高中生物新教材“细胞器之间的分工合作”解读
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第三章细胞的基本结构
第2节细胞器之间的分工合作
一、教学目标的确定
课程标准的具体要求是:阐明细胞具有多个相对独立的结构,承担着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。
依据上述要求,本节课教学目标确定为
1.通过自主学习、合作学习和教师精讲,能够举例说出几种细胞器的结构和功能;
2.对比不同细胞器的结构与功能,举例说明细胞器结构与功能的相关性。
二、教学设计思路
本设计充分利用教材中丰富的图文资料引导学生学习。
各种细胞器的结构与功能以图文结合的方式呈现,适合学生自主学习。
引导学生在自主学习的基础上,借助表格和题归类比较、交流疑惑、发表见解、归纳总结。
教师根据学生自主学习和交流研讨的情况进行精讲,答疑解惑,补充拓展。
通过学生自己动手制作细胞器模型,进一步加深对细胞器结构与功能的认识,理解细胞器结构与功能的相关性。
最后预留一部分时间给学生进行反思总结,培养学生良好的学习
三、教学实施的程序。
细胞器之间的分工合作第1课时细胞器之间的分工[学习目标] 1.举例说出几种细胞器的结构和功能。
2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
一、细胞器之间的分工1.细胞的基本结构2.分离细胞器的常用方法:差速离心法。
3.各种细胞器的结构和功能(1)名称:线粒体双层膜DNA 和RNA功能:是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”分布:几乎所有真核细胞(2)名称:叶绿体(增大膜面积)含有与光合作用有关的色素和酶DNA和RNA功能:是绿色植物进行光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”分布:绿色植物能进行光合作用的细胞中(3)名称:内质网一个连续的内腔相通的膜性管道系统功能:蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道(4)名称:高尔基体功能:主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(5)名称:溶酶体结构:单层膜包裹的囊泡状细胞器功能:是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌分布:主要分布在动物细胞中(6)成分:内有细胞液,含糖类、无机盐、蛋白质和色素等结构:单层膜功能:调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺分布:主要存在于植物细胞中(7)名称:核糖体结构:无膜,含RNA 和蛋白质分布:有的游离在细胞质基质中,有的附于粗面内质网上(8)名称:中心体结构:无膜,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成功能:与细胞的有丝分裂有关分布:动物和低等植物细胞中4.细胞骨架:是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
判断正误(1)动物细胞中都有线粒体()(2)有中心体的细胞都是动物细胞()(3)没有大液泡的细胞一定是动物细胞()(4)溶酶体作为“消化车间”,可合成并储存大量的水解酶()(5)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,植物细胞都有叶绿体()(6)没有叶绿体的细胞不能进行光合作用()(7)“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红。
高一生物必修一细胞器——系统内的分工
合作知识点
细胞器——系统内的分工合作知识点
一、细胞器之间分工
(1)双层膜
叶绿体:存在于绿色植物细胞,光合作用场所
线粒体:有氧呼吸主要场所
(2)单层膜
内质网:细胞内蛋白质合成和加工,脂质合成的场所
高尔基体:对蛋白质进行加工、分类、包装
液泡:植物细胞特有,调节细胞内环境,维持细胞形态溶酶体:分解衰老、损伤细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
(3)无膜
核糖体:合成蛋白质的主要场所
中心体:与细胞有丝分裂有关
二、分泌蛋白的合成和运输
核糖体内质网高尔基体细胞膜
(合成肽链)(加工成蛋白质) (进一步加工)(囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放)
三、生物膜系统
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高一生物第三章细胞核知识点
高一生物第三章八大细胞器的比较。
↓重点知识:一、细胞器之间分工(1)双层膜叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在植物的叶肉细胞。
线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。
双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。
(2)单层膜内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。
高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。
液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
单层膜。
溶酶体:内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,单层膜。
(3)无膜核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。
中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。
八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的细胞质基质。
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。
材料:新鲜的藓类的叶二、分泌蛋白的合成和运输有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。
如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构?答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。
三、生物膜系统1、概念:细胞膜、核膜,各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统2、作用:使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递;为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所;把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。
高中生物新教材“细胞器之间的分工合作”解读本节问题探讨以我国自行研制C919飞机为背景,要求学生分析研制中各部门的分工与合作,类比细胞中不同结构之间的关系。
其中隐含整体和局部的观念以及对细胞内各组分协调关系的理解;同时也能引导学生关注我国的科技发展,激发学生的爱国情怀。
2细胞器之间的分工2.1科学方法——差速离心法
新教材中差速离心法的原理介绍更清楚了,学生能够通过阅读教材即明确差速离心是分级分离的。
现行教材介绍差速离心时过于概括,不利于学生理解。
2.2形态、结构与功能
新教材介绍细胞器之间的分工时,着重强调各细胞器的功能,而非形态和结构。
一些重要的细胞器如线粒体和叶绿体的结构分别安排在细胞呼吸和光合作用中进行介绍。
受教辅资料的影响,教师多会在此处补充细胞器结构的相关知识,这样课堂会略显单调、乏味;而且这一节的主题最终要落到细胞器之间既有分工又有合作上来,过于强调细胞器的结构会冲淡这一主题。
2.3动植物细胞亚显微结构图
新教材换用了全新的动植物细胞亚显微结构模式图,更加美观;并且围绕动植物细胞展示其中的细胞器,避免了现行教材分开处理给人带来的散乱感。
新教材图示中存在胞间连丝,但是这个结构并不是本节的要点,所以没有标注。
但我个人觉得,既然刚刚学习过细胞间的信息交流可以通过胞间连丝进行,那么让学生了解一下胞间连丝还是必要的;同时也可以让学生明确植物细胞是共质体的。
如图所示我添加的红线对应的细胞壁属于图示细胞,而绿线对应的细胞壁属于它旁边的细胞。
相邻细胞的细胞壁中间形成了连续的“通道”(细胞壁上的“小孔”),并且相邻细胞的细胞膜是连通的,甚至内质网也是连通的。
正是由于胞间连丝的存在,相连两个植物细胞之间可以进行直接的物质交换和信息交流。
2.4液泡与溶酶体
新教材对于液泡和溶酶体存在的场所表述比较暧昧。
“液泡主要存在于植物的细胞中”,“溶酶体主要分布在动物细胞中”。
对于液泡来说,该词常出现在植物学中,研究无脊椎动物学的人也使用液泡,有人把原生生物中的伸缩泡称之为液泡。
教材这里的叙述主要是为了更严谨。
现行教材认为动植物细胞都具有溶酶体。
一些专业书将溶酶体限定在动物细胞中。
植物细胞中的圆球体具有酸性水解酶,也有人将其称为“植物的溶酶体”,但是圆球体的膜是单层磷脂构成,圆球体还能聚集脂肪,这些和溶酶体不同。
植物液泡也具有部分动物溶酶体的作用(一些酸性水解酶类以及参与细胞自噬),但普遍仍认为液泡不同于溶酶体。
2.5中心体的分布
新教材的表述是“中心体分布在动物和低等植物细胞中”。
我查阅了一篇有关中心体的综述文献[1]。
其中的关键内容见下图:
根据该文所述,贾第虫(Giardia)、裸藻(Euglena)、纤毛虫(ciliates)、动物、绿藻(Green algae)、低等植物【lower plants,苔藓(moss)和蕨类(ferns)】是含有中心体的,而红藻(Red algae)、真菌(fungi)和陆生高等植物(higher land plants)不含有中心体。
该文作者对植物高等和低等的划分和我们的传统有差异,我们一般认为从苔藓开始就算高等植物了,蕨类同样也是高等植物,它们是具有中心体的。
同时我们还会注意到,作为低等植物的红藻类是没有中心体的。
2.6内质网功能表述的变化
内质网功能的表述变化有两点:一、不再明确提内质网是脂质合成的车间,二、增加了内质网作为运输通道的作用。
内质网能合成脂质,这个提法本身并没有问题,新教材删去了这个表述,可能考虑该功能的表述过于孤立、突兀,不利于强调本节的主题——细胞器间的分工合作用。
重点强调内质网与蛋白质相关的功能可以为后来分泌蛋白的合成和运输做铺垫,也可以尽量避免一些模拟题片面孤立的考察教材上的零散知识。
2.7关于细胞骨架
新教材对细胞骨架的介绍相对简略。
曾经有人问起细胞骨架和细胞器之间是什么关系,为此我查了一下,关于细胞器的定义。
最苛刻的定义中只把线粒体和叶绿体视作细胞器;稍微宽松一点,把膜性结构称为细胞器;最宽松则把大分子复合体也称为细胞器。
我们看到教材把核糖体(rRNA和蛋白质构成的大分子复合体)等也视作细胞器。
从这个角度看,新教材选择了细胞器最宽松的定义,因此细胞骨架作为大分子复合体也属于细胞器。
由于教材重点强调了真核细胞的细胞骨架,很多教辅就想当然地认为原核细胞没有细胞骨架。
其实,一般认为原核细胞也是具有细胞骨架系统的,
有兴趣的朋友可以自行检索细胞骨架蛋白FtsZ、MerB等词条,这里就不再提了。
2.8光学显微镜能看到的细胞器
这是一个很多教师关心的问题,因为教辅们常玩。
世界上第一台电子显微镜出现在1928年,在此之前科学家不可能使用电子显微镜观察细胞器,因此1928年之前确认的细胞器,只能通过光学显微镜发现。
比如中心体,Edouard Van Beneden在1883年就观察到了中心体,彼时科学家没有电子显微镜可用,因此光学显微镜下是可以看到中心体的。
我们使用光学显微镜不能看到中心体,一方面是因为普通高中的光学显微镜分辨率不高;另一方面中心体没有明显的光学特征,需要染色后才能看到。
类似的很多细胞器都是通过染色处理,然后在显微镜下观察其存在。
当然,光学显微镜只能确认细胞器的存在,并不能观察到这些细胞器内部的精细结构,细胞器精细结构的观察还需要借助于电子显微镜。
3用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
与现行教材相比,改动主要有两点:1、删去了线粒体观察;2、观察叶绿体时,除了形态和分布的要求外,还要求观察细胞质的流动。
删去了线粒体的观察,我猜测主要是基于课时安排的需要。
这节课的建议课时是两课时,其中还包括了实验,完成起来难度比较大,如果再安排线粒体的观察,就更难完成教学内容了。
与此同时,叶绿体观察已经让学生亲自体验了用高倍镜观察叶绿体,能够确认细胞器的真实存在,已然达到了预定的教学目的。
这个实验,我们做的体会是:尽量选择黑藻。
一方面黑藻可以直接制成装片进行观察,不需要像菠菜那样要撕取叶下表皮,不熟练的同学可能一节课都撕不好。
另一方面,黑藻的细胞质环流特别明显,有些地方开展这个实验时,天气有些冷,胞质环流不明显,可以将黑藻在温水中放一会再观察。
最后,我再啰嗦一句:黑藻不是低等藻类植物,它是单子叶植物。