⑴ 第二章細胞怎樣構成生物體教學設計
教材分析
這一章包括「植物體的組成」、「動物和人體的組成」。其中心是:在認識和學習細胞的基礎上,以微觀到宏觀的順序來認識植物體、動物和人體的構成:植物體即由細胞構成組織、組織構成器官、器官構成植物體;動物和人體即由細胞構成組織、組織構成器官、器官構成系統,各個系統構成動物和人體。要讓學生學會正確的觀察方法和認知順序。
教法建議
本章內容建議課時為2課時
本章的知識,最好能利用投影、錄像等電教手段將細胞的分化、組織、器官、系統的形成生動地展現給學生,使學生從微觀角度去認識生物體的基本結構、功能單位——細胞的同時,能聯系組織、器官、系統的知識,初步接受「生物體是一個整體」的生物學觀點。
教學設計方案
課題:第二章細胞怎樣構成生物體
重點:
1.組織、器官、系統的概念。
2.植物體、動物和人體的結構層次。
3.研究方法的訓練:學會正確的觀察方法、認知順序和使用術語正確表達的能力。
難點:
細胞的分化
如何讓學生了解「生物體是一個統一的整體」。
課時1植物體的組成
教育過程:
新課的設計:
1.分發洗凈切好的番茄果實(每個果實切成兩瓣或四瓣)。
2.引導學生仔細觀察果實的結構,有果皮、果肉、種子和一些絲狀物。
3.讓學生品嘗,同時提醒注意感覺果皮和果肉吃在口中的不同之處。
4.提問:「果皮和果肉的口感有何不同?」待學生回答後得出結論:它們是由不同的細胞組成的。果皮不易嚼爛,說明組成它的細胞排列緊密,且細胞壁較厚,而果肉汁多,味兒甜,易嚼,口感好,說明組成它的細胞壁薄,液泡大且細胞間排列疏鬆。
(一)細胞的分化
提出問題:「一個植物細胞經過分裂會產生兩個相同的細胞,不斷的細胞分裂會使植物體長大。按這個道理,一個植物體內的所有細胞都應該是一模一樣的,可為什麼會出現多種不同的細胞呢?」(學生試著回答)
教師利用下圖解釋:
(1)細胞分化:在細胞生長過程中。一些細胞各自具有了不同的功能,它們在形態、結構上也逐漸發生變化,這個過程叫細胞的分化。
(2)分化過程:(依據課本中由細胞形成組織的圖解,講清由細胞分化形成組織的過程。)
(3)分化的結果:形成組織。
細胞的分化使植物體各部位具有其專一的作用,它們又相互協作,共同完成植物體的生命活動。
組織和器官
(1)組織定義:形態結構相似、功能相同的細胞聚集起來所形成的細胞群叫做組織,就像我們在顯微鏡下看到的洋蔥表皮和番茄果肉那樣,由此給出組織的概念,很自然地讓學生接受這樣一個順理成章的結論。
(2)以番茄果實為例,層層解剖:表皮、果肉等說明,由多種組織組成的這種結構能繁殖後代。(引出器官)
(3)器官的概念:幾種不同的組織按一定的順序排列在一起,相互聯系,構成一個具有一定形狀,能夠完成多種功能的結構才能夠滿足植物體某一方面生命活動的需要,這樣的結構叫做器官,如根、莖、葉、花、果實等。讓學生再觀察番茄的果實,理解各種組織按「一定順序排列」的含義。表皮——保護組織在外,果肉即貯藏養分的營養組織在內。其中還有一些絲狀的筋絡——即機械、輸導組織,它們分工負責來保證植物體生命活動的順利完成。
4.植物體
出示一盆花卉(或一株完整的植物體),讓學生觀察一株植物是由多個器官構成,這樣才能完成植物體的全部生命活動,缺少哪一個都是不行的,並且器官間的相互聯系也是必不可少的。(學生舉例說明)。所以,一個植物體是由多個器官構成的,每個器官具有一定的功能,它們相互聯系,共同完成植物體的全部生命活動。
5.小結
教學手段:講課與實驗相結合
設計思想:從觀察實物開始,思考問題,充分討論,得出結論的教學方法。
板書設計:植物體的組成
課時2人體和動物體的組成
教育過程:
新課的設計:
復習:回顧人體細胞的多樣性,並以口腔上皮為例,總結人體細胞在形態、功能方面具有的共性。
引入:形態結構功能相同的細胞總是有機地結合在一起構成組織。(復習組織的概念。)
學習人體的四種基本組織。
讓學生通過顯微鏡分別觀察四種基本組織的切片。
利用課本中的插圖、彩色掛圖辨認四種基本組織。
思考:這四種基本組織的結構特點各是什麼?
上皮組織
(出示上皮組織圖:單層扁平上皮、單層立方上皮、假復層纖毛柱狀上皮、復層扁平上皮等)這些都是各種不同類型的上皮組織,根據名稱可以知道它們是分布於體表和體內各種管腔的內表面的組織,有的還是構成人體分泌腺的主要部分。根據它們分布的位置,是否可以知道上皮組織的主要功能特點呢?為什麼上皮組織具有保護作用,它具有什麼樣的結構特點呢?同學認真觀察後總結出上皮組織的共同特點——細胞形態結構統一,細胞排列緊密,細胞間質極少。體會結構和功能的關系。上皮組織的保護作用主要是體現在物理防護方面(補償磨損、機械阻擋等)。
結締組織
上皮組織是怎樣與其他組織連接在一起的呢?出示圖:疏鬆結締組織(皮下撕片)、緻密結締組織(肌腱或韌帶)、堅固性結締組織(硬骨或軟骨組織)、漿液性結締組織(血液)和脂肪組織等。這些都是結締組織,分布非常廣泛。同學觀察這些結締組織在結構方面具有什麼共性?與上皮組織有哪些主要不同之處?
(細胞排列疏鬆,細胞間質的量和成分都很豐富)由於結締組織種類繁多,因此功能也是多種多樣:師生共同總結歸納出結締組織的主要功能——連接、支持、保護(物理性保護和免疫等生物性保護)、營養和運輸等作用。
肌肉組織
人體的運動功能是由什麼結構完成的?人體的肌肉主要分布於哪些部位?什麼部位的肌肉可以受意識支配,什麼部位的肌肉不可以受意識支配?它們在結構方面是否有區別?各有什麼特點呢?出示三種肌肉組織圖:學生通過觀察,比較三種肌肉組織的細胞在形態、結構方面的區別。這三種肌肉組織在完成各自的運動功能時各有什麼特點呢?肌肉組織與前兩類組織相比有什麼不同?(細胞種類單一,細胞間質較少。)
神經組織
人體是通過什麼結構,怎樣控制肌肉組織收縮的時間和力度的呢?「你是否想過心臟為什麼會跳?手為什麼能那麼靈巧地活動?這些肌肉組織的運動是怎樣被人體控制的呢?神經組織在人體內哪些器官中分市比較豐富呢?(腦、脊髓、感覺器官、神經和皮膚等)神經組織是由什麼細胞構成的?它是如何行使功能的?出示神經組織圖:要含有神經元結構模式圖。最好能出示神經元模型。請同學描述神經元的形態和結構,教師加以指點。然後教師講解神經組織的構成特點、神經元各部分的分布和功能。
4.器官
四種基本組織以不同的組合方式構成不同的器官。人體的每一個器官都有明確的分工,互相連接在一起的器官就像生產流水線一樣,環環緊扣高效率地完成著某項具體的生命活動。
5,系統
以消化系統為例進行講解說明,
(人的消化系統是由口腔到肛門的一條管道(消化道)和在消化道附近分布著的消化腺組成的。消化道包括口腔、食道、胃、小腸、大腸和肛門。消化腺包括肝臟、胰腺等。這些都屬於消化器官,它們彼此聯系在一起,共同完成食物的消化和營養物質的吸收,這種由多個功能相近的器官組成的,並共同完成一種或幾種生理功能的大的結構單位稱為系統。)
然後提出「系統」的概念。在人體內與同一生理活動有關的器官按照特定的順序組合在一起構成系統。人體的各個系統之間又有著千絲萬縷的內在聯系,它們既有分工又有合作,高效益地共同完成著各項生命活動,使人體成為一個統一的整體。
6,復習鞏固知識要點。
教學手段:講課與實驗相結合
設計思想:從實驗入手,通過觀察,來總結人體四種組織的基本特點,四種基本組織以不同的組合方式構成不同的器官,進而引出系統的概念,各個系統相互聯系,最終形成人體。讓學生在學習過程中,逐步樹立「人體是一個統一的整體」的思想。
板書設計:
探究活動
對機械組織的觀察
【實驗目的】
觀察機械組織,認識它的結構特點。
【實驗類型】
學生實驗。
【材料用品】
蠶豆莖或芹菜葉柄、顯微鏡、培養皿、鑷子、載玻片、蓋玻片、針、滴管、吸水紙、清水、10%氫氧化鉀成氫氧化鈉溶液、碘氯化鋅溶液。
【方法步驟】
1.切取蠶豆莖或芹菜葉柄一小段,放到盛有10%氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液的培養皿里浸泡。想一想這些葯品的作用是什麼?
2.10天後,取出一小段莖,用清水沖洗干凈,再用針把它挑開,分出單個韌皮纖維。
3.用鑷子把單個韌皮纖維放到滴有碘氯化鋅溶液的載玻片上染色。蓋上蓋玻片。
4.用顯微鏡觀察,找一找細胞與其支持功能相適應的結構特點。
5.畫出韌皮纖維簡圖。
【實驗結果】
在高倍顯微鏡下,能清楚地看到一根根被染上了紫色的兩頭尖的韌皮纖維細胞。每個細胞的壁都增厚了,壁上有裂縫狀的斜生的紋孔。細胞中央的腔很窄,裡面沒有生活的原生質體。這就是厚壁組織,是機械組織的一種。這樣的結構與支持植物體的機能相適應。10%氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液是用來分離韌皮纖維,碘氯化鋅溶液可以把纖維素的細胞壁染成紫色。
韌皮纖維細胞圖
(A為纖維素B為纖維細胞)
用顯微鏡觀察人的口腔上皮細胞
【實驗目的】
認識人體細胞的基本結構,練習製作臨時裝片和使用顯微鏡。
【實驗類型】
學生實驗。
【材料用品】
顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑷子、牙簽、玻璃杯、吸管、0.9%生理鹽水、0.l%高錳酸鉀溶液、稀碘液(或龍膽紫)、吸水紙。
【方法步驟】
1.在潔凈的載玻片中央,滴一滴生理鹽水。
2.用清水漱口,再取一根牙簽放在0.l%的高錳酸鉀溶液里消毒後,在自己的口腔壁輕輕刮幾下。
3.把牙簽上附有碎屑的一端,放在載玻片上的生理鹽水中塗幾下,再蓋上蓋玻片。
4.在蓋玻片的一側加稀碘液,用吸水紙從蓋玻片的另一側吸引,使染液將標本全部浸濕。
5.先在低倍顯微鏡下觀察人的口腔上皮細胞,注意觀察細胞的形狀,縮小光圈,辨認細胞膜(為什麼?)。然後再用高倍顯微鏡放大,觀察著色較淺的是什麼結構?著色較深的又是什麼結構?
【實驗結果】
人的口腔上皮細胞是扁平、多邊形的,形狀不很規則。因為細胞膜很薄,雖然著了色,在較強的光線下,輪廓還是不很分明,所以必須縮小光圈。在細胞膜里著色較淺的是細胞質,著色較深的是細胞核(如圖)。
【注意事項】
用方簽在口腔壁上輕輕刮動,不要刮在牙縫里,因為牙齒上刮下來的是食物碎屑,不是口腔上皮細胞。
⑵ 細胞的結構和功能
細胞的結構和功能
教學目標
使學生了解原核細胞和真核細胞的區別。理解真核細胞的細胞膜、細胞器和細胞核的結構和功能。理解細胞膜的結構特點和功能特性,物質出入細胞的三種方式和細胞核中染色質和染色體相互轉化的動態關系。
通過學習真核細胞的亞顯微結構和功能,培養學生識圖能力和繪圖的技能。在指導學生學習細胞微觀結構時,培養和發展學生抽象思維能力和對微觀世界的空間想像能力。
3.通過學習真核細胞結構和功能的統一,一個細胞是一個有機的統一整體,對學生進行適應、整體等生命科學觀點和辯證唯物主義基竟鄣愕慕逃�Mü��氨冉顯�訟赴�駝婧訟赴�那�鷙偷厙蟶暇�蠖嗍��鍤欽婧松�鎿庖皇率擔�寡��髁⑸�鍀��鄣恪?
重點、難點分析
1.細胞膜的結構和功能以及物質出入細胞的三種方式是教學重點。學好細胞膜結構和功能知識,對後續章節的學習影響較大。細胞膜知識是學習植物水分代謝、礦質代謝、光合和呼吸作用以及動物新陳代謝的基礎。細胞膜的結構特點和功能特性與細胞的物質交換、能量轉換、信息傳遞、激素調節等都有密切關系。
2.教材中提及的七種細胞器,應把線粒體、葉綠體列為重點。這兩種細胞器與細胞能量轉換關系密切。線粒體和葉綠體結構和功能的知識是學習呼吸作用和光合作用的基礎。
此外,內質網、核糖體、液泡在細胞的生命活動中具有重要生理作用。內質網是網狀的膜結構系統,對細胞內的各種生化反應、物質運輸起重要作用;核糖體是合成蛋白質的細胞器,與後面章節的蛋白質代謝,蛋白質生物合成都有密切關系;液泡對植物的滲透吸水有明顯影響。
高爾基體和中心體都較靠近細胞核。應提醒學生注意它們在動植物細胞中的存在情況和生理作用,為後面學習動植物細胞的有絲分裂奠定基礎。
3.細胞核的結構和功能是教學重點,染色質和染色體的形態變化是學習細胞分裂,掌握細胞分裂各期特點的基礎。上述知識的掌握關繫到生物遺傳變異的學習。
4.細胞膜具有一定的流動性、細胞膜的功能特性、物質出入細胞的主動運輸方式;線粒體、葉綠體和內質網等微觀結構;染色質和染色體在細胞增殖周期中相互轉化的過程等是教學難。
要讓學生理解細胞膜具有一定的流動性的結構特點,必須與細胞膜的功能密切聯系,要講清楚細胞膜的成分和結構層次。正是由於構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子排列、分布的疏密程度不同,不均勻性以及作為骨架的磷脂雙分子層的遷移、自轉、水平運動等特點,加之蛋白質載體的特異性,才能保證細胞膜具有選擇透過性。
主動運輸需要載體,還需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。至於能量的來源、產生的過程,在後面學習呼吸作用、能量代謝時還要介紹,這里點到為止即可。
線粒體、葉綠體、內質網等細胞器都是在電鏡下才能觀察到的微觀結構,學生缺乏感性認識,教師應盡量運用掛圖、模型等直視手段和豐富生動的教學語言以加強教學效果。
染色體這個名詞,學生聽說過,有的同學較熟悉,但較少知道染色質。教師要強調,染色體和染色質是同一物質在不同時期的不同形態不同名稱而已。至於為什麼有這種相互轉變的動態變化,有何生物學意義,教師可略加介紹。最後應指出,染色體的形態變化,在連續分裂的細胞中才會發生。
教學過程設計
一、本課題的參考課時為三課時。
二、第一課時:
1.本節教學以細胞結構與功能的統一作為教學主線、突出細胞膜、各細胞器、細胞核結構和功能的統一。讓學生在了解細胞各部分生理功能的基礎上,去理解與功能相適應的種種形態、結構特點,從而認識細胞和生物體結構與功能統一是生物經歷漫長時間進化的結果。
本節學習的是細胞的亞顯微結構,要使這些平時看不見、摸不著的、枯燥又乏味的知識能讓學生學得進去,學得有興趣。要求教師從實際出發,從直觀著手、善於啟發誘導、充分調動學生的學習積極性和主動性。
2.引言:
上節課我們學習了細胞的化學成分,知道構成細胞的每一種化合物都有其重要的生理功能,但是,任何一種化合物都不能單獨地完成某一種生命活動。打個比方,電視機的零部件各有各的作用,但任何一個零件並不具備收看電視的功能,只有當這些部件進行組裝、調試後才能顯示電視機功能。同樣道理,當這些化合物按照一定的方式有機地組織起來,形成一種結構——細胞,才能表現出細胞和生物體的生命現象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。細胞雖然很微小,但卻有非常精細的結構和復雜的自控功能,因此,活細胞能夠進行一切生命活動。
根據細胞結構和特點的復雜程度的不同,可將細胞分為原核細胞和真核細胞兩大類。
展示原核細胞模式圖和真核細胞亞顯微結構圖,教師稍加提示,由學生得出原核細胞和真核細胞的主要區別。
針對真核細胞亞顯微結構圖指出,初中階段使用過的光學顯微鏡,對細胞膜和細胞內的細微結構是分辨不出來的。近代,由於電子顯微鏡的運用,將細胞放大兒子、幾萬、幾十萬倍後,我們在電鏡下觀察到的是細胞亞顯微結構。教師強調我們所學的細胞是真核細胞,我們要學習的細胞結構是亞顯微結構。
讓學生觀察、辨認植物或動物細胞的亞顯微結構圖。此時,學生也只能辨認細胞壁、細胞質、細胞核等部分。教師按亞顯微結構圖,簡要地描繪一下,幾種細胞器的名稱和重要作用,以激發學生對學習細胞亞顯微結構和探求細胞內部微觀世界的興趣。
3.由表及裡,由淺入深地學習細胞的亞顯微結構和功能。
教師可展示洋蔥表皮細胞模型,分層展開,可見:細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核等部分。回憶原生質的結構組成,再次強調,細胞壁不屬於原生質。
真核細胞細胞質的最外面是一層很薄的細胞膜(植物細胞的細胞膜外面有細胞壁)。
(l)細胞膜的功能,學生知道有保護作用,讓學生說說細胞膜有保護作用的實例。指出,正常的活細胞,由於細胞膜的保護維持著相對穩定的細胞形態和內部環境。
細胞膜還有什麼作用呢?啟發學生想,生活著的活細胞時刻不停地與周圍環境進行物質交換,當然要通過細胞膜物質才能出入細胞。
(2)細胞膜有什麼結構特點,適於起到保護細胞內部和調節、控制、保證細胞內外物質交換的作用呢?
細胞膜很薄,厚度一般為80×10(-10)m,有良好的物理性能:堅韌性、伸展性和半透性。
介紹細胞膜的化學成分和結構特點時,要突出磷脂雙分子層是細胞膜的基本骨架,強調構成細胞膜的蛋白質分子以不同的深度鑲嵌、貫穿在磷脂雙分子層內或覆蓋在磷脂雙分子層表面。而且磷脂分子和蛋白質分子都具有一定位移、運動特點。因此說,細胞膜的結構待點是:具有一定的流動性。這種結構特點對於細胞膜完成生理功能是很重要的。
物質如何通過細胞膜出入細胞呢?
將物質出入細胞的三種方式圖解,用投影打在幕布上或指導學生看書上圖解。培養學生看圖、讀圖能力。
依次比較自由擴散與協助擴散;協助擴散與主動運輸的相同點與不同點。最後列表小結如下:
通過物質透過細胞膜進入細胞的三種方式,可以得出細胞膜的生理特性是一種選擇透過性膜(何謂選擇透過性,讓學生閱讀課文)。
教師提出一些問題啟發學生進行議論,以加深理解和鞏固所學知識。
①物質通過細胞膜出入細胞的三種方式中,你認為哪種方式對於活細胞完成各項生命活動最重要,為什麼?
②細胞膜是選擇透過性膜。即水分子等細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過,而其它的離子、小分子和大分子不能通過細胞膜。那麼大分子如何出入細胞呢?例如水中的有機物顆粒是如何進入原生動物草履蟲體內的,未被消化的食物殘渣又是如何排出體外的?
這里,稍加指出,物質出入細胞除上述三種方式外,還有其它特殊方式。大分子物質不能直接通過細胞膜不等於大分子物質不能出入細胞。一些大分子物質是以一定方式出入細胞的,如細胞的內吞作用和外排作用,白細胞對異物的吞噬作用,胰島細胞對胰島素的分泌作用等。
③下列物質能否通過植物根的細胞膜進入根細胞,若能通過,最終以什麼方式通過?
(化學分子式)蛋白質、土壤有機質
最後提一下,植物細胞的細胞外面還有一層細胞壁,主要化學成分是纖維素和果膠,其作用是支持和保護,其性質是全透性的。
三、第二課時:
1.復習提問:細胞膜的結構和化學組成是怎樣的?細胞膜的結構特點是什麼?有什麼功能特性?為什麼說細胞膜是一種選擇透過性膜?
小結指出,細胞膜具有保護細胞的作用,同時與周圍環境不停地進行物質交換。此外,活細胞中的各種代謝活動和生理功能如分泌、排泄、免疫等都與細胞膜的結構和功能特性密切有關。
總之,細胞膜維系著整個細胞的內部環境的相對穩定,保證細胞內的一切生命活動正常地有序地進行。
那麼,細胞膜之內、細胞核之外的細胞質里有哪些細微的結構,它們有什麼功能呢?
2.本課時主要講述細胞質的組成和四種細胞器(線粒體、葉綠體、內質網和核糖體),以了解細胞器的功能為重點,以細胞器的結構與功能統一為主線,運用模型、掛圖、投影或繪板圖等加強直觀教學。
3.光學顯微鏡下觀察的活細胞,細胞質呈均勻透明的膠狀物質。活細胞的細胞質處於不斷流動的狀態。
細主要包括:細胞質基質和細胞器
主要成分:水、無機鹽離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸、各種酶等。
細胞質基質 主要功能:活細胞進行新陳代謝的主要場所,為新陳代謝提供必需物質和一定的環境條件。
細胞質的基質中懸浮著多種細胞器。每種細胞器都有特定的形態結構,完成各自專有的功能。
4.真核細胞內的主要細胞器。
(1)線粒體:
讓學生觀看動植物細胞亞顯微結構圖,找找有無線粒體,大致什麼形態。
分布:普遍存在於動植物細胞中,大多呈顆粒狀、短線狀,由此得名。
功能:教師舉例,由學生思考推論線粒體的功能。
例①生長旺盛的細胞或生理功能活躍的細胞中線粒體居多(如肝細胞中線粒體多達2000個,一般細胞為幾十至幾百個),在代謝衰退的細胞中線粒體較少。
②鳥翼的肌原纖維、精子的尾部基端線粒體數目較多。
③線粒體一般是均勻地分布在細胞質基質中,但它在活細胞中能自由地移動,往往在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中。例如在小鼠受精卵的分裂面附近比較集中。
讓學生分析上述例子,說明線粒體有何功能,在分布上有何特點?
教師加以引導,由學生得出結論:線粒體為細胞生命活動提供能量。有人稱線粒體為細胞內供能的「動力工廠」。線粒體在活細胞中能自由移動,是動態的,有利於提供能量。
這些能量來源是什麼,線粒體又是如何提供的?教師指出,線粒體通過呼吸作用氧化分解糖類等有機物釋放能量,供給細胞的生命活動。
結論是,線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,為細胞生命活動提供能量。
線粒體有哪些形態結構特點,有利於進行有氧呼吸釋放能量呢?
講解線粒體結構時,教師隨講隨極圖(圖1-2),以利及時突出這些結構與功能的統一。小結時再用色彩鮮明且有立體感的掛圖,由學生來講有哪些結構和生理功能,以利學生理解掌握以下內容:
①線粒體有內外兩層膜,外膜使線粒體與周圍的細胞質基質分開,內股向內腔折疊形成嵴,加大了內股的表面積,有利於有氧呼吸的生化反應順利進行。
②內膜、呢周圍充滿液態基質,液體環境有利於生化反應進行。
③內膜、嵴上分布有基粒。內膜、嵴、基粒和基質中均有許多種與有氧呼吸有關的酶。
(2)葉綠體:
首先,觀察植物細胞亞顯微結構圖,然後簡單講述質體的分類及特點,強調重點學習葉綠體。
分布:主要存在植物的葉肉細胞里以及幼嫩莖稈的皮層細胞里。
功能:植物進行光合作用的細胞器。
關於光合作用的知識,學生在初中學習過,但對光合作用的細胞器是葉綠體還是葉綠素有時搞不清,應注意讓學生分清葉綠素是物質,葉綠體是結構。
啟發和提問,植物葉片正面和背面的綠色有何區別。正面見光,葉綠體多,有利於進行光合作用。那麼葉綠體的內部結構有哪些特點有利於接受陽光進行光合作用呢?
展示葉綠體亞顯微結構模型和掛圖,圍繞葉綠體的功能講解其結構。教學中應盡量採用談話法使學生明確以下幾點:
①葉綠體一般呈扁平橢球形或球形,膜透明有利於透進陽光,表面積較大有利於接受光照,葉綠體在細胞中分布與光照有關,能在細胞質的基質中流動。
②有兩層膜,使葉綠體內部與外界隔開,成為一個獨立的完成光合作用功能的系統。
內膜光滑,基質中有幾個~幾十個基粒。每個基粒呈圓柱形,由10~100個片層結構薄膜重疊而成,薄膜上分布葉綠素等色素。色素的作用是吸收光能、利用光能。
③基粒與基粒之間充滿液態基質,在葉綠體的內膜上、基粒片層結構薄膜上和基質中含許多光合作用必需的酶。
④小結葉綠體結構與光合作用功能的適應關系。
學習完線粒體和葉綠體,應該對二者進行比較、小結,為第二章學習新陳代謝中的有氧呼吸和光合作用奠定基礎。小結時要明確:
A.線粒體和葉綠體,這兩種細胞器,各具有特定的結構和功能。結構是功能的基礎,功能和結構協調統一。
B.線粒體和葉綠體雖有相同的結構名稱,兩者都與能量的轉換密切相關,但兩者又是兩種完全不同的能量轉換器。線粒體是化能轉換器(有機物中穩定的化學能→活潑可轉移的化學能),葉綠體是光能轉換器(光能→有機物中穩定的化學能)
C.線粒體和葉綠體還都含有少量的遺傳物質DNA和RNA,這是其它許多細胞器所沒有的,在遺傳上具相對獨立遺傳功能,為第五章講到細胞質遺傳作些鋪墊。
(3)內質網:
指導學生看圖,明確絕大多數動植物細胞都有內質網,是由膜結構連接而成的網狀物,廣泛地分布在細胞質基質內。內質網的種類主要有兩種:滑面型內質網和粗面型內質網。其主要功能是:
①內質網廣泛分布細胞質基質內,尤以細胞中央為多,向內與核膜相通,向外與細胞膜(內褶)相連。內質網增大了細胞內的膜面積,膜上附有很多酶,有利於細胞內各種生化反應進行。
②內質網與蛋白質、脂類和糖類的合成有關,有人比喻為有機物合成的「車間」。
③是細胞內蛋白質等多種物質的運輸通道。
(4)核糖體:
核糖體是橢圓形粒狀小體,有的附著在內質網上,有些游離在細胞質基質中。
主要功能是將氨基酸合成蛋白質的場所,比喻為蛋白質「裝配機器」。
四、第三課時:
1.本課時繼續學習細胞器,主要是高爾基體、中心體和液泡的分布、結構和功能。這部分內容通過學生看模型、掛圖等,以談話形式讓學生明確一些問題後再列表填充相關的內容(見下表)。
存在部位
形態結構
主要功能
高爾基體
動植物細胞中,一般位於細胞核附近
扁平囊狀結構和大小囊泡
動物細胞中與細胞分泌物開成,蛋白質的濃縮和加工有關;植物細胞中與細胞壁形成有關
中心體
位於動物細胞和一些低等植物細胞的細胞核附近
每個中心體由2個中心粒及周圍物質構成
與動物細胞的有絲分裂有關
液泡
植物細胞
泡狀結構內含細胞液
細胞液含有機酸、無機鹽等,有一定濃度
保持一定滲透壓,與細胞滲透有關
2.小結。
①七種細胞器的存在、膜結構和主要功能:(見下表)
②細胞質基質是活細胞新陳代謝的重要場所,各種細胞器各有其形態結構和功能,各細胞器之間也是密切聯系的。細胞質基質和細胞器相互協調,完成活細胞的各種生命活動。
3.真核細胞有成形的明顯細胞核。
細胞核常見:圓形、卵形、也有瓣形(如人的白細胞)、分枝形(如蠶的絲腺細胞)。
一個細胞通常有一個核,也有2個核的(如肝細胞),人的骨胳肌細胞核多達百個。極少數細胞無核,如哺乳動物和人的成熟的紅細胞。
(1)細胞核的結構:
由表及裡講述,明確以下幾點:
①核膜是雙層膜,有核孔。有核膜使細胞的核質分開;有核孔使細胞的核質之間能進行物質交換,如信使RNA通過核孔進入細胞質。核膜是選擇透過性膜,氨基酸、葡萄糖、離子和小分子等可通透核膜。
由於核膜上有大量的多種酶,可進行各種生化反應。
②核仁,核仁是細胞核中顯著的結構,它折光性較強。在細胞有絲分裂過程中核仁呈現周期性的消失和重建。核仁呈圓形或橢圓形顆粒狀結構,沒有外膜,是勻質的球形小體。核仁富含蛋白質和RNA分子,核糖體中的RNA就來自核仁。核糖體是合成蛋白質場所,所以蛋白質合成旺盛的細胞常有較大和較多的核仁。
③染色質:此名詞早在1882年提出,主要指細胞核內易被洋紅或蘇木精等鹼性染料染成深色的物質,故叫染色質。其主要成分是DNA和蛋白質。在細胞有絲分裂間期:染色質呈細長絲狀且交織成網狀,在細胞有絲分裂的分裂期,染色質細絲高度螺旋、縮短變粗成圓柱狀或桿狀的染色體。
此時可問學生:染色質與染色體的關系是怎樣的?結論是同一種物質(DNA和蛋白質)在細胞的不同時期(分裂間期和分裂期)所呈現的不同形態(細絲網狀;高度螺旋後任狀;桿狀),因而叫不同的名稱(染色質;染色體)。
大量科學實驗表明:凡是無核的細胞,既不能生長也不能分裂,終將死亡。例如變形蟲切割實驗,人工去核後,新陳代謝減弱,不能存活多久。可見,細胞核在細胞生命活動中起決定性作用。那麼細胞核的主要功能是什麼呢?
(2)細胞核主要功能:
從核膜、核仁、染色質分析。細胞核的主要結構是什麼?是染色質。由於DNA是遺傳物質,所以說細胞核是遺傳物質貯存和復制的場所,是細胞遺傳和細胞代謝的控制中心。可見細胞核是細胞結構中最重要的部分。
4.細胞是一個有機的統一整體。
學習細胞的結構和功能一節後,學生應思考這樣一個問題,為什麼說細胞是一個有機的統一整體?
教師引導學生從結構上的聯系性和功能上的協調性進行總結,讓學生明確:
(1)結構上相互聯系,彼此不可替代。
細胞膜位於細胞質的最外面,作為與環境分割的界面,保證細胞內結構、成分的相對穩定。細胞膜、核膜、內質網膜和各種細胞器的膜,構成細胞的膜系統,使細胞內的各種物質得以聯系或轉化。
細胞質和細胞核的存在是缺一不可的。無核的細胞雖有,但壽命短促、需不斷更新,如哺乳動物和人的成熟紅細胞;只有細胞核而無細胞質的細胞是不存在的,至多是細胞質極少,如精子細胞,其壽命也很短。
(2)功能上協調一緻密切配合形成整體。
如下表所示,細胞內能量轉移、利用的功能,即表明了各結構功能的協調、配合:綜上所說,細胞的各個部分不是彼此孤立的,而是互相緊密聯系協調一致的。一個細胞就是一個有機的統一整體。細胞只有保持完整性才能正常地完成各項生命活動。
五、本課題教學中應注意的問題:
1.創造條件幫助學生形成感性認識,理解知識。
生物體的一切生命活動主要是在細胞內進行的,細胞就是生物體進行生命活動的結構基礎。研究細胞的亞顯微結構需在電子顯微鏡下才能觀察到。那些極細微結構平時是看不見摸不著的,加之細胞的結構名稱多,名詞概念多,細胞結構與功能又是多種多樣,因此學生學這部分知識比較陌生缺乏感性認識,較難理解、記憶。教師應創造條件、充分運用模型、掛圖、投影或自製教具等教學手段加強直觀教學。這部分內容唯有在直觀條件下,從感性認識入手逐步地使學生理解和熟悉細胞的亞顯微結構和功能。
2.應注意突出生理功能的教學。
細胞結構和功能的學習,教師講授和學生的學習,均應以功能帶動結構,使學生學會用適應的觀點,理解結構和功能的關系,理解兩者的合理性、協調性和統一性。此外,在細胞膜、細胞器和細胞核的各部分知識學習以後,應圍繞細胞是一個有機統一整體進行總結。由於學生初學這部分知識還不熟練,不能融會貫通,總結時需要教師具體指導,和學生一起進行。
3.注意重視學生能力培養。
這部分知識雖然識記的內容多,但也不可忽視學生能力培養。對於細胞的亞顯微結構,和各種細胞器,要求學生學會識圖,例如在細胞核附近的高爾基體和內質網怎麼區別。對於重要的細胞器如線粒體、葉綠體等不僅要知道結構名稱而且能繪示意簡圖。此外,各細胞器的功能,時間一長,學生記憶易混淆。教學時,可教給學生一些識記方法,如採用列表對比、聯系記憶等方法。
例如,人體澱粉酶的合成分泌需要哪些細胞器參與?首先想到酶屬於蛋白質,蛋白質的合成車間是核糖體,蛋白質合成出來後需經高爾基體加工包裝(如教材所說高爾基體與動物細胞分泌物形成有關),由內質網的管道膜系統運輸。以上這些生理過程均離不開能量的推動,線粒體通過有氧呼吸為上述活動提供能量。通過聯想的辦法,將細胞器的功能聯系起來復習,有利於培養學生的記憶能力。
小資料
一、細胞的亞顯微結構:
普通光學顯微鏡的分辨極限約為0.2微米,而細胞內更加細微結構如細胞膜、核糖體、微管等直徑均小於0.2微米。普通光學顯微鏡是觀察不到的。電子顯微鏡以電子束代替照明 ,對細胞的超微結構的分辨本領可達0.1~0.2納米。用電子顯微鏡看到的細胞超微結構叫做細胞的亞顯微結構。
由細胞很微小,用電子顯微鏡觀看的細胞膜、細胞器則更加微小,在表示它們的大小。時測量單位通常用微米(μm)、納米(nm)、埃(A0)表示。
換算關系如下:
1米(m)=10(3)毫米(mm)
1毫米(mm)=10(3)微米(μm)
1微米(pm)=10(3)納米(nm)
1納米(nm)=10埃(A)
lm=10(3)mm=10(6)μm=10(9)nm=10(10)A
即1A=10(-1)nm=10(-4)μm=10(-7)mm=10(-10)m
二、原核細胞和原核生物:
原核細胞結構比較簡單,細胞內沒有成形的細胞核,細胞質中沒有線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、中心體等結構復雜的細胞器,僅有核糖體、中間體(一種膜層結構,其功能類似於真核細胞的線粒體,上面分布有酶,原生質內有遺傳物質組成的核區,沒有核膜、核仁的分化,只有一個裸露的環狀DNA分子)。
由原核細胞構成的生物叫原核生物。現存原核生物有:細菌、藍藻、放線菌和立克次氏體、衣原作、支原體等。
有益的細菌如根瘤菌(固氮作用)、大腸內的大腸桿菌(與人和哺乳動物共生)、乳酸菌(發酵)等;有害的致病細菌如痢疾桿菌、肺炎雙球菌、霍亂弧菌等。
藍藻如顫藻、色球藻、固氮藍藻、魚腥藻(與滿江紅共生具固氮能力)。
放線菌:廣泛分布於自然界,尤多見於土壤中,大多腐生。在醫葯、農業上應用的抗生素如鏈黴素、金黴素、慶大黴素多是放線菌產生的。
原核生物是地球上最古老的原始種類,它們出現在距今31億~32億年的古老地層中,真核生物出現在距今15億年前地層中。一般認為,真核生物是由原核生物經過漫長年代逐步進化而來。
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⑶ 制備細胞膜的方法
活動目標
1.體驗用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的基本方法。
2.使用高倍顯微鏡觀察制備細胞膜過程中細胞的變化。
背景資料
生物膜的研究發展迅速。要研究生物膜的組成、結構及功能,首先必須分離出純凈的細胞膜。分離得到的哺乳動物的紅細胞膜,一般稱為「血影」。哺乳動物成熟的紅細胞中沒有一般真核細胞所具有的細胞核和細胞器,容易用它制備純凈的細胞膜。此外,哺乳動物的血液也比較容易獲得,因而是研究細胞膜的理想材料。
從哺乳動物的紅細胞中分離細胞膜,第一步是將血液收集在加有抗凝劑的容器內,用低速離心的方法從血液中分離出紅細胞,然後用等滲緩沖液反復洗滌,經多次離心,去除血漿。第二步是在紅細胞中加入低滲緩沖液,由於低滲溶液的作用,大量水分進入細胞,使紅細胞脹破而溶血。第三步是將溶血的紅細胞反復而充分地高速離心、洗滌,去除血紅蛋白和其他的細胞內含物,最終獲得比較純凈的紅細胞膜。
操作指南
1.材料 新鮮的哺乳動物血液
2.用具 離心機,離心管,滴管,顯微鏡,載玻片,蓋玻片,吸水紙,小燒杯。
3.試劑 檸檬酸鈉或肝素(抗凝劑),生理鹽水(質量分數為0.9%的NaCl溶液),蒸餾水或清水。
4.操作要點
教師在實驗前做以下准備工作。
准備一定量的新鮮的哺乳動物血液,如羊血或豬血,在冰箱中靜置一晝夜。用滴管將上清液吸去。再吸取1 mL的沉澱物,放入離心管中,加入生理鹽水2 mL,在2 000 r/min條件下離心5 min。去除上清液,在沉澱中再加入生理鹽水2 mL,再離心一次,去除上清液,留沉澱備用。以上操作的目的是洗去血漿成分,避免血漿對血細胞的緩沖作用,從而使紅細胞的溶血現象更加明顯。
學生的實驗操作如下。
(1)取一個5 mL的小燒杯,加入生理鹽水2~3 mL。
(2)用滴管在沉澱的下層吸取一小滴血細胞,滴入小燒杯的生理鹽水中,以達到稀釋紅細胞的目的,以免觀察時,由於細胞密度太大,影響觀察效果。
(3)取另一個滴管,在小燒杯中輕輕攪拌,然後吸取少量的血細胞稀釋液,在載玻片的中央滴很小的一滴,加蓋玻片。
(4)先在低倍鏡下觀察紅細胞的正常形態,可見其邊緣完整發亮。
(5)在蓋玻片的一側加一滴蒸餾水或清水,在另一側非常小心地用吸水紙慢慢地吸引,防止把紅細胞全部吸入吸水紙中而影響觀察。邊加水邊觀察,注意紅細胞的形態變化。紅細胞會隨著水流向一側漂移,觀察時注意移動玻片。紅細胞體積逐漸變大,變得非常鼓脹,在視野中可以找到少數脹破的紅細胞,它們已失去完整發亮的邊緣,變成彌散狀。
5.需要注意的幾個問題
(1)製作臨時裝片時,紅細胞必須稀釋,而且取紅細胞的量要少。
(2)在高倍鏡下觀察,待觀察清晰時,在蓋玻片的一側滴加蒸餾水,同時在另一側用吸水紙吸引。上述操作均在載物台上進行,並隨時調整鏡筒高度,持續觀察細胞的變化。在蓋玻片一側滴加蒸餾水的量要少,不能讓蓋玻片處於漂浮狀態;同時在另一側用吸水紙吸引時要小心,不要將血細胞吸走。
(3)要想取得好的觀察效果,所用顯微鏡的放大倍數應在400倍以上。
(4)操作中要認真觀察才能看到連續的變化過程。
1.分析實驗原理
⑷ 細胞的結構和功能應該如何理解
細胞的結構和功能
教學目標
使學生了解原核細胞和真核細胞的區別。理解真核細胞的細胞膜、細胞器和細胞核的結構和功能。理解細胞膜的結構特點和功能特性,物質出入細胞的三種方式和細胞核中染色質和染色體相互轉化的動態關系。
通過學習真核細胞的亞顯微結構和功能,培養學生識圖能力和繪圖的技能。在指導學生學習細胞微觀結構時,培養和發展學生抽象思維能力和對微觀世界的空間想像能力。
3.通過學習真核細胞結構和功能的統一,一個細胞是一個有機的統一整體,對學生進行適應、整體等生命科學觀點和辯證唯物主義基本觀點的教育。通過學習比較原核細胞和真核細胞的區別和地球上絕大多數生物是真核生物這一事實,使學生樹立生物進化觀點。
重點、難點分析
1.細胞膜的結構和功能以及物質出入細胞的三種方式是教學重點。學好細胞膜結構和功能知識,對後續章節的學習影響較大。細胞膜知識是學習植物水分代謝、礦質代謝、光合和呼吸作用以及動物新陳代謝的基礎。細胞膜的結構特點和功能特性與細胞的物質交換、能量轉換、信息傳遞、激素調節等都有密切關系。
2.教材中提及的七種細胞器,應把線粒體、葉綠體列為重點。這兩種細胞器與細胞能量轉換關系密切。線粒體和葉綠體結構和功能的知識是學習呼吸作用和光合作用的基礎。
此外,內質網、核糖體、液泡在細胞的生命活動中具有重要生理作用。內質網是網狀的膜結構系統,對細胞內的各種生化反應、物質運輸起重要作用;核糖體是合成蛋白質的細胞器,與後面章節的蛋白質代謝,蛋白質生物合成都有密切關系;液泡對植物的滲透吸水有明顯影響。
高爾基體和中心體都較靠近細胞核。應提醒學生注意它們在動植物細胞中的存在情況和生理作用,為後面學習動植物細胞的有絲分裂奠定基礎。
3.細胞核的結構和功能是教學重點,染色質和染色體的形態變化是學習細胞分裂,掌握細胞分裂各期特點的基礎。上述知識的掌握關繫到生物遺傳變異的學習。
4.細胞膜具有一定的流動性、細胞膜的功能特性、物質出入細胞的主動運輸方式;線粒體、葉綠體和內質網等微觀結構;染色質和染色體在細胞增殖周期中相互轉化的過程等是教學難。
要讓學生理解細胞膜具有一定的流動性的結構特點,必須與細胞膜的功能密切聯系,要講清楚細胞膜的成分和結構層次。正是由於構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子排列、分布的疏密程度不同,不均勻性以及作為骨架的磷脂雙分子層的遷移、自轉、水平運動等特點,加之蛋白質載體的特異性,才能保證細胞膜具有選擇透過性。
主動運輸需要載體,還需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。至於能量的來源、產生的過程,在後面學習呼吸作用、能量代謝時還要介紹,這里點到為止即可。
線粒體、葉綠體、內質網等細胞器都是在電鏡下才能觀察到的微觀結構,學生缺乏感性認識,教師應盡量運用掛圖、模型等直視手段和豐富生動的教學語言以加強教學效果。
染色體這個名詞,學生聽說過,有的同學較熟悉,但較少知道染色質。教師要強調,染色體和染色質是同一物質在不同時期的不同形態不同名稱而已。至於為什麼有這種相互轉變的動態變化,有何生物學意義,教師可略加介紹。最後應指出,染色體的形態變化,在連續分裂的細胞中才會發生。
教學過程設計
一、本課題的參考課時為三課時。
二、第一課時:
1.本節教學以細胞結構與功能的統一作為教學主線、突出細胞膜、各細胞器、細胞核結構和功能的統一。讓學生在了解細胞各部分生理功能的基礎上,去理解與功能相適應的種種形態、結構特點,從而認識細胞和生物體結構與功能統一是生物經歷漫長時間進化的結果。
本節學習的是細胞的亞顯微結構,要使這些平時看不見、摸不著的、枯燥又乏味的知識能讓學生學得進去,學得有興趣。要求教師從實際出發,從直觀著手、善於啟發誘導、充分調動學生的學習積極性和主動性。
2.引言:
上節課我們學習了細胞的化學成分,知道構成細胞的每一種化合物都有其重要的生理功能,但是,任何一種化合物都不能單獨地完成某一種生命活動。打個比方,電視機的零部件各有各的作用,但任何一個零件並不具備收看電視的功能,只有當這些部件進行組裝、調試後才能顯示電視機功能。同樣道理,當這些化合物按照一定的方式有機地組織起來,形成一種結構——細胞,才能表現出細胞和生物體的生命現象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。細胞雖然很微小,但卻有非常精細的結構和復雜的自控功能,因此,活細胞能夠進行一切生命活動。
根據細胞結構和特點的復雜程度的不同,可將細胞分為原核細胞和真核細胞兩大類。
展示原核細胞模式圖和真核細胞亞顯微結構圖,教師稍加提示,由學生得出原核細胞和真核細胞的主要區別。
針對真核細胞亞顯微結構圖指出,初中階段使用過的光學顯微鏡,對細胞膜和細胞內的細微結構是分辨不出來的。近代,由於電子顯微鏡的運用,將細胞放大兒子、幾萬、幾十萬倍後,我們在電鏡下觀察到的是細胞亞顯微結構。教師強調我們所學的細胞是真核細胞,我們要學習的細胞結構是亞顯微結構。
讓學生觀察、辨認植物或動物細胞的亞顯微結構圖。此時,學生也只能辨認細胞壁、細胞質、細胞核等部分。教師按亞顯微結構圖,簡要地描繪一下,幾種細胞器的名稱和重要作用,以激發學生對學習細胞亞顯微結構和探求細胞內部微觀世界的興趣。
3.由表及裡,由淺入深地學習細胞的亞顯微結構和功能。
教師可展示洋蔥表皮細胞模型,分層展開,可見:細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核等部分。回憶原生質的結構組成,再次強調,細胞壁不屬於原生質。
真核細胞細胞質的最外面是一層很薄的細胞膜(植物細胞的細胞膜外面有細胞壁)。
(l)細胞膜的功能,學生知道有保護作用,讓學生說說細胞膜有保護作用的實例。指出,正常的活細胞,由於細胞膜的保護維持著相對穩定的細胞形態和內部環境。
細胞膜還有什麼作用呢?啟發學生想,生活著的活細胞時刻不停地與周圍環境進行物質交換,當然要通過細胞膜物質才能出入細胞。
(2)細胞膜有什麼結構特點,適於起到保護細胞內部和調節、控制、保證細胞內外物質交換的作用呢?
細胞膜很薄,厚度一般為80×10(-10)m,有良好的物理性能:堅韌性、伸展性和半透性。
介紹細胞膜的化學成分和結構特點時,要突出磷脂雙分子層是細胞膜的基本骨架,強調構成細胞膜的蛋白質分子以不同的深度鑲嵌、貫穿在磷脂雙分子層內或覆蓋在磷脂雙分子層表面。而且磷脂分子和蛋白質分子都具有一定位移、運動特點。因此說,細胞膜的結構待點是:具有一定的流動性。這種結構特點對於細胞膜完成生理功能是很重要的。
物質如何通過細胞膜出入細胞呢?
將物質出入細胞的三種方式圖解,用投影打在幕布上或指導學生看書上圖解。培養學生看圖、讀圖能力。
依次比較自由擴散與協助擴散;協助擴散與主動運輸的相同點與不同點。最後列表小結如下:
通過物質透過細胞膜進入細胞的三種方式,可以得出細胞膜的生理特性是一種選擇透過性膜(何謂選擇透過性,讓學生閱讀課文)。
教師提出一些問題啟發學生進行議論,以加深理解和鞏固所學知識。
①物質通過細胞膜出入細胞的三種方式中,你認為哪種方式對於活細胞完成各項生命活動最重要,為什麼?
②細胞膜是選擇透過性膜。即水分子等細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過,而其它的離子、小分子和大分子不能通過細胞膜。那麼大分子如何出入細胞呢?例如水中的有機物顆粒是如何進入原生動物草履蟲體內的,未被消化的食物殘渣又是如何排出體外的?
這里,稍加指出,物質出入細胞除上述三種方式外,還有其它特殊方式。大分子物質不能直接通過細胞膜不等於大分子物質不能出入細胞。一些大分子物質是以一定方式出入細胞的,如細胞的內吞作用和外排作用,白細胞對異物的吞噬作用,胰島細胞對胰島素的分泌作用等。
③下列物質能否通過植物根的細胞膜進入根細胞,若能通過,最終以什麼方式通過?
(化學分子式)蛋白質、土壤有機質
最後提一下,植物細胞的細胞外面還有一層細胞壁,主要化學成分是纖維素和果膠,其作用是支持和保護,其性質是全透性的。
三、第二課時:
1.復習提問:細胞膜的結構和化學組成是怎樣的?細胞膜的結構特點是什麼?有什麼功能特性?為什麼說細胞膜是一種選擇透過性膜?
小結指出,細胞膜具有保護細胞的作用,同時與周圍環境不停地進行物質交換。此外,活細胞中的各種代謝活動和生理功能如分泌、排泄、免疫等都與細胞膜的結構和功能特性密切有關。
總之,細胞膜維系著整個細胞的內部環境的相對穩定,保證細胞內的一切生命活動正常地有序地進行。
那麼,細胞膜之內、細胞核之外的細胞質里有哪些細微的結構,它們有什麼功能呢?
2.本課時主要講述細胞質的組成和四種細胞器(線粒體、葉綠體、內質網和核糖體),以了解細胞器的功能為重點,以細胞器的結構與功能統一為主線,運用模型、掛圖、投影或繪板圖等加強直觀教學。
3.光學顯微鏡下觀察的活細胞,細胞質呈均勻透明的膠狀物質。活細胞的細胞質處於不斷流動的狀態。
細主要包括:細胞質基質和細胞器
主要成分:水、無機鹽離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸、各種酶等。
細胞質基質 主要功能:活細胞進行新陳代謝的主要場所,為新陳代謝提供必需物質和一定的環境條件。
細胞質的基質中懸浮著多種細胞器。每種細胞器都有特定的形態結構,完成各自專有的功能。
4.真核細胞內的主要細胞器。
(1)線粒體:
讓學生觀看動植物細胞亞顯微結構圖,找找有無線粒體,大致什麼形態。
分布:普遍存在於動植物細胞中,大多呈顆粒狀、短線狀,由此得名。
功能:教師舉例,由學生思考推論線粒體的功能。
例①生長旺盛的細胞或生理功能活躍的細胞中線粒體居多(如肝細胞中線粒體多達2000個,一般細胞為幾十至幾百個),在代謝衰退的細胞中線粒體較少。
②鳥翼的肌原纖維、精子的尾部基端線粒體數目較多。
③線粒體一般是均勻地分布在細胞質基質中,但它在活細胞中能自由地移動,往往在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中。例如在小鼠受精卵的分裂面附近比較集中。
讓學生分析上述例子,說明線粒體有何功能,在分布上有何特點?
教師加以引導,由學生得出結論:線粒體為細胞生命活動提供能量。有人稱線粒體為細胞內供能的「動力工廠」。線粒體在活細胞中能自由移動,是動態的,有利於提供能量。
這些能量來源是什麼,線粒體又是如何提供的?教師指出,線粒體通過呼吸作用氧化分解糖類等有機物釋放能量,供給細胞的生命活動。
結論是,線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,為細胞生命活動提供能量。
線粒體有哪些形態結構特點,有利於進行有氧呼吸釋放能量呢?
講解線粒體結構時,教師隨講隨極圖(圖1-2),以利及時突出這些結構與功能的統一。小結時再用色彩鮮明且有立體感的掛圖,由學生來講有哪些結構和生理功能,以利學生理解掌握以下內容:
①線粒體有內外兩層膜,外膜使線粒體與周圍的細胞質基質分開,內股向內腔折疊形成嵴,加大了內股的表面積,有利於有氧呼吸的生化反應順利進行。
②內膜、呢周圍充滿液態基質,液體環境有利於生化反應進行。
③內膜、嵴上分布有基粒。內膜、嵴、基粒和基質中均有許多種與有氧呼吸有關的酶。
(2)葉綠體:
首先,觀察植物細胞亞顯微結構圖,然後簡單講述質體的分類及特點,強調重點學習葉綠體。
分布:主要存在植物的葉肉細胞里以及幼嫩莖稈的皮層細胞里。
功能:植物進行光合作用的細胞器。
關於光合作用的知識,學生在初中學習過,但對光合作用的細胞器是葉綠體還是葉綠素有時搞不清,應注意讓學生分清葉綠素是物質,葉綠體是結構。
啟發和提問,植物葉片正面和背面的綠色有何區別。正面見光,葉綠體多,有利於進行光合作用。那麼葉綠體的內部結構有哪些特點有利於接受陽光進行光合作用呢?
展示葉綠體亞顯微結構模型和掛圖,圍繞葉綠體的功能講解其結構。教學中應盡量採用談話法使學生明確以下幾點:
①葉綠體一般呈扁平橢球形或球形,膜透明有利於透進陽光,表面積較大有利於接受光照,葉綠體在細胞中分布與光照有關,能在細胞質的基質中流動。
②有兩層膜,使葉綠體內部與外界隔開,成為一個獨立的完成光合作用功能的系統。
內膜光滑,基質中有幾個~幾十個基粒。每個基粒呈圓柱形,由10~100個片層結構薄膜重疊而成,薄膜上分布葉綠素等色素。色素的作用是吸收光能、利用光能。
③基粒與基粒之間充滿液態基質,在葉綠體的內膜上、基粒片層結構薄膜上和基質中含許多光合作用必需的酶。
④小結葉綠體結構與光合作用功能的適應關系。
學習完線粒體和葉綠體,應該對二者進行比較、小結,為第二章學習新陳代謝中的有氧呼吸和光合作用奠定基礎。小結時要明確:
A.線粒體和葉綠體,這兩種細胞器,各具有特定的結構和功能。結構是功能的基礎,功能和結構協調統一。
B.線粒體和葉綠體雖有相同的結構名稱,兩者都與能量的轉換密切相關,但兩者又是兩種完全不同的能量轉換器。線粒體是化能轉換器(有機物中穩定的化學能→活潑可轉移的化學能),葉綠體是光能轉換器(光能→有機物中穩定的化學能)
C.線粒體和葉綠體還都含有少量的遺傳物質DNA和RNA,這是其它許多細胞器所沒有的,在遺傳上具相對獨立遺傳功能,為第五章講到細胞質遺傳作些鋪墊。
(3)內質網:
指導學生看圖,明確絕大多數動植物細胞都有內質網,是由膜結構連接而成的網狀物,廣泛地分布在細胞質基質內。內質網的種類主要有兩種:滑面型內質網和粗面型內質網。其主要功能是:
①內質網廣泛分布細胞質基質內,尤以細胞中央為多,向內與核膜相通,向外與細胞膜(內褶)相連。內質網增大了細胞內的膜面積,膜上附有很多酶,有利於細胞內各種生化反應進行。
②內質網與蛋白質、脂類和糖類的合成有關,有人比喻為有機物合成的「車間」。
③是細胞內蛋白質等多種物質的運輸通道。
(4)核糖體:
核糖體是橢圓形粒狀小體,有的附著在內質網上,有些游離在細胞質基質中。
主要功能是將氨基酸合成蛋白質的場所,比喻為蛋白質「裝配機器」。
四、第三課時:
1.本課時繼續學習細胞器,主要是高爾基體、中心體和液泡的分布、結構和功能。這部分內容通過學生看模型、掛圖等,以談話形式讓學生明確一些問題後再列表填充相關的內容(見下表)。
存在部位
形態結構
主要功能
高爾基體
動植物細胞中,一般位於細胞核附近
扁平囊狀結構和大小囊泡
動物細胞中與細胞分泌物開成,蛋白質的濃縮和加工有關;植物細胞中與細胞壁形成有關
中心體
位於動物細胞和一些低等植物細胞的細胞核附近
每個中心體由2個中心粒及周圍物質構成
與動物細胞的有絲分裂有關
液泡
植物細胞
泡狀結構內含細胞液
細胞液含有機酸、無機鹽等,有一定濃度
保持一定滲透壓,與細胞滲透有關
2.小結。
①七種細胞器的存在、膜結構和主要功能:(見下表)
②細胞質基質是活細胞新陳代謝的重要場所,各種細胞器各有其形態結構和功能,各細胞器之間也是密切聯系的。細胞質基質和細胞器相互協調,完成活細胞的各種生命活動。
3.真核細胞有成形的明顯細胞核。
細胞核常見:圓形、卵形、也有瓣形(如人的白細胞)、分枝形(如蠶的絲腺細胞)。
一個細胞通常有一個核,也有2個核的(如肝細胞),人的骨胳肌細胞核多達百個。極少數細胞無核,如哺乳動物和人的成熟的紅細胞。
(1)細胞核的結構:
由表及裡講述,明確以下幾點:
①核膜是雙層膜,有核孔。有核膜使細胞的核質分開;有核孔使細胞的核質之間能進行物質交換,如信使RNA通過核孔進入細胞質。核膜是選擇透過性膜,氨基酸、葡萄糖、離子和小分子等可通透核膜。
由於核膜上有大量的多種酶,可進行各種生化反應。
②核仁,核仁是細胞核中顯著的結構,它折光性較強。在細胞有絲分裂過程中核仁呈現周期性的消失和重建。核仁呈圓形或橢圓形顆粒狀結構,沒有外膜,是勻質的球形小體。核仁富含蛋白質和RNA分子,核糖體中的RNA就來自核仁。核糖體是合成蛋白質場所,所以蛋白質合成旺盛的細胞常有較大和較多的核仁。
③染色質:此名詞早在1882年提出,主要指細胞核內易被洋紅或蘇木精等鹼性染料染成深色的物質,故叫染色質。其主要成分是DNA和蛋白質。在細胞有絲分裂間期:染色質呈細長絲狀且交織成網狀,在細胞有絲分裂的分裂期,染色質細絲高度螺旋、縮短變粗成圓柱狀或桿狀的染色體。
此時可問學生:染色質與染色體的關系是怎樣的?結論是同一種物質(DNA和蛋白質)在細胞的不同時期(分裂間期和分裂期)所呈現的不同形態(細絲網狀;高度螺旋後任狀;桿狀),因而叫不同的名稱(染色質;染色體)。
大量科學實驗表明:凡是無核的細胞,既不能生長也不能分裂,終將死亡。例如變形蟲切割實驗,人工去核後,新陳代謝減弱,不能存活多久。可見,細胞核在細胞生命活動中起決定性作用。那麼細胞核的主要功能是什麼呢?
(2)細胞核主要功能:
從核膜、核仁、染色質分析。細胞核的主要結構是什麼?是染色質。由於DNA是遺傳物質,所以說細胞核是遺傳物質貯存和復制的場所,是細胞遺傳和細胞代謝的控制中心。可見細胞核是細胞結構中最重要的部分。
4.細胞是一個有機的統一整體。
學習細胞的結構和功能一節後,學生應思考這樣一個問題,為什麼說細胞是一個有機的統一整體?
教師引導學生從結構上的聯系性和功能上的協調性進行總結,讓學生明確:
(1)結構上相互聯系,彼此不可替代。
細胞膜位於細胞質的最外面,作為與環境分割的界面,保證細胞內結構、成分的相對穩定。細胞膜、核膜、內質網膜和各種細胞器的膜,構成細胞的膜系統,使細胞內的各種物質得以聯系或轉化。
細胞質和細胞核的存在是缺一不可的。無核的細胞雖有,但壽命短促、需不斷更新,如哺乳動物和人的成熟紅細胞;只有細胞核而無細胞質的細胞是不存在的,至多是細胞質極少,如精子細胞,其壽命也很短。
(2)功能上協調一緻密切配合形成整體。
如下表所示,細胞內能量轉移、利用的功能,即表明了各結構功能的協調、配合:綜上所說,細胞的各個部分不是彼此孤立的,而是互相緊密聯系協調一致的。一個細胞就是一個有機的統一整體。細胞只有保持完整性才能正常地完成各項生命活動。
五、本課題教學中應注意的問題:
1.創造條件幫助學生形成感性認識,理解知識。
生物體的一切生命活動主要是在細胞內進行的,細胞就是生物體進行生命活動的結構基礎。研究細胞的亞顯微結構需在電子顯微鏡下才能觀察到。那些極細微結構平時是看不見摸不著的,加之細胞的結構名稱多,名詞概念多,細胞結構與功能又是多種多樣,因此學生學這部分知識比較陌生缺乏感性認識,較難理解、記憶。教師應創造條件、充分運用模型、掛圖、投影或自製教具等教學手段加強直觀教學。這部分內容唯有在直觀條件下,從感性認識入手逐步地使學生理解和熟悉細胞的亞顯微結構和功能。
2.應注意突出生理功能的教學。
細胞結構和功能的學習,教師講授和學生的學習,均應以功能帶動結構,使學生學會用適應的觀點,理解結構和功能的關系,理解兩者的合理性、協調性和統一性。此外,在細胞膜、細胞器和細胞核的各部分知識學習以後,應圍繞細胞是一個有機統一整體進行總結。由於學生初學這部分知識還不熟練,不能融會貫通,總結時需要教師具體指導,和學生一起進行。
3.注意重視學生能力培養。
這部分知識雖然識記的內容多,但也不可忽視學生能力培養。對於細胞的亞顯微結構,和各種細胞器,要求學生學會識圖,例如在細胞核附近的高爾基體和內質網怎麼區別。對於重要的細胞器如線粒體、葉綠體等不僅要知道結構名稱而且能繪示意簡圖。此外,各細胞器的功能,時間一長,學生記憶易混淆。教學時,可教給學生一些識記方法,如採用列表對比、聯系記憶等方法。
例如,人體澱粉酶的合成分泌需要哪些細胞器參與?首先想到酶屬於蛋白質,蛋白質的合成車間是核糖體,蛋白質合成出來後需經高爾基體加工包裝(如教材所說高爾基體與動物細胞分泌物形成有關),由內質網的管道膜系統運輸。以上這些生理過程均離不開能量的推動,線粒體通過有氧呼吸為上述活動提供能量。通過聯想的辦法,將細胞器的功能聯系起來復習,有利於培養學生的記憶能力。
小資料
一、細胞的亞顯微結構:
普通光學顯微鏡的分辨極限約為0.2微米,而細胞內更加細微結構如細胞膜、核糖體、微管等直徑均小於0.2微米。普通光學顯微鏡是觀察不到的。電子顯微鏡以電子束代替照明 ,對細胞的超微結構的分辨本領可達0.1~0.2納米。用電子顯微鏡看到的細胞超微結構叫做細胞的亞顯微結構。
由細胞很微小,用電子顯微鏡觀看的細胞膜、細胞器則更加微小,在表示它們的大小。時測量單位通常用微米(μm)、納米(nm)、埃(A0)表示。
換算關系如下:
1米(m)=10(3)毫米(mm)
1毫米(mm)=10(3)微米(μm)
1微米(pm)=10(3)納米(nm)
1納米(nm)=10埃(A)
lm=10(3)mm=10(6)μm=10(9)nm=10(10)A
即1A=10(-1)nm=10(-4)μm=10(-7)mm=10(-10)m
二、原核細胞和原核生物:
原核細胞結構比較簡單,細胞內沒有成形的細胞核,細胞質中沒有線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、中心體等結構復雜的細胞器,僅有核糖體、中間體(一種膜層結構,其功能類似於真核細胞的線粒體,上面分布有酶,原生質內有遺傳物質組成的核區,沒有核膜、核仁的分化,只有一個裸露的環狀DNA分子)。
由原核細胞構成的生物叫原核生物。現存原核生物有:細菌、藍藻、放線菌和立克次氏體、衣原作、支原體等。
有益的細菌如根瘤菌(固氮作用)、大腸內的大腸桿菌(與人和哺乳動物共生)、乳酸菌(發酵)等;有害的致病細菌如痢疾桿菌、肺炎雙球菌、霍亂弧菌等。
藍藻如顫藻、色球藻、固氮藍藻、魚腥藻(與滿江紅共生具固氮能力)。
放線菌:廣泛分布於自然界,尤多見於土壤中,大多腐生。在醫葯、農業上應用的抗生素如鏈黴素、金黴素、慶大黴素多是放線菌產生的。
原核生物是地球上最古老的原始種類,它們出現在距今31億~32億年的古老地層中,真核生物出現在距今15億年前地層中。一般認為,真核生物是由原核生物經過漫長年代逐步進化而來。
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⑸ 獲取細胞膜的方法和原理
細胞膜由脂類(主要是磷脂和膽固醇)、蛋白質、和少量糖類組成。想破壞細胞膜有化學方法和物理方法。物理方法主要是藉助外力或者射線一類物理因子破壞細胞膜結構(例如低濃度脹破射線破壞蛋白質構象等);化學方法較多主要分酶解法和酸鹼破壞,另外還有一些致毒有機物也可以。
⑹ 一道科學題
地球上的生物,除病毒以外,生物體都是由細胞構成的。細胞是生物體的結構和功能的基本單位,也就是生命活動的基本單位。細胞分為原核細胞和真核細胞兩大類。關於細胞的知識,是學習高中生物課後面各章必備的重要的基礎知識。
本章是在學生初中階段初步學習過細胞的知識,以及在前一章學習了關於生命的物質基礎知識的基礎上,進一步學習高中階段的關於細胞的知識。生物體的一切生命活動,主要是在細胞內進行的,因此,高中階段有必要從細胞是生命活動的基本單位的高度,進一步講述真核細胞的亞顯微結構和主要功能的知識,以及有關細胞增殖、分化、癌變和衰老的知識。
本章包括三節教材:第一節《細胞的結構和功能》;第二節《細胞增殖》;第三節《細胞的分化、癌變和衰老》。第一節《細胞的結構和功能》內容很豐富,共分三小節:第一小節《細胞膜的結構和功能》,本小節內容以及章的引言和第一節的引言,共需用3課時教學第二小節《細胞質的結構和功能》,需用2課時教學第三小節《細胞核的結構和功能》,共需用2課時教學。第二節《細胞增殖》,需用1課時教學。第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,需用1課時教學。此外,本章有三個學生實驗。
第一節《細胞的結構和功能》,在分成小節講述之前,用了幾小段文字和一些圖表,先介紹了幾點有關的內容:觀察細胞內部的精細結構,必須應用電子顯微鏡或其他更為精密的儀器;細胞的種類繁多,大小、形狀各不相同,功能也不相同;細胞可分為原核細胞和真核細胞兩大類,絕大多數生物是由真核細胞構成的;細胞雖然微小,但是有非常精細的結構和復雜的自控能力,這些是細胞能夠進行一切生命活動的基礎。真核細胞比原核細胞復雜得多,先來學習關於真核細胞的結構和功能的知識。
第一節的第一小節《細胞膜的結構和功能》,主要講述細胞膜的分子結構和細胞膜的主要功能兩方面的內容。第一方面,關於細胞膜的分子結構,明確提出細胞膜是一層由磷脂和蛋白質構成的膜。在細胞膜的中間是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本支架;有的蛋白質分子排布在磷脂雙分子層的表層;有的蛋白質分子部分嵌插或貫穿在整個磷脂雙分子層中。構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,這種特點對於細胞膜完成各種生理功能非常重要。再有,在細胞膜的外表有一層糖蛋白,叫做糖被,它在細胞生命活動中有重要功能。第二方面,關於細胞膜的主要功能,主要講述細胞膜與周圍環境進行物質交換的功能,而對細胞膜的其他多種功能不可能都加以介紹。由於細胞膜與周圍環境進行物質交換的內容比較復雜,學生在學習上有一定難度,因此教材本著化繁為簡、深入淺出的精神,主要講述了自由擴散方式和主動運輸方式,略去了其他運輸方式。教材強調指出,自由擴散是被動運輸的方式;主動運輸方式的特點是必須有載體蛋白質的協助,需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量,主動運輸能夠保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要的營養物質。接著,在講了兩種運輸方式的基礎上,明確指出細胞膜的通透性特點:是一種選擇透過性膜。
第一節的第二小節《細胞質的結構和功能》,主要講述細胞質基質和細胞器兩方面的內容。第一方面,關於細胞質基質的內容有:細胞質基質含有多種無機的和有機的化合物;細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所;在細胞質基質中懸浮著多種細胞器。第二方面,關於細胞器的內容,佔了本節的大部分篇幅,重點講了線粒體和葉綠體這兩種細胞器,主要說明這兩種細胞器在動植物體中存在的部位、在細胞內的分布、基本結構和主要功能,這些知識是學習後面有關章節必備的基礎知識。此外,還簡要講述了內質網、核糖體、高爾基體、中心體和液泡這5種細胞器。本節教材最後強調指出,在活細胞完成各種生命活動的過程中,細胞質基質和細胞器是相互協調的,各種細胞器之間也是密切聯系的。
第一節的第三小節《細胞核的結構和功能》,主要講述細胞核的結構、細胞核的主要功能、原核細胞的基本結構三點內容。第一點,關於細胞核的結構,簡要介紹核膜、核仁和染色質的知識。第二點,關於細胞核的主要功能,強調了細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所,是細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心,因此它是細胞結構中最主要的部分。第三點,關於原核細胞的基本結構,很簡要的介紹了原核細胞在大小、細胞壁、細胞膜、細胞質、核區這幾個方面與真核細胞不相同的特點,並且強調指出原核細胞最主要的特點是沒有由核膜包圍的典型的細胞核。
第二節《細胞增殖》,在節的引言中指出細胞增殖是生物的重要基本特徵,細胞以分裂的方式進行增殖;細胞分裂是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數分裂三種方式。本節教材主要講述兩方面內容:一方面,以大部分的篇幅主要講述真核細胞的有絲分裂方式另一方面,簡要介紹無絲分裂方式的特點。
關於有絲分裂的內容,主要有三點。在講述這三點內容之前,先明確指出有絲分裂方式是真核細胞進行細胞分裂的主要方式,多細胞生物體的有絲分裂的方式增加體細胞的數量,體細胞進行有絲分裂是有周期性的。接著,講述第一點內容,即細胞周期。主要講述了細胞周期的概念,細胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段,這兩個階段所佔時間的長短。第二點內容,講述細胞分裂間期,強調指出這個時期是新細胞周期的開始,最大的特點是完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,為緊接著的細胞分裂期准備了條件,因此,細胞間期是細胞周期中極為關鍵的准備階段。第三點內容,講述細胞分裂期,明確指出這個時期的特點主要是細胞核明顯地發生著染色體的有規律的連續變化。為了研究的方便,分裂期又分為前期、中期、後期、末期。本節教材以較多的篇幅,著重講述了分裂期各個時期細胞核內染色體的變化特點。在講述了有絲分裂上述知識的基礎上,最後指出有絲分裂的重要意義:將親代細胞的染色體經過復制以後,精確地平均分配到兩個子細胞中去由於染色體上有遺傳物質,因此使生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。
關於無絲分裂方式,簡要介紹了這種分裂方式的過程,以及因為在分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體的變化,所以叫做無絲分裂。
關於減數分裂方式,僅僅是指出這種分裂方式是一種特殊方式的有絲分裂,與生殖細胞的形成有關,具體的分裂過程留待後面的有關章節講述。
第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,主要講述了三方面的內容。關於細胞的分化,主要內容有:首先,明確指出細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象,僅有細胞的增殖,而沒有細胞的分化,生物體是不能正常發育的。接著,講述了細胞分化的概念,並且說明細胞分化是在生物體整個生命進程中的一種持久性變化,但是在胚胎時期達到最大的限度。再有,提出必須經過細胞分化,多細胞生物體內才會形成多種不同的細胞和組織。最後,說明高度分化的植物細胞仍然保持著細胞的全能性。
關於細胞的癌變,之所以放在本節教材的第二部分來講,是因為細胞的畸形分化與癌細胞的產生有直接關系,與細胞分化的知識有密切聯系。細胞癌變的主要內容有:首先,提出癌細胞有一些獨具的特徵,教材中只介紹了癌細胞能夠無限增殖、形態結構發生了變化、表面也發生了變化等特徵。其次,講述了導致細胞癌變的三大類致癌因子,即物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子,同時也提出了致癌基因。最後,簡要講述從多方面來預防細胞發生癌變。
關於細胞的衰老,首先說明細胞的衰老和死亡也是一種常見的生命現象。接著,進一步說明衰老的過程是細胞內生理和生化發生變化的過程,最終反映在細胞的形態、結構和功能上發生了變化,因而具有細胞衰老的主要特徵,教材中提出了5種衰老的特徵。最後指出,至今還沒有一種假說能夠真正揭示細胞衰老的原因,目前的科研工作表明,細胞衰老可能是多種內因和外因共同作用的結果。
對《細胞分裂》一節教材的分析與處理
本課為高中《生物》(必修)教材第一章第三節內容,按照教學大綱的要求,本節講授四課時,我把這四課時的內容具體安排如下:
第一課時:細胞分裂的意義、方式、細胞周期及植物細胞有絲分裂的過程。
第二課時:動、植物細胞有絲分裂過程的比較,細胞有絲分裂的特徵及意義、無絲分裂、初步了解減數分裂(詳細內容第三章學習)。
第三課時:專題課——有絲分裂各種題型的解法。
第四課時:習題課——對前三節課所學知識進行鞏固。
下面對第一課時的內容進行詳細分析與處理。
一、教材分析:
1.教材的地位和作用
在緒論中,介紹了生物的七大基本特徵,而生物的生長、發育、繁殖、遺傳和變異等特徵的基礎是細胞分裂,本節課是在初中《生物》教材簡略講述了細胞分裂的基礎上詳細學習細胞分裂的方式、意義及過程,能夠培養學生的各項基本能力,而且在各類考試中所佔比例較大。
2.教學目標
依據教學大綱和考試大綱的要求,確定本課教學目標如下:
⑴知識目標:細胞的方式、意義及植物細胞有絲分裂的過程。
⑵思維能力目標:通過學習植物細胞有絲分裂過程,使學生知道由於細胞分裂使親子代細胞染色體數目不變,保持了生物前後代遺傳性狀的穩定,從而培養學生的觀察能力、分析歸納能力以及動態想像能力。
⑶思想教育目標:通過有絲分裂各期是一個連續的變化過程,培養學生運動、聯系等辯證唯物主義觀點。
3.重點、難點的確定
植物細胞有絲分裂的過程是本節課的教學重點,原因是有絲分裂的知識是學習減數分裂和遺傳基本規律的基礎。
細胞有絲分裂過程中染色體行為、數量等微觀變化是細胞分裂的實質所在,在學習過程中學生不易把整個過程聯系起來掌握,因此把植物細胞有絲分裂過程中染色體的動態變化確定為本節課的教學難點。
二、教材處理
初中《生物》課本第一冊(上)已提到過細胞分裂現象,本節教材對細胞分裂進行詳細闡述,教材首先敘述了細胞分裂的方式 ,然後講述了細胞分裂的過程,最後總結出細胞分裂的意義。在講述本課時,為引起學生的重視,把細胞分裂的意義拿到開始學習。關於細胞周期的知識已在上節課進行了初步學習。
三、教學方法
在教學過程中,根據本節課內容的知識特點,採用「教師引導——學生觀察分析——師生共同歸納總結」的教學程序,可以充分調動學生的學習積極性,實現雙主最佳結合,達到最佳教學效果。
四、教學手段
為了加強課堂教學的直觀性,突出重點,淺化難點,提高效率,在教學中運用活動投影片、地球儀等設備輔助教學。
五、教學程序
(一)導言
以討論的方式進行,而後師生共同歸納出本節課的第一個內容——細胞分裂的意義。(在導入新課的同時,解決了本節課的第一個內容)。
附:討論題
1.生物體能夠由小長大,原因是什麼?
2.人的受精卵是怎樣發育成一個多細胞動物——人的?
3.人的生殖細胞——精子和卵細胞是怎樣形成的?
(二)講授新課
1.教師提出細胞分裂的三種方式(內容簡單,不做講述),指出本節課的學習重點——有絲分裂。
通過復習提問細胞周期的知識,導入植物細胞有絲分裂的過程。
2.植物細胞有絲分裂的過程
(1)分裂間期:復習提問染色質的知識(運用舊知識,解決新知識),展示投影片,學生觀察討論,教師引導,師生共同歸納出間期的特徵:
DNA分子的復制和的關蛋白質的合成(染色體的結構變化)。
(2)分裂期:教師展示細胞分裂各期投影片,學生觀察討論,教師引導,得出各期特徵及結果(解決重點、難點,調動學生的積極性,培養學生的觀察、分析、歸納等能力)。
①前期:核膜、核仁消失,染色體出現(染色體的形態變化)、紡錘體出現(運用地球儀的經線講述紡錘體的形成)。
②中期:染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上(染色體的位置變化)。
(運用地球的赤道面來講述赤道板的概念)
③後期:著絲點斷裂,姐妹染色單體分離,形成兩套完全相同的染色體,在紡錘絲的牽引下向細胞的兩極移動,染色體數目加倍。(染色體的結構、數目、位置的變化)
④末期:(教師指出末期的變化是前期的逆轉,學生歸納得出)核膜、核仁重新出現,染色體消失(染色體的形態變化),紡錘體消失,新的細胞壁形成。(教師講述)
(三)小結:歸納總結分裂過程,理順思路,導出預習內容。
(四)反饋練習:略
六、板書設計:略
第一節 細胞的結構和功能 教學建議(一)
一、細胞膜的結構和功能
一、知識結構
二、教學目的
1.細胞膜的分子結構(D:應用)。
2.細胞膜的主要功能(D:應用)。
三、重點和難點
1.教學重點
(1)細胞膜的分子結構。
(2)細胞膜的主要功能。
2.教學難點
細胞膜內外物質交換的主動運輸方式。
四、教學建議
第一節內容的教學時間是6課時,其中講課4課時,學生實驗2課時。講課與學生實驗應該有機結合,以便提高教學效率。
對本節教學,在教學手段上,應該充分運用示意圖、模型、照片等直觀教具。在認識方法上要求:①注意把組成生物體的化合物與細胞結構建立起聯系;②注意分析細胞各部分結構特點與其功能的適應性;③注意講述細胞各部分結構之間在功能上的聯系。通過本節的教學,要使學生對第一章第二節中有關化合物的功能的認識具體化、結構化:使學生對細胞的結構和功能的認識物質化(達到分子水平)。
通過本節前言部分的教學,要使學生形成下列認識:①組成生物體的化合物,在細胞中以一定的方式有機地構建起來,因此才能表現生命;②細胞的種類多種多樣(用備好的示意圖逐一呈現原核細胞、真核細胞的顯微結構),但是都具有細胞膜、細胞質和細胞核三部分,教材中將以真核細胞為主來認識細胞的結構和功能;③高中生物課將主要從亞顯微結構水平上認識細胞的結構和功能(讓學生觀察教材中的示意圖)。關於本節前言部分的教學,時間不宜太長。
關於第一小節中細胞膜的分子結構的教學,可以從以下幾個層次剖析:①用純凈的細胞膜(紅細胞的膜)為材料,進行化學分析,已經知道細胞膜三層結構的化學組成主要是蛋白質和磷脂(看教材中的細胞膜主要化學成分的含量表);②建立細胞膜的結構模型,對模型的分析深度可依據學生的條件而定,但要突出細胞膜的結構特點;③如果學生條件較好,可講述有關細胞融合實驗的結果和有關細胞內外物質濃度的差異等知識,證明細胞膜具有流動性和對物質進出有選擇性的特點。關於細胞膜外表的糖被,只要結合教材中的例子簡要說明就可以了。
關於細胞膜的主要功能的教學,重點是分析自由擴散和主動運輸這兩種物質通過膜的方式。可從具體的事實分析入手,歸納出兩種方式的特點。例如,可用示意圖顯示細胞與組織液中氧和二氧化碳的濃度差(分壓差)與擴散趨勢,使學生認識到這些氣體通過細胞膜時遵循擴散原理,進而推導出這一類物質的過膜方式。又如,通過對輪藻細胞中K+(或其他離子)和環境中的K+的濃度差等具體事實的分析,使學生認識到一些物質進出細胞並不遵循擴散原理,而是由細胞膜主動運輸的。在這里,教師應注意講出主動運輸需要膜上某些載體蛋白質參與。主動運輸具有選擇性,需要消耗細胞內新陳代謝釋放的能量。
關於內吞和外排方式的小字閱讀材料,可使學生了解大分子物質和顆粒物質進出細胞的方式。
關於細胞膜的其他功能,可根據學生接受能力酌情處理。關於細胞壁的知識,可在前言中結合介紹各種細胞時講述。
第一節 細胞的結構和功能 教學建議(二)
二 細胞質的結構和功能
一、知識結構
二、教學目的
1.細胞質基質內含有的物質和細胞質基質的主要功能(C:理解)。
2.線粒體和葉綠體的基本結構及主要功能(D:應用)。
3.內質網、核糖體、高爾基體、中心體、液泡這幾種細胞器的主要功能(C:理解)。
⑺ 細胞膜的結構最好用什麼教學方法
暗的層都是磷脂分子層.!~
通過電子顯微鏡,,我們發現細胞膜暗
亮
暗
..說明了細胞膜有2層東西構成.!
而這2層東西就是後面書上說的磷脂雙分子層..
磷脂分子上有親水基團.和疏水基團.!~
親水基團朝外..疏水基團朝內
就像
0==0
這樣.
所以通過電子亥虎忿臼莜鉸馮歇輔忙顯微鏡為暗
亮
暗
..
你有必要看看磷脂分子結構,.!~我說的不是很好.!~
⑻ 如何用紅細胞探究細胞膜的選擇透過性
細胞膜選擇透過性的一組實驗
細胞膜的選擇通過性是「細胞結構與功能」一節的難點內容之一,也是第2章「滲透作用原理」,「根對礦質離子選擇吸收」的基礎。在教學過程中如能把學生帶進實驗室,使用直觀手段教學,不但有助於突破教學難點,提高教學質量,而且還能引起學生對科學實驗的濃厚興趣。
一、演示擴散、滲透作用裝置
1.演示擴散裝置:將1粒高錳酸鉀輕輕放入1杯清水中,讓學生觀察高錳酸鉀的溶解過程,了解擴散作用的原理。
2.演示滲透裝置:如圖1所示,讓學生思考,推測實驗結果,為理解細胞膜的選擇透過性打下基礎。
圖1
二、演示紅細胞的滲透反應裝置
取3支試管,第1支試管加入2mL 0.9%的生理鹽水、第2支試管加入2mL蒸餾水,第3支試管加入2mL10%的氯化鈉溶液,然後各滴加2滴哺乳動物紅細胞懸浮液,震盪混勻,放在試管架上。引導學生思考:一段時間後,3支試管中將分別出現何種結果,其原因是什麼?在學生思維活動展開並形成一致性結論後即板畫出紅細胞的3種不同形態(圖2),說明紅細胞對水是自由滲透的,水能夠借濃度梯度被動地透過細胞膜,從而引起紅細胞吸水膨脹破裂(溶血)或失水皺縮。
圖2
那麼正常細胞在和環境進行物質交換時,能否也遵循高濃度低濃度的擴散原理,被動地吸收各種不同分子量的物質呢?
給學生分發實驗材料、用具及實驗報告,要求學生在觀察演示實驗2的基礎上,設計實驗方案來驗證自己的設想。最後教師用啟發誘導的方式歸納出一個正確的設想,提出合理的實驗方案來加以驗證。
三、學生實驗——細胞膜被動吸收的驗證
1.實驗原理 紅細胞對水是自由滲透的,但對大多數物質具有選擇透過性,在等滲條件下,稀釋的紅細胞懸浮液呈渾濁狀且透光性差。但當紅細胞溶血後,其懸浮液就變得透明且光線容易透過。本實驗用稀釋的紅細胞懸浮液在不同溶質中是否出現溶血現象,來驗證細胞膜的選擇透過性。
2.材料、用具 量筒、試管和試管架、秒錶、紅細胞懸浮液、蒸餾水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%澱粉液。
3.方法步驟 取5支試管編號,並在試管底部背面襯1張印有印刷字體的小紙片,按下表加入下列各種物質,振動混勻後,置於試管架上。當通過試管看到其背面清晰的印刷字體時,此時間即是該溶劑或溶質分子透過紅細胞膜所需的時間,用秒錶記錄,結果記錄在下表中。
細胞膜對不同物質的透性
試管
編號
試劑(mL) 細胞懸浮液(滴) 結果及原因
1 蒸餾水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%澱粉液2mL 2
註:①取新鮮哺乳動物血液適量,按4:1加入5%的檸檬酸鈉溶液,震盪混勻,靜置數小時,待血液分層後,倒去血漿及部分血細胞,再按1:5的比例加入0.9%的生理鹽水靜置,分層後,倒去上清液即成。
②1g澱粉加0.9%的生理鹽水至100mL,煮開後冷卻。
4.實驗結論 實驗表明小分子物質(如、、甘油、乙二醇、葡萄糖)能夠藉助簡單的擴散作用,透過細胞膜,而大分子物質(如澱粉、蛋白質)則不能通過。然後教師依據實驗結論講述自由擴散和協助擴散原理。
四、細胞膜生動吸收是生活細胞的特徵
細胞膜具有一種非常重要的特性,就是能選擇性地透過一些物質,一些離子、小分子可以以自由擴散、協助擴散的方式順利通過,另一些「禁止通行」。如果細胞死亡,則細胞膜將失去選擇透性,也就失去了主動吸收的功能。
1.教師演示實驗 取2支試管,分別放入1朵蒲公英(或其他有色花瓣)並注入適量清水,將其中1支試管放在酒精燈上加熱至沸,引導學生觀察並分析實驗結果。
2.學生實驗——小麥種子發芽率的快速測定:提供浸泡5h的小麥種子,10%的紅墨水(染色劑)、刀片、培養皿、載玻片。由學生自己設計實驗步驟,分析實驗結果。教師巡視,個別指導。實驗結束後,教師對比前一個煮花瓣的實驗,進一步講清主動吸收的原理。