高一生物《捕获光能的色素和结构》教案分析。

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？以下是小编收集整理的“高一生物《捕获光能的色素和结构》教案分析”，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

高一生物《捕获光能的色素和结构》教案分析

本小节主要介绍了叶绿体内光合色素的种类、分布和作用，叶绿体的结构和功能。
一些蔬菜大棚和温室为什么采用的塑料薄膜或日光灯是红色或蓝色的，而不是绿色的？这是一个新奇而有趣的问题。本节教材的“问题探讨”从这里引出话题让学生讨论，可以激发学生的学习热情和想像力，从而很自然地进入本节第一部分教学内容的学习。
关于绿叶中有哪些捕获光能的色素，教材是通过先引导学生做绿叶中色素的提取和分离的实验，然后进行归纳的。实验后，教材归纳出绿叶中捕获光能的色素有4种。那么，这些光合色素存在于植物细胞中的什么部位呢？教材接着介绍了有关叶绿体的基础知识。这里需要强调的有两点：一是叶绿体并非存在于所有的植物细胞中，而是只存在于植株的叶和嫩茎等绿色器官的一些细胞中；二是教材引导学生通过对有关资料的分析认识到，叶绿体不仅含有捕捉光能的4种色素，而且含有多种与光合作用有关的酶，并且具有在光合作用中释放氧气的特性，可见，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
一、教学目标
1.知识目标：①简述叶绿体中色素的种类和作用。体会实验在生物学中的重要性。
②描述叶绿体的结构和功能。体会结构与功能相适应的特点。
2.技能目标：通过学习能正确使用实验器材，完成相关实验操作。
3.情感目标：体验光合作用研究中巧妙实验的运用，并作出相关的评价；关注农业生产中的实际问题。
二、教学重难点：叶绿体中色素的种类及其作用。
三、课时安排：1课时
四、教学流程：
教师活动
学生活动
讨论“问题探讨”中的相关问题。引导学生从光的波长（质）和光的强度（量）两个方面来认识光对植物光合作用的影响。
一、捕获光能的色素和结构
太阳的光线中有能量，我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也要捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？
我们知道，玉米中有时会出现白化苗，白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡，可见光合作用中光能的吸收和转化与细胞中的色素有关。细胞中有哪些色素呢？下面，我们通过一个实验来看一看。
实验：绿叶中色素的提取和分离（视频）
展示实验结果。

不同色素对光的吸收有无差别呢？
展示证明色素吸收光谱的巧妙实验和精确实验，让学生理解色素的吸收光谱的意义。（说明白光是混合光，通过三棱镜分光后可以分为七色可见光的连续光谱。）
分析绿叶随季节变化而变色的原因，让学生思考变黄的树叶能进行光合作用吗？
总结色素的功能。
转而学习色素的存在部位。
二．叶绿体的结构
结构图展示。
经典实验分析。
思维热身，进入学习状态。
体会色素的重要性。导入本节课题。
提醒观察的内容和注意的对象。
注意色素带的颜色、宽窄、间距。分别能说明什么问题。（与教材所归纳的4种色素结合学习）
学生观察，解释现象，尝试做出色素的吸收光谱。
思考，讨论。
观察，思考。
讨论，分析。体会实验的巧妙之处。
五、教学反思：
本小结的每一个知识点都是通过实验的方法得出：通过“绿叶中色素的提取和分离”实验得出绿叶中色素的种类的含量；通过三棱镜分散光的一系列实验得出色素的吸收光谱；通过恩格尔曼的巧妙实验知道叶绿体的功能。而对于“绿叶中色素的提取和分离”实验，本节课并不注重操作的分析（关于操作中的要点可以在实验课中解决），而是注重分析结果得出结论。在教学过程中要充分引导学生，注重科学方法的渗透。同时注重与生产实践相联系，让学生去了解学习光合作用的应用价值，体会“学以致用”的道理。充分体现了“科学—技术—社会”三位一体的教育思想。

延伸阅读

捕获光能的色素和结构教学设计

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助教师能够井然有序的进行教学。那么如何写好我们的教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《捕获光能的色素和结构教学设计》，相信您能找到对自己有用的内容。

捕获光能的色素和结构教学设计
一、设计思想
新课标提出学生学习方式的变革，倡导自主、合作与探究的学习方式。本教学设计通过让学生预习教材→提出质疑（问题）→作出假设→设计实验→合作实验→分析结果→得出结论→表达和交流→进一步探究来学习叶绿体中色素的提取和分离，激发学生的学习需要，带给学生理智的挑战，促使学生分工合作，丰富学生的经验系统。
二、教材分析
《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物１必修分子与细胞第5章第4节《能量之源──光与光合作用》第1节课的教学内容，主要学习色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。本节内容是对第3章细胞结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。
普通高中生物课程及解读对本部分知识的要求是能分析科学家对光合作用的认识过程，形成光合作用的基本概念；提取和分离叶绿体中的色素，简述叶绿体中色素的吸收光谱和作用光谱；要求教师能直到学生做好提取和分离叶绿体中色素的探索性实验，有条件的学校教师应该组织部分学生参与叶绿素吸收光谱的实验。
三、学情分析
学生在初中阶段已经有了光合作用的有关知识，在本册教材第3章中又学习了细胞结构，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。通过本册前面内容的学习，学生在实验方面已经有了对照、对比、变量的概念，在“证明某一种或某几种无机盐是某植物生长发育所必需的”中对实验设计有了接触，在“影响酶活性的条件”、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中对探究的方法、步骤有了进一步的了解，也就是说学生已经有了探究的基础和实践，初步具备了探究的一般能力。
在实验操作方面，学生已经能进行研磨和过滤等操作，但纸层析法是首次接触，需要教师指导或者借助录像给予直观的认识。本节课涉及到许多理化知识，如各种化学试剂的使用方法和技巧，光的色散现象和色素的吸收光谱，学生理解起来可能会有一定困难，需要教师进行解释。
四、教学目标
１、知识目标：
（１）说出叶绿体中色素的种类和作用；
（2）说出叶绿体的结构和功能
２、能力目标：
（１）通过“叶绿体中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法；
（２）通过质疑、创新设计，初步掌握对照实验的方法，提高观察、分析、判断等思维能力；（３）通过小组间的交流和质询，提高学生的语言表达能力及思维的严密性，能够听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及做必要的反思和修改。
３、情感、态度和价值观目标：
（１）通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；
（２）通过和谐知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣热爱；借助叶绿体的结构与功能的联系分析，形成结构与功能相统一的观点；
（３）借助实验的自我评价，形成生命科学的价值观，能正确认识自我，评价自我。
五、重点难点：
重点：叶绿体中色素的种类和作用
难点：对实验原理的理解；对照实验的设计和色素的提取。
六、课前准备
１、学生的学习准备：复习有关实验设计和探究方法的知识；预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”，初步把握实验的原理和方法步骤。
２、教师的教学准备：课件制作，就实验的原理和方法尽可能多地提出质疑并找到答案。
３、教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风。
实验的材料用具除了书本列举的之外，再补充胡萝卜的叶子、烘干的菠菜叶（学生也可以自带绿叶）；为了节省时间，课前准备好滤纸条，配制好层析液。
课后的探究可根据学生要求和实验室实际情况，尽可能满足学生对材料用具的要求。
七、教学过程：
（一）、导入新课
教师提供数据，使学生理解绝大多数生物的能量之源是太阳能，引出课题。然后提问：
1、绿色植物以什么方式固定光能？
2、植物靠什么物质去捕获光能的？（出示玉米正常苗和白化苗图片）
3、出示绿色和黄色的菠菜叶，绿叶中有哪些色素呢？是否只含叶绿素？
通过创设情境、层层设疑，迅速吸引学生的注意力，激发研究兴趣。
（二）、新课学习
实验：叶绿体中色素的提取和分离色素的种类
△提出问题、设计方案：
通过预习，学生对实验的原理和方法步骤已经有了大致的了解，但是由于认知水平的限制，对原理的理解不够透彻。所以在学生实验前，教师可让学生先提出预习过程中的疑问，再针对问题作出解释，或者鼓励学生自己设计实验并通过实验来解决疑问，教师也可对实验原理和步骤进行简要说明。一般来说，学生会有这些问题：
１、菠菜是教材推荐的实验材料，那么能否用其他的实验材料？有没有更好的实验材料呢？
２、为什么要将滤纸条的一端剪去两个角？如果不剪去会怎么样呢？
３、为什么要重复画线？如果只画一次会怎么样呢？
４、为什么滤液细线不能触及层析液？如果接触了又会怎么样呢？
本实验是一类提供方法步骤的探究性实验。学生可以按照教材中的方法步骤进行操作，也可以根据老师的引导启发，自己大胆的设计实验。因为前面已经有了实验设计的知识基础和探究的实践经验，所以教师只是提供建议，切不要限制学生思维的方向。但是为了保证学生在有限的时间里能完成一项探究，教师应规定每个小组只能选择一个研究的问题，而且对照组必须与书本提供的操作完全一致（以保证完成教材要探究的问题）。
学生通过科学思维方式和科学研究方法的训练，势必会产生采用自己设计的实验方案来探究问题的迫切愿望。考虑到实验中的一些步骤如画滤液细线学生从来没有接触到过，为了使学生能准确、顺利地完成自主性实验操作，在学生实验前教师可进行演示实验或放映有关实验过程的录像。
△实验操作、合作探究：
学生合作实验，教师观察指导。因为考虑到时间，教师要求学生两个人为一组，统筹规划、分工合作，并认真观察记录实验结果，分析结果得出结论。教师边巡逻指导，边给予人文关怀，提醒：层析液中的丙酮有毒且易挥发，所以实验应在通风条件下进行，分离色素时必须用棉塞塞紧试管口，实验结束后必须用肥皂洗手，废料必须倒在废液缸里；实验后色素保存备用。
△表达和交流。
１、与其他小组交流探究的过程和结论，以及提出新的问题。
（１）滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
（２）通过实验组和对照组的分析，得出本小组探究问题的结论，如为什么要重复画线，滤液细线为什么不能触及层析液。
２、听取其他小组的质询，以及进行必要的答辩、反思和修改。
进一步探究。在实验过程中，学生往往会发现新的问题，如：
（１）绿叶中水分的存在会影响实验效果，有没有方法可以降低叶片中水的含量呢？
（２）用研磨的方法提取色素时，必须加入碳酸钙保护叶绿体中的色素，从而导致毛细吸管容易堵塞，那么有没有更好的提取色素的方法？
（３）滤液细线很难画直、画匀，那有没有有方法既可以达到这些要求，又可以提高色素的浓度呢？
（４）滤液细线很难画，能不能换一种方法，不用画直线也能使色素分离呢？
……
教师鼓励学生根据自己所学的知识或者利用网络，设计实验解决新问题。这个过程其实是一个评价的过程：学生自我评价、学生相互评价、教师评价。通过评价，使知识得以巩固和提高，学生的思维和方法得到发展。
通过这一步教学，学生不仅完成了色素种类的探究，还通过自己的努力实践，解决了课本中提出的“不能”、“注意”的原因，从中找到成就感，学习生物的积极性会大有提高。
实验：色素的吸收光谱　色素的功能
将色素溶液放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况，并给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，从而得出色素的功能：吸收光能，主要吸收红橙光和蓝紫光。通过实验给了学生一个感性认识，通过看图，提高了学生对图表的分析能力。然后给出问题：温室或大棚中指蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、薄膜或补充光源？通过联系生产实践，使学生认识到知识的价值，提高学习生物的兴趣。
过渡：这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢？叶绿体的结构和功能。
课件展示：叶绿体的结构。要求学生联系细胞器的内容学习。
资料分析：恩格尔曼实验。得出叶绿体的功能，并讨论恩格尔曼实验的巧妙之处。
通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。
（三）、总结
总结叶绿体的功能，具有这些功能的结构基础。那么，光合作用是如何进行的呢？在下一节课我们一起来学习光合作用探索的历史。这节课后大家可以先预习一下这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。既是总结，也是布置预习作业，激发学生科学探究的意愿。
八、知识结构：

九、作业设计
１、课堂巩固：
（1）阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（）
A、绿光区B、红橙光区和绿光区C、蓝紫光区和绿光区D、红橙光区和蓝紫光区
（2）在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是A、橙黄色的胡萝卜素B、黄色的叶黄素C、蓝绿素的叶绿素aD、黄绿色的叶绿素b
（3）分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。
注：“＋”表示加；“－”表示不加。试回答：
①A处理得到的溶液颜色是____，原因是________________。
②B处理得到的溶液颜色是_____，原因是_______________。
③C处理得到的溶液颜色______，原因是________________。
２、课外探究：学生根据在实验中提出的疑问，课后设计实验、实践操作解决问题。
十、问题研讨
１、查阅资料时发现，很多教师在上新课程的时候，补充了许多老教材里面的知识，如：用丙酮提取色素，色素的功能为吸收、传递和转化光能。老教材内容的补充有没有必要？
２、教师如何在有限的一节课内组织好教学，让学生既能获得一些陈述性知识，又能习得实验设计的程序性知识，并能在今后的教学中让学生养成探究的习惯，最大限度地促进学生知识、能力和情感的发展？
２、合作实验时，动手能力较弱的学生往往成了旁观者，整个实验都有动手能力较强的学生完成，而实验后小组间交流时，发言的代表也往往是几个成绩较好、语言表达能力较强的同学。在学生合作学习过程中，如何让每一位同学都积极参与到探究中来？

高一生物教案：《叶绿素和其他色素》教学设计

高一生物教案：《叶绿素和其他色素》教学设计

一、设计思路

建构主义认为，在教学过程中，科学知识是主体建构活动的结果。探究是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一，《普通高中生物课程标准》明确提出倡导探究性学习。

基于上述分析，本节课从学生已有的知识基础、认知规律和心理特征出发，着眼于学生的最近发展区，通过学生演示实验，对得到的实验现象进行对比分析，得到相应的结论，然后根据已有的结论提出新问题，在小组合作讨论的基础上，自主设计实验进行探究。在这个过程中转变传统的接受学习方式，每一个学生都参与到问题的探讨中，在问题探讨中自主学习，在合作讨论中有效学习，在相互评价中感受学习的乐趣，最终提高学生的生物科学素养。

二、教学分析

1、教材分析

浙科版高中生物学教材《分子与细胞》第三章“细胞的代谢”第五节“光合作用”是高中生物教学的重点，也是难点，主要包括光合作用概述、叶绿素和其他色素（安排了“光合色素的提取与分离”活动）、光反应、碳反应、环境因素影响光合速率。叶绿素和其他色素包括光合色素的吸收光谱、种类、颜色、“光合色素的提取与分离”活动及光合色素与光合作用的紧密联系。掌握好叶绿素和其他色素的相关内容，能为接下来光反应和碳反应及环境因素影响光合速率的学习作一个很好的铺垫。

2、学情分析

通过初中阶段的学习，学生已经了解光合作用的概念和意义，了解绿叶在光下产生淀粉的实验，但对于光合色素的提取与分离、光合色素的吸收光谱、光合色素的作用缺乏认识。

通过浙科版高中生物学教材《分子与细胞》第三章“细胞的代谢”第三节“酶”的学习，学生对生物实验已有了初步了解，明白了对照实验思想在生物实验中的重要性，但对科学研究的一般过程还缺乏深入理解，解决实验操作过程中所出现问题的能力还有待于进一步提高。

3、教学重点与难点

（1）教学重点 光合色素的认知过程、光合色素的种类及吸收光谱。

（2）教学难点 光合色素与光合作用的联系、科学探究的一般历程。

三、教学目标

1、知识目标

（1）通过观察演示实验，能描述光合色素的吸收光谱；

（2）通过“光合色素的提取与分离”活动，能说出光合色素的种类及颜色；

（3）通过“光的色散”活动，能解释光合色素在光合作用中的重要作用。

2、能力目标

（1）能利用已知条件，尝试“提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—阐述和交流实验结果和结论”的科学探究过程，掌握解决问题的科学方法；

（2）能利用给出的实验材料和用具，进行单因子对照实验，掌握实验的操作技能；

（3）能利用色素扩散的原理，分析拓展实验，得出合理的实验结论。

3、情感态度和价值观目标

通过“叶绿素和其他色素”的学习，体验科学探究的一般历程，认同实事求是的科学精神，养成在自主学习的基础上进行合作探究的习惯。

四、教学策略与手段

以问题导学为主，在学生自主学习的基础上，结合学生演示实验，借助多媒体课件，同时采用小组合作探究的形式，层层递进。

五、课前准备

1、学生的学习准备

学生分组进行“光合色素的提取与分离”活动及其拓展活动，对结果摄影保存。

2、教师的教学准备

（1）进行光的色散和光合色素的提取与分离及其拓展实验；

（2）制作本节课内容的多媒体课件。

3、教学环境的设计与布置

将多媒体教室的课桌椅分成若干小组（每小组可供4—6人就座）。

4、教学用具的设计和准备

三棱镜、盛有叶绿体色素提取液的试管、白色屏幕、可调节光源

六、教学过程

教学

内容

教师的组织和引导

学生活动

教学

意图

创设问题情景，实验导入新课

导入：绿叶在光下产生淀粉的实验

【问题1】要把光能变成有机物（如淀粉）中的化学能，首先植物体要能够捕获光能，那么光能是如何从植物体外到植物体内的呢？如何证明？

给出材料与用具：可调节光源、三棱镜、白色屏幕、盛有叶绿体色素提取液的试管。

【问题2】从实验1和实验2的现象中，你能得出怎样的结论？

【问题3】上述两个实验能说明红光和蓝紫光是光合色素吸收的吗？如果不能，应该怎样改进？教师归纳：增加一组不含色素的实验（作对照）。

【问题4】上述两个实验现象表明：有两种颜色的光被吸收了，那么是不是刚好被叶绿体色素提取液中的两种色素分别吸收了呢？如何设计实验来证明？

教师归纳：吸收光的色素位于叶绿体中，可以将叶绿体中的色素提取后分离，单独地、直接地去观察它们的作用。

【集体回答】 通过实验。

根据所给材料与用具，小组讨论，设计可行的实验；个别学生进行演示实验，其他学生带着问题观察演示实验。

【学生演示实验1】 光的色散实验1

【学生演示实验2】 光的色散实验2

【思考后回答】 红光和蓝紫光被吸收了。

【思考后回答】……

【分组讨论后给出思路】……

探究欲望提高；突出实验的重要地位

动手能力得到提高；能够更好地解释实验现象

实验对照思维训练，引出光合色素

每个学生都参与实验设计，组内讨论交流得到加强；引出叶绿体

叶绿体和光合色素

教师阐述：在叶绿体基质中分布有与光合作用相关的酶，在类囊体膜上分布有与光合作用相关的酶和色素。

【问题5】光的色散实验中所用色素是怎么提取的呢？

【思考后集体回答】 ①外膜 ②内膜 ③叶绿体基质 ④类囊体 ⑤基粒。

【集体回答】 通过光合色素的提取与分离实验。

通过联系叶绿体相关知识，引出光合色素的提取和分离实验

光合色素的提取与分离

【问题6】①色素提取试剂需要符合什么要求？②分离色素应该采取什么方法？

教师归纳：色素提取试剂必需能溶解色素，如丙酮，酒精等；分离色素可以采用纸层析法。

教师阐述：纸层析法的原理和过程。

展示条形滤纸层析结果模型

图5 条形滤纸层析

【问题7】从滤纸条上，我们不难看出每条色素带的宽度是不一样的，那是什么原因导致的？

教师归纳：色素带宽度与色素含量的关系。

拓展实验：若将过滤所得的含有色素的滤液点在圆形滤纸中心，实验结果将如何变化？

展示圆形滤纸层析结果模型

【问题8】到此，我们已经证明在图2（多媒体展示）中出现的两种颜色的光被吸收的现象并不是刚好被叶绿体色素提取液中的两种色素分别吸收的。那么为什么四种色素的吸收光谱中只有两条暗带？该如何证明？

教师归纳：单独地、直接地去观察四种色素的作用。

教师归纳：橙黄色色素和黄色色素主要吸收蓝紫光，蓝绿色色素和黄绿色色素主要吸收红光和蓝紫光。

【问题9】这四种色素到底是什么？

【阅读教材，分组讨论，学生代表阐述】……

【学生代表展示】

【分析实验现象，得出结论，提出新问题】……

【思考后回答】……

【对拓展实验与教材实验进行比较后回答】……

【学生代表展示】

【观察、分析实验现象】……

【分组讨论后给出实验思路】……

个别学生进行演示实验，其他学生带着问题观察演示实验。

【学生演示实验3（计算机模拟）】 光的色散实验3 将提取的四种色素分别放在光源与三棱镜之间

【分析实验现象，得出结论】……

【阅读教材，找到答案，学生代表阐述】 高等植物的光合色素有2类，即叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），类胡萝卜素包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）。

回归教材实验，挖掘实验细节，培养科学探究能力

对实验结果的评价能力得到提高

类比推理的能力得到提高

通过探究来解决问题的能力得到进一步提高

能在探究问题的同时适时回归教材

光合色素的吸收光谱

【问题10】不同的色素可以吸收相同波长的光，那么不同波长的光被同种色素吸收的情况相同吗？（多媒体展示光的色散实验，叶绿素a、b的吸收光谱）

【问题11】类胡萝卜素的吸收光谱应该是怎样的？

教师：归纳学生所作评价，展示类胡萝卜素吸收光谱。

【问题12】同株植物的叶片在不同季节颜色一样吗？为什么？

【思考后回答】……

【分析曲线图，得出结论】……

【学生代表板演，其他学生进行评价】

……

【思考后回答】……

换位思考的能力得到提高

获取曲线信息的能力得到提高

作图能力得到提高

理论联系实际

课堂

小结

【问题13】光能被植物体吸收后，如何转换为植物体内有机物中的化学能呢？

【学生代表依据板书进行小结】……

巩固新知，承前启后

教学

反馈

多媒体展示反馈练习

【思考后回答】……

检测教学目标达成情况

七、板书设计

八、作业设计

高一生物《细胞膜的结构和功能》教案分析

高一生物《细胞膜的结构和功能》教案分析

细胞膜的结构和功能

一、知识结构：
细胞膜的分子结构
自由扩散
主动运输
二、教学目标:
(1)细胞膜的分子结构(D:应用)。
(2)细胞膜的主要功能(D:应用)。
三、重点、难点:
(1)重点:①细胞膜的分子结构；②细胞膜的主要功能。
(2)难点:细胞膜内外物质交换的主动运输方式。
四、教学课时:
1课时
五、教学程序:
复习提问:在初中阶段的学习中，我们学习了植物和动物的细胞结构。请同学们回顾一
下，植物细胞和动物细胞各有哪些结构?(对这一问题，学生基本上可以回答正确。)
讲述:现在我们又要学习细胞的结构和功能，高中阶段学习的细胞结构和功能是学习细胞的亚显微结构，亚显微结构是指在电子显微镜下观察到的微小结构，观察到的结构直径在0.2mm以下。这样我们可以看到细胞膜的结构组成，可以看到细胞质和细胞核中还有许多具有一定结构特征的物体，它们都有自己的生理功能。(展示动、植物细胞的亚显微结构示意图像，简单介绍图像中结构。)
引导学生观察动、植物细胞亚星微结构图，回答问题:从动、植物细胞的亚显微结构可以观察到，动、植物细胞结构不尽相同，它们有哪些不同?
讲述:在植物细胞最外层有一层细胞壁：它的化学成份主要是纤维素和果胶，对于物质的通透属于全透性的；它的主要功能是具有支持和保护的作用。动、植物细胞外都有一层细胞膜：细胞借以细胞膜和外界环境分开，使细胞内部环境保持相对稳定。细胞膜有什么样的分子结构，它有什么生理功能呢?这是本次课学习的主要内容。
一、细胞膜的分子结构:
讲述:经科学家研究分析，细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成。磷脂分子具有一个环状的头部和两条长链组成的尾部。(展示一个磷脂分子的结构简图，说明亲水的环状端和疏水的长链端。)
由于一个磷脂分子具有亲水端和疏水端，这样使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂双分子层。磷脂双分子层的外侧(上、下或左右)为环状的亲水端，中间为两长链的疏水端。
磷脂双分子层组成细胞膜的中层，形成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的两侧布满蛋白质分子，有的蛋白质游离表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层之中，有的蛋白质贯穿磷脂分子的双分子层。(展示细胞膜的分子结构示意图像。)
科学家曾经做过一个人体细胞的融合实验：他将人体的某种细胞进行离体培养，再将红色萤光染料和绿色萤光染料分别对两个细胞染色，一个细胞染上红色，另一个细胞染上绿色。再用灭活的病毒(仙台病毒)来影响这两个细胞，使这两个细胞发生融合。在显微镜下观察其融合的过程，发现融合初期，细胞一边为红色，另一边为绿色，40min后观察发现红、绿细胞膜相互渗透，形成红、绿相间斑马状；再过40min后观察，发现细胞膜上红、绿较均匀分布。
这个实验充分说明细胞膜是可以流动的，组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都在不断的变化，这是细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。细胞膜的这一结构特点，对完成细胞膜的生理功能有重要作用。在细胞膜的外表面还有一些多糖分子和细胞膜上蛋白质结合的糖蛋白，称为糖被。
提问:请同学们思考细胞膜有什么生理功能(学生会回答具有保护的作用，这时应用过去学习过的知识，例如草履虫皮膜有什么作用，启发学生回答细胞膜具有控制物质交换的作用等。)
二、细胞膜的生理功能:
讲述:细胞膜是具有许多重要功能的结构，这些功能可以归纳成两个大方面:一具有保护的功能，包括保护、支持、识别、免疫；二是具有控制物质进出细胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。
讲述:我们常说的新陈代谢是指生物体与外界交换物质和能量，以及生物体内的物质和能量转换。细胞膜控制物质进出细胞就是一种新陈代谢现象，所以，细胞膜的这一功能是其最重要的功能。细胞膜完成控制物质进出的方式很多，有自由扩散、协助扩散、主动运输、内吞作用、外排作用等，其中常见的、最重要的方式是自由扩散和主动运输。
自由扩散这种物质转运的方式是根据物理扩散作用的原理进行的，被选择的物质从高浓度一侧转运到低浓度的一侧，按浓度梯度的大小进行，这种转运方式不需要消耗新陈代谢时产生的能量。属于自由扩散这种方法转运的物质有氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等物质。(展示:物质出入膜示意图)
主动运输是细胞转运物质的重要方式，被选择物质从低浓度一侧转运到高浓度一侧，转运的过程中，需要消耗细胞新陈代谢时产生的能量、同时还需要载体蛋白的协助、载体蛋白就是细胞膜上的一种蛋白质，它具有特异性，一种载体蛋白只能协助一种被选择的转运物质转运。
在细胞的生命活动过程中，主动运输起了重要作用，它使细胞能主动地向外界吸收被选择的物质，以供生命活动需要用。例如海水中碘的含量比海带细胞中碘的含量要低得多，但海带细胞能不断从海水中吸收碘，以供生命活动所需。同样细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。(展示:物质出入膜示意图)葡萄糖、氨基酸、被选择的离子均以主动运输的方式进行转运。
讲述:从细胞膜转运物质进出细胞的方式来分析，不是任何一种物质都能通过细胞膜，这表现细胞膜对物质的通过具有选择性，它允许水分子自由通过，被选择的离子、小分子可以通过，不被选择的离子、小分子以及大分子均不能通过细胞膜，这是细胞膜的一个极为重要的生理特性，为此，细胞膜是一种选择透过性膜，这对细胞维持正常的生命活动起重要的作用。
提问:人所吃的食物为什么必须经消化系统的消化以后才能被小肠绒毛细胞吸收?
三、总结:
蛋白质和磷脂分子是组成细胞膜的主要化合物，磷脂分子形成磷脂双分子层，存在于细胞膜的中间，磷脂双分子层的两侧有蛋白质分子，有的蛋白质游离在磷脂双分子的表面，有的嵌入磷脂双分子层之间，有的贯穿磷脂双分子层。细胞膜的分子结构具有一定的流动性，这对于完成细胞的生理作用有重要的意义。在细胞的亚显微结构中还有许多结构具有膜结构，这些膜结构和细胞膜的结构形式完全一样，组成了细胞内的生物膜系统。
细胞膜是一种多功能的结构，它具有保护的功能(包括识别、免疫等)，还有控制物质进出细胞的功能。控制物通过细胞膜的方式主要有自由扩散和主动运输。自由扩散和主动运输的区别可归纳成下表内容。

项目自由扩散主动运输
细胞膜两侧物质浓度高浓度一侧到低浓度一侧低浓度一侧到高浓度一侧
是否需要载体蛋白不需要载体需要载体协助
是否消耗细胞内的能量不消耗细胞内能量需要消耗细胞内的能量
代表物质氧气、二氧化碳甘油、乙醇、氨基酸、葡萄糖、各种被选择的离子

五、布置作业:
教材P25一、填充题：1、2；/二、选择题：1、2；/三、填表。
六、板书设计:
板书设计
一、细胞膜的结构和功能
(一)细胞膜的分子结构
1.化学成分
蛋白质分子和磷脂分子
2.分子结构
(1)磷脂双分子层:中层,基本骨架;
(2)蛋白质分子:两侧,或覆盖,或镶嵌或贯穿磷脂双分子层之中
3.结构特点:具有一定的流动性。
(二)细胞膜的生理功能
1.具有保护作用
(1)保护支持细胞；
(2)识别作用；
(3)免疫作用。2.控制物质进出细胞:吸收、分泌、排泄。
(1)主要方式:
a.自由扩散:高浓度→低浓度,不需载体和能量。如O2、CO2、甘油、乙醇等。
b.主动运输：低浓度→高浓度，需载体和能量。如氨基酸、葡萄糖、被选择吸收的离子和小分子等。
c.内吞和外排
(2)理特性:选择透过性。

高一生物细胞的结构和功能教案

第1节　细胞的结构和功能

教学目标知识目标

1．认识动物细胞与植物细胞的亚显微结构，了解它们的共同点和重要的区别特征。

2．了解细胞膜的成分，理解细胞膜的结构特点和功能特点之间的关系；正确认识并会区分物质通过细胞膜的几种不同方式。

3．了解各种细胞器的分布、形态结构和功能特点。

4．认识细胞核的亚显微结构特点和主要生理功能。

5．理解染色质和染色体相互转变的动态关系。

6．了解原核细胞和真核细胞的区别。

能力目标

1．通过学习真核细胞亚显微结构，培养学生识图能力和绘图能力。

2．通过对细胞结构的学习，训练学生利用对比的方法归纳总结知识的能力。

3．通过设计和分析实验，培养学生的科学探究能力。

4．训练学生利用资料分析、判断问题，进行研究性学习的能力。

情感目标

1．培养学生树立辩证唯物主义的世界观和方法论。

2．通过对细胞结构和功能的学习让学生体会生命的精致完美，教育学生崇尚生命、热爱科学。

3．树立结构与功能相适应，局部与整体相统一的生物学观点。

教学建议

教材分析

在“生命的基本单位——细胞”一章中，“细胞的结构和功能”是全书的基础。因为细胞是新陈代谢最基本的结构和功能单位。生物体的各项生命活动及生命的生理、行为特点都是建立在细胞这一特殊结构基础之上的。所以理解细胞不同于一般非生命结构的特点就是本节最首要的教学重点。

关于细胞的结构和生理功能，本章将重点分析细胞膜的结构和特性。物质透过膜的方式将在第三章中以水代谢和矿质代谢为例详细分析。细胞器部分将重点学习质体和线粒体，并在第三章中通过光合作用和呼吸作用进一步详细分析其结构和功能。核糖体的功能将在第六章基因控制蛋白质合成部分进一步阐明。细胞内的中心体将在细胞增殖部分介绍。液泡的功能在细胞渗透作用吸水部分有所体现。细胞膜的流动性对理解细胞在结构上的相互联系以及细胞的整体性方面都是非常关键的知识。如果对细胞内的膜体系进行简单介绍，将有利于学生理解、体会细胞这一有机整体在结构及功能上的联系性。细胞核的结构和功能只作简单介绍，但是染色质和染色体的知识要作为教学重点。因为细胞分裂、生物的遗传和变异等重要的章节都要用到此知识点。由此可以看出本章在教学中的地位及重要性。

教法建议

建议第一节“细胞的结构和功能”用3或4课时完成。

从病毒引入新课。可以起到在梳理原有知识体系的基础上进入新情境的目的。学生在复习各种化合物的主要生理功能后，体会构成细胞的各种化合物是生命活动的物质基础，仅有其中的几种，哪怕是最重要的成分也不可能完成新陈代谢的过程——这些物质不能单独发挥生命功能。根据细胞学说学生可以想到细胞是生物体结构和功能的基本单位。进而激发学生对细胞结构和功能进行探索的兴趣。

教学中尽量为学生提供各种素材，积极调动学生参与分析讨论。从分析前人实验逐渐过渡到让学生自己设计实验。亲身参与探究过程，培养基本的生物学研究能力，提高科学素质。

开篇首先要明确说明，研究对象以真核生物为主。

本节细胞的结构和功能中，细胞膜的结构和功能是非常重要的知识能力培养点。要多花费一些精力和时间。细胞质部分重点学习叶绿体和线粒体的结构，由于植物的新陈代谢部分还会继续学习叶绿体和线粒体的功能，因此功能方面不用涉及得太深。

细胞核部分重点讲清细胞核的结构；讲清染色体和染色质的关系。其他内容将在细胞分裂以及遗传和变异部分再做深入探究分析。

教学设计示例——细胞膜

教学题目：第二章生命的基本单位——细胞

　第一节细胞的结构和功能（建议4课时内完成）

教学重点：1、围绕细胞不同于非生物的生命特点进行学习和讨论。

　2、细胞膜的选择透过性。

　3、线粒体和叶绿体的结构，为第二章中的呼吸作用和光合作用奠定基础。

　4、细胞核的结构和功能，为第五章学习奠定基础。

教学难点：1、细胞的体积与相对表面积对于细胞的意义。

　2、细胞膜的结构和功能特点，理解膜的流动性。

　3、叶绿体、线粒体和高尔基体的结构和功能，理解细胞器间的关系。

　4、染色质与染色体间互相转换的动态关系

教学过程：

问题：病毒具有生命物质中最重要的两种成分——生命活动的体现者蛋白质和遗传物质核酸。可是病毒却不能单独存活，病毒只有侵入寄主细胞后才能体现生命的特点。上述事实说明了什么？你能分析这其中的原因吗？

小结：从物质基础方面考虑，病毒成分简单不足以完成复杂的新陈代谢；从结构基础上看病毒不具有细胞结构——细胞学说指出：细胞是新陈代谢的结构和功能的基本单位。因此病毒不能独立进行新陈代谢。病毒必须寄生于活的细胞生物中才能体现生命现象。

问题：根据初中知识，举例说明细胞生物可以分成哪几类？它们在结构方面的主要区别是什么？是否有什么共同的基本结构？

课件演示几种植物细胞、几种人体细胞、原核细胞。

小结讨论结果。

第一节：细胞的结构和功能

生物界把没有细胞结构的病毒单独分成一个特殊的界。有细胞结构的生物又根据细胞是否有细胞核分为原核生物和真核生物

明确指出：高中阶段主要学习以真核生物为中心的有关生物学问题。

真核细胞的亚显微结构：（电子显微镜下观察到的结构）

解释细胞的显微结构和亚显微结构。

引发学生探究细胞亚显微结构的兴趣。在电镜下人们发现了什么？

课件演示细胞壁、细胞膜、细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体等电镜照片。

指导学生读图：识记各结构名称以及各结构的形态结构特征；注意区分动物细胞和植物细胞的异同。

课件演示动物细胞和植物细胞模式图，辨认细胞亚显微结构。比较细胞的异同时要注意纠正错误。强调细胞共有的结构和特有结构，总结出笔记。

问题：

1、不同点？植物和动物组织细胞浸在清水中结局相同吗？为什么植物可以光合作用？

——植物细胞都有细胞壁；有的细胞有叶绿体或大液泡。动物细胞和低等植物细胞有中心体。

2、相同点？说明了什么？这些生命必不可少的结构究竟用什么作用？这些结构是如何体现出生命特点的呢？

分别学习细胞各部分结构及功能。（重在理解生命意义）

一、细胞膜

细胞都有细胞膜这足说明其对生命的重要性。根据细胞膜的相对位置可以推断细胞膜对细胞有保护作用。

学生讨论：哪些实事可以说明细胞膜是有生命的？

（相关内容见扩展资料）

细胞膜是如何保护细胞的？细胞膜的结构和成分与一般的膜存在什么根本的区别？

问题讨论：学生设计实验：

（1）证明膜的存在。（质壁分离；显微探针感受阻力；电镜观察。）

（2）研究细胞膜的结构需要得到实验的材料，选用什么样的生物提供材料？理由？如何得到细胞膜？

（培养学生在下结论或推测时要重证据、讲道理。表达观点时条理清晰的基本素质。）

介绍细胞膜的获取方法（相关内容见扩展资料）。使学生了解科学家设计实验的思路。

（3）如何定性、定量的测定细胞膜的成分？

观察法：电镜观察细胞膜：暗、明、暗三层结构。厚度约75~100埃（见扩展资料）。

实验法：科学家通过化学分析的方法测定了细胞膜的化学成分：

事实一：膜易被脂类溶剂溶解。容易被蛋白酶溶解。（处理后消失。）

事实二：脂类物质很容易通过细胞膜。

事实三：用指示剂可以确认其成分：磷脂分子和蛋白质分子。

对于一般学生，可以通过分析上述资料引导学生得出结论，同时了解实验设计的思路和方法。

1、成分：磷脂、蛋白质

2、结构：

问题讨论：（培养学生的分析推理能力。）

这两类物质分别隶属于亲水和疏水物质。这两类物质应该如何排布？

（1）磷脂分子结构特点：磷脂分子分疏水端和亲水端。

如果是一层分子排成一个平面会是什么样子？（不符合细胞膜内外均为水环境的实际情况，使细胞不能正常进行物质交换。）如果是两层会是如何排列？理由？

（2）亲水的蛋白质与磷脂分子的关系？

根据前面给出的信息判断：暗层和亮层哪层是脂类物质？哪层是蛋白质类物质？依据？

理解内外两侧暗中央发亮的观察结果。

由于观察技术所限，科学家对细胞膜的认识基本上是假说和推测，了解学说和假说的区别。为形象表示细胞膜的结构特点科学家根据假说设计了一些生物模型。其中被广为接受的是：液态镶嵌模型——突出液态结构

（1）两层磷脂分子——基本骨架

（2）蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿于“骨架”上。

问题：这样的结构与一般的“膜”有什么重要区别？细胞膜的结构特点对其生理功能会产生什么影响？

　亲水物质可以充分接近膜，但是不能随意通过膜！

磷脂分子相互之间不连接，而且分子始终处于运动中——液态流动状。

磷脂分子中的2分子脂肪酸总有一个是不饱和的链，因此脂肪酸长链在双键处发生弯折。当分子旋转时会使相邻分子发生位移，有可能制造出一个瞬间的缝隙，为物质扩散创造了机会。（——如果膜两侧存在浓度差、分子又比较小或是不被磷脂分子排斥的脂类物质即可以发生扩散。）

离子的直径应该是比较小的，应该按照浓度差扩散。可是事实上不是这样……。原因？

细胞膜上蛋白质的作用：

蛋白质是两性化合物。因此带电的离子不易通过细胞膜。细胞外有些离子或小分子有机物可能会与膜上某些蛋白质发生作用，导致相关蛋白质分子发生临时性该变。蛋白质会出现临时“隧道”或发生穿膜运动。结果是使相应的离子或小分子有机会通过细胞膜。膜上的这些蛋白质分子被称作载体。

糖蛋白形成的糖被的生理功能：

（1）保护润滑作用

（2）细胞识别作用：

实验一、取低等多细胞动物黄海绵和红海绵各一块。分别打散并充分混合。静置培养一段时间。结果：细胞重新聚集，形成黄海绵和红海绵。没有混合色海绵。

实验二、人类ABO血型的免疫反应。（选择讲述）

通过学习蛋白质的功能（如细胞间的信息传递；细胞的物质交换和免疫反应等），有助于学生理解蛋白质的分布特点及其作用。

载体：（蛋白质）分布于膜上，专一性运输特定物质的工具。

学生进行归纳总结：通过以上学习，总结细胞膜的结构特点。

证明细胞膜具有流动性的事实以及细胞膜的流动性对细胞的意义：

（1）草履虫食物泡的形成及发展变化。

（2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞饮与分泌；

（3）细胞分裂时膜的流动性

（4）细胞杂交时的细胞融合

人——鼠细胞杂交实验：荧光标记膜上的蛋白质，（红色和绿色）细胞结合处界限分明。37℃、10分钟后，界限消失，红绿荧光标记的蛋白质均匀分布已经看不出任何界限了。

学生总结：细胞膜通过流动可以完成什么生命过程？

（为细胞吸收、分泌、修复、融合、运动、捕食、变形、分裂等提供了基础）

3、细胞膜的特点：①结构特点具有流动性。

　②功能特点具有选择透过性

通过学习使学生理解生物膜与一般非生物膜的不同，体会生物膜的生命特点。

学生讨论：细胞膜的流动性与功能上的选择透过性之间的联系。

4、各种物质通过膜的方式：（请参阅“细胞的亚显微结构.ppt”）

学生讨论生物模型：

（1）一碗水中滴一滴红墨水，会发生什么现象？物理学上属于哪类？原理？

（自由扩散的条件是：两个溶液之间存在浓度差）

注意纠正：强调扩散的双向性，总结局是扩散速率不同造成的。

（2）如果两个浓度不同的溶液之间存在半透膜——溶剂分子可以自由通过，溶质分子不能通过时，溶液中溶剂分子的扩散，又该是什么结果呢？（逆浓度方向发生）

（3）细胞需要的各种营养物质是否都可以通过扩散作用通过细胞膜呢？哪些不可以？为什么？扩散作用局限于哪些类型的物质？

小结：

扩散属于被动运输。根据是否需要载体帮助扩散分为：协助扩散和自由扩散。由于水分子的扩散是逆浓度差进行的，因此水分子的扩散又被称为渗透作用。

问题：扩散作用是细胞依靠浓度差进行的被动吸收方式。它的优缺点各是什么？

细胞是如何吸收离子和小分子有机物的？

讲解主动运输的特点：以生活中的相似事例比喻。使学生知道主动运输的特征。

列举主动运输的事实：

（1）海带细胞中的碘浓度30倍于海水；其他海藻有的甚至可以200万倍于海水；

（2）红细胞中的K离子30倍于血浆。

（3）不同植物吸收的元素的种类和比例不同。

学生总结归纳、填表：

方式

通过方向

载体辅助

能量消耗

物质形式

自由扩散

渗透作用

协助扩散

主动运输

总结：膜的保护作用是一种生物保护。一旦细胞死亡此作用将消失。

问题：

（1）细胞膜对细胞的保护有什么重要的生物学意义？

（细胞内环境稳定，害物质被屏阻。保证新陈代谢的需求原料及时供应，产物及时排除。）

（2）细胞膜不同于一般非生物膜的结构和功能特点是哪些？

（结构上的流动性，功能上的选择透过性。）

5、细胞的内吞和外排作用：不能透过细胞膜的大分子物质“出入细胞”的方式。

强调：物质始终没有透过细胞膜，其原理是利用了细胞膜的流动性。

6、细胞膜的作用：生物性保护。

细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等功能密切相关。

在植物细胞膜外还有有细胞分泌的纤维素、果胶等物质构成的细胞壁。对细胞具有机械支持和保护的作用。

事实：用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态。将这样的细胞放置在清水中时，它会象红细胞一样吸水破裂。

复习引入新课：

1、为什么说细胞膜是有生命的？它与塑料膜的本质不同是什么？

2、细胞膜结构和功能特性之间的因果关系？

3、膜的选择透过性对细胞的意义？

4、细胞膜内的细胞质在电子显微镜下可以看到哪些结构?它们各有什么重要的生命功能？生命过程是如何进行的？

教学设计示例——细胞质（续示例一）

二、细胞质

（一）基质：简要介绍物理化学性质、特点、性能。

（二）细胞器：讲解细胞器的概念。

1、线粒体：——高倍显微镜下看到的粒状或线头状小体。

（引导学生了解生物研究思路和方法。培养实验研究能力。）

从了解分布特点入手，推测该细胞器的功能。因为其他方法会伤害细胞不能了解其在生活中的准确作用。而且提取出来的细胞器必须在了解功能的前提下，人为设置相应的环境才能进行活动。

提供资料供学生分析推测：

每个细胞中的线粒体数目一般为1～50万个。大鼠肝细胞平均800个（500～1400）；小鼠肝细胞有2554个；人的肝细胞2000个；精子尾部20～30个（密度极高）；人肾小管上皮细胞800个；多核变形虫内50万个；玉米根冠细胞100～3000个。一般植物细胞比动物细胞少。生理活动高的细胞如脊髓的运动神经细胞和分泌组织的分泌细胞数目多。

①分布：所有活细胞中。耗能多的细胞中数量多。

②作用：为生命活动供能。（大约占95％）

学生阅读：26页课文并进行分析讨论，了解线粒体的作用。（为第二章的学习做准备）。

（1）生物体内的能源物质是什么？

（2）葡萄糖怎样释放能量？一般需要哪些条件？

（3）主要场所的含义？

如此重要的动力工厂一旦受到伤害结果不堪设想，因此需要重点防护。

③结构：（双层膜的保护，以示重要）

问题讨论：线粒体的结构特点对其生理功能的意义？（嵴：面积大、基粒：集中高效率）

对于能力较强的学生可以介绍线粒体的自主性遗传和线粒体的起源。对于一般学生只介绍线粒体内含有遗传物质，可以相对独立的控制其本身的遗传和变异。点到即可，不要展开。

线粒体的自主性：（相对独立遗传的基础）

具有环状DNA、RNA等与DNA复制、蛋白质合成有关的装置。在一定程度上有自主性。

与线粒体同等重要的另一类细胞器是质体。

2、质体

在光学显微镜下可以观察到。其中的叶绿体是我们较为熟悉的细胞器。

在番茄果肉细胞、红辣椒果皮等果实、花卉组织中可见到成红色的质体——有色体。有色体使植物组织呈现黄——橙红系列的美丽色彩。

在叶肉细胞、绿色幼茎的皮层细胞中、未成熟的果皮内、衣藻和水绵等植物细胞内均可见叶绿体。

①分布：植物体特有。

②类型：白色体、有色体和叶绿体

（1）白色体与有色体的关系；原质体与白色体和有色体。

（2）有色体的颜色、分布、表现效果。注意区分类胡萝卜素与花青素的色彩和位置等特点。

（3）叶绿体的分布、形状、行为；叶绿体与叶绿素这两个概念的关系及词组的正确使用。

③叶绿体——光合作用的场所。

数量：一般叶肉细胞内10～100个最多可达260个。

形态和行为：大约10倍于线粒体。光镜下清晰可见。在高等植物细胞内多数为扁椭圆体（长轴一般为3～10μｍ，厚1～5μｍ）。可以根据光线强弱移动或转换方向……。有应激反应是生命的体现。

叶绿体在弱光下以最大面积转向光源；强光下则以侧面或顶面朝向光源，或叶绿体向细胞侧面转移，或者堆在一起互相挡光。因为直射的强光会形成光抑制，使叶绿体的结构和功能受损伤——生命的最优化设计。

与线粒体进行比较。注意结构与功能的适应。培养学生的观察能力、思维能力和表达能力。

问题讨论：

（1）与线粒体结构方面相似的是？不同的是？

（2）基粒的特点（与线粒体的不同）？意义？

叶绿体的膜面积：1克菠菜的叶绿体外膜面积大约为400ｃｍ，内膜面积大约60ｍ而一个植物体的光合作用膜面积是非常大的！

（3）叶绿体颜色的特点？说明了什么？

简单介绍光合色素的种类和影响因素：

叶绿素含量高；温度等因素对色素的影响；不同色素对光的吸收不同；不同环境中叶绿体中的色素有别。

结构：

叶绿体的自主性：叶绿体有自己的ADP和ATP库，不与细胞质中的进行交换。含有DNA、RNA、核糖体。但是受细胞核控制。

叶绿体内有淀粉粒、脂类滴等，对于维持渗透压有意义。

总结：线粒体与叶绿体的异同……。（培养观察能力和表达能力。）

体会结构与功能的统一。

细胞器

分布

作用

结构（被膜、基粒、酶、色素）

线粒体

活细胞都有

呼吸作用的主要场所。

双层膜

基粒在内膜上非膜质

与有氧呼吸有关的酶

无色素。

有核酸

叶绿体

能光合作用的细胞

光合作用的场所。

基粒为膜质结构。

与光合作用有关的酶

有光合色素。重点强调要点，引起注意。

3、内质网

①分布：外连细胞膜内接细胞核核膜。

学生观察描述：内质网的形态、结构特点和意义？根据情况进行讲解。

②结构：单层膜质囊、泡、管连接而成。

③作用以及意义：加大代谢面积；空间分隔；加工运输的通道。

外运的蛋白质多是由粗面型内质网加工运输，并靠出芽方式形成运输泡。运达高尔基体后分泌出细胞。突出体现膜的流动性，及细胞内膜系统是有机整体的特点。

内质网上的颗粒是另一种细胞器核糖体。

4、核糖体

名称的来历：核糖核蛋白体

成分：蛋白质、RNA、酶。

核糖体是所有细胞都具有的细胞器，说明什么？数量上与其他细胞器有什么区别？细胞内还有什么前面没有提到，而对于细胞不但必不可少而且需求量很大的物质呢？

作用：蛋白质合成的场所。

实际上是合成肽链的场所。它们是如何工作的？（捕捉核内输出的信息，并以此为依据控制氨基酸的组装制造蛋白质。具体内容见遗传变异部分。）在细胞中它们多成团聚体存在，意义？（充分利用信息，提高蛋白质的合成效率。）

问题：不同细胞二者比例不同，肝和胰腺等腺体细胞中附着型核糖体可高达80％。这是否能说明些什么问题？

　

肽是如何变成蛋白质？又是怎样加工并分别分配到到细胞内外的呢？内质网上的核糖体合成的蛋白质是如何分泌出细胞？

科学家通过放射自显影技术或标记氨基酸进行观察……。（对学生进行科学方法教育。）

5、高尔基体：（突出连续变化的特征。体会生命的运动性）

结构：膜质囊、泡。

高尔基体具有极性，靠近细胞中心的是形成面，另一面是成熟面。这两个面的形态、化学组成、功能都不相同。在形成面有许多小囊泡，它们是由附近的粗面型内质网出芽形成的运输泡。他们不断地与高尔基体的扁平囊融合，使之扩大。成熟面的大囊泡也叫分泌泡或浓缩泡。

高尔基体的作用是把内质网的分泌泡接收进行加工、分类与包装然后分门别类地运到细胞的特定部位或分泌到细胞外。是细胞内物质运输的交通枢纽。将各种物质分离、浓缩、转运。

一个细胞内的高尔基体数量与细胞的发育和状态有很大关系数目可以从0到上万个。如腺体细胞、藻类假根处的细胞（分泌粘多糖）高尔基体特别多；细胞分裂快结束时在赤道板处会聚集好多高尔基体。（微管牵引高尔基小泡到达一定位置与内质网等共同构成细胞壁）

根据放射自显影技术、细胞碱性染料标记原料（跟踪糖的形成）和分析高尔基体的分布特点总结高尔基体的功能是什么？

在动物细胞和低等植物细胞的细胞核附近，还有一种细胞器叫做

6、中心体：

分布：动物和低等植物细胞中。

观察其表现，在细胞分裂时特别重要。（见39页图）中心体的含义是什么？（位置、行为）可以用磁铁吸引大头针运动来进行演示

作用：参与细胞分裂。

成分：蛋白质微管结构

结构：由两个互相垂直的中心粒组成。

7、液泡：一般植物细胞都有。单细胞动物体内的伸缩泡也可看作是液泡。

（1）你估计液泡是如何产生的？（来源、形成、描述发育过程。）初中根尖细胞的发育部分曾经学过。

（2）动物细胞和植物细胞是否一样？分布特点？

（3）结构特点？

结构：膜质泡

（4）液泡中可能会有哪些成分？

（5）液泡的作用？（提醒注意：细胞液与细胞质基质不同）

作用：储存水、盐、花青素、有机养料等；保持植物体形态；影响细胞吸水。

8、溶酶体：简单讲解。

学生总结归纳整理笔记：

（1）比较结构特点方面的异同，将细胞器归类？

（2）分布特点：

细胞壁（动物和人的细胞没有）

质体、大液泡（植物细胞特有）

中心体（动物和低等植物细胞有）

（3）各结构的功能：

叶绿体——光合作用的场所

线粒体——呼吸作用的主要场所

核糖体——蛋白质合成的场所

高尔基体——参与细胞分泌

内质网——代谢工作面、膜库、加工和运输的通道

液泡——水和养料的仓库；维持形态

中心体——参与细胞有丝分裂

溶酶体——水解酶的仓库，可使死亡的细胞解体。

教学设计示例——细胞核（续示例二）

三、细胞核──细胞中最为重要的结构

1、位置、形态：

“一般真核细胞都具有细胞核，有时还不止一个。”哪些细胞没有细胞核？（红细胞、血小板、筛管细胞）哪些细胞不止一个细胞核？（骨骼肌细胞、草履虫）

细胞核的形状一般是什么样？（链球状多页、肾状、网状、分支状）位置？（一般在中心，有时在边侧）

搜集证据：证明细胞核是细胞生命活动中必不可少的结构

（1）变形虫显微去核实验：不食、不动、不分裂繁育然后死亡。

　如果1、2天后再移入细胞核，复活。

（2）事实：红细胞没有细胞核所以120天死亡；血小板7天死亡。

（3）对单细胞伞藻的实验进行分析

（4）克隆技术——多莉羊的产生（简单叙述过程和结果，分析原因）

问题：以上事实说明了什么？细胞核里有什么重要物质？遗传物质的成分和作用是什么？

（核决定生物的性状；核内具有全套遗传物质）

鉴于遗传物质的重要性，遗传物质应该如何生产才能确保万无一失？复制与合成的异同？细胞在何时进行遗传物质的复制？原因？

2、功能：遗传物质储存和复制的场所。是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。

细胞核具有什么样的结构和功能？细胞核内的遗传物质要控制细胞质内核糖体上的蛋白质的合成，如何克服空间上有距离的现实？如何实现呢？细胞是如何解决这一矛盾的？

3、结构：

（1）、核膜：两层；与内质网连接；有许多核孔。

既然要保护遗传物质，为什么又有那么多的孔？孔是做什么用的？是否破坏了膜的屏障作用？细胞核具有什么样的结构？细胞核内的遗传物质要控制细胞质内核糖体上的蛋白质的合成，如何实现呢？细胞是如何解决这一矛盾的？

孔内有丝交织、有一层不定型物质隔膜──屏障。只有特许证的大分子物质才可以进出。

究竟是那些大分子物质呢？什么物质是细胞核内产生，却主要分布在细胞质内呢？细胞核内主要做那些工作？需要细胞质内提供什么物质方面的援助呢？

核孔是某些大分子的运输通道。

（2）、核液：

（3）、核仁：

致密、无膜、多球状、染色很深、数目不定（处于分裂时期的细胞和蛋白质合成旺盛的细胞中数目多、个大其他细胞可能没有。）

经试验证实：与核糖体RNA合成有关。（影响核糖体的组装间接影响蛋白质的合成。）

RNA的合成需要遗传物质DNA的控制。遗传物质DNA在细胞核内以什么形式存在呢？当科学家用碱性染料对细胞核进行染色时，发现在细胞核内存在着一些容易着色的物质，定名为染色质。经过化学分析得知他是由蛋白质和遗传物质DNA组成的。

（4）、染色质：

①、成分：DNA和蛋白质

②、状态：松散的丝状体。

④、意义：染色体：可以保持大分子遗传物质在细胞分裂中保持分子的完整性。

染色质：确保遗传物质的复制；保证DNA控制蛋白质合成的进行。

总结：染色体与染色质的关系：同一物质成分，不同时期细胞中遗传物质的不同存在形式。

（从中体会生物体最优化的结构所表现出来的完美。）

自然界的生物千奇百怪种类繁多。在微观世界里，还存在着另一类结构简单的原核生物。主要包括……它们具有什么样的细胞结构呢？与真核生物存在什么区别呢？

原核生物

1、主要类型：蓝藻类、细菌类等。举例……。

问题讨论：观察细菌结构图，找出与真核细胞的不同……。

2、结构特点：体积极小；缺少“膜结构”所以没有成型的细胞核等结构。

思考讨论问题：原核生物体积小、结构简单生殖方式单一等诸多特点的根源是什么？

——遗传物质简单，所承载的遗传信息量少……。（DNA分子呈环状独自存在，很少与蛋白质一同构成染色体）

复习细胞结构与功能，进行知识梳理。

学生讨论：

（1）哪些事实可以说明：细胞是一个有生命的结构？（细胞结构是有生命的结构与非生物有着本质上的不同——生命性）

（2）举例说明：生物体总是处于不断的运动和变化的过程之中。

　生命的本质是物质的，也具有物质的基本属性——运动性。

（3）哪些事实可以说明：细胞在结构和功能方面是一个协调统一的整体？体会细胞结构的严整性——有序、高效、整体协调。

（4）哪些事实可以说明：细胞结构与功能是相互适应的？

体会生物体自身以及与环境间的——协调性、适应性

细胞的生命性：运动性、应激性、协调性等均为生命性的具体体现。

（1）由于细胞膜结构具有流动性，因此使生物体具有如下特性：

①解决了大分子物质不能透过膜的问题。

（胞饮、内吞、分泌、核孔等）

②是实现膜的选择透过性的结构基础。

③内膜系统：使细胞在结构、功能等方面建立了密切的联系。从而奠定了细胞整体协调的坚实基础。

不同时期、不同部位、不同形态、相互转换是一个整体。

空间分隔保证了各种生物化学反应各自有条不紊地进行。

（2）由于细胞膜功能具有选择性，因此使生物体具有如下特性：

①可以违反一般物理原则反浓度差运输。

可以根据细胞代谢的需要有选择地吸收需要的各种元素，与细胞外界各种物质的浓度不具有正相关联系。不需要的元素尽管外界浓度很高也可拒绝接受；有些物质细胞内浓度可以比环境中相应物质的浓度高出几十倍甚至几百倍。

②在一定范围内，是否被吸收与物质大小无关。

离子很小但不一定被吸收；有些氨基酸分子相对很大但是可以大量轻易地被吸收；尤其是脂类物质连载体都不需要，便可轻易通过。

③不能穿行过膜的大分子，可以通过其它方式如胞饮、分泌、内吞等方式通过膜结构。

（3）应激反应。

①叶绿体对光的反应，可以判断光源的位置、光照的强度等。

②核糖体捕获mRNA。DNA和RNA之间、各种RNA之间相互配合共同完成蛋白质的生产流程。

③中心体吸引微丝微管形成纺锤体。

④细胞的信号识别。

免疫识别功能；细胞的接触抑制现象；分泌激素或酶；神经传导；形成食物泡取食等一系列生理生化反应……。

（4）生化反应、物质能量变化的调节。

①线粒体氧化分解有机物的条件完全不同与自然界。

物质燃烧的三要素在生物体中式不具备的：细胞内的有机物是在常温、常压、水环境中“燃烧”的——全是因为有了酶。

②进入叶绿体后，可以被活化近而转化为有机物；与此同时光能也被转化并储存入有机物葡萄糖中形成生物体赖以为生的能源物质。

③不同波长的光对植物会产生不同的效果，会影响到产物的形成。

（5）整体协调性。

如果由学生总结归纳整理教学效果会更好。生命性贯穿于每一个知识点，需要认真体会挖掘。

扩展资料

细胞膜的成分

磷脂与蛋白质的分子数量比：50∶1

磷脂与蛋白质的相对含量比：30～50％∶约50％

细胞膜主要化学成分的质量分数百分比：磷脂:蛋白质:糖类=55～75:40:2～10

实验材料细胞膜的制取方法

哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。由于人和动物细胞没有细胞壁，因此在低渗环境中细胞将吸水胀破。通过离心沉淀即可得到实验材料细胞膜。

证明细胞有生命活力的事实

1、保护作用。（细胞内的花青素、叶绿素等仅在细胞死亡后才可以散出）

2、细胞的相互识别。（红色和黄色的海绵细胞打散混匀后仍可以重新组装）

3、食物泡的形成；细胞分泌等现象。（细胞膜始终保持完整性）

4、有生命活力的花生种子胚不能被红墨水染色

5、细胞的吸收与细胞的需求有关，与质粒直径、浓度关系不大。

典型例题

例1　下列物质中以相同方式通过细胞膜的是

A.甘油和二氧化碳B.和水C.氨基酸和水D.葡萄糖和糖元

答案：A

解析：细胞膜具有选择透过性。糖元属于大分子物质是不能通过膜的（消化成葡萄糖后才可以通过细胞膜）。细胞要选择吸收的离子、小分子等物质可以通过细胞膜。钾离子、氨基酸等小分子有机物是通过主动运输的方式进入细胞的；甘油等脂类小分子是自由扩散的方式通过细胞膜的；水分子是溶剂分子，因此水分子是通过渗透作用扩散进细胞的。例2用同位素标记法跟踪氨基酸，了解胰岛素的合成和分泌过程。可以看到标记物先后一次出现在下列细胞结构上

A.核糖体、线粒体、叶绿体B.核糖体、内质网、高尔基体

C.细胞膜、内质网、细胞核D.内质网、核糖体、细胞膜

答案：B

解析：考察细胞器之间的合作关系。胰岛素的化学成分是蛋白质。蛋白质分子属于大分子有机物，不能通过细胞膜。因此必须经过高尔基体完成分泌过程。核糖体是氨基酸组装成蛋白质的场所。需要分泌的蛋白质是在内质网上附着的核糖体上完成合成过程的。合成的胰岛素需要经过内质网的运输，再经过高尔基体的最后加工后分泌出细胞。例3　一个二氧化碳分子从大气进入植物叶肉细胞，通过光合作用、呼吸作用后，再以二氧化碳的形式释放出这个细胞。整个过程中C元素所在的化合物至少经过了多少层膜结构?

A.10B.12C.20D.6

答案：A

解析：此题考察的是叶绿体和线粒体的功能与结构特点。细胞膜、叶绿体、线粒体都具有膜结构。其中叶绿体和线粒体是双层膜结构的细胞器，分别是光合作用的场所和呼吸作用的主要场所。习题精选

1、在进行新陈代谢过程中会产生水的细胞器是

A.叶绿体B.核糖体C.中心体D.溶酶体

2、绿色植物体细胞都具有的结构是

A.叶绿体B.大液泡C.细胞核D.细胞壁

3、所有活细胞都具有的结构是

A.细胞核B.线粒体C.核糖体D.内质网

4、不具有细胞结构的生物是

A.噬菌体B.细菌C.烟草D.变形虫

5、细胞融合技术利用的原理是细胞膜的细胞移核技术产生的新个体的性别以及绝大多数的遗传特征都与细胞核提供者。这说明细胞核是生物体。

6、染色质和染色体是化学成分的细胞名称。二者的只是不同，不同。

7、细胞膜的化学成分主要是。排布特点是形成基本骨架，分子。

参考答案

答案：

1、B2、D3、C4、A

5、流动性相同遗传物质储存和复制的场所。

6、相同结构所处时期空间形态

7、磷脂分子和蛋白质分子两层磷脂分子蛋白质覆盖、贯穿或不同程度地镶嵌在上面