高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞器之间的分工合作教案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞器之间的分工合作教案设计，共8页。

1教学设计的基本理念
通过对课标与教材的解读与分析确立教学目标，以学生为主体，通过自主学习、合作探究性学习和教师讲授，让学生通过观察、讨论、探究相结合的方法展开学习。在引导学生自主学习的基础上，教师帮助学生归纳总结，拓展新知。通过学生观察并绘制细胞器模式图，加深学生对细胞器结构与功能相适应的认识，进一步形成结构与功能观；通过细胞器分工合作完成复杂的生命活动，维持细胞的稳态，进一步构建稳态与平衡观；通过不同细胞中细胞器的异同分析进一步构建进化与适应观；通过物质与能量的转换，进一步构建物质与能量观。最后让学生进行总结，在培养学生良好的学习习惯的同时，培养学生的团队意识、规则意识。
2教材分析
本节课选用教材为人教新课标版生物必修1《分子与细胞》第3章第2节内容，是在第三章《细胞的基本结构》的重要内容，细胞作为生命系统，因为不同细胞结构相互联系，构成既相互独立又相互联系的统一体，能够高效有序的进行生命活动，同时也是蛋白质的合成、后续有氧呼吸、光合作用、动植物细胞增殖等内容学习基础；对生物膜系统进行介绍，为物质跨膜运输的学习进行知识储备。通过学习，帮助学生认识到细胞中整体与部分的联系，结构与功能的统一性，从系统的角度认识细胞，帮助学生从细胞水平看问题。
本课分为两个课时，第1课时通过实验“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实例逐步完成细胞器结构模型的构建，第2课时，通过教师引导、学生讨论探究学习细胞器结构与功能联系。
3 学情分析
通过之前的学习，学生对细胞的基本结构及功能有了进一步的认识，大部分学生对细胞内部如何进行分工合作有较强的好奇心。教学中应让学生发挥主体作用，在教师的引导下以学生的前概念为基础引入新概念，进行探究活动，分组合作，增强对学生探究能力的培养。
4 教学目标
根据上述教材结构与内容分析，考虑到学生已有的认知结构，制定如下教学目标：
（1）生命观念：阐明细胞器的结构与功能的统一性，细胞内具有多个相对独立的结构，每个结构都承担着物质运输、合成与分解，能量转换和信息传递等功能，构建结构与功能观、物质与能量观；通过不同细胞具有相同或不完全相同的细胞器，建立进化与适应观；细胞器相互合作，共同完成细胞中复杂的生命活动，是为了机体稳态的构建，帮助学生构建稳态与平衡观。
（2）科学思维：通过资料信息、教材信息对细胞器结构与功能分析，培养学生运用推理解决生物学问题的能力。
（3）科学探究：通过分析分泌蛋白合成、运输过程的预判和求证过程，提高学生发现问题、解决问题和科学探究的能力。
（4）社会责任：细胞即生命系统最基本单位，其中各结构分工合作，协调工作完成各项生命活动，培养学生的团队意识、合作意识。
5 教学重点难点
重点：细胞中常见种细胞器的结构与功能
难点：生物膜系统的功能及组成
确定的依据：
教学重难点依据本节内容的教学目标确定。
6 教学方法
教法
教师在教学过程依据最近发展区理论，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，帮助学生从系统的角度认识细胞，理解系统内细胞器之间的分工与协作，为后期学习各种生命活动的奠定基础。
学法
通过小组观察、分析、讨论，以学生为主体，形成“自主、合作、探究”的学习模式。
7 教学流程图
新课导入——观察实验——细胞器的结构与功能——分离细胞器的方法——细胞器的分工——反思总结
8教学过程
第一课时
将班中学生分为8组：线粒体组、叶绿体组、中心体组、溶酶体组、液泡组、高尔基体组、核糖体组、内质网组
【任务一】通过观察实验，总结细胞器的结构与功能
之前学习的细胞学说确立了“细胞是生物体的结构和功能的基本单位”这一观点，细胞是人体最小的单位，通常肉眼无法观测到细胞的形态。而每一个这样微小细胞生存的每一秒都是其中数以亿计的微小“结构”协同发挥作用。这些“微小”结构中线粒体和叶绿体我们曾在初中进行了基本学习，同学们可能一直很好奇，植物细胞中进行光合作用的场所——叶绿体的结构是什么样？才能与其功能相适应？请同学们阅读教材50页中探究实验“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验，填写大屏中的内容，通过试验台上的材料与用具进行操作。
屏幕显示：
1.实验原理
(1)叶绿体一般呈绿色、扁平椭球或球形。可在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
2实验材料：常选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮做实验材料。因为藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
本次实验选用新鲜黑藻，由于其叶片薄、叶绿体多且体积大；新鲜叶片比老化叶片的细胞活力高，细胞代谢速率快，易观察到胞质环流现象。
制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的___________。
制作黑藻叶片临时装片，并观察细胞质的流动
温度会影响细胞质的流动。
3实验注意事项
(1)观察叶绿体实验中，要选择叶绿体体积较大，且细胞内叶绿体数目较少的材料。
(2)观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。
(3)必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后再转动转换器换用高倍镜。换上高倍镜后，只能转动细准焦螺旋使图像清晰。
(4)叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。
根据实验设置问题串：
①同学们能够观察到什么？能看到其内部结构吗？
②叶绿体的形态和分布，与叶绿体的功能有什么关系？
③植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？
④请同学们观察黑藻不定根中的细胞，有没有叶绿体？叶绿体在叶片中的作用是什么？
⑤没有叶绿体的细胞就不能进行光合作用吗？
学生回答：
①可以看到叶绿体，看不到内部结构
②叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源。
③细胞质的流动，帮助细胞内物质运输，保障细胞生命活动的正常进行。
④看不到，进行光合作用。
⑤是/不是。
教师指导评价学生的回答，引导学生进行推理：原核生物蓝藻进行光合作用利用其中的叶绿素与藻蓝素，叶绿体中也应当具有光合色素，细胞内生理生化反应需要酶的催化，叶绿体是光合作用的场所，应当有与光合作用相关的酶，这些物质能够帮助植物利用光能将二氧化碳和水转化自身有机物，同时光能转化为化学能储存在有机物中。这样复杂的生理功能是通过何种结构实现的呢？
教师指导学生观察叶绿体亚显微结构模式图，讲解显微结构与亚显微结构的区别。再请学生观察叶绿体模式图中结构，介绍叶绿体各结构名称，请学生通过阅读资料回答问题：
资料一：将某植物的叶肉细胞放在光学显微镜下观察，可观察到叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形，电子显微镜下还可观察到更精细的结构。
资料二：科学研究表明：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。叶绿体组（其他组补充）通过分析资料一、二，结合图示讨论回答：叶绿体中含有哪些结构或物质使得绿色植物在叶绿体内进行光合作用？
资料三：叶绿体内具有众多的基粒和类囊体，每个基粒都含有两个以上的类囊体，部分甚至具有100个以上，极大地增加了受光面积。曾有科学家通过计算得出1g菠菜叶片中的类囊体总面积达60㎡左右。
分析资料三，结合图示讨论回答：类囊体堆叠形成基粒这种方式对于光合作用的进行有何益处？
教师小结叶绿体结构及功能、含有色素。
初中时同学们学过的另一个细胞器是线粒体，知道它能为细胞提供能量。有机物在有氧条件下彻底氧化分解产生二氧化碳和水并释放能量的过程称为有氧呼吸，科学研究表明线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
请同学们观察线粒体模式图并阅读相关信息，由线粒体组回答以下问题。
设置问题串：
①没有线粒体就不能进行有氧呼吸了吗？
②有氧呼吸的进行需要酶的催化，线粒体中应含有什么种类的酶？
③线粒体具有什么样的结构与有氧呼吸的主要场所相适应呢？
教师指导并评价学生答案并带领学生总结线粒体结构与功能，并对比线粒体、叶绿体的异同；
请学生自主学习并完成下列表格，完成后各小组派代表讲授本组推测每种细胞器的何种结构能与功能相适应：
教师指导评价学生答案。
这八种细胞器存在于细胞质中，细胞质包括细胞质基质与细胞器，要分别研究八种细胞器的功能就需要将把中细胞器分开，如何做到呢？
引入差速离心法概念及具体操作步骤。
请同学们思考这些细胞器是否直接漂浮于细胞质中？教师指导学生阅读教材50页，引导学生对细胞骨架的功能进行总结。
【小结】面向全体学生，以填空形式进行。
一、各种细胞器
1、其中与能量有关的细胞器有： 。
2、与蛋白质合成和加工以及脂质合成有关： 。
3、蛋白质合成的场所 ： 。
4、与细胞分泌物的形成、蛋白质的加工和转运有关 ： 。
5、有防御和营养的作用，分解衰老、损伤的细胞器 ： 。
6、调节细胞内环境，保持细胞膨胀的状态 ： 液泡 。
7、与动物细胞的有丝分裂有关 ： 。
二、1、具有双层膜结构的细胞器有： 。
2、没有膜结构的细胞器有： 。
3、为单层膜结构的细胞器： 。
三、1、植物细胞特有的细胞器： 。
2、动物细胞、某些低等植物细胞中有的细胞器： 。
3、动植物细胞中都有的细胞器： 。
第二课时
引入
多媒体展示各种细胞器，回顾它们的结构与功能；讲授细胞器的形态是在进化过程中不断适应环境以达到相应功能的结果，对应功能请学生找出细胞器功能的联系。既然核糖体、内质网、高尔基体这三种细胞器均与蛋白质的合成、加工有关联， 它们又是如何协调配合，形成并运输蛋白质的呢？
【任务二】探究学习细胞器结构与功能联系
教师引导回顾旧知：蛋白质是生命活动的主要承担者，种类与功能多样。引入新知：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质称为分泌蛋白。教师提问：你知道哪些分泌蛋白呢？有没有在细胞内作用的蛋白质呢？引导学生区分分泌蛋白与胞内蛋白。
通过观看视频，了解分泌蛋白的合成过程。
提问：如果想要探究分泌蛋白的合成和运输过程，那要利用什么手段或方法才能实现？
引入同位素标记法概念以及常用元素，引导学生自主学习、讨论并尝试设计实验：
①选何种类型元素进行标记？
②如何将标记元素标记在分泌蛋白上？
③如何观察判断分泌蛋白的分泌和运输过程？
教师对实验原料、方法、步骤进行总结，鼓励学生提出疑问。教师对学生的总结进行补充，并针对疑问进行详细解答。
教师启发学生思考：
①分泌蛋白从合成部位到作用部位在相应的细胞器发生怎样的变化？
②分泌蛋白的合成和分泌，依次经过了哪些结构？尝试描述整个过程。
③相关细胞器间存在距离，分泌蛋白是以怎样的形式进行转运的？
④类比逆水行舟，分泌蛋白的合成和分泌过程需要能量吗？能量由哪种细胞器提供？
⑤在此过程中，有几种具膜细胞器以及细胞结构？它们的膜面积如何变化？
在教师的引导下学生概括分泌蛋白合成和运输过程及变化。教师展示分泌蛋白合成、加工和运输的路径图以及膜面积变化示意图。
教师利用问题⑤的答案引入生物膜系统的概念：真核生物中，由细胞器膜、核膜、细胞膜等结构共同构成生物膜系统。生物膜系统间的联系是什么？联系膜结构的组分，启发学生思考，
①原核生物和病毒有生物膜系统吗？
②生物膜系统是细胞中各种膜结构的总称，还是生物体内各种膜结构的总称？
③生物膜系统作为多种生化反应的场所，具备哪些保证细胞生命活动正常进行的功能呢？
学生通过自主学习，总结生物膜系统的组成以及由于细胞内生物膜将各种细胞器分开，才能够保证细胞生命活动高效、有序的进行，维持了细胞内部的稳态。
教师带领学生复习知识点，引导学生构建知识网络。
板书设计
第3章第2节 细胞器之间的分工合作
第一课时
一、高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
二、细胞器的结构与功能
三、小结
第二课时
分泌蛋白的合成和运输
定义：
同位素标记法：
细胞中的生物膜系统
组成：细胞膜、细胞器膜、核膜
功能：①使细胞具有一个相对稳定的内部环境
②广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点
③细胞内同时进行多种化学反应，互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序的进行。
9教学设计反思
“结构与功能相适应”的观点为结构的分析、功能的推断提供基本依据。本节课通过对细胞器结构和功能之间联系的推断，帮助学生建立结构与功能观，进化与适应观，稳态与平衡观等生命观念，培养了学生团队意识与合作意识。运用维果斯基的最近发展区理论，设计课程，帮助学生提升能力。在设计时注重学生为主体，教师为主导，教师主要职责是引导，参与。注重模型构建，使抽象的概念具体化、形象化，并有助于学生后期模型构建的学习。指导学生进行探究，培养学生的团队意识和合作意识。
双层膜
双层膜
单层膜
细胞器名称
动物细胞中是否存在
植物细胞中是否存在
原核细胞中是否存在
功能
含色素与否
是否具有膜结构
线粒体
是
是
否
有氧呼吸主要场所
否
叶绿体
否
是
否
光合作用场所
是
内质网
是
是
否
蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道
否
高尔基体
是
是
否
蛋白质加工、分类、包装
否
单层膜
液泡
否
是
否
调节细胞内的环境，保持细胞坚挺
是
单层膜
溶酶体
是
？
否
分解衰老损伤的细胞器，吞噬侵入细胞的病毒、细菌
否
单层膜
中心体
是
低等植物中存在
否
细胞有丝分裂相关
否
不具膜
核糖体
是
是
是
蛋白质合成场所
否
不具膜