教案：3.2 细胞器之间的分工合作（第1课时）-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）必修1同步资源

3.2细胞器之间的分工合作教案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。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，能够高效有序地进行生命活动，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。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。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：生命观念：1.举例说出几种主要细胞器的结构与功能，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.简述细胞膜系统的组成和功能。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。科学探究：说明细胞器之间的协调配合，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。社会责任：细胞是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，在分泌蛋白合成运输的实例学习过程中，体验协作、交流、分享的团队精神，培养学生的团队意识、合作意识。教学重点：1.细胞中常见种细胞器的结构与功能。2.细胞膜系统的组成和功能。教学难点：1.细胞器之间的协调配合。2.分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性。确定的依据：教学重难点依据本节内容的教学目标确定。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。第1课时【导入新课】展示问题探讨：C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、特种材料及工艺技术、机械系统研发(包括电缆、导管、发动机、座椅、座舱设备等)、总装制造部门。小组讨论，问题探讨：以问题驱动学生应用所学知识分析问题，解决问题，激发学生的求知欲。讨论：1.如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？提示：研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的分工与合作，缺少任何一个部门都难以完成研制工作。2.细胞中是否也具有多种不同的“部门”？这些“部门”也存在类似的分工与合作吗？提示：细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部就像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌不停的“部门”，这些“部门”都有一定的结构，如线粒体叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等，它们统称为细胞器。细胞质中还有呈溶胶状的细胞质基质，细胞器就分布在细胞质基质中。【新课讲授】教师讲授细胞质的分类，细胞器的种类和分离细胞器的方法。学生认真听讲，回答教师提出的问题，概括细胞质的分类，细胞器的种类以及分离细胞器的方法。1.细胞质基质：成分：呈溶胶状，由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等，还有很多种酶组成。功能：是活细胞进行新陈代谢的主要场所。2.细胞器：线粒体，叶绿体，内质网，核糖体高尔基体，中心体，液泡，溶酶体。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。光学显微镜的分辨率不超过200nm，放大倍数一般不超过1200倍。用光学显微镜观察到的细胞构造，称为细胞的显微结构。如细胞壁、细胞核、叶绿体、线粒体、液泡等。电子显微镜的分辨率可达0.2nm，可以放大几万倍至几千万倍。在电子显微镜下可以观察到细胞的更微小的结构，称为细胞的亚显微结构。提出问题：同学们可能会感到疑惑：细胞器这么小，科学家们是怎样将各种细胞器分离开来，分别去研究它们的生理功能的呢？现在就请同学们看看书上第47页方框内的分离各种细胞器的方法。然后请一位同学给我们讲讲。3.分离细胞器的方法：差速离心法提出问题：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。主要采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。低速时，颗粒大的先沉降；改用较高的离心速率，较小颗粒沉降，以此类推。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。一、细胞器之间的分工展示各种细胞器的亚显微结构模式图，引导学生归纳细胞器的分类，形态结构特点和主要功能。活动：将班中学生分为8组，即线粒体组、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，每个组负责扮演和讲解一个细胞器，教师随机分配任务。注意：学生主要向全班同学讲解这个细胞器的分布、形状、结构以及功能，组内的其他同学可以帮他补充。师生共同总结细胞器的分类，形态结构特点和主要功能。1.线粒体（动力车间）形状：棒状或粒状结构：①两层膜结构，内膜向内折叠（形成嵴）扩大了膜面积，为酶提供更多的附着场所②基质中含有少量DNA、RNA、核糖体等，可以进行某些蛋白质的生物合成功能：有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供能量。喻为细胞的“动力车间”分布：存在于动物、植物等真核细胞2.叶绿体（养料制造车间和能量转换站）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、功能和分布。形状：扁平的椭球形或球形结构：①内外两层膜均光滑，类囊体堆叠形成基粒扩大了膜面积，为光合色素和酶提供了更多的附着场所。②基质中含有少量DNA、RNA、核糖体等，可以进行某些蛋白质的生物合成功能：是绿色植物光合作用的场所。喻为植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站。分布：主要分布在植物的叶肉细胞中。材料阅读：细胞中的叶绿体可以运动，在不同的光照条件下，叶绿体的运动可以改变椭球体的方向．在强光下，叶绿体会以椭球体的侧面朝向光源，避免叶片被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以椭球体的正面朝向光源，可以接受较多的光照．因此叶绿体的运动是与叶绿体的功能是相适应的。知识拓展：内共生起源学说认为线粒体和叶绿体分别起源于的好氧细菌和蓝细菌，它们被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体和叶绿体。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；小结归纳：线粒体和叶绿体的比较3.内质网结构：单层膜构成的膜性管道系统依据有无核糖体附着，可以分为“粗面内质网”和“滑面内质网”功能：蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道。分布：存在于动物、植物等真核细胞4.高尔基体结构：由单层膜围成的扁平囊和小泡组成；功能：（动物）对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”；与动物细胞分泌物的形成有关；（植物）参与形成植物细胞的细胞壁；分布：存在于动物细胞和植物细胞中。5.溶酶体（消化车间）结构：单层膜构成的泡状结构，来源于高尔基体。功能：内含多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒和病菌；分布：主要分布在动物细胞中6.液泡结构：单层膜构成的较大的泡状结构，内有细胞液，含水分、无机盐、糖类、蛋白质、色素（花青素）等；功能：调节细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物保持坚挺分布：主要存在于植物细胞中7.核糖体（生产蛋白质的机器）结构：无膜结构，由RNA和蛋白质构成，最小的细胞器；依据是否附着在其他膜结构上，可以分为“附着型核糖体”和“游离型核糖体”；功能：是合成蛋白质的场所分布：在真/原核细胞中广泛分布；是原核细胞中唯一的细胞器。8.中心体结构：无膜结构，由两个互相垂直的中心粒及周围的物质构成，化学成分为蛋白质，位于细胞核附近；功能：与细胞有丝分裂有关，可以在细胞分裂时进行复制分布：存在于动物细胞和低等植物细胞（藻类、蕨类、苔类等）。小结归纳：细胞器分类归纳9.细胞骨架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。是细胞质中支持细胞器的结构。由蛋白纤维组成的网架结构，维持细胞的形态，锚定并支撑着细胞器，与细胞运动、分裂、分化、及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。探究实践用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动【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，通过实验台上的材料与用具进行操作。PPT展示：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。（1）制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的___________。（形态和分布）（2）制作黑藻叶片临时装片，并观察细胞质的流动注意：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，例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片细胞的栅栏组织（接近上表皮）中的叶绿体较海