3.2 细胞器之间的分工合作 第2课时（教学设计）生物人教版2019必修1

该高中生物学教学设计聚焦分泌蛋白的合成运输及生物膜系统，以“火箭生产流水线”情境导入，衔接前课时细胞器结构功能，引导学生理解细胞内“生产线”分工合作，为构建细胞整体性认知搭建支架。 资料亮点在于用同位素标记法探究分泌蛋白合成（科学思维），通过实验结果分析膜结构联系（生命观念），结合血液透析膜实例渗透社会责任（态度责任），直观化微观过程，助力学生深化理解，方便教师落实素养目标。

第3章 细胞的基本结构 第2节 细胞器之间的分工合作（第2课时） 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 第2节　细胞器之间的分工合作（第2课时） 教材分析 本节内容是人教版高中生物必修一第3章第2节的内容，主要讲了细胞器之间的分工、细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统三部分的内容，及用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验。本节内容分2个课时完成。第1课时完成“问题探讨”、“细胞器的结构和功能”、细胞骨架、实验“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”。第2课时完成“分泌蛋白的合成及运输”和“细胞的生物膜系统”。本节课承接了之前学习的细胞的物质组成、细胞膜等内容, 也是后面学习呼吸作用、光合作用、细胞增殖等内容的基础。因此，本节课起了承上启下的作用。 本节课涉及的细胞器种类很多，形态、结构和功能各异，内容较为抽象，教材突出了细胞器的功能，淡化了形态与结构。细胞质中的细胞器并非是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的细胞骨架。教材将其安排在细胞器的介绍之后，着重强调细胞骨架在细胞形态、细胞器的锚定与支撑、细胞功能实现中的作用等方面。为了说明这些细胞器是真实存在的，教材特别安排了“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”的实验，强调通过学生的亲身观察，说明细胞器的真实存在和细胞质的流动这种生命现象。作为系统，不仅体现在组成系统的部分之间存在分工，还体现系统组分之间的协调配合。教材提供了一个同位素标记实验，证明分泌蛋白的合成与运输是多种细胞器分工协作完成。此外，教材在“与社会联系”的栏目中，介绍了人工合成的膜材料用于治疗疾病的实例，以体现科学技术的实用价值，进一步落实社会责任的核心素养的培养要求。 教学目标 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 1.2.2阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动 1.2.4举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 【素养目标】 1.认识各种细胞器，掌握各种细胞器结构和功能。（生命观念） 2.掌握差速离心法在分离细胞器中的应用，能够建立物理模型探究各种细胞器的结构和功能。（科学思维、科学探究） 3.认同自然科学中结构和功能相适应的观点，形成各种细胞结构之间协调配合进而共同完成一系列生命活动的本质。（社会责任） 教学重、难点 【教学重点】 （1） 细胞器的结构和功能 （2） 分泌蛋白的合成和加工过程。 【教学难点】 （1）细胞器的结构和功能如何相适应 （2）分泌蛋白的合成、运输过程。 第2课时 细胞器之间的协调配合 教学内容 教学过程 学生活动 新课导入 【情境导入】火箭生产流水线 展示火箭生产的流水线，引导学生讨论：细胞内也存在类似的部门或车间吗？你能举出例子吗？ 提示：细胞内由许多条“生产线”。每一条“生产线”都需要若干细胞器的相互配合。 例如，蛋白质的合成。细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。 回顾细胞的结构，思考并回答问题。 新知探究一、分泌蛋白的合成和运输 1.分泌蛋白的概念 阅读教材，引导学生了解什么是分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，这类蛋白质叫做分泌蛋白。 如：消化酶、抗体、胰岛素、血浆蛋白等。 2.分泌蛋白的合成与运输 【探究活动1】研究分泌蛋白的合成与运输 · 研究方法——同位素标记法 【科学方法】同位素标记法 （1）概念：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，12C与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。 （2）应用：同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 · 研究步骤 ①选择同位素3H标记的亮氨酸 ②将实验细胞放入含有3H-亮氨酸的培养液中短时间培养（3 min） ③随后将细胞转入不含3H-亮氨酸的培养液中继续培养。 ④不同的时间、多次取样，制备组织切片，利用放射性自显影技术，⑤追踪被标记亮氨酸的转移路径。 · 研究结果 (1)经连续取样后，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。 (2)该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线如下图。 分泌蛋白的合成与运输过程分析： 在分泌蛋白的合成、加工运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。 讨论： 1. 分泌蛋白的合成能在光面内质网上发生吗？为什么？ 2. 参与分泌蛋白合成运输的膜结构有哪些？在这个过程中，有直接联系的膜面积有何变化？ 【知识拓展】蛋白质的分选运输 溶酶体内的水解酶和细胞膜上的蛋白质的合成和加工过程与分泌蛋白相同。 阅读教材，认识分泌蛋白的概念。 掌握同位素标记法在研究分泌蛋白中的应用。通过结合教材上的操作步骤，思考同位素标记法在研究分泌蛋白的合成和运输过程中具体的操作。 a、核糖体 b、内质网 c、高尔基体 A、内质网 B、细胞膜 C、高尔基体 思考并讨论： 1、不能，因为光面内质网没有附着核糖体，光面内质网主要是合成脂质。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成。 2、内质网膜、高尔基体膜、细胞膜、线粒体膜。内质网膜面积减少；高尔基体膜面积先增加后减小，最终基本不变；细胞膜面积增大。 随堂检测 1.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A. 分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生 B. 结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装 C. 结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外 D. 线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量 【答案】B 【解析】结构③能对来自结构②的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。 2.下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是（ ） A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同 B.若无其他细胞器的参与，则图示过程一般不能正常进行 C.研究该过程使用的方法是同位素标记法，生物学研究中常用的同位素均有放射性 D.完成图示过程，细胞器3的膜面积基本不变 【答案】C 【解析】生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等，C错误。 3.如图表示细胞的生物膜在功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是被膜小泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。据图分析下列说法错误的是(　　) A．图中甲、乙生物膜的功能差别不大 B．由图可知，甲是粗面内质网，乙是高尔基体，溶酶体起源于乙 C．囊泡在细胞中穿梭往来运输“货物”，其中起交通枢纽作用的是高尔基体 D．若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙中，则图中的COPⅠ可以帮助实现这些蛋白质的回收 【答案】A 【解析】由图可知，甲是内质网，乙是高尔基体，内质网、高尔基体的生物膜组成差别不大，但功能差别较大，A错误。 新知探究二、生物膜系统 1.生物膜系统的概念 【讨论】细胞内有膜结构的细胞器有哪些？ 细胞中的细胞膜、核膜、以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都是由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。 在细胞中，许多细胞器都有核膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，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。 【探究活动2】生物膜系统 讨论1：比较几种生物膜的化学成分，从表中数据可以看出，各种生物膜的化学组成和含量各有什么关系？ 小结：各种生物膜的相似性与差异性 （1） 相似性：主要由磷脂、蛋白质组成；结构为流动镶嵌模型。 生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。 （2） 差异性：成分含量不同（功能越复杂的生物膜蛋白质种类和数目越多） 讨论2：生物膜系统在结构上怎么联系？ 内质网：面积最大，分布最广；内接核膜，外连细胞膜。 讨论3：阅读教材P52，讨论生物膜系统有何作用？ 补充说明： ①并非所有的“膜”都是生物膜系统，比如小肠粘膜、口腔黏膜等。 ②并非所有真核生物都有生物膜系统，比如哺乳动物成熟红细胞。 ③正是由于生物膜之间的转化，例如内质网内连核膜、外连细胞膜，才使得在形成分泌蛋白前后膜面积变化之后又可以重新恢复。 ④原核细胞有细胞膜，无核膜、细胞器膜，故原核细胞有生物膜，但无生物膜系统。 【与社会的联系】血液透析膜 人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。 例如，当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，病人会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法，是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。 回顾上节课内容，思考并回答问题： 双层膜细胞器：线粒体、叶绿体； 单层膜细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。 结合分泌蛋白的合成、运输过程，分析生物膜系统在结构上的直接联系与间接联系。 在充分理解生物膜的概念和结构的基础上，进一步比较原核生物和真核生物膜的特点。 随堂检测 1.真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　) A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 【答案】B 【解析】液泡膜上有的载体蛋白参与协助扩散，A错误；根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体，C错误；[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜，D错误。 2.在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是(　　) A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜 B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白 C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解 D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质 【答案】A 【解析】葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误。 3.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂 【答案】C 【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体等各种细胞器，C错误。 4.生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，构成细胞膜的脂质中最丰富的是胆固醇 B.性激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞 C.大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构 D.细胞内许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 【答案】D 【解析】构成细胞膜的脂质中最丰富的是磷脂，A错误；性激素属于固醇类物质，通过自由扩散进入细胞，其受体在细胞内，B错误；生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构组成，大肠杆菌为原核生物，没有生物膜系统，C错误。 课堂小结 板书设计 第2节 细胞器之间的分工合作（第2课时） 一、分泌蛋白的合成及运输 1.分泌蛋白：消化酶、抗体、胰岛素、血浆蛋白等 2.分泌蛋白的合成及运输过程 线粒体功能 2、 细胞的生物膜系统 1. 概念 2. 功能 教学反思 在讲授本节的过程时，涉及蛋白质的合成和分泌过程的知识，学生理解起来很困难，在教学中结合蛋白质的四级结构，从氨基酸、多肽到一定空间的蛋白质、分泌蛋白等，引导学生理解核糖体、内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜在分泌蛋白合成、加工和分泌过程中的功能及相互联系，结合教材及课件中的图文，将蛋白质的合成和分泌过程直观地展现出来，变微观为宏观，理解起来更容易，能够起到良好的教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $