第三章 细胞的基本结构

第三章细胞的基本结构第一节细胞膜——系统的边界教学设计教学目标：知识目标：简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。

能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。

情感目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。

教学重点:（1）细胞膜的成分和功能（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义教学难点：（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义教学方法：讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法教学用具：多媒体、课件、教科书、黑板、粉笔课时安排：1课时教学过程：可让学生回顾已有的对细胞的认识（注意引导细胞的结构和细胞的成分等）引出课题。

然后问学生是否有拆卸机械东西、并装回去的经历，学生会七嘴八舌的说有或没有等。

当人们对细胞有一定认识后，有人也尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？细胞的结构比机械的东西可要复杂得多，所以到目前为止还没有人尝试成功。

结论：系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组分间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。

每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？引入课题第1节细胞膜——系统的边界。

利用书中的问题探讨，给学生两分钟时间讨论，后提问学生，引导回答。

1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。

细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。

光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。

2.提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。

依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。

实验：体验制备细胞膜的方法讨论：生答师提示提示：细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。

1．发现脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通过细胞膜；2．如果用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解；3．如果用蛋白酶来处理细胞，发现也能破坏膜结构。

研究结果：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。

此外，还有少量的糖类。

其中脂质约占细胞膜总量的50％，蛋白质约占40％，糖类占2％－10％。

在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。

通过这则资料，其实也告诉大家了一种研究物质组成成分的方法：酶解法。

我们在各种膜的研究中还发现，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量就越多。

这也和我们前面了解的蛋白质的功能是相一致的：蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能中也少不了蛋白质的一份！我们也将在后面章节的学习中，越来越多地了解细胞膜的各种成分在其功能中的具体作用。

细胞膜的功能给两分钟时间学生看书，后提问总结。

1、将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞：但不绝对，如病原体侵入就不能完全控制。

3、进行细胞间的信息交流激素、神经递质、精子与卵识别、抗体、胞间连丝问：细胞膜是否只有这样三个方面的功能呢？我们初中的学习中，我们通过实验的方法来检验玉米的种子是否还具有萌发的活性（也就是说玉米种子是否还是活的），也就是利用细胞膜的这点特性。

下面给大家如下材料，请你设计实验来检验这些玉米种子是否还能萌发。

材料：玉米种子，红墨水，镊子，刀片，培养皿，烧杯，酒精灯。

（学生思考、讨论、发言）方法步骤：1、将玉米种子放在20－25℃的温水中浸泡36h。

2、取20粒已经泡涨的种子，将其中的10粒放在沸水中煮5min后，冷却，作为对照的实验材料。

3、分别取煮过和未煮过的玉米种子放在培养皿中，用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒，用稀释20倍的红墨水浸泡（以没过种子为宜）。

2min后，倒去红墨水，用水冲洗籽粒数次，直到冲洗液无色为止（洗去浮色）。

4、观察籽粒中胚的颜色。

结果预期：未煮过的籽粒的胚细胞未被染成红色；煮过的籽粒的胚细胞被染成红色。

（胚细胞被染红说明了胚细胞的细胞膜失去了选择透过性，也就说明胚细胞死亡，不再具有萌发活性）植物细胞在细胞膜外面还有一层细胞壁，其化学成分主要为纤维素和果胶。

对植物细胞有支持和保护作用。

课堂小结：布置作业：书P43页一、二题。

练习册的相应章节练习。

板书设计：课后反思：第二节细胞器——系统内的分工合作教学设计教学目标：知识目标：1、举例说出集中细胞器的结构和功能2、简述细胞膜系统的结构和功能能力目标：制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。

情感态度价值观：讨论细胞中结构与功能的统一性、部分与整体的统一性教学重点：几种主要细胞器的结构和功能、细胞膜系统的结构和功能教学难点：细胞器之间的协调配合和制备临时装片，观察线粒体。

教学用具：ppt，细胞亚显微结构模型课前准备：要预先准备动物的血液稀释液体。

教学课时：2课时教学过程板书设计：教学反思：资料：1、线粒体：①除个别（如人的红细胞）外，普遍存在于真核生物细胞中。

原核细胞中没有线粒体。

②功能：是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。

为细胞的生命活动提供必需的能量（约95%来自于线粒体）。

主要场所而非全部场所，因为有氧呼吸的开始部分是在细胞质基质中进行的。

线粒体因消耗氧气、产生二氧化碳，因此是生物体中二氧化碳浓度最高、氧气浓度最低的场所。

③形态：一般呈椭球形。

④结构：双层膜结构。

A、外膜：使线粒体与周围的细胞质基质分开，是各种分子和离子进入线粒体内部的屏障。

外膜使线粒体相对独立于细胞质基质。

通过外膜，线粒体内部与细胞质基质进行物质交换，保护线粒体内部环境的相对稳定。

B、内膜：某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态的基质。

嵴使内膜的表面积大大增加，增加了酶分子附着的表面积。

⑤分布：一般来说是均匀分布的。

但它在活细胞中能自由地移动，常集中于需能量较多的地方（新陈代谢旺盛的部位）。

线粒体中含有核糖体和少量的DNA、RNA，因而本身能合成少数种类（13种）多肽，其余多数的蛋白质由DNA在游离核体上合成。

因此，线粒体既受细胞核遗传物质的控制，又受自身遗传物质的控制，能自我复制，具有相对独立性，是一种半自主性的细胞器。

线粒体能产生ATP和水。

2、叶绿体：植物细胞中最重要的一种质体（真核植物细胞所特有）质体：真核植物细胞特有的细胞器，分为白色体、有色体和叶绿体。

其中，白色体存在于植物体不见光部位，不含色素，起储存淀粉和油滴的作用；有色体存在于果实、花瓣中，含类胡萝卜素，使果实、花瓣呈现颜色；叶绿体主要存在于叶肉细胞中（幼茎的皮层细胞中也有），含叶绿素和类胡萝卜素，能进行光合作用合成有机物。

①功能：绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器。

②形态：一般呈扁平的椭球形或球形，绿色。

③结构：双层膜结构。

a、内部含有几个到几十个（绿色）基粒，均由囊状结构堆叠而成——增加了叶绿体内的膜面积。

b、基粒与基粒之间充满了基质。

c、囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。

d、光合作用所需要的酶分布于叶绿体的基粒上和基质中。

基质中含有少量的DNA、RNA （具有相对独立性）和核糖体（能合成少数种类的多肽物质）。

叶绿体能产生ATP和水。

比较线粒体和叶绿体：相同点：①双膜；②含少量DNA、RNA，能自我复制，具相对独立性；③含核糖体，能合成少数多肽物质；④都是能量转换站。

区别：①分布方面：线粒体普遍存在于真核生物细胞中（哺乳动物的成熟红细胞除外）；叶绿体是绿色植物所特有的，主要存在于叶肉细胞中。

②功能方面：线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，分解有机物，释放能量；叶绿体是光合作用的场所，合成有机物，储存能量。

③结构方面：线粒体内膜向内折叠成嵴，增加了内膜面积；叶绿体内膜不向内折叠，但内腔中含有几个到几十个基粒，也增加了内部的膜面积。

3、内质网：真核细胞中膜面积最大的细胞器。

①结构：由膜结构连成的网状物，由单层膜构成，其上附着有许多酶；②分布：绝大多数动、植物细胞内部都有内质网；广泛分布于细胞质基质内；③类型：粗面型内质网：表面有核糖体附着；滑面型内质网：表面光滑，无核糖体附着。

④功能：有机物合成的“车间”。

a、对细胞质起支持和分隔作用——在细胞中内连核膜，外连细胞膜；b、增大了细胞内的膜面积，加之其上有多种酶，有利于细胞内各种化学反应的进行；c、粗面型内质网和蛋白质的合成与运输有关；d、滑面型内质网与糖元、脂质的合成有关，并具有分泌功能。

合成代谢旺盛的细胞中，内质网比较发达。

4、核糖体：①无膜结构；椭球形的粒状小体；由核糖体的核糖核酸（rRNA）和蛋白质构成（1 ：1）。

②存在于所有类型的活细胞中（包括原核细胞），也存在于细胞核、线粒体和叶绿体内，以及核膜的外膜上。

与核糖体的形成有直接关系的结构是核仁。

③类型：附着核糖体：附着于内质网表面；游离核糖体：游离于细胞质基质中。

④功能：细胞内合成蛋白质的场所——蛋白质的“装配机器”。

a、附着核糖体：合成某些专供输送到细胞外面的蛋白质，如抗体、酶原、蛋白质类激素等。

酶原：酶的前体，必须经过激活才能表现出催化能力。

b、游离核糖体：合成某些专供细胞本身生长所需要的蛋白质（包括酶），这些蛋白质多半分布于细胞质基质中。

此外，也合成某些特殊蛋白质（如血红蛋白）。

5、高尔基体：高尔基体是由意大利的神经解剖学家高尔基发现的，而并非是俄国的那个文学家高尔基。

①普遍存在于动植物细胞中；单层膜结构。

②一般呈网状。

在电镜下，高尔基体是一些紧密地重叠在一起的囊状结构，膜结构折叠成片层状的扁平囊，有些扁平囊的末端扩大成大小不等的囊泡。

在电镜照片上，可看见这些膜是与内质网相连通的。

⏹在粗面型内质网上合成的蛋白质运输到高尔基体后，由成熟的大泡送到细胞表面向外排出。

③功能：对蛋白质进行加工和转运——蛋白质的“加工厂”。

a、动物细胞中：与细胞分泌物的形成有关——加工和转运蛋白质、合成和运输脂质。

b、植物细胞中：与细胞壁的形成有关⏹参与蛋白质合成和分泌的细胞器及细胞结构：核糖体（合成）、内质网（运输）、高尔基体（加工）、线粒体（供能）、细胞膜（外排）高尔基体是细胞分泌物最后加工和包装的场所，所以，在具有分泌功能的细胞中比较发达。

⏹用放射线示踪法发现核糖体上合成的蛋白质，经过内质网运输至高尔基体形成各类分泌物而排出细胞外，这是考试的热点之一。

6、中心体：①无膜结构。

②存在于动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近的细胞质中。

⏹在一般的绘图中，植物细胞中没有中心体，是因为一般绘的都有是高等植物细胞。