn)而找出各種細(xì)胞器的分布特點(diǎn)，但是由于課本對于細(xì)胞器的介紹篇幅過少，所以學(xué)案設(shè)計中創(chuàng)設(shè)了問題情境并引入許多資料，文字閱讀量加大，要求學(xué)生必須提前認(rèn)真預(yù)習(xí)并認(rèn)真思考，因此對能力要求大幅提高。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定1．通過認(rèn)識各種細(xì)胞器的功能、結(jié)構(gòu)及其分布特點(diǎn)，形成系統(tǒng)觀以及結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。2.通過圖文分析、小組合作學(xué)習(xí)和討論交流，提升學(xué)生的科學(xué)探究和語言表達(dá)能力。3．讓學(xué)生嘗試構(gòu)建不同細(xì)胞的結(jié)構(gòu)模型，樹立建模思維。4.通過介紹科學(xué)家的事跡，認(rèn)同科學(xué)是人類共同的事業(yè)，提升學(xué)生社會責(zé)任感。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)：初步掌握各種細(xì)胞器的功能、結(jié)構(gòu)及其分布特點(diǎn)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：認(rèn)同細(xì)胞是一個協(xié)調(diào)統(tǒng)一的生命系統(tǒng)。任務(wù)實(shí)施過程學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖自主認(rèn)知1.具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：2.具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)器：3.沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：4.其中與能量有關(guān)的細(xì)胞器：5.蛋白質(zhì)合成的場所：6.存在于動物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞，與細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器：學(xué)生回顧已學(xué)通過簡單問答、展示，了解掌握學(xué)生自主預(yù)習(xí)情況活動1：葉綠體資料1：植物之所以呈現(xiàn)綠色，是因為植物體的葉片和嫩莖等部位的細(xì)胞中含有葉綠體。葉綠體是綠色植物特有的細(xì)胞器。在高等植物的葉肉細(xì)胞中，葉綠體通常呈橢球形，直徑510μm，厚24μm大多數(shù)高等植物的每個葉肉細(xì)胞中含20200個葉綠體，散布在質(zhì)膜和液泡膜之間的薄層細(xì)胞質(zhì)中。葉綠體是光合作用的場所，它能夠捕獲光能，制造有機(jī)物，將光能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的化學(xué)能，可謂是植物細(xì)胞中的“能量發(fā)生器”。在電子顯微鏡下觀察，會發(fā)現(xiàn)葉綠體由葉綠體膜、基粒和基質(zhì)三部分組成(圖227)葉綠體膜具有內(nèi)、外兩層。葉綠體內(nèi)部有許多圓餅狀的扁平膜囊，叫作類囊體。多個類囊體摞成一沓，稱為基粒。同一基粒中所有類囊體的腔是連通的，各個基粒的空腔又通過管狀的基質(zhì)類囊體彼此連通共同構(gòu)成了一個完整的封閉膜囊。在類囊體的膜上，鑲嵌著參與光合作用的色素和酶。葉綠體內(nèi)膜與類囊體之間，充盈著液態(tài)的膠體物質(zhì)，稱為基質(zhì)，基質(zhì)中含有進(jìn)行光合作用所需的酶。閱讀有關(guān)葉綠體的資料并回答相關(guān)的問題【思考與討論】1.根據(jù)初中所學(xué)知識，請你說出葉綠體的功能是什么？葉綠體中捕獲光能的結(jié)構(gòu)是什么？葉綠體主要分布在哪些細(xì)胞中？2.一個葉綠體通常含有4060個甚至更多的基粒，每個基粒由530層類囊體組成?；ｎ惸殷w的直徑為0.250.8μm。一個葉肉細(xì)胞中用來捕獲光能的類囊體膜面積可以達(dá)到多大呢?這與它的功能有什么關(guān)系？（以50個基粒，每個基粒有20層類囊體，直徑0.25μm計算，大約20000平方微米）通過教師引導(dǎo)使學(xué)生理解葉綠體的功能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系）活動2：線粒體資料2：線粒體能分解有機(jī)物、釋放能量細(xì)胞生命活動過程中需要不斷消耗能量，細(xì)胞的“動力車間”在哪里呢?科研人員利用離心分離技術(shù)從破碎細(xì)胞中提取出線粒體，發(fā)現(xiàn)線粒體在O2存在時，能夠?qū)⒛承┯袡C(jī)物氧化分解，產(chǎn)生細(xì)胞需要的直接能源物質(zhì)并釋放CO2，從而確定了線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸釋放能量的主要場所。不同細(xì)胞中線粒體的數(shù)量和分布位置有所不同。人體每個肝細(xì)胞中有10002000個線粒體，而心肌細(xì)胞中線粒體的數(shù)量超過10000個。長期訓(xùn)練可以使骨骼肌細(xì)胞中線粒體的數(shù)量增至原來的1520倍。在精子中，線粒體緊密圍繞在活動的尾部。線粒體呈顆粒狀或短線狀，長1.53.0μm，直徑0.31.0μm。在電子顯微鏡下，可以觀察到線粒體由外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)四部分組成。線粒體中有100多種與有氧呼吸有關(guān)的酶，它們主要分布在線粒體內(nèi)膜上和基質(zhì)中。資料3：葉綠體和線粒體基質(zhì)中都含有DNA、RNA和核糖體，能夠合成自身所需的某些蛋白質(zhì)。在細(xì)胞生命活動過程中，葉綠體和線粒體都能夠通過分裂實(shí)現(xiàn)數(shù)量的增加。我國藥學(xué)家屠呦呦帶領(lǐng)團(tuán)隊成功從黃花蒿中分離出用于治療瘧疾的青蒿素，為世界抗瘧事業(yè)做出了卓越的貢獻(xiàn)。屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎的中國本土科學(xué)家，繼2015年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎之后，又于2016年獲得國家最高科學(xué)技術(shù)獎。瘧疾是一種嚴(yán)重危害人類健康的傳染性疾病，僅2015年全球就有2.14億起感染病例，其中43.8萬人死亡。青蒿素復(fù)方藥物對惡性瘧疾的治愈率高達(dá)97%，是治療瘧疾的首選藥物。為什么青蒿素能夠有效治療瘧疾呢?瘧疾的病原體是寄生于人體紅細(xì)胞內(nèi)的瘧原蟲。青蒿素能夠與瘧原蟲細(xì)胞內(nèi)積累的血紅素反應(yīng)，生成氧化性自由基，破壞蟲體內(nèi)的各種蛋白質(zhì)。青蒿素還可以直接作用于瘧原蟲的線粒體，誘導(dǎo)線粒體腫脹，損害線粒體的功能。學(xué)生閱讀有關(guān)線粒體的資料并回答相關(guān)的問題【思考與討論】1.結(jié)合線粒體的功能，說一說青蒿素為什么能夠有效治療瘧疾？2.為什么不同的細(xì)胞中線粒體的數(shù)量和分布位置有所不同？線粒體主要分布在哪些細(xì)胞中？

3.從組成、結(jié)構(gòu)和功能等方面分析葉綠體和線粒體有哪些相同之處？有興趣的同學(xué)可以課后查閱資料了解葉綠體和線粒體的起源。小組合作討論，培養(yǎng)學(xué)生從材料中獲取信息以及歸納總結(jié)的能力活動3：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體資料4：科學(xué)家用電子顯微鏡觀察小鼠細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有極其發(fā)達(dá)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，稱之為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一系列片狀的膜囊和管狀的腔組成，向內(nèi)連接細(xì)胞核的核膜，向外連接細(xì)胞膜，并與高爾基體相互聯(lián)系，構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)龐大的物質(zhì)運(yùn)輸通道。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩種類型，即光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothER)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughER)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常為管狀，是合成脂質(zhì)的重要場所。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)多呈扁囊狀，因表面附著許多小顆粒而得名。這些小顆粒稱為核糖體(ribosome)，由核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，進(jìn)一步被加工和運(yùn)輸。核糖體由RNA和蛋白質(zhì)組成，有兩種存在形式，合成的蛋白質(zhì)功能有所不同:游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體合成的蛋白質(zhì)，通常用于細(xì)胞自身或構(gòu)成自身結(jié)構(gòu)，如紅細(xì)胞中的血紅蛋白、肌細(xì)胞的肌纖維蛋白等;附著于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)的核糖體合成的蛋白質(zhì)，被運(yùn)輸至胞外或細(xì)胞的其他部位。核糖體在細(xì)胞中的位置并不是固定不變的，兩種存在形式可以相互轉(zhuǎn)化。資料5：高爾基體是意大利醫(yī)生高爾基在1898年觀察神經(jīng)細(xì)胞時發(fā)現(xiàn)的，由一系列扁平膜囊和大小不一的囊泡構(gòu)成，膜囊直徑為0.51.0μm，數(shù)量為48個。高爾基體主要對由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)入的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝和運(yùn)輸。這類蛋白質(zhì)主要有三個去路:一些蛋白質(zhì)通過囊泡被分泌至胞外，例如某些激素、抗體、消化酶等:一些蛋白質(zhì)通過囊泡被運(yùn)至細(xì)胞膜，成為膜蛋白:還有一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡中，與高爾基體脫離，形成溶酶體。此外，在植物細(xì)胞中，高爾基體合成纖維素，參與細(xì)胞壁的構(gòu)建。閱讀有關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的資料并回答相關(guān)的問題列表梳理核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的類型和作用教師講解，拓展核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及高爾基體的功能與聯(lián)系，使學(xué)生初步認(rèn)識細(xì)胞器之間的分工合作活動4：溶酶體和液泡資料6：溶酶體和液泡是大分子物質(zhì)水解的場所溶酶體是由單層膜包裹的囊泡狀細(xì)胞器，幾乎存在于所有的動物細(xì)胞中，數(shù)量常多達(dá)數(shù)百個。剛從高爾基體上出芽生成的溶酶體直徑為0.20.5um，而已經(jīng)開始行使水解功能的溶酶體直徑可達(dá)幾微米。溶酶體腔內(nèi)的液體pH為5.0左右，含多種酸性水解酶，能夠水解蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)等多種物質(zhì)。溶酶體是細(xì)胞內(nèi)的

“消化器官”，它既可以水解細(xì)胞吞噬的各種大分子物質(zhì)，也可以降解細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器和多余的生物大分子。產(chǎn)物小分子通過膜上的載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)溶膠中，供細(xì)胞代謝利用。2016年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎被授予了來自日本東京工業(yè)大學(xué)的分子細(xì)胞生物學(xué)家大隅良典表彰他在闡述細(xì)胞自噬機(jī)制方面所做出的杰出貢獻(xiàn)。自噬(autophagy)是細(xì)胞在溶酶體的參與下降解細(xì)胞自身物質(zhì)的過程。自噬是細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制。一方面，細(xì)胞在代謝過程中不可避免地產(chǎn)生一些代謝廢物和功能異常的物質(zhì)，如結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)、衰老的線粒體等。這些物質(zhì)的堆積會影響細(xì)胞正常的生命活動，所以需要通過細(xì)胞自噬及時清理。另一方面，細(xì)胞在營養(yǎng)物質(zhì)缺乏、低氧等特殊環(huán)境下，通過自噬降解自身蛋白質(zhì)或細(xì)胞器，為維持生存提供基本原材料和能量。此外，自噬還能使細(xì)胞對抗病毒和細(xì)菌等病原體的侵染。所以，自噬是細(xì)胞內(nèi)的重要生理機(jī)制，對細(xì)胞抵抗逆境、對抗病原體和維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等都具有重要的意義。資料7：植物細(xì)胞沒有溶酶體，但是液泡中含有酸性水解酶，能夠行使溶酶體的功能。液泡是由單層膜包圍而成的結(jié)構(gòu)。未成熟的植物細(xì)胞含有許多由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成的小液泡，隨著細(xì)胞的生長，這些小液泡彼此融合，形成一個巨大的中央大液泡。在成熟的植物細(xì)胞中，90%以上的體積被大液泡所占據(jù)。液泡內(nèi)的細(xì)胞液中含有無機(jī)鹽離子、糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)等多種成分，有的植物細(xì)胞液泡中還含有色素。液泡可謂是植物細(xì)胞的“儲藏室”不僅儲存營養(yǎng)物質(zhì)，還可以儲存某些代謝副產(chǎn)物。通常細(xì)胞液的滲透壓較高，使得植物細(xì)胞能夠從胞外吸水，保持膨脹狀態(tài)，質(zhì)膜緊貼在細(xì)胞壁上，由此產(chǎn)生的壓力使柔軟的植物組織得到支撐。閱讀有關(guān)溶酶體和液泡的資料并回答相關(guān)的問題1.溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解？嘗試提出一種假說，解釋這種現(xiàn)象。如有可能，通過查閱資料驗證你的假說。2.細(xì)胞自噬過程中溶酶體膜會破裂釋放水解酶，該現(xiàn)象是由誰來控制的？3.請分析古詩“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”中所涉及的顏色分別與植物的哪些結(jié)構(gòu)有關(guān)。拓展應(yīng)用1.試一試：請根據(jù)各種細(xì)胞器的功能和分布特點(diǎn)，選擇合適的細(xì)胞器分別構(gòu)建大熊貓細(xì)胞、菠菜葉肉細(xì)胞、洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞模型。2.想一想：胰島素是一種蛋白質(zhì)類激素，由胰島B細(xì)胞合成后分泌到細(xì)胞外，隨著血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)教囟ú课话l(fā)揮作用。嘗試分析細(xì)胞中生產(chǎn)和分泌胰島素的生產(chǎn)線可能涉及哪些細(xì)胞器？學(xué)生作業(yè)：歸納動植物細(xì)胞的異同點(diǎn)，十一假期嘗試動手制作