細胞器的分工與合作教學設(shè)計

教學設(shè)計的基本理念通過對課標與教材的解讀與分析確立教學目標，以學生為主體，通過自主學習、合作探究性學習和教師講授，讓學生通過觀察、討論、探究相結(jié)合的方法展開學習。在引導學生自主學習的基礎(chǔ)上，教師幫助學生歸納總結(jié)，拓展新知。通過學生觀察并繪制細胞器模式圖，加深學生對細胞器結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的認識，進一步形成結(jié)構(gòu)與功能觀；通過細胞器分工合作完成復雜的生命活動，維持細胞的穩(wěn)態(tài)，進一步構(gòu)建穩(wěn)態(tài)與平衡觀；通過不同細胞中細胞器的異同分析進一步構(gòu)建進化與適應(yīng)觀；通過物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換，進一步構(gòu)建物質(zhì)與能量觀。最后讓學生進行總結(jié)，在培養(yǎng)學生良好的學習習慣的同時，培養(yǎng)學生的團隊意識、規(guī)則意識。教材分析本節(jié)課選用教材為人教新課標版生物必修1《分子與細胞》第3章第2節(jié)內(nèi)容，是在第三章《細胞的基本結(jié)構(gòu)》的重要內(nèi)容，細胞作為生命系統(tǒng)，因為不同細胞結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系，構(gòu)成既相互獨立又相互聯(lián)系的統(tǒng)一體，能夠高效有序的進行生命活動，同時也是蛋白質(zhì)的合成、后續(xù)有氧呼吸、光合作用、動植物細胞增殖等內(nèi)容學習基礎(chǔ)；對生物膜系統(tǒng)進行介紹，為物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶W習進行知識儲備。通過學習，幫助學生認識到細胞中整體與部分的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，從系統(tǒng)的角度認識細胞，幫助學生從細胞水平看問題。本課分為兩個課時，第1課時通過實驗“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動”實例逐步完成細胞器結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，第2課時，通過教師引導、學生討論探究學習細胞器結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系。學情分析通過之前的學習，學生對細胞的基本結(jié)構(gòu)及功能有了進一步的認識，大部分學生對細胞內(nèi)部如何進行分工合作有較強的好奇心。教學中應(yīng)讓學生發(fā)揮主體作用，在教師的引導下以學生的前概念為基礎(chǔ)引入新概念，進行探究活動，分組合作，增強對學生探究能力的培養(yǎng)。4教學目標根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析，考慮到學生已有的認知結(jié)構(gòu)，制定如下教學目標： （1）生命觀念：闡明細胞器的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，細胞內(nèi)具有多個相對獨立的結(jié)構(gòu)，每個結(jié)構(gòu)都承擔著物質(zhì)運輸、合成與分解，能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等功能，構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀；通過不同細胞具有相同或不完全相同的細胞器，建立進化與適應(yīng)觀；細胞器相互合作，共同完成細胞中復雜的生命活動，是為了機體穩(wěn)態(tài)的構(gòu)建，幫助學生構(gòu)建穩(wěn)態(tài)與平衡觀。（2）科學思維：通過資料信息、教材信息對細胞器結(jié)構(gòu)與功能分析，培養(yǎng)學生運用推理解決生物學問題的能力。 （3）科學探究：通過分析分泌蛋白合成、運輸過程的預判和求證過程，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和科學探究的能力。 （4）社會責任：細胞即生命系統(tǒng)最基本單位，其中各結(jié)構(gòu)分工合作，協(xié)調(diào)工作完成各項生命活動，培養(yǎng)學生的團隊意識、合作意識。教學重點難點重點：細胞中常見種細胞器的結(jié)構(gòu)與功能難點：生物膜系統(tǒng)的功能及組成確定的依據(jù)：教學重難點依據(jù)本節(jié)內(nèi)容的教學目標確定。教學方法教法教師在教學過程依據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論，融合討論法、比較法、歸納法等多種教學方法，幫助學生從系統(tǒng)的角度認識細胞，理解系統(tǒng)內(nèi)細胞器之間的分工與協(xié)作，為后期學習各種生命活動的奠定基礎(chǔ)。學法通過小組觀察、分析、討論，以學生為主體，形成“自主、合作、探究”的學習模式。教學流程圖新課導入——觀察實驗——細胞器的結(jié)構(gòu)與功能——分離細胞器的方法——細胞器的分工——反思總結(jié)教學過程第一課時將班中學生分為8組：線粒體組、葉綠體組、中心體組、溶酶體組、液泡組、高爾基體組、核糖體組、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)組【任務(wù)一】通過觀察實驗，總結(jié)細胞器的結(jié)構(gòu)與功能之前學習的細胞學說確立了“細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”這一觀點，細胞是人體最小的單位，通常肉眼無法觀測到細胞的形態(tài)。而每一個這樣微小細胞生存的每一秒都是其中數(shù)以億計的微小“結(jié)構(gòu)”協(xié)同發(fā)揮作用。這些“微小”結(jié)構(gòu)中線粒體和葉綠體我們曾在初中進行了基本學習，同學們可能一直很好奇，植物細胞中進行光合作用的場所——葉綠體的結(jié)構(gòu)是什么樣？才能與其功能相適應(yīng)？請同學們閱讀教材50頁中探究實驗“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動”實驗，填寫大屏中的內(nèi)容，通過試驗臺上的材料與用具進行操作。屏幕顯示：1.實驗原理(1)葉綠體一般呈綠色、扁平橢球或球形?？稍诟弑讹@微鏡下觀察它的形態(tài)和分布。(2)活細胞中的細胞質(zhì)處于不斷流動的狀態(tài)。觀察細胞質(zhì)的流動，可用細胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的運動作為標志。2實驗材料：常選用蘚類葉片或者菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮做實驗材料。因為蘚類葉片很薄，由單層葉肉細胞構(gòu)成，可直接觀察，且葉綠體較大。菠菜葉接近下表皮的葉肉細胞排列疏松、易取，且所含葉綠體數(shù)目少，個體大，便于觀察。本次實驗選用新鮮黑藻，由于其葉片薄、葉綠體多且體積大；新鮮葉片比老化葉片的細胞活力高，細胞代謝速率快，易觀察到胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象。 (一)制作蘚類葉片的臨時裝片，并觀察葉綠體的 。(二)制作黑藻葉片臨時裝片，并觀察細胞質(zhì)的流動溫度會影響細胞質(zhì)的流動。3實驗注意事項(1)觀察葉綠體實驗中，要選擇葉綠體體積較大，且細胞內(nèi)葉綠體數(shù)目較少的材料。(2)觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動時，臨時裝片應(yīng)隨時保持有水狀態(tài)，以免影響細胞的活性。(3)必須先在低倍鏡下將目標移到視野中央，然后再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器換用高倍鏡。換上高倍鏡后，只能轉(zhuǎn)動細準焦螺旋使圖像清晰。(4)葉綠體在細胞內(nèi)可隨細胞質(zhì)的流動而流動，同時受光照強度的影響。葉綠體在弱光下以最大面積朝向光源，強光下則以側(cè)面或頂面朝向光源。實驗觀察時可適當調(diào)整光照強度和方向以便于觀察。根據(jù)實驗設(shè)置問題串：①同學們能夠觀察到什么？能看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)嗎？②葉綠體的形態(tài)和分布，與葉綠體的功能有什么關(guān)系？③植物細胞的細胞質(zhì)處于不斷流動的狀態(tài)，這對于活細胞完成生命活動有什么意義？④請同學們觀察黑藻不定根中的細胞，有沒有葉綠體？葉綠體在葉片中的作用是什么？⑤沒有葉綠體的細胞就不能進行光合作用嗎？學生回答：①可以看到葉綠體，看不到內(nèi)部結(jié)構(gòu)②葉綠體的形態(tài)和分布有利于接受光照，進行光合作用。葉綠體在弱光下以最大面積朝向光源，強光下則以側(cè)面或頂面朝向光源。③細胞質(zhì)的流動，幫助細胞內(nèi)物質(zhì)運輸，保障細胞生命活動的正常進行。④看不到，進行光合作用。⑤是/不是。教師指導評價學生的回答，引導學生進行推理：原核生物藍藻進行光合作用利用其中的葉綠素與藻藍素，葉綠體中也應(yīng)當具有光合色素，細胞內(nèi)生理生化反應(yīng)需要酶的催化，葉綠體是光合作用的場所，應(yīng)當有與光合作用相關(guān)的酶，這些物質(zhì)能夠幫助植物利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化自身有機物，同時光能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在有機物中。這樣復雜的生理功能是通過何種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的呢？教師指導學生觀察葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，講解顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)的區(qū)別。再請學生觀察葉綠體模式圖中結(jié)構(gòu)，介紹葉綠體各結(jié)構(gòu)名稱，請學生通過閱讀資料回答問題：資料一：將某植物的葉肉細胞放在光學顯微鏡下觀察，可觀察到葉綠體一般呈扁平的橢球形或球形，電子顯微鏡下還可觀察到更精細的結(jié)構(gòu)。資料二：科學研究表明：在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，含有多種進行光合作用所必需的酶。葉綠體組(其他組補充)通過分析資料一、二，結(jié)合圖示討論回答：葉綠體中含有哪些結(jié)構(gòu)或物質(zhì)使得綠色植物在葉綠體內(nèi)進行光合作用？資料三：葉綠體內(nèi)具有眾多的基粒和類囊體，每個基粒都含有兩個以上的類囊體，部分甚至具有100個以上，極大地增加了受光面積。曾有科學家通過計算得出1g菠菜葉片中的類囊體總面積達60而左右。分析資料三，結(jié)合圖示討論回答：類囊體堆疊形成基粒這種方式對于光合作用的進行有何益處？教師小結(jié)葉綠體結(jié)構(gòu)及功能、含有色素。初中時同學們學過的另一個細胞器是線粒體，知道它能為細胞提供能量。有機物在有氧條件下徹底氧化分解產(chǎn)生二氧化碳和水并釋放能量的過程稱為有氧呼吸，科學研究表明線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。請同學們觀察線粒體模式圖并閱讀相關(guān)信息，由線粒體組回答以下問題。設(shè)置問題串：①沒有線粒體就不能進行有氧呼吸了嗎？②有氧呼吸的進行需要酶的催化，線粒體中應(yīng)含有什么種類的酶？③線粒體具有什么樣的結(jié)構(gòu)與有氧呼吸的主要場所相適應(yīng)呢？教師指導并評價學生答案并帶領(lǐng)學生總結(jié)線粒體結(jié)構(gòu)與功能，并對比線粒體、葉綠體的異同；雙層膜雙層膜單層膜請學生自主學習并完成下列表格，完成后各小組派代表講授本組推測每種細胞器的何種結(jié)構(gòu)能與功能相適應(yīng)：細胞器名稱動物細胞中是否存在植物細胞中是否存在原核細胞中是否存在功能含色素與否是否具有膜結(jié)構(gòu)線粒體是是否有氧呼吸主要場所否葉綠體否是否光合作用場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是是否蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)合成、加工場所和運輸通道否高爾基體是是否蛋白質(zhì)加工、分類、包裝否單層膜液泡否是否調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的環(huán)境，保持細胞堅挺是單層膜溶酶體是？否分解衰老損傷的細胞器，吞噬侵入細胞的病毒、否單層膜細菌中心體是低等植物中存在否細胞有絲分裂相關(guān)否不具膜核糖體是是是蛋白質(zhì)合成場所否不具膜教師指導評價學生答案。這八種細胞器存在于細胞質(zhì)中，細胞質(zhì)包括細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞器，要分別研究八種細胞器的功能就需要將把中細胞器分開，如何做到呢？引入差速離心法概念及具體操作步驟。請同學們思考這些細胞器是否直接漂浮于細胞質(zhì)中？教師指導學生閱讀教材50頁，引導學生對細胞骨架的功能進行總結(jié)。【小結(jié)】面向全體學生，以填空形式進行。一、各種細胞器1、其中與能量有關(guān)的細胞器有：。2、與蛋白質(zhì)合成和加工以及脂質(zhì)合成有關(guān)：。3、蛋白質(zhì)合成的場所：。4、與細胞分泌物的形成、蛋白質(zhì)的加工和轉(zhuǎn)運有關(guān)：。5、有防御和營養(yǎng)的作用，分解衰老、損傷的細胞器：。6、調(diào)節(jié)細胞內(nèi)環(huán)境，保持細胞膨脹的狀態(tài)：液泡。7、與動物細胞的有絲分裂有關(guān)：。二、1、具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器有：。2、沒有膜結(jié)構(gòu)的細胞器有：。3、為單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器：。三、1、植物細胞特有的細胞器：。2、動物細胞、某些低等植物細胞中有的細胞器：。3、動植物細胞中都有的細胞器：。第二課時引入多媒體展示各種細胞器，回顧它們的結(jié)構(gòu)與功能；講授細胞器的形態(tài)是在進化過程中不斷適應(yīng)環(huán)境以達到相應(yīng)功能的結(jié)果，對應(yīng)功能請學生找出細胞器功能的聯(lián)系。既然核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體這三種細胞器均與蛋白質(zhì)的合成、加工有關(guān)聯(lián)，它們又是如何協(xié)調(diào)配合，形成并運輸?shù)鞍踪|(zhì)的呢？【任務(wù)二】探究學習細胞器結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系教師引導回顧舊知：蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，種類與功能多樣。引入新知：在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質(zhì)稱為分泌蛋白。教師提問：你知道哪些分泌蛋白呢？有沒有在細胞內(nèi)作用的蛋白質(zhì)呢？引導學生區(qū)分分泌蛋白與胞內(nèi)蛋白。通過觀看視頻，了解分泌蛋白的合成過程。提問：如果想要探究分泌蛋白的合成和運輸過程，那要利用什么手段或方法才能實現(xiàn)？引入同位素標記法概念以及常用元素，引導學生自主學習、討論并嘗試設(shè)計實驗：①選何種類型元素進行標記？②如何將標記元素標記在分泌蛋白上？③如何觀察判斷分泌蛋白的分泌和運輸過程？教師對實驗原料、方法、步驟進行總結(jié)，鼓勵學生提出疑問。教師對學生的總結(jié)進行補充，并針對疑問進行詳細解答。教師啟發(fā)學生思考：①分泌蛋白從合成部位到作用部位在相應(yīng)的細胞器發(fā)生怎樣的變化？②分泌蛋白的合成和分泌，依次經(jīng)過了哪些結(jié)構(gòu)？嘗試描述整個過程。③相關(guān)細胞器間存在距離，分泌蛋白是以怎樣的形式進行轉(zhuǎn)運的？④類比逆水行舟，分泌蛋白的合成和分泌過程需要能量嗎？能量由哪種細胞器提供？⑤在此過程中，有幾種具膜細胞器以及細胞結(jié)構(gòu)？它們的膜面積如何變化？在教師的引導下學生概括分泌蛋白合成和運輸過程及變化。教師展示分泌蛋白合成、加工和運輸?shù)穆窂綀D以及膜面積變化示意圖。教師利用問題⑤的答案引入生物膜系統(tǒng)的概念：真核生物中，由細胞器膜核膜、細胞膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。生物膜系統(tǒng)間的聯(lián)系是什么？聯(lián)系膜結(jié)構(gòu)的組分，啟發(fā)學生思考，①原核生物和病毒有生物膜系統(tǒng)嗎？②生物膜系統(tǒng)是細胞中各種膜結(jié)構(gòu)的總稱，還是生物體內(nèi)各種膜結(jié)構(gòu)的總稱？③生物膜系統(tǒng)作為多種生化反應(yīng)的場所，具備哪些保證細胞生命活動正常進行的功能呢？學生通過自主學習，總結(jié)生物膜系統(tǒng)的組成以及由于細胞內(nèi)生物膜將各種細胞器分開，才能夠保證細胞生命活動高效、有序的進行，維持了細胞內(nèi)部的穩(wěn)態(tài)。教師帶領(lǐng)學生復習知識點，引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。板書設(shè)計第3章第2節(jié)細胞器之間的分工合作第一課時一、高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動二、細胞器的結(jié)構(gòu)與功能三、小結(jié)第二課時一、分泌蛋白的合成和運輸定義：同位素標記法：二、細胞中的生物膜系統(tǒng)組成：細胞膜、細胞器膜、核膜功能：①使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境②廣闊的膜面積為