人教版教学名校联盟辽宁省大连市十四中高中生物细胞的基本结构必修一 53页

第 3 章 细胞的基本结构 我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。 —— 翟中和 细胞膜 —— 系统的边界 细胞器 —— 系统内的分工合作 细胞核 —— 系统的控制中心 第 1 节 细胞膜 —— 系统的边界 本节聚集： 1. 细胞膜的主要成分是什么？ 2. 怎样获得细胞膜？ 3. 细胞膜具有哪些功能？ 问题探讨 1. 你怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞？光学显微镜下能看见细胞膜吗？ 2. 请推测科学家是怎样在使用电镜看到细胞膜之前就已确定它的存在了呢？ 体验制备细胞膜的方法 目的要求： 体验用 哺乳动物红细胞 制备细胞膜的方法 和过程。 材料用具： 猪的新鲜的红细胞稀释液、蒸馏水、滴 管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜 方法步骤： 制临时装片、先低倍镜后高倍镜观察 讨论： 如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜？ 等渗状态 低渗状态 高渗状态 任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。 探究一： 1895 年 Overton 在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这说明了什么？ J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油 —— 水界面的张力低得多。这又说明了什么？ 推测细胞膜由连续的脂类物质组成 推测细胞膜中含有蛋白质 一 . 细胞膜的成分： 细胞膜主要由脂质 (50%) 和蛋白质 (40%) 组成，另外还有少量的糖类 (2%~10%) 。 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 与生活中的联系： 癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关 。 结构和功能总是相适应的。 探究二： 科学家做过这样的实验：准备好含 Ca 2+ 、 Mg 2+ 、 Si 4+ 的培养液，将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的 Ca 2+ 、和 Mg 2+ 下降，水稻培养液中的 Ca 2+ 、和 Mg 2+ 浓度增加。 Si 4+ 的情况刚好相反：水稻吸收大量的 Si 4+ ，而番茄几乎不吸收 Si 4+ 。 这一切说明了什么？ 二 . 细胞膜的功能： 1. 将细胞与外界环境分隔开 2. 控制物质进出细胞 3. 进行细胞间的 信息交流 垂体对甲状腺的控制 神经细胞之间的联系 三 . 细胞壁： 成分：纤维素和果胶 功能：支持和保护 课堂练习： 1. 有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱上的小洞又能让空气进出。你认为这各类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？ 2. 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用 “ 染色排除法 ” 。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释 “ 染色排除法 ” 的原理吗？ 第 2 节 细胞器 —— 系统内的分工合作 本节聚集： 1. 细胞器有什么功能？ 2. 细胞器之间是怎样分工合作的？ 3. 什么是生物膜系统？它具有什么功能？ 问题探讨 1. 高等植物的光合作用在哪里进行？仅仅依靠某一种结构，植物能进行光合作用吗？ 2. 细胞是一个基本的生命系统，那么它的生命现象是如何体现出来的？细胞内物质的合成与分解、能量的贮存和释放是如何实现的呢？ 细胞在生命活动中不停地发生着物质和能量的复杂变化。 细胞质内有许多具有一定的形态、结构和功能的小器官 ，它们统称为 细胞器 。 如： 线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体 等。 探究一： 要研究各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，用什么方法呢？ 常用的方法是 差速离心法 ：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，用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分离开。 探究二： ⑴飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。 ⑵运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻练的人多。 ⑶在体外培养细胞时，新生细胞比衰老或病变细胞的线粒体多。 为什么？ 线粒体 ( 双层膜 ) 是细胞进行 有氧呼吸 的主要场所。细胞生命活动所需能量的 95% 来自线粒体。 一 . 细胞器之间的分工 叶绿体 ( 双层膜 ) 是绿色植物细胞进行 光合作用 的主要场所。 内质网 ( 单层膜 ) 是由膜连接而成的网状结构。是细胞内 蛋白质合成和加工 ( 粗面 ) ，以及 脂质合成 ( 滑面 ) 的“车间”。 高尔基体 ( 单层膜 ) 主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。 与动物细胞细胞分泌物的形成有关；与植物细胞细胞壁的形成有关。 核糖体 有附着型的、有游离型的，是 生产蛋白质的机器 。 溶酶体 ( 单层膜 ) 是 “消化车间” ，内部含有多种消解酶，能分解衰老、损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 液泡 ( 单层膜 ) 主要存在于植物细胞中，内有细胞液。含有糖类、无机盐、色素和蛋白质。 调节细胞的吸水状况 。 中心体 见于动物和某些低等植物的细胞，由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成，与 细胞的有丝分裂有关 。 细胞质基质： 呈胶质状态。由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。可进行多种化学反应。 细胞骨架 是由蛋白质纤维组成的网架结构。可 维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性 。 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞器 细胞质基质 内质网 中心体 高尔基体 核糖体 线粒体 溶酶体 动物细胞结构 细胞器 细胞质基质 细胞壁 细胞质 细胞核 细胞膜 内质网 液泡 高尔基体 核糖体 线粒体 溶酶体 叶绿体 植物细胞结构 课堂练习： 核糖体 溶酶体 中心体 细胞骨架 苔藓叶绿体 天门冬叶绿体 黑藻叶绿体 用高倍速显微镜观察叶绿体和线粒体 目的要求： 使用高倍速显微镜观察 叶绿体 和 线粒体 的 形态和分布。 材料用具： 新鲜的藓类的叶、人类口腔上皮细胞； 新配制的健那绿染液； 显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、 消毒牙签。 方法步骤： 1. 制作 藓类的叶片 的临时装片 2. 观察 叶绿体 3. 制作人的口腔上皮细胞临时装片 4. 观察 线粒体 讨论： 描述叶绿体和线粒体的形态和分布。 二 . 细胞器之间的协调配合 阅读： P48 课本 资料分析 —— 分泌蛋白的合成与运输 讨论： 1. 分泌蛋白是在哪里合成的？ 2. 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。 3. 分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能量由哪里提供？ 核糖体 核糖体→内质网→高尔基体 需要 线粒体 三 . 细胞的生物膜系统 1. 概念：各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的 生物膜系统 。 2. 功能： ①不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。 ②许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。 ③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 3. 与生活中的联系：透析型人工肾 —— 血液透析膜 科学家的故事： 细胞世界探微三例 勇于探幽入微的 克劳德 具有敏锐洞察力的 德迪夫 善于利用先进技术手段的 帕拉德 课堂练习： P50 练习 第 3 节 细胞核 —— 系统的控制中心 本节聚集： 1. 细胞核有什么功能？ 2. 细胞核的形态结构是怎样的？ 3. 为什么说细胞核是细胞的遗传信息库？ 问题探讨 1. 细胞核在细胞中起什么作用？细胞核可比喻成什么？ 2. 没有细胞核，细胞还能存活吗？ 3. 没有细胞核，细胞还能合成蛋白质吗？ 4. 没有细胞核，细胞还能生长和分裂吗？ 资料分析：细胞核具有什么功能？ 蝾螈 伞藻 变形虫 1. 科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，植到白色美西螈的去核的卵细胞中。移植后长大的美西螈，全部是 。 讨论： 1). 美西螈的颜色是由细胞核还是细胞质控制的？ 2). 生物体性状的遗传主要是由细胞核还是由细胞质控制的？为什么？ 黑色                                                  2(1) ．用婴儿头发沿着蝾螈受精卵的正中缚扎成 2 个半球状，使细胞核处于一侧。结扎不要太紧，要留下一条狭窄的细胞质桥，将有核的一半和无核的一半联结起来 (2) ．有核的一半开始分裂 (3) ．有核的一半继续正常地分裂，进行早期的胚胎发育；而无核的一半不能分裂 (4) ．待有核的一半分裂到 16 细胞期时，把结扎的头发放松一些，让一个细胞核横穿细胞质桥逸入到无核的那个半球中去 (5) ．收紧发环，使细胞质桥断离 (6) ．分离后的两部分都能各自发育成正常的胚胎，只是其中一个小些，在发育的时间上延迟了一些。 在蝾螈受精卵上 进行的结扎实验 讨论：细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？ 3. 科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半虽然仍能消化已吞食的食物，但不能摄取食物；对外界刺激不再反应。有核的一半照样摄食，对刺激有反应，能生长分裂。如果用显微勾针将有核一半的细胞核钩出，这一半的行为就像无核的一半一样。如果及时植入同种变形虫的另一个核，各种生命活动又会恢复。 讨论： 这个实验说明细胞核的功能是什么？人体成熟的红细胞没有细胞核，它还能生长和分裂吗？为什么？ 讨论： 1). 嫁接后的伞藻生长出的帽形将是怎样的？为什么？ 2). 生物体形态结构的建成主要与细胞核还是细胞质有关？ 一、细胞核的功能： 细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 二、细胞核的结构： 核膜：双层膜。把核内物质与细胞质分开。 染色质：由 DNA 和蛋白质组成； DNA 是遗传信息的载体。 核仁：与 rRNA 的合成及核糖体的形成有关。 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 染色质 ( 细胞分裂间期 ) 染色体 ( 细胞分裂期 ) 高度螺旋、变短变粗 解开螺旋、恢复细长丝状 染色质和染色体 是 同一种物质 在细胞不同时期的两种存在状态。 DNA 上贮存着遗传信息 ( 控制遗传、代谢 ) 细胞核是 遗传信息库 ，是 细胞代谢和遗传的控制中心 。 讨论： 同一个生物内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、功能如此多样？结构也不完全相同？ 模型建构 尝试制作真核细胞的三维结构模型 目的要求： 尝试制作真核细胞的三维结构模型； 体验建构模型的过程。 材料用具： 建立模型： 表达交流： 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。 细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 技能训练 解释数据 讨论 1. 如果你是这位科学家，你怎样解释上述数据？你能复出什么绪论？ 2. 有人质颖这生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家辩护，替他作出解释。 课堂练习： P56 练习 再见