3.2细胞器的协调配合教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

3.2细胞器之间的协调配合 一、教学目标 1.学会使用高倍显微镜观察叶绿体与细胞质流动 2.简述生物膜的组成与功能 3.掌握分泌蛋白的合成过程，了解同位素标记法的应用 二、教学重难点 重点：分泌蛋白合成与运输过程，生物膜的组成与功能 难点：使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 三、教学流程 一、回顾旧知 回顾上节课所学的八种细胞器，双层膜细胞器与无膜细胞器，含有色素的细胞器，光学显微镜所能观察到的细胞器 二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 回顾叶绿体的结构与形态，以及叶绿体中含有色素，因此用高倍显微镜观察叶绿体时是不需要染色便可以观察的。说明活细胞的细胞质不是固定不动的，而是可以流动的。 PPT展示高倍显微镜下的植物细胞图像，图中我们能直接观察到的细胞器只有叶绿体，用高倍显微镜观察细胞质流动的时候，我们如何知道细胞质在流动。以叶绿体的运动作为标志。 使用材料：黑藻叶片或者是菠菜叶稍带些叶肉细胞的下表皮做实验 观看实验视频（视频播放过程中讲解：提出疑问：为什么让黑藻叶片在光下照射一段时间之后再进行实验；黑藻叶片非常的薄，只由一两层细胞构成，可以直接用于观察） 使用步骤：制作临时装片：在载玻片中央滴一滴清水（保持细胞处于有水的状态，防止细胞失水，失去活性，同时保持叶绿体的正常形态），用镊子去一片黑藻叶片或菠菜叶稍带些叶肉细胞的下表皮（提问为什么不能直接用下表皮而需要稍带一些叶肉细胞，回忆叶绿体的分布，叶绿体主要分布在叶肉细胞，菠菜叶的下表皮是不含有叶绿体的；为什么用靠近下表皮的叶肉细胞，靠近下表皮的叶肉细胞，细胞排列较疏松，细胞中叶绿体数量少且叶绿体大，容易观察），将叶片放在水滴中，盖上盖破片。 观察：先在低倍镜下找到观察的目标，将观察目标移到视野中央，然后转动转换器换高倍镜观察。动图展示细胞质的流动。由图中可以看出细胞质是呈现环流方向流动的。提问：每个细胞细胞质流动的方向都相同吗？不相同思考：细胞质的流动对于细胞来说有什么好处？为物质运输提供基础。 3、 细胞器之间的协调配合 以蛋白质为例。提问：回忆上节课学过的细胞器中，有哪些细胞器的功能是与蛋白质相关的？核糖体、粗面内质网、高尔基体（注意高尔基体只是对蛋白质进行加工，没有合成），思考：这几个细胞器都与蛋白质相关，那蛋白质是如何合成与运输的？回忆蛋白质的基本单位是氨基酸，回忆氨基酸是如何形成蛋白质的：氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链盘曲折叠形成蛋白质。我们要知道氨基酸形成蛋白质的过程中都依次经过细胞的哪些结构。氨基酸作为透明的小分子物质，能否在显微镜下观察？那用什么方法观察氨基酸形成蛋白质过程中，氨基酸的所经过哪些结构？ P51同位素标记法的介绍：举例说明同位素的概念：同一元素质子数相同，中子数不相同的原子，举例O16与O18。（同位素化学性质相同，但是物理性质具有差异） 同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。 有的同位素具有放射性，我们称为放射性同位素如3H、14C、35S、32P，放射性可以用仪器检测到。没有放射性的同位素称为稳定性同位素如18 O、 15 N 。 同学们认真阅读P51的思考讨论：并思考什么是分泌蛋白、什么是胞内蛋白？实验探究目的？实验过程中使用的科学方法？ 探究目的：研究豚鼠胰蛋白酶的合成、运输和分泌过程。 使用方法：同位素标记法，标记的原子是亮氨酸上的H3,亮氨酸是合成胰蛋白酶的其中一种氨基酸，氨基酸的组成元素是C、H、O、N，对亮氨酸的H元素进行标记，使H1变为H3，H3是具有放射性的同位素，就相当于整个亮氨酸具有放射性，科学家就可以用仪器追踪亮氨酸在合成胰蛋白酶的过程中依次经过哪些细胞结构。 最后科学家根据实验结果绘制得到了我们课本中的这三个图像，第一个图像是实验进行3分钟后的同学，第二个是实验进行17分钟后的图像，最后一个是实验进行一百多分钟后的图像，其中红色表示放射性出现的地方。从图中我们可以看出分泌蛋白合成过程中依次经过哪些细胞结构？ 根据真实图像分析分泌蛋白合成过程依次经过的细胞结构为：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。根据前面的内容回答思考讨论中的问题：分泌蛋白是在哪里合成的？核糖体（学习细胞器的过程核糖体与粗面内质网都可以合成蛋白质，选择题出现核糖体或者粗面内质网合成蛋白质是对的。考试填空题蛋白质合成的场所只能填核糖体，不能填内质网） 2. 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外经过了哪些细胞器或细胞结构？ 3. 分泌蛋白合成和分泌过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 播放分泌蛋白的自述视频，并进行讲解：分泌蛋白起始于游离的核糖体，在游离核糖体氨基酸进行脱水缩合形成肽链，肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成肽链，并且边合成肽链边转移到内质网腔中对肽链进行加工，在内质网中肽链加工成具有一定空间的蛋白质，这个时候的蛋白质是未成熟的蛋白质，内质网的膜包裹着蛋白质形成囊泡运输到高尔基体，囊泡的膜变为高尔基体膜的一部分，未成熟的蛋白质在高尔基体中进一步加工成为成熟的蛋白质，高尔基体的膜包裹着成熟的蛋白质形成囊泡运输到细胞膜分泌到细胞外。 对分泌蛋白过程的梳理：梳理过程中注意与图片一起说明梳理，梳理过程注意说明高尔基体是整个过程的交通枢纽。 区别考试过程中经常出现的关键词：有关结构结构。有关细胞器、有关具膜结构。 思考：PPT展示分泌蛋白过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积变化；同时通过图片展示说明膜面积的变化。 扩展：并不是所有蛋白质的合成都需要经过内质网和高尔基体，比如说线粒体、叶绿体、细胞核、细胞质基质中的蛋白质只需要再游离的核糖体合成，不需要经过内质网和高尔基体。 4、 生物膜系统 引导学生区别生物膜与生物膜系统。 引导学生阅读P52的相关内容，找出生物膜系统的组成并提问学生： 学生回答：生物膜系统由细胞膜，细胞器膜、核膜构成。教师归纳举例细胞器膜有哪些？提问细胞中的囊泡膜属不属于生物膜？属于，生物膜系统包括细胞内所有的膜结构。 教师：核膜是细胞核外面的膜结构，原核生物有没有核膜？没有，那原核生物有没有生物膜？有没有生物膜系统？原核生物有生物膜，但是没有生物膜系统。 观看膜的成分分析表，找出各生物膜的共同点与不同点？组成各生物膜的组成成分基本相同，主要成分都是蛋白质和脂质，只是不同生物膜之间各成分含量具有差异。 回忆生物膜的流动镶嵌模型。膜的基本支架是磷脂双分子层。因此各生物膜组成成分和结构都相似。除此之外各生物膜在结构和功能上相互之间也存在联系。 图片展示分泌蛋白运输图片，讲解内质网、高尔基体、细胞膜通过囊泡进行膜之间的转化，PPT展示课本53页的图片，讲解内质网内连核膜外连细胞膜，内质网与核膜、细胞膜在结构上有直接联系。生物膜除了在结构上有直接联系，在功能上生物膜之间也有紧密联系，如分泌蛋白的合成、加工运输过程就需要内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间的相互配合。 生物膜系统的功能：回忆细胞膜的功能，细胞膜能够将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。细胞膜也属于生物膜，因此生物膜的功能也是生物膜功能的一部分，都能保障细胞内部环境的相对稳定，在物质运输、能量转化、信息传递中起决定性作用；生物膜还能为酶提供附着点，是许多生化反应的场所。PPT展示线粒体、叶绿体的图片说明叶绿体和线粒体是如何增大膜面积的，增大膜面积的好处就是为了和与光合作用有关的酶和有氧呼吸作用有关的酶提供附着点。也是光合作用与呼吸作用的重要反应场所之一。细胞膜内各生物膜将细胞分隔成许多个小区室，使各种化学反应能够同时进行而不互相打扰。保证生命活动高效、有序的进行。 联系生活：透析型人工肾的应用 学科网（北京）股份有限公司 $$