高二生物教案-细胞的结构和功能.doc

第二节 细胞的结构和功能 [第一课时] 教学目的:1.识记细胞的分类和它们的形态、区别，辨别原核、真核细胞的亚显微结构 2.掌握细胞膜的结构和功能，理解其结构与功能的适应性 （解释化学组成和结构、分析结构特点和生理特性及物质出入细胞的三种方式） 3．识记细胞壁的作用及主要化学成分。 教学重点:细胞膜的结构 、物质通过细胞膜的三种方式 教学难点：细胞膜的结构 教具准备：细胞的亚显微结构模型及挂图； 细胞膜模型及挂图； 各细胞器模型及挂图 教学过程： 细胞是有生命的，生命是有物质基础的，这个物质基础就是构成细胞的六大类化合物；那么，把这六大类成分放在一起，比如拿一杯水，放上其它几类物质，搅和搅和，能搅和出生命吗？显然不能。 构成细胞的每一种化合物都有其重要的生理功能，但任何一种化合物都不能单独地完成某一项生命活动，生命中的这六大类物质是“有序”的，这些化合物按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出生命现象，“序”就是“原生质”，细胞就是能体现“序”的这些物质最基本的结构形式。那么细胞的结构如何呢？下面讲细胞的结构和功能。 一.区别显微结构和亚显微结构的概念 显微结构───在光学显微镜下看到的细胞结构。 亚显微结构──要在电子显微镜下才能看到的细胞结构。 二.真核细胞与原核细胞的定义和主要区别： 原核细胞是“未成形的细胞核”，如细菌细胞——具有原核细胞的生物是原核生物 真核细胞有成形的细胞核，大多数动植物都具有真核细胞。 下面我们以真核细胞为例讲述细胞的基本结构及特点： （演示挂图和模型） 三、真核细胞亚显微结构概况（利用动、植物细胞亚显微结构图总结如下表） 细胞膜 基 质 线粒体 质体(植物细胞特有) 细胞 细胞质 内质网 高尔基体 细胞器 中心体(主要存在于动物细胞中) 核糖体 液泡(植物细胞特有) 细胞核 四.细胞各部分的结构和功能 (一).细胞膜(利用挂图和模型讲述，启发式) 以往我们了解细胞膜的功能有二：保护和界面 现在更深入一步，还有信息交换、细胞识别（细胞的外衣，是细胞性质的重要鉴别标志）等等；细胞的这么多功能是与其结构密切相关的。 现象一，脂类容易透过膜 ；现象二，膜可以被脂溶性溶剂溶解 结论：膜上有脂类物质 1、 成分：（1）脂类：分析发现是磷脂 （2）蛋白质（现象三：用蛋白酶也可以溶解膜）：数量多 2、 结构 ：电子显微镜下膜表现出“三明治”的图象，那么，磷脂和蛋白质是怎样排列在上的？ 请大家先做一些假设…… 亲水端 现象四：少量脂类在水面扩散成单层分子（先介绍磷脂分子的结构，绘图） 疏水端 设想一下，细胞内的细胞质基质基本上都是水，细胞外的组织液也基本上是水…… 那么，细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列？ 答：双分子层,构成基本骨架 ；磷脂分子疏水端在内，亲水端朝外。 进一步研究发现，细胞膜上的蛋白质分子覆盖表面、镶嵌或贯穿磷脂双分子层。 蛋白质（分子量大，分子体积大结构致密、量多）是“三明治”外的黑边，磷脂是内部的白亮“心” 3、 结构特点:具有一定的流动性。（流动镶嵌模型） 现象五：膜的凹陷和变形如吞噬细胞、变形虫 现象六：人和小鼠细胞融合实验及荧光标记法 （讲解） 构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大都可以运动的。这一结构特点与物质通过细胞膜的几种方式密切相关。 4、 膜的生理特性：选择透过性——这是细胞的“生命性”的重大体现。 （1） 选择透过性：水和气体分子自由透过；脂类分子可以透过；细胞所需要的离子和小分子可以透过——而细胞所不需要的其它离子、小分子和大分子均不能透过。注意：这里的透过或叫通过，不仅是外到内，还包括内到外。 （2） 自由扩散 物质通过细胞膜的三种方式 协助扩散 主动运输 三种方式的特点概括如下（要学生琢磨三种方式名称的含义，教师以比喻加深其理解） 自由 扩散 协助 扩散 主动 运输 物质运动方向 高 低 高 低 低 高 是否需要载体 否 是 是 是否需要供能 否 否 是 实 例 气体、甘油、水 葡萄糖进入红细胞 红细胞保钾排钠 问：膜上的载体是指什么成分？ （蛋白质载体） 主动运输能保证细胞按生命活动的需要，主动地吸收需要的物质，很重要。 细胞内其他的膜（如线粒体膜、叶绿体膜、液泡膜等）均为选择透过性膜。 （二）细胞壁cell wall：植物细胞，纤维素和果胶，支持和保护细胞 小结：1.真核细胞的亚显微结构的概况 2. 细胞膜的分子组成、结构特点、生理功能特性。 3.物质通过细胞膜的三种方式。 问题讨论：1、书22页图表示细胞膜的上下表面还是内外表面 ？ 2、找出书23页图中有错误或不恰当的地方（内、外标记不恰当） 3、葡萄糖进入红细胞膜是协助扩散，那么肠道葡萄糖进入小肠细胞膜是不是也是协助扩散呢？ 预习作业：找出线粒体和叶绿体两种细胞器的相同相似结构。 [课后记]磷脂的亲水端和疏水端又叫“极性端”和“非极性端” [第二课时] 教学目的:1、识记细胞质的概念和组成 2、掌握线粒体和叶绿体的结构和功能 3、理解其它细胞器及液泡的结构和功能 教学重点:叶绿体和线粒体的结构和功能 教学难点:叶绿体和线粒体的结构 教具准备：叶绿体和线粒体的结构模型、挂图 教学过程： [复习] 1.组成细胞膜的化学成分是________和_________分子。 2.物质通过细胞膜的方式有__________、_______和________ 三种,其中物质从高浓度一边到低浓度一边的是__________;需要载体的是___________;不消耗能量的是________。 [新课] (三)各种细胞器(充分利用挂图和模型) 细胞质和细胞器的概念：（简单解释） 1.线粒体 (1)形状:粒状、棒状 外膜： 双层膜（与细胞膜的结构、功能基本相同） (2)结构 内膜: 向内形成嵴,嵴内有基粒 基质:充满液态的基质：还含有少量DNA和RNA 内膜、基质和基粒中含有许多与有氧呼吸有关的酶； 内膜形成嵴，增加了内膜面积，液态的基质，保证了线粒体各类化学反应得以进行。 (3)功能:是进行有氧呼吸的场所,为细胞生命活动提供能量（即能量的释放）。 因此,线粒体被喻为细胞内供应能量的“动力工厂“ 2.质体(植物细胞所特有的) 质体包括白色体、有色体和叶绿体。其中叶绿体是最重要的一种,下面讲叶绿体 (1)叶绿体的形状:扁平的椭球形或球形 双层膜(分外膜和内膜) (2)叶绿体 基粒: 圆柱状,由10-100个片层 的结构重叠而成,含各种色素 含有许多与光合作用有关的酶, 基质 液态，含少量的DNA和RNA 由许多片层结构组成基粒，使叶绿体内的膜面积大大增加。 (3)功能:是进行光合作用的场所。 讨论比较线粒体和叶绿体有何相似和不同的地方 ①均有双层膜。 但线粒体的内膜向内腔折叠形成嵴,而叶绿体没有。 ②有巨大的内部膜面积。 线粒体通过形成嵴增加面积，叶绿体的基粒许多片层结构组成，增加面积。 ③均有液态的基质。 ④均含有酶。 但各含的酶的种类不同，而酶的种类不同，决定他们具不同的功能。 ⑤均含有少量的DNA和RNA（具有一定的遗传独立性，科学界认为二者是远古时期生物细胞的共生物） ⑥功能上相反（光合作用与呼吸作用），但都与能量代谢有关。 3.内质网：分粗面型和滑面型两种，是由膜结构连成的网状物,增大细胞内膜面积, 膜上附有许多酶，为细胞内生化反应提供有利条件。 4.核糖体： 粒状小体,附在内质网上（即粗面型内质网）或呈漩离状态.主要是蛋白质成分 作用──是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所，“蛋白质的装配机器”。 5.高尔基体：（Goergi，意大利神经解剖学家）位于核附近细胞质中的膜性结构。 (1)植物细胞的高尔基体与细胞壁（CW）的形成有关 (2)动物细胞的高尔基体与细胞分泌物的形成有关(例如对初形成的蛋白质进行加工) 6.中心体(高等植物细胞无)位于核附近 由两个相互垂直的中心粒组成 ，每个中心粒是由9组3联体的微管（蛋白质）构成；中心体与细胞的有丝分裂有关 7.液泡：液泡的大小、数量与植物细胞的成熟度有关。 泡状结构（选择透过性膜）,表面有液泡膜,内充满的液体叫细胞液,细胞液中溶解有各种物质（有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐等）和色素；植物的花、果实、和叶的颜色,除绿色外,其他的颜色大多由液泡中的色素所产生。 小结：1.线粒体的结构和功能，叶绿体的结构和功能 2.线粒体和叶绿体的相似和不同之处 （1） 结构相似：双层膜、基粒、基质和酶 稍有不同：线粒体内膜上也有酶；酶的功能不同；叶绿体基粒上有光合色素 （2） 基质中都有少量DNA和RNA，两者都具有一定的独立性 （3） 二者都与能量代谢有密切关系，但功能正好相反 （4） 存在范围不同：线粒体普遍存在于动植物细胞（真核细胞）；叶绿体只存在于绿色植物的绿色部位细胞中，一般是指植物的叶肉细胞。 3.内质网、核糖体、高尔基体、中心体的功能 思考题：对比总结各种细胞器在结构、成分上的异同。 练习：绘制线粒体和叶绿体结构简图。 [第三课时] 教学目的: 1、理解细胞是一个统一的有机整体（部分与整体、各部分的普遍联系）， 理解细胞各结构和其功能的统一性 2. 理解细胞核的组成、真核细胞和原核细胞的区别 3. 理解染色质和染色体的概念和关系 教学重点和难点:染色质和染色体的关系 教具准备：染色体挂图和照片 教学过程： 复习: 1.植物细胞特有的细胞器有________________? 除上述的细胞器外,还有___ 是植物细胞特有的结构. 2.各种细胞器中,________是高等植物细胞所没有的. 3.具双层膜结构的细胞器有________________;含少量DNA和RNA的细胞器有__________. 4.几种生理功能的场所分别是什么?(1)光合作用的场所是__________;有氧 呼吸的主要场所是________;合成蛋白质的主要场所是__________. [新课] (三)细胞核 核膜 (双层膜，上有核孔,是某些大分子运输的通道) 核仁 1.细胞核的组成 核液 染色质(或染色体)：细胞中容易被碱性染料染成深色的物质， 主要由DNA和蛋白质组成。 （问：染色质是酸性物质还是碱性物质？） 2.染色质和染色体：染色体和染色质是同一物质在不同时期细胞中的两种形态.（解释） 它们的关系可表示为: 染色体 染色质 (分裂期) (间期) （放录象，演示） 上述结构都是以真核细胞为例说的，我们知道，细菌和各种蓝藻是由原核细胞构成的原核生物。真核细胞与原核细胞到底有什么区别呢？ 四.真核细胞和原核细胞的区别? 原 核 细 胞 真 核 细 胞 细胞大小 较小(1-10微米) 较大(10-100微米) 细胞核 没有成形的细胞核 组成核的物质集中在核区, 无染色体，只有一条裸露的DNA 无核膜,无核仁 有成形的真正的细胞核 数条DNA DNA均与蛋白质结合成染色体状 细胞核 有核膜,有核仁 细胞器 只有核糖体等少数 种类繁多 内膜系统 简单 复杂 细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂 实例 细菌（乳酸菌、痢疾杆菌等） 蓝藻（念珠藻等） 放线菌 酵母菌 衣藻等绿藻类和其他大型藻类 大型真菌（蕈、青霉、曲霉） 所有高等动植物 补充: 细菌: 如大肠杆菌、结核杆菌、乳酸菌、硝化细菌等 菌类 放线菌 真菌: 如酵母菌、霉菌、食用真菌 蓝藻：念珠藻等 藻类 绿藻：如衣藻 红藻：紫菜等 褐藻：海带等 上述的只有细菌、放线菌、蓝藻这三类是原核生物，其余的都是真核生物。 另要注意（１）病毒（或噬菌体）因没有细胞结构，不是原核生物 （２）所有的动物包括单细胞动物都是真核生物 五.细胞是一个统一的整体 1. 细胞膜、细胞质、和细胞核三个部分是互相依存、不可分割的的。细胞膜作为与环境分割的界面，保证细胞内结构、成分的相对稳定和物质交换，是任何细胞不可缺少的。 缺少细胞核是有的，但是不能长存，如哺乳动物和人的红细胞，寿命短促。 只有细胞核的细胞几乎是没有的，因此，细胞的任何一个部分都不可少。 2.细胞膜的表面积和细胞质、细胞核的体积之间，也必须有一个恰当的比例，细胞体积增大，细胞膜的表面积就相对缩小，影响物质交换。这也是细胞长大到一定体积将进入分裂的原因之一。 3.重要的合成代谢和分解代谢都是细胞的许多结构共同完成的。如蛋白质的合成，原料氨基酸是通过细胞膜进入细胞，遗传信息则是从细胞核内染色质输入细胞质，合成的场所则是在核糖体。等等。实例：（小肠上皮细胞分泌某种消化酶的例题） 从上述可知:细胞的各部分并不是彼此孤立的,整个细胞只有保持完整性,才能完成 各项生命活动。 总之，细胞是一个有机统一的整体，是生物体结构和功能的基本单位。 小结：1.细胞核的组成,染色体和染色质的关系 2.原核细胞和真核细胞的区别 3 .细胞是一个统一的整体. 问题讨论：1、细胞内的膜结构和非膜结构有哪些？双层膜的和单层膜的又是什么。 非细胞的结构有哪些生物？（噬菌体等病毒、支原体、衣原体、立克次氏体和朊病毒如疯牛病病毒） 2、内质网上都有 （错：核糖体；正确答案：酶）