《細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)》教學(xué)實(shí)錄

《細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)》教學(xué)實(shí)錄設(shè)計(jì)思想【設(shè)計(jì)理念】以高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的“提高科學(xué)素養(yǎng)；面向全體學(xué)生；倡導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)；注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”的課程理念來設(shè)計(jì)教與學(xué)的過程。本次課最想突出的處理是：1.根據(jù)知識(shí)體系的聯(lián)系性，以舊知識(shí)導(dǎo)入新知識(shí)，新舊知識(shí)能相互貫通；2.啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生自己通過總結(jié)、歸納、分析學(xué)習(xí)新知識(shí)，突出啟發(fā)式的教學(xué)?！窘滩姆治觥考?xì)胞的生物膜系統(tǒng)這一節(jié)是在高二對(duì)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)之后的延伸性的一節(jié)內(nèi)容，包括：生物膜的結(jié)構(gòu)聯(lián)系、功能聯(lián)系和生物膜系統(tǒng)的概念、研究意義四個(gè)部分，其中前3部分是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。這節(jié)內(nèi)容我準(zhǔn)備用2個(gè)課時(shí)來完成。第一個(gè)課時(shí)主要講生物膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能的聯(lián)系，第二個(gè)課時(shí)講生物膜系統(tǒng)的概念、研究意義及總結(jié)。課時(shí)1中生物膜系統(tǒng)的內(nèi)容是難點(diǎn)內(nèi)容，需要延伸拓展的知識(shí)點(diǎn)較多，可能1個(gè)課時(shí)無法完成既定的教學(xué)目標(biāo)，需要根據(jù)情況調(diào)整?！緦W(xué)情分析】高二生物課已經(jīng)讓學(xué)生們對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能有了比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，這為本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是，之前的對(duì)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的了解都只是獨(dú)立的、不聯(lián)系的，本次課的任務(wù)就是要學(xué)生們?cè)谙惹皩W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上能夠?qū)⒓?xì)胞各結(jié)構(gòu)之間聯(lián)系在一起。通過初中和高二同學(xué)們的生物學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，再加之10多年的學(xué)校教育，同學(xué)們都具備一定的歸納總結(jié)能力。這節(jié)課的內(nèi)容重在分析和聯(lián)系，因此，在教學(xué)過程中教師應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，通過學(xué)生的歸納總結(jié)得出的內(nèi)容來帶出新的概念。二、教學(xué)目標(biāo)理解細(xì)胞各膜結(jié)構(gòu)之間的直接聯(lián)系和通過小泡形成的間接聯(lián)系認(rèn)識(shí)分泌蛋白的形成和分泌過程，學(xué)習(xí)生物膜在功能上的聯(lián)系掌握細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的概念了解研究生物膜系統(tǒng)的重要意義培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和分析思考的能力使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究對(duì)于人類的重大意義教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)【重點(diǎn)】生物膜在結(jié)構(gòu)上和功能上的聯(lián)系生物膜系統(tǒng)的概念【難點(diǎn)】生物膜在功能上的聯(lián)系（分泌蛋白形成和分泌的過程）教具準(zhǔn)備動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)掛圖、合成的分泌蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過程示意圖、ppt電子圖片板書設(shè)計(jì)板書設(shè)計(jì)ξ4.1細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)（一）生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系1.直接聯(lián)系細(xì)胞膜—內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜—外核膜間接聯(lián)系（通過出芽形成小泡連接各膜結(jié)構(gòu)） 細(xì)胞膜和高爾基體、高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間（二）生物膜在功能上的聯(lián)系分泌蛋白的分泌過程結(jié)構(gòu)：核糖體__附著__內(nèi)質(zhì)網(wǎng)__小泡__高爾基體__小泡__細(xì)胞膜功能：翻譯合成肽鏈——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗加工形成較成熟蛋白質(zhì)——高爾基體深加工為成熟蛋白質(zhì)——小泡運(yùn)送到細(xì)胞膜外（三）生物膜系統(tǒng)的概念1.概念：由細(xì)胞膜、核膜和細(xì)胞器膜組成的在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體2.作用（1）使細(xì)胞具有相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境（2）生化反應(yīng)的場所(3)復(fù)雜多樣的生化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行需要生物膜隔開教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)提問內(nèi)容提問講述提問講述提問講述講述板書講述提問講述講述板書講述講述板書講訴同學(xué)們好！通過我們一年來對(duì)生物的學(xué)習(xí)，相信同學(xué)們對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)已經(jīng)很熟悉了，那么上課之前我首先來提幾個(gè)問題，大家一起來復(fù)習(xí)一下我們高二學(xué)過的一些關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的知識(shí)。第一個(gè)問題，大家還記得細(xì)胞主要由那幾部分組成嗎？（等同學(xué)們回答）大家都回答的很好，那么我再問一個(gè)問題，細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器有哪些？（等大家回答，同時(shí)一邊聽他們的回答，一邊把他們回答的內(nèi)容寫在黑板上包括：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、液泡、溶酶體、核糖體）。不錯(cuò)，看來大家已經(jīng)把高二的知識(shí)掌握的很牢固了，那么最后來一個(gè)高難度的，我想請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)到黑板上來列表將這些細(xì)胞器分類，順便給點(diǎn)小小的提示要從有無膜結(jié)構(gòu)來劃分，哪些是雙層膜，哪些是單層膜。（請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)做答）好了，大家看看黑板上這兩位同學(xué)的表格做得好不好啊？嗯，看來這些知識(shí)都難不倒大家了，兩位同學(xué)都能很好的做區(qū)分了，相信在座的也能夠做得好。大家看，細(xì)胞里面有那么多的細(xì)胞器都有膜結(jié)構(gòu)，除此之外我們還知道，細(xì)胞有細(xì)胞膜包裹著，細(xì)胞核呢，又有核膜，那么它們之間會(huì)不會(huì)有什么聯(lián)系呢？今天就讓我們帶著這個(gè)問題一起來細(xì)胞的生物膜的奧妙。（教師展示動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖）同學(xué)們大家看黑板上的掛圖，從直觀上面來講，大家有沒有發(fā)現(xiàn)具有生物膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系？（停頓）對(duì)，從直觀上來看這幅掛圖，我們不難發(fā)現(xiàn)有些膜結(jié)構(gòu)是直接相連的。大家看，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞核膜之間是不是直接連接在一起的啊？（同時(shí)用教棍指出相應(yīng)的位置）這就是生物膜之間的直接聯(lián)系。具體來講，通常由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與外層核膜的直接聯(lián)系，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)外層核膜之間的腔是相通的。在某些細(xì)胞內(nèi)還可以看見，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞膜是直接相連的。生物體的生命活動(dòng)都需要線粒體提供能量，因此，有的細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜甚至是與線粒體外膜連接的。同學(xué)們，我們之前復(fù)習(xí)的具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)還有一種就是高爾基體，大家看這高爾基體并沒有與其他具膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)相連接，那么他們直接就沒有聯(lián)系了嗎？現(xiàn)在，我想請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？（停頓，等待同學(xué)作答）同學(xué)們回答的很對(duì)，生物膜和細(xì)胞膜相似，在也具有流動(dòng)性的特點(diǎn)。大家看圖上的這些結(jié)構(gòu)（指著圖中的的小泡），我們?cè)趯W(xué)習(xí)細(xì)胞膜的功能和結(jié)垢的時(shí)候也提到過這個(gè)結(jié)構(gòu)不知道還有不有同學(xué)記得？提示：細(xì)胞的內(nèi)吞外排作用。結(jié)合之前的兩個(gè)問題，同學(xué)們知道生物膜之間在結(jié)構(gòu)上的另一種聯(lián)系是怎樣形成的了嗎？（停頓）沒錯(cuò)，就是通過小泡來聯(lián)系的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過“出芽”形式形成小泡離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，移動(dòng)到高爾基體，與高爾基體融合；高爾基體膜又可突起形成小泡。離開高爾基體，移動(dòng)到細(xì)胞膜與細(xì)胞膜融合。同時(shí)，細(xì)胞膜又可內(nèi)陷形成小泡回到細(xì)胞質(zhì)中。這些膜結(jié)構(gòu)的間接相連也是利用了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性?，F(xiàn)在，我們來回顧一下，生物膜結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系。他們之間的聯(lián)系可以分為直接聯(lián)系和間接聯(lián)系兩種。顧名思義，直接聯(lián)系就是兩種具膜生物結(jié)構(gòu)直接接觸產(chǎn)生的聯(lián)系，包括核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜之間的聯(lián)系、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細(xì)胞膜之間的聯(lián)系、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體之間的聯(lián)系。間接聯(lián)系則是通過具膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)出芽或內(nèi)陷形成小泡相連，主要的是高爾基體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間的聯(lián)系。（一邊講述一邊板書）二、生物膜在功能上的聯(lián)系同學(xué)們都知道蛋白質(zhì)是在核糖體上形成的，但是核糖體上翻譯形成的都是單鏈的多肽鏈，而生物體中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比這復(fù)雜，那么核糖體上形成的多肽鏈還要經(jīng)過哪些途徑才能成為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)呢？科學(xué)家們?cè)谘芯糠置诘鞍椎男纬珊头置跁r(shí)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，成功的證明了蛋白質(zhì)合成和分泌的途徑。他們采用了同位素標(biāo)記法，請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合之前的學(xué)習(xí)同學(xué)們想想他們采用這種方法為什么可以證明分泌蛋白形成和分泌的途徑？（等待同學(xué)思考，請(qǐng)同學(xué)回答）同學(xué)們回答的很對(duì)，大家都知道放射性同位素標(biāo)記后的物質(zhì)很容易被檢測出來，而蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，使用放射性同位素標(biāo)記某種氨基酸再通過檢測被標(biāo)記后的氨基酸去路就可以知道分泌蛋白形成和運(yùn)輸?shù)耐緩搅?。科學(xué)家在豚鼠的胰臟腺泡細(xì)胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸，檢測發(fā)現(xiàn)，3min后，被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，17min后，出現(xiàn)在高爾基體中，117min后，出現(xiàn)在靠近細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的小泡中，以及釋放到細(xì)胞外的分泌物種。（一邊講，一邊在合成分泌蛋白運(yùn)輸?shù)倪^程示意圖指出相應(yīng)位置。）從科學(xué)家的這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們不難發(fā)現(xiàn)，分泌蛋白合成和運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外先后要經(jīng)過這些結(jié)構(gòu)：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜。在核糖體上合成的分泌蛋白為什么不直接運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，而是要依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體呢？經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，核糖體上合成的蛋白質(zhì)是不成熟的，因此，必須在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上進(jìn)行進(jìn)一步的加工。具體過程如下：首先，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成多肽鏈；然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行粗加工，如：折疊、組裝、加上糖基團(tuán)形成較為成熟的蛋白質(zhì)；之后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出演形成小泡，將較成熟的蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁郀柣w中，在高爾基體上進(jìn)行精加工形成成熟的蛋白質(zhì)；最后，高爾基體突起形成小泡包裹分泌蛋白，移動(dòng)到細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合把蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。（板書簡單的路徑及相應(yīng)結(jié)構(gòu)上的反應(yīng)）細(xì)胞的生命活動(dòng)需要能量，能量離不開線粒體，分泌蛋白的合成及運(yùn)輸?shù)恼麄€(gè)過程都需要線粒體這個(gè)“動(dòng)力站”提供能量。線粒體的內(nèi)膜上附著有大量與有氧呼吸相關(guān)的酶?？梢?，生物膜不僅在結(jié)構(gòu)上有一定聯(lián)系，在功能上也各有分工同時(shí)聯(lián)系緊密，這次能使得生命活動(dòng)高效有序的進(jìn)行。補(bǔ)充：各種生物膜在化學(xué)組成上相似細(xì)胞中的各種生物膜不僅在結(jié)構(gòu)和功能上有著聯(lián)系，同時(shí)，他們?cè)谖镔|(zhì)組成上也具有相似性。與細(xì)胞膜類似，其他生物膜都主要由蛋白質(zhì)、脂類、少量糖類組成。但是，在不同生物膜上，各物質(zhì)含量有差異。生物膜系統(tǒng)的概念 生物膜系統(tǒng)是指由細(xì)胞膜、核膜以及一切所有由膜圍成的細(xì)胞器組成的，在結(jié)構(gòu)和功能上有一定聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結(jié)構(gòu)體系。這里同學(xué)們要特別注意的是，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基膜、線粒體膜，這些細(xì)胞器膜并非生物膜系統(tǒng)的組成部分，細(xì)胞器才是生物膜系統(tǒng)中的組成成分。與細(xì)胞膜相似，細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)中的其他組成成分也具有保護(hù)、隔離、運(yùn)輸?shù)茸饔?。具體來說包括一下幾個(gè)方面：生物膜系統(tǒng)能夠使細(xì)胞維持相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時(shí)在物質(zhì)的運(yùn)輸、能量交換、信息傳遞中都起著重要作用細(xì)胞中的很多生化反應(yīng)都是在膜上進(jìn)行的，細(xì)胞內(nèi)的膜面積為酶的附著提供了有利條件，增大了生化反應(yīng)的效率細(xì)胞內(nèi)的生物膜將細(xì)胞分成多個(gè)小區(qū)室，使得各部分之間的生化反應(yīng)能夠同時(shí)進(jìn)行，避免了相互干擾，保證了生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。（講解和板書）四、研究生物膜的重要意義從20世紀(jì)700年代以來，由于物理、化學(xué)技術(shù)和方法的應(yīng)用，使得生物膜的研究進(jìn)入到了分子水平，并且取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在科學(xué)上來講，新的進(jìn)展和突破是為更進(jìn)一步研究細(xì)胞的生命活動(dòng)規(guī)律、細(xì)胞與外界的物質(zhì)交換提供了條件。那么在我們的日常生活中同學(xué)們覺得研究生物膜有什么意義？大家可以結(jié)合我們生物膜（細(xì)胞膜）的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)考慮。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用人們對(duì)生物膜的研究，可以模擬生物膜生產(chǎn)各種選擇透過性膜用于污水處理、海水淡化等，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上還可通過研究生物膜與作物抗寒、抗旱、耐鹽機(jī)制的關(guān)系生產(chǎn)出新品種，醫(yī)學(xué)上，還可以嘗試合成人工膜材料，代替病變器官行使正常的生理功能等。小結(jié)細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)包括了細(xì)胞膜、核膜以及所有的具膜細(xì)胞器。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和功能以及組成成分上都有一定的聯(lián)系。尤其是在分泌蛋白的合成與運(yùn)輸?shù)倪^程中，生物膜之間的聯(lián)系相當(dāng)密切。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起著重要作用，研究生物膜對(duì)于人類的生產(chǎn)生活也具有相當(dāng)積極的作業(yè)。這堂課，我們主要掌握的是分泌蛋白形成的過程和生物膜的概念，希望同學(xué)們能結(jié)合以前的知識(shí)梳理一下這堂課的知識(shí)，能將新舊知識(shí)相互聯(lián)系。思考、回答思考、回答看圖答：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性答：細(xì)胞以出芽或內(nèi)陷的形式形成小泡將分泌物排出細(xì)胞或者吸收營養(yǎng)。做筆記思考看圖做筆記做筆記思考、回答課后練習(xí)題1、生物膜的作用不包括（D）A.物質(zhì)運(yùn)輸B.信息加工、傳遞C.能量轉(zhuǎn)換D.蛋白質(zhì)加工 生物膜系統(tǒng)不包括（B）線粒體B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜C.核膜D.細(xì)胞膜一種細(xì)胞器的生物膜是怎樣轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞器的？（D）隨細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)到達(dá)指