第3章细胞的基本结构

分子与细胞-24-第三章细胞的基本结构第一节细胞膜——系统的边界一、教学目标：1．简述细胞膜的成分和功能。2．进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验。3．认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。二、教学重点：1．细胞膜的成分和功能。2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。三、教学难点：1．用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。四、教学方法阅读、讨论、实验、讲述五、教学过程：学生回顾已有的对细胞的认识。导入新课。利用书中的问题探讨，给学生两分钟时间讨论，提问学生，引导回答。1.气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。2.在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？引入课题第1节细胞膜——系统的边界。一、细胞膜的成分1.脂质（磷脂）：≈50﹪2.蛋白质：≈40﹪分子与细胞-25-3.糖类：2﹪～10﹪〖实验〗体验制备细胞膜的方法讨论：学生阅读教材，讨论回答以下问题。1.制备细胞膜所用的最佳材料是什么？为什么？2.如何获得纯净的细胞膜？3.方法步骤。学生回答，教师提示。提示：1、哺乳动物成熟的红细胞，因为该种细胞除了细胞膜，细胞中没有其它的膜。2、细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。二、细胞膜的功能细胞膜的功能给两分钟时间学生看书，后提问总结。1、将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞3、进行细胞间的信息交流问题：1、细胞间信息交流的方法常见的有哪些？（细胞分泌的化学物质、细胞膜之间的接触、胞间连丝）2、细胞膜是否只有这样三个方面的功能呢？植物细胞在细胞膜外面还有一层细胞壁，其化学成分主要为纤维素和果胶。对植物细胞有支持和保护作用。小结：1、细胞膜的主要成分；2、怎样获得细胞膜；3、细胞膜具有哪些功能。课堂巩固练习：书P43练习分子与细胞-26-拓展题1.提示：把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。2.提示：“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。作业：练习册的相应章节练习。分子与细胞-27-第2节细胞器——系统内的分工合作一、教学目标1、举例说明几种细胞器的结构和功能。2、了解分离各种细胞器的科学方法。3、了解植物细胞与动物细胞的区别。4、通过细胞内各种生物膜在结构和功能上的联系的学习，进一步明确结构与功能相适应的观点以及事物之间存在普遍联系的观点。二、教学重点1、几种细胞器的结构和功能。2、各种生物膜在结构和功能上的联系。3、细胞的生物膜系统的重要作用。三、教学难点1、如何掌握细胞器的结构和功能。2、如何将这些细胞器的功能和生物体的相关生命现象联系起来并灵活运用。四、教具准备教师课件、细胞亚显微结构模型。五、课时安排2课时六、教学过程通过课本P44“问题探讨”，导入新课。学生阅读教材，了解分离各种细胞器的方法。一、细胞器之间的分工课本中展示了各种细胞器的模式图，以及动物细胞、植物细胞的亚显微结构模式图。请仔细观察图，分析相关的资料，说出各种细胞器在细胞中的分布位置、形态结构，并推测他们的功能。1、线粒体：屏幕显示线粒体和资料一德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物部分细胞中线粒体的数量（见下表）。肝细胞肾皮质细胞平滑肌细胞心肌细胞动物冬眠状态下的肝细胞950个400个260个12500个1350个分析回答：分子与细胞-28-1、线粒体的结构与功能。2、心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？3、动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态下多，这是为什么？4、从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？学生讨论回答，教师小结；⑴线粒体大多是颗粒状、短线状，均匀的分布在细胞质基质中，但它在活细胞中能自由移动，往往在细胞内代谢旺盛的部位比较集中。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量。所以，线粒体是细胞的“动力车间”细胞生命活动所需的能量，95%来自线粒体。线粒体由内外两层膜构成，外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开，内膜向内折叠成嵴，加大了内膜的表面积，有利于有氧呼吸的顺利进行。⑵心肌细胞运动量大，因不停的收缩舒张，需能多⑶冬眠时，动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏代谢加强，需能多⑷细胞新陈代谢的强弱。通常线粒体均匀分布在细胞质基质中，但在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中，例如：在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物的不同组织、器官的细胞中线粒体的数量也有很大差别，例如：线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平滑肌细胞中多。在不同的生物体，因为代谢程度的不同，线粒体数量也有差别，例如：一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多一些，飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。为什么？2、叶绿体：屏幕显示叶绿体和资料二：叶绿体是绿色植物叶肉细胞中，进行光合作用的细胞器。因此，有人把它比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站”。在光学显微镜下观察高等植物的叶绿体，可以看到它一般呈扁平的椭球形或球形。在电子显微镜下，可以看到叶绿体的外面有双层膜使叶绿体内部与外界隔开，叶绿体的内部还有几个到几十个基粒。基粒与基粒之间充满基质。叶绿体的每个基粒都是由一个个囊状的结构堆叠而成的，在囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递和转化光能。在分子与细胞-29-放射性氨基酸量时间内质网核糖体叶绿体的基粒上和基质中含有许多进行光合作用所必须的酶。基质中还含有少量的DNA。讨论：叶绿体的结构和功能教师小结：叶绿体是扁平的椭球形或球形，有两层膜，膜光滑透明，内部还有几个到几十个基粒，每个基粒是圆柱形，由一个个囊状的结构堆叠而成，在囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递和转化光能，是进行光合作用的场所。他是植物细胞的“养料制造工厂”和“能量转换站”。3、内质网屏幕显示资料三：从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成起功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体的内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体的内质网中的情况，结果如右图所示。请回答：1、放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累，最可能的解释是2、放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中也出现，且数目不断增多，最可能的解释是。3、实验中，培养液相当于细胞中的。学生讨论回答，老师小结。⑴核糖体是蛋白质合成的场所⑵蛋白质进入内质网中⑶细胞质基质内质网是由膜连接而成的网状结构，有光面内质网和糙面内质网两种类型。内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附着很多种酶，它是细胞内蛋白质合成和加工，以及糖类、脂质合成的“车间”。4、高尔基体屏幕显示资料四：高尔基体位于细胞核附近的细胞质中，它的形状一般呈网状。在不同的分子与细胞-30-生理情况下，可以转变为颗粒状、杆状或其它形状。在电镜下，高尔基体是一些紧密的重叠在一起的囊状结构。有些膜紧密的折叠成片层状的扁平囊，有些扁平囊的末端扩大成大小不等的泡状或囊泡状结构。高尔基体的主要功能有三个方面。一是与分泌有关。早期根据光镜的观察，已有人提出高尔基体与细胞的分泌活动有关。近年来，运用电镜、细胞化学以及放射自显影技术更进一步证实和发展了这个观点，放射自显影技术证明，高尔基体自身还能合成某些物质，如多糖类。它还能使蛋白质与糖或脂结合成糖蛋白和脂蛋白的形式。在某些细胞（如肝细胞），高尔基体还与脂蛋白的合成、分泌有关。二是与溶酶体的形成有关。三是高尔基体还有其他功能，如在默写原生动物中，高尔基体与调节细胞的液体平衡有关系。刚才同学们对细胞中的四种细胞器进行了详细的分析讨论，从课本的图中我们可以看出，细胞中还有其他的细胞器，你能根据课本的介绍对她们进行比较，并完成下列表格吗？屏幕显示八种细胞器的比较表学生：小组讨论，并完成表格。八种细胞器的比较表名称分布形态结构成分功能线粒体普遍存在与动植物细胞中大多数呈椭球形外膜、内膜（双层膜结构）、嵴、基粒、基质蛋白质、磷脂、有氧呼吸酶，少量DNA和RNA有氧呼吸的主要场所，“动力车间”叶绿体主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内球形、椭球形外膜、内膜（双层膜结构）蛋白质、磷脂、光合作用的酶、色素少量DNA和RNA、光合作用的场所、“养料制造工厂”、“能量转换站”内质网绝大多数动植物细胞中网状单层膜结构蛋白质、磷脂等增大了细胞内的膜面积、与蛋白质、脂质、糖类的合成有关；蛋白质等的运输通道；“有机物的合成加工车间”分子与细胞-31-高尔基体普遍存在与动植物细胞中囊状单层膜结构蛋白质、磷脂等动物细胞：与分泌物的形成有关，表现在对蛋白质的加工和转运。植物细胞：与植物细胞壁的形成有关蛋白质的“加工车间”和“发送站”核糖体普遍存在与动植物细胞中椭球形粒状小体游离于细胞质，附着在内质网、核外膜上（无膜结构）蛋白质、rRNA合成蛋白质的场所，“生产蛋白质的机器”中心体动物细胞，低等植物细胞“十”形两个互相垂直的中心粒以及周围物质构成（无膜结构）微管蛋白动物细胞的中心体与有丝分裂有关液泡植物细胞泡状液泡膜、细胞液（单层膜）蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等调节细胞的内环境，使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀状态溶酶体植物细胞、动物细胞囊状囊状（单层膜“酶仓库”和“消化车间”通过上面的学习，谁能归纳细胞质的结构由哪几部分组成？学生回答：成分：多种物质和酶细胞质基质细胞质功能：新陈代谢的主要场所细胞器通过对细胞质各种成分的学习，我们知道，细胞质主要包括细胞质基质和细胞器两大部分，各种细胞器的结构和功能虽然不同，但他们分工协作，密切配合，共同完成细胞的各种生命活动。分子与细胞-32-教师出示细胞的亚显微结构模式图（动物细胞和植物细胞）并提问：请说出各个细胞器的名称。学生到讲台前面向全体同学说出各个细胞器的名称。从今天我们学习的内容当中还可以拓展了解动物细胞和植物细胞的区别。现在就请同学们完成下列表格（出示植物细胞和动物细胞的比较表）。学生：讨论完成表格。植物细胞和动物细胞的比较表动物细胞植物细胞不同点没有细胞壁有细胞壁没有叶绿体有叶绿体有中心体没有中心体某些低等动物有液泡有液泡相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、核糖体和高尔基体等小结：请4～5位学生来总结本节课的学习内容和自己掌握的情况。作业：1、课本P50基础题1、2、3。2、完成校本作业“第3章第2节”的练习分子与细胞-33-第3节细胞核──系统的控制中心一、教学目标1.阐明细胞核的结构和功能。2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。3.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。二、教学重点1、细胞核的结构和功能。2、制作真核细胞的三维结构模型。三.教学难点理解细胞