(人教版)生物必修一:3-1《细胞膜-系统的边界》示范教案.pdf
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1、第 3 章细胞的基本结构 章节规划 细胞作为地球上最基本的生命系统,其结构复杂而精巧。有边界, 有分工合作的若干组 分,有内部的调控机制。各种结构组分配合协调,使生命活动能够在变化的环境中自我调控、 高度有序地进行。本章用系统的视角,从细胞膜系统的边界细胞器系统内的 分工合作和细胞核系统的控制中心等三个层面描述细胞的基本结构。 第 1 节细胞膜系统的边界,主要介绍细胞膜的成分和细胞膜的主要功能两方面 的内容。 细胞膜是如何提取,其成分是如何分析出来的呢?教材安排了“体验制备细胞膜的 方法”的实验。这个实验的目的,不仅是让学生亲自动手,练习制备细胞膜,更重要的是让 学生体验实验材料的正确选择对于
2、科学研究的重要性,以及制备细胞膜的方法中所蕴涵的科 学原理。关于细胞膜的组成成分,学生只需知道“细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外, 还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%10%” 就可以了。 细胞膜作为细胞系统的边界,其功能是多种多样的。教材用学生能够理解的语言,采用 类比、 打比方等手法,深入浅出地介绍了“将细胞与外界环境分隔开”“控制物质进出细胞” “进行细胞间的信息交流”等几种主要功能。至于其他功能,则以开放的处理方式,鼓励有 兴趣的学生自己去探究。 植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁。在介绍了细胞膜之后,还提到了细胞壁的化 学组成和生理功能。
3、第 2 节细胞器系统内的分工合作,主要讲述细胞质基质和细胞器、细胞器之间 的协调配合以及生物膜系统三方面的内容。把细胞器作为系统的组分,既谈它们的分工,也 讲到它们之间的合作。 细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”, 这些“车间”就是细胞器,如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等。在 了解细胞器是怎样既有分工,又密切合作之前,即了解细胞器的结构和功能之前,学生也许 会有这样的疑惑: 科学家是怎样把各种细胞器分离开,分别研究它们的功能的呢?为了解决 学生的疑惑,同时进行科学方法的教育,教科书安排了“分离各种细胞器的方法”的介绍。 细胞质里,多种细胞器悬浮在
4、细胞质基质当中。细胞质基质呈胶质状态,含有多种无机化合 物和有机化合物,是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 线粒体和叶绿体是两种非常重要的细胞器,教材安排的 用高倍显微镜观察叶绿体和线 粒体 的实验, 目的是让学生了解叶绿体和线粒体的形态和分布,增加对叶绿体和线粒体的 感性认识,学习在光学显微镜下观察叶绿体和线粒体的方法。 学习了各种细胞器的结构和功能之后,“细胞器之间的协调配合”以分泌蛋白的合成和 运输为例, 通过让学生分析分泌蛋白合成并分泌到细胞外的过程,体会细胞器之间的分工和 协调配合。 参与这一过程的细胞器大都具有膜,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同 构成细胞的生物膜系统,由此引出
5、下一个学习内容“细胞的生物膜系统”。 本节之后安排了“科学家的故事细胞世界探微三例”。 这个阅读资料可以让学生体会到: 科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合,受到情感态度价值观方面的启迪。 第 3 节细胞核系统的控制中心,通过创设有利于学生开展探究性学习的情境, 让学生对细胞核的重要性,以及结构与功能相适应的观点有深刻的领会。“细胞核的功能” 从“资料分析”开始,给学生提供一系列的科学实验事实,让学生分析细胞核的功能。黑白 美西螈的核移植实验、蝾螈受精卵的横缢实验、变形虫的切割实验、伞藻的嫁接实验和核移 植实验, 科学家分别用不同物种的细胞作实验材料,从几个方面有力地证明,细胞核是
6、细胞 代谢和遗传的“控制中心”。 细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,是与细胞核的结构分不开的。关于细胞核的结构, 简要介绍核膜、核仁和染色质的知识。最重要的结构是染色质。教材重点阐述了DNA 、染 色质、染色体的关系。正是由于DNA 上储存着遗传信息,细胞核才能成为细胞代谢和遗传 的控制中心。 在学习了细胞的结构和功能之后,安排学生在课后进行“模型建构尝试制作真核细 胞的三维结构模型” 。为学生提供了适当的方法指导和评价模型的参考指标,如科学性、艺 术性、成本低廉等。 本章的重难点: 1.重点: (1)细胞膜的制备和成分。 (2)细胞器的结构和功能。 (3)细胞核的结构和功能。 2.难点: (1
7、)细胞膜的功能。 (2)细胞器之间的分工和协调配合。 (3)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 本章的知识结构: 本章的教学价值: 1.知识目标:(1)了解细胞膜的成分,理解细胞膜的结构特点和功能特点之间的关系。 (2)了解各种细胞器的分布、形态结构和功能特点。 (3)简述细胞膜系统的结构和功能。 (4)阐明细胞核的结构与功能。理解染色质和染色体的相互转变。 2.能力目标:(1)熟练使用显微镜,进一步提高实验技能。 (2)使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 (3)尝试制作真核细胞的三维结构模型。 (4)训练学生利用资料分析判断问题,进行研究性学习的能力。 3.情感目标:(1)体验制备细胞膜的方
8、法。 (2)体会生命的精致完美,教育学生崇尚生命、热爱科学。 本章可安排5 课时。具体是:第1 节细胞膜系统的边界,1 课时;第2 节细 胞器系统内的分工合作,2 课时;第3 节细胞核系统的控制中心,2 课时。 课文由组成细胞的分子引入,体会构成细胞的各种元素和化合物是生命活动的物质基 础。蛋白质、核酸、糖类、脂质, 这些生物分子固然重要,但是光有分子还不能表现出生 命活动。 只有当这些分子有机地组合在一起,形成细胞的各种结构,细胞才成为基本的生命 系统。 以自行车的拆装为例,用类比的手法揭示细胞作为系统的基本特征:系统不是其组分 的简单堆砌, 而是通过组分间结构和功能的密切联系形成的统一整体
9、。进而激发学生对细胞 结构和功能进行探索的兴趣。 开篇首先要明确说明,研究对象以真核细胞为主。作为系统, 细胞有边界, 有分工合作 的若干组分, 有信息中心对其代谢和遗传进行调控。教学中尽量为学生提供各种素材,积极 调动学生参与分析讨论;为学生创造实验条件,亲身参与探究过程,培养基本的生物学研究 能力,提高科学素质。 细胞的基本结构中,细胞膜的组成和功能是比较重要的知识能力培养点。要多花费一些 精力和时间, 让学生体会细胞膜的制备以及领会科学研究的方法。膜的结构和物质跨膜运输 的功能在第4 章细胞的物质输入和输出将有详细介绍,因此在这节只是简单带过。细胞 器部分重点学习叶绿体和线粒体的结构,由
10、于第 5 章细胞的能量供应和利用学习细胞呼 吸和光合作用的有关内容的时候,还会进一步认识线粒体和叶绿体的结构和功能,因此功能 方面不用涉及得太深。细胞核部分重点讲清细胞核的结构;讲清染色体和染色质的关系。其 他内容将在细胞分裂以及遗传和变异部分再作深入探究分析。 教学资源充分利用实验、多媒体以及图片资料等组织教学。 第 1 节细胞膜系统的边界 从容说课 本节通过前言部分的教学,把组成细胞的分子与细胞结构建立起联系。组成细胞的分子 不能单独发挥生命功能,只有在细胞中以一定的方式有机地构建起来,才能表现生命。 然后 由外而内分析细胞各部分结构特点与其功能的适应性。本节中细胞膜的教学,通过制备细胞
11、膜的实验和一些资料,介绍了两方面的内容:(1)细胞膜的主要成分。 (2)细胞膜的功能。 通过本节的教学, 使学生对第1 章中有关组成细胞的元素和化合物的功能的认识具体化、结 构化,使学生对细胞的结构和功能的认识物质化(达到分子水平)。 本节实验是一个体验性的“制备实验” ,要让学生从实验中体会科学研究的思路和方法, 培养基本的生物学研究能力,提高科学素质。 例如根据实验目的,如何选择合适的实验材料, 用什么方法可以得到实验材料,以及如何纯化等等。考虑实验操作的具体细节,在操作过程 中,细观察,勤思考。考虑如何克服实验中遇到的困难,改善实验,以达到最佳效果。 三维目标 1.知识与技能 (1)简述
12、细胞膜的成分和功能。 (2)临时装片的制作和显微镜的熟练操作。 2.过程与方法 (1)体验制备细胞膜的方法,学会调整视野与选择观察范围。 (2)通过设计和分析实验,培养学生的科学探究能力。 3.情感态度与价值观 (1)参与问题探讨与实验结果分析。 (2)通过对细胞结构和功能的学习让学生体会生命的精致完美,教育学生崇尚生命、 热爱科学。 教学重点 1.细胞膜的成分和功能。 2.实验技能的巩固提高。 教学难点 1.制备细胞膜时,观察到红细胞的变化。 2.形象地理解细胞膜的功能,体会细胞膜作为细胞这个生命系统的边界的重要意义。 教具准备 1.红细胞稀释液与相关实验用具。 2.显微投影。 3.演示文稿
13、与图片。 课时安排 1 课时 教学过程 课前准备 课前老师准备好人或哺乳动物(猪、兔等) 的新鲜的红细胞稀释液(血液加适量的生理 盐水) ,以及相关的实验用具。 情境创设 翟中和院士说: “我确信哪怕一个最简单的细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑 更精巧!” ,你们认为他这话说得对吗?(学生思考,有的认为有道理,有的觉得很难判断) 现代电脑的精密已经令人不可思议了,小小的一个细胞, 怎么可能比电脑还精巧呢?大家别 忘了, 电脑再精密, 也是人造出来的,而人类尽管已经分析出细胞的成分以及结构,却至今 造不出细胞。 为什么呢?别小看了小小的细胞,因为细胞不是简单的物质的堆砌,组成细胞 的分子只
14、有在细胞中以一定的方式有机地构建起来,才能表现生命。 这就是细胞的精巧所在。 下面,就让我们来看看细胞的基本结构吧。 出示几张光学显微镜下的细胞图片(图311) ,包括植物细胞和动物细胞、染色的 和未染色的细胞。 植物细胞经过染色的动物细胞未经染色的动物细胞 图 3 11 师生互动 1.问题探讨 从学生使用高倍显微镜观察几种细胞的经验引入问题探讨。 教师:懂得区分显微镜视野中的水泡、气泡和细胞吗?(学生思考讨论回答) 参考答案: 水泡有一圈很粗的黑边,气泡是光亮的,水泡和气泡里面只有空气,而细胞 可以观察到有具体的结构和内容物,如植物细胞的细胞壁,动植物细胞的细胞质、细胞核等。 细胞是立体的,
15、在显微镜下,通过调节焦距可以看到它的不同层面。 教师:光学显微镜下能不能看见细胞膜?(学生思考讨论回答) 参考答案: 正常的植物细胞细胞膜紧贴着细胞壁,完全观察不到; 动物细胞染色后很容 易看出细胞与细胞之间,细胞与外界环境之间有明显的界限,未染色的动物细胞观察效果不 明显,但仍然可以分辨它们的界限,这个界限我们判断就是细胞膜。 教师:如何确定细胞膜的存在?(学生思考讨论回答) 参考答案: 鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞,轻轻碰触完整的卵黄表面,可以感受到它有 弹性, 用尖锐的物体挑破它,黄色的浆液就流散出来。也就是说,那层包裹着黄色浆液的透 明薄膜就是细胞膜了。 活细胞是具有生命活动的,每个活细
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