細胞的結構和功能

教學目標 

知識目標
1.認識動物細胞與植物細胞的亞顯微結構，了解它們的共同點和重要的區別特征。
2.了解細胞膜的成分，理解細胞膜的結構特點和功能特點之間的關系；正確認識并會區分物質通過細胞膜的幾種不同方式。
3.了解各種細胞器的分布、形態結構和功能特點。
4.認識細胞核的亞顯微結構特點和主要生理功能。
5.理解染色質和染色體相互轉變的動態關系。
6.了解原核細胞和真核細胞的區別。

能力目標
1.通過學習真核細胞亞顯微結構，培養學生識圖能力和繪圖能力。
2.通過對細胞結構的學習，訓練學生利用對比的方法歸納總結知識的能力。
3.通過設計和分析實驗，培養學生的科學探究能力。
4.訓練學生利用資料分析、判斷問題，進行研究性學習的能力。

情感目標
1.培養學生樹立辯證唯物主義的世界觀和方法論。
2.通過對細胞結構和功能的學習讓學生體會生命的精致完美，教育學生崇尚生命、熱愛科學。
3.樹立結構與功能相適應，局部與整體相統一的生物學觀點。

教學建議

教材分析
在“生命的基本單位——細胞”一章中，是全書的基礎。因為細胞是新陳代謝最基本的結構和功能單位。生物體的各項生命活動及生命的生理、行為特點都是建立在細胞這一特殊結構基礎之上的。所以理解細胞不同于一般非生命結構的特點就是本節最首要的教學重點。
關于細胞的結構和生理功能，本章將重點分析細胞膜的結構和特性。物質透過膜的方式將在第三章中以水代謝和礦質代謝為例詳細分析。細胞器部分將重點學習質體和線粒體，并在第三章中通過光合作用和呼吸作用進一步詳細分析其結構和功能。核糖體的功能將在第六章基因控制蛋白質合成部分進一步闡明。細胞內的中心體將在細胞增殖部分介紹。液泡的功能在細胞滲透作用吸水部分有所體現。細胞膜的流動性對理解細胞在結構上的相互聯系以及細胞的整體性方面都是非常關鍵的知識。如果對細胞內的膜體系進行簡單介紹，將有利于學生理解、體會細胞這一有機整體在結構及功能上的聯系性。細胞核的結構和功能只作簡單介紹，但是染色質和染色體的知識要作為教學重點。因為細胞分裂、生物的遺傳和變異等重要的章節都要用到此知識點。由此可以看出本章在教學中的地位及重要性。

教法建議
建議第一節用3或4課時完成。
從病毒引入新課。可以起到在梳理原有知識體系的基礎上進入新情境的目的。學生在復習各種化合物的主要生理功能后，體會構成細胞的各種化合物是生命活動的物質基礎，僅有其中的幾種，哪怕是最重要的成分也不可能完成新陳代謝的過程——這些物質不能單獨發揮生命功能。根據細胞學說學生可以想到細胞是生物體結構和功能的基本單位。進而激發學生對細胞結構和功能進行探索的興趣。
教學中盡量為學生提供各種素材，積極調動學生參與分析討論。從分析前人實驗逐漸過渡到讓學生自己設計實驗。親身參與探究過程，培養基本的生物學研究能力，提高科學素質。
開篇首先要明確說明，研究對象以真核生物為主。
本節中，細胞膜的結構和功能是非常重要的知識能力培養點。要多花費一些精力和時間。細胞質部分重點學習葉綠體和線粒體的結構，由于植物的新陳代謝部分還會繼續學習葉綠體和線粒體的功能，因此功能方面不用涉及得太深。
細胞核部分重點講清細胞核的結構；講清染色體和染色質的關系。其他內容將在細胞分裂以及遺傳和變異部分再做深入探究分析。

教學設計示例——細胞膜

教學題目：第二章 生命的基本單位——細胞

第一節      （建議4課時內完成）

教學重點：1、圍繞細胞不同于非生物的生命特點進行學習和討論。

2、細胞膜的選擇透過性。

3、線粒體和葉綠體的結構，為第二章中的呼吸作用和光合作用奠定基礎。

4、細胞核的結構和功能，為第五章學習奠定基礎。

教學難點 ：1、細胞的體積與相對表面積對于細胞的意義。

2、細胞膜的結構和功能特點，理解膜的流動性。

3、葉綠體、線粒體和高爾基體的結構和功能，理解細胞器間的關系。

4、染色質與染色體間互相轉換的動態關系

教學過程 ：

問題：病毒具有生命物質中最重要的兩種成分——生命活動的體現者蛋白質和遺傳物質核酸。可是病毒卻不能單獨存活，病毒只有侵入寄主細胞后才能體現生命的特點。上述事實說明了什么？你能分析這其中的原因嗎？
小結：從物質基礎方面考慮，病毒成分簡單不足以完成復雜的新陳代謝；從結構基礎上看病毒不具有細胞結構——細胞學說指出：細胞是新陳代謝的結構和功能的基本單位。因此病毒不能獨立進行新陳代謝。病毒必須寄生于活的細胞生物中才能體現生命現象。
問題：根據初中知識，舉例說明細胞生物可以分成哪幾類？它們在結構方面的主要區別是什么？是否有什么共同的基本結構？

課件演示幾種植物細胞、幾種人體細胞、原核細胞。

小結討論結果。

第一節：

生物界把沒有細胞結構的病毒單獨分成一個特殊的界。有細胞結構的生物又根據細胞是否有細胞核分為原核生物和真核生物

明確指出：高中階段主要學習以真核生物為中心的有關生物學問題。

真核細胞的亞顯微結構：（電子顯微鏡下觀察到的結構）

解釋細胞的顯微結構和亞顯微結構。

引發學生探究細胞亞顯微結構的興趣。在電鏡下人們發現了什么？

課件演示細胞壁、細胞膜、細胞核、葉綠體、線粒體、核糖體等電鏡照片。
指導學生讀圖：識記各結構名稱以及各結構的形態結構特征；注意區分動物細胞和植物細胞的異同。

課件演示動物細胞和植物細胞模式圖，辨認細胞亞顯微結構。比較細胞的異同時要注意糾正錯誤。強調細胞共有的結構和特有結構，總結出筆記。
問題：

1、不同點？植物和動物組織細胞浸在清水中結局相同嗎？為什么植物可以光合作用？

——植物細胞都有細胞壁；有的細胞有葉綠體或大液泡。動物細胞和低等植物細胞有中心體。

2、相同點？說明了什么？這些生命必不可少的結構究竟用什么作用？這些結構是如何體現出生命特點的呢？

分別學習細胞各部分結構及功能。（重在理解生命意義）

一、細胞膜

細胞都有細胞膜這足說明其對生命的重要性。根據細胞膜的相對位置可以推斷細胞膜對細胞有保護作用。
學生討論：哪些實事可以說明細胞膜是有生命的？
（相關內容見擴展資料）

細胞膜是如何保護細胞的？細胞膜的結構和成分與一般的膜存在什么根本的區別？

問題討論：學生設計實驗：

（1）證明膜的存在。（質壁分離；顯微探針感受阻力；電鏡觀察。）

（2）研究細胞膜的結構需要得到實驗的材料，選用什么樣的生物提供材料？理由？如何得到細胞膜？

（培養學生在下結論或推測時要重證據、講道理。表達觀點時條理清晰的基本素質。）

介紹細胞膜的獲取方法（相關內容見擴展資料）。使學生了解科學家設計實驗的思路。

（3）如何定性、定量的測定細胞膜的成分？

觀察法：電鏡觀察細胞膜：暗、明、暗三層結構。厚度約75~100埃（見擴展資料）。

實驗法：科學家通過化學分析的方法測定了細胞膜的化學成分：

事實一：膜易被脂類溶劑溶解。容易被蛋白酶溶解。（處理后消失。）

事實二：脂類物質很容易通過細胞膜。

事實三：用指示劑可以確認其成分：磷脂分子和蛋白質分子。

對于一般學生，可以通過分析上述資料引導學生得出結論，同時了解實驗設計的思路和方法。

1、成分：磷脂、蛋白質

2、結構：

問題討論：（培養學生的分析推理能力。）

這兩類物質分別隸屬于親水和疏水物質。這兩類物質應該如何排布？

（1）磷脂分子結構特點：磷脂分子分疏水端和親水端。

如果是一層分子排成一個平面會是什么樣子？（不符合細胞膜內外均為水環境的實際情況，使細胞不能正常進行物質交換。）如果是兩層會是如何排列？理由？

（2）親水的蛋白質與磷脂分子的關系？

根據前面給出的信息判斷：暗層和亮層哪層是脂類物質？哪層是蛋白質類物質？依據？

理解內外兩側暗中央發亮的觀察結果。

由于觀察技術所限，科學家對細胞膜的認識基本上是假說和推測，了解學說和假說的區別。為形象表示細胞膜的結構特點科學家根據假說設計了一些生物模型。其中被廣為接受的是：液態鑲嵌模型——突出液態結構

（1）兩層磷脂分子——基本骨架

（2）蛋白質覆蓋、鑲嵌、貫穿于“骨架”上。

問題：這樣的結構與一般的“膜”有什么重要區別？細胞膜的結構特點對其生理功能會產生什么影響？

   親水物質可以充分接近膜，但是不能隨意通過膜！

磷脂分子相互之間不連接，而且分子始終處于運動中——液態流動狀。

磷脂分子中的2分子脂肪酸總有一個是不飽和的鏈，因此脂肪酸長鏈在雙鍵處發生彎折。當分子旋轉時會使相鄰分子發生位移，有可能制造出一個瞬間的縫隙，為物質擴散創造了機會。（——如果膜兩側存在濃度差、分子又比較小或是不被磷脂分子排斥的脂類物質即可以發生擴散。）

離子的直徑應該是比較小的，應該按照濃度差擴散。可是事實上不是這樣……。原因？

細胞膜上蛋白質的作用：

蛋白質是兩性化合物。因此帶電的離子不易通過細胞膜。細胞外有些離子或小分子有機物可能會與膜上某些蛋白質發生作用，導致相關蛋白質分子發生臨時性該變。蛋白質會出現臨時“隧道”或發生穿膜運動。結果是使相應的離子或小分子有機會通過細胞膜。膜上的這些蛋白質分子被稱作載體。

糖蛋白形成的糖被的生理功能：

（1）保護潤滑作用

（2）細胞識別作用：

實驗一、取低等多細胞動物黃海綿和紅海綿各一塊。分別打散并充分混合。靜置培養一段時間。結果：細胞重新聚集，形成黃海綿和紅海綿。沒有混合色海綿。

實驗二、人類ABO血型的免疫反應。（選擇講述）

通過學習蛋白質的功能（如細胞間的信息傳遞；細胞的物質交換和免疫反應等），有助于學生理解蛋白質的分布特點及其作用。

載體：（蛋白質）分布于膜上，專一性運輸特定物質的工具。

學生進行歸納總結：通過以上學習，總結細胞膜的結構特點。

證明細胞膜具有流動性的事實以及細胞膜的流動性對細胞的意義：

（1）草履蟲食物泡的形成及發展變化。

（2）變形蟲捕食和運動時偽足的形成；白細胞吞噬細菌；胞飲與分泌；

（3）細胞分裂時膜的流動性

（4）細胞雜交時的細胞融合

人——鼠細胞雜交實驗：熒光標記膜上的蛋白質，（紅色和綠色）細胞結合處界限分明。37℃、10分鐘后，界限消失，紅綠熒光標記的蛋白質均勻分布已經看不出任何界限了。

學生總結：細胞膜通過流動可以完成什么生命過程？

（為細胞吸收、分泌、修復、融合、運動、捕食、變形、分裂等提供了基礎）

3、細胞膜的特點：①結構特點具有流動性。

②功能特點具有選擇透過性

通過學習使學生理解生物膜與一般非生物膜的不同，體會生物膜的生命特點。

學生討論：細胞膜的流動性與功能上的選擇透過性之間的聯系。

4、各種物質通過膜的方式：（請參閱“細胞的亞顯微結構.ppt”）

學生討論生物模型：

（1）一碗水中滴一滴紅墨水，會發生什么現象？物理學上屬于哪類？原理？

（自由擴散的條件是：兩個溶液之間存在濃度差）

注意糾正：強調擴散的雙向性，總結局是擴散速率不同造成的。

（2）如果兩個濃度不同的溶液之間存在半透膜——溶劑分子可以自由通過，溶質分子不能通過時，溶液中溶劑分子的擴散，又該是什么結果呢？（逆濃度方向發生）

（3）細胞需要的各種營養物質是否都可以通過擴散作用通過細胞膜呢？哪些不可以？為什么？擴散作用局限于哪些類型的物質？

小結：

擴散屬于被動運輸。根據是否需要載體幫助擴散分為：協助擴散和自由擴散。由于水分子的擴散是逆濃度差進行的，因此水分子的擴散又被稱為滲透作用。

問題：擴散作用是細胞依靠濃度差進行的被動吸收方式。它的優缺點各是什么？

細胞是如何吸收離子和小分子有機物的？

講解主動運輸的特點：以生活中的相似事例比喻。使學生知道主動運輸的特征。

列舉主動運輸的事實：

（1）海帶細胞中的碘濃度30倍于海水；其他海藻有的甚至可以200萬倍于海水；

（2）紅細胞中的K離子30倍于血漿。

（3）不同植物吸收的元素的種類和比例不同。

學生總結歸納、填表：

總結：膜的保護作用是一種生物保護。一旦細胞死亡此作用將消失。

問題：

（1）細胞膜對細胞的保護有什么重要的生物學意義？

（細胞內環境穩定，害物質被屏阻。保證新陳代謝的需求原料及時供應，產物及時排除。）

（2）細胞膜不同于一般非生物膜的結構和功能特點是哪些？

（結構上的流動性，功能上的選擇透過性。）

5、細胞的內吞和外排作用：不能透過細胞膜的大分子物質“出入細胞”的方式。

強調：物質始終沒有透過細胞膜，其原理是利用了細胞膜的流動性。

6、細胞膜的作用：生物性保護。

細胞膜與細胞的物質交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫等功能密切相關。

在植物細胞膜外還有有細胞分泌的纖維素、果膠等物質構成的細胞壁。對細胞具有機械支持和保護的作用。

事實：用纖維素酶除掉細胞壁的植物細胞不再保持原來的形態。將這樣的細胞放置在清水中時，它會象紅細胞一樣吸水破裂。

復習引入新課：

1、 為什么說細胞膜是有生命的？它與塑料膜的本質不同是什么？

2、 細胞膜結構和功能特性之間的因果關系？

3、 膜的選擇透過性對細胞的意義？

4、細胞膜內的細胞質在電子顯微鏡下可以看到哪些結構?它們各有什么重要的生命功能？生命過程是如何進行的？

教學設計示例——細胞質（續示例一）

二、細胞質

（一）基質：簡要介紹物理化學性質、特點、性能。

（二）細胞器：講解細胞器的概念。

1、線粒體：——高倍顯微鏡下看到的粒狀或線頭狀小體。

（引導學生了解生物研究思路和方法。培養實驗研究能力。）

從了解分布特點入手，推測該細胞器的功能。因為其他方法會傷害細胞不能了解其在生活中的準確作用。而且提取出來的細胞器必須在了解功能的前提下，人為設置相應的環境才能進行活動。

提供資料供學生分析推測：

每個細胞中的線粒體數目一般為1～50萬個。大鼠肝細胞平均800個（500～1400）；小鼠肝細胞有2554個；人的肝細胞2000個；精子尾部20～30個（密度極高）；人腎小管上皮細胞800個；多核變形蟲內50萬個；玉米根冠細胞100～3000個。一般植物細胞比動物細胞少。生理活動高的細胞如脊髓的運動神經細胞和分泌組織的分泌細胞數目多。

①分布：所有活細胞中。耗能多的細胞中數量多。

②作用：為生命活動供能。（大約占95％）

學生閱讀：26頁課文并進行分析討論，了解線粒體的作用。（為第二章的學習做準備）。

（1）生物體內的能源物質是什么？

（2）葡萄糖怎樣釋放能量？一般需要哪些條件？

（3）主要場所的含義？

如此重要的動力工廠一旦受到傷害結果不堪設想，因此需要重點防護。

③結構：（雙層膜的保護，以示重要）

問題討論：線粒體的結構特點對其生理功能的意義？（嵴：面積大、基粒：集中高效率）

對于能力較強的學生可以介紹線粒體的自主性遺傳和線粒體的起源。對于一般學生只介紹線粒體內含有遺傳物質，可以相對獨立的控制其本身的遺傳和變異。點到即可，不要展開。

線粒體的自主性：（相對獨立遺傳的基礎）

具有環狀DNA、RNA等與DNA復制、蛋白質合成有關的裝置。在一定程度上有自主性。

與線粒體同等重要的另一類細胞器是質體。

2、質體

在光學顯微鏡下可以觀察到。其中的葉綠體是我們較為熟悉的細胞器。

在番茄果肉細胞、紅辣椒果皮等果實、花卉組織中可見到成紅色的質體——有色體。有色體使植物組織呈現黃——橙紅系列的美麗色彩。

在葉肉細胞、綠色幼莖的皮層細胞中、未成熟的果皮內、衣藻和水綿等植物細胞內均可見葉綠體。

①分布：植物體特有。

②類型：白色體、有色體和葉綠體

（1）白色體與有色體的關系；原質體與白色體和有色體。

（2）有色體的顏色、分布、表現效果。注意區分類胡蘿卜素與花青素的色彩和位置等特點。

（3）葉綠體的分布、形狀、行為；葉綠體與葉綠素這兩個概念的關系及詞組的正確使用。

③葉綠體——光合作用的場所。

數量：一般葉肉細胞內10～100個最多可達260個。

形態和行為：大約10倍于線粒體。光鏡下清晰可見。在高等植物細胞內多數為扁橢圓體（長軸一般為3～10μm，厚1～5μm）。可以根據光線強弱移動或轉換方向……。有應激反應是生命的體現。

葉綠體在弱光下以最大面積轉向光源；強光下則以側面或頂面朝向光源，或葉綠體向細胞側面轉移，或者堆在一起互相擋光。因為直射的強光會形成光抑制，使葉綠體的結構和功能受損傷——生命的最優化設計。

與線粒體進行比較。注意結構與功能的適應。培養學生的觀察能力、思維能力和表達能力。

問題討論：

（1）與線粒體結構方面相似的是？不同的是？

（2）基粒的特點（與線粒體的不同）？意義？

葉綠體的膜面積：1克菠菜的葉綠體外膜面積大約為400cm²，內膜面積大約60m²而一個植物體的光合作用膜面積是非常大的！

（3）葉綠體顏色的特點？說明了什么？

簡單介紹光合色素的種類和影響因素：

葉綠素含量高；溫度等因素對色素的影響；不同色素對光的吸收不同；不同環境中葉綠體中的色素有別。

結構：

葉綠體的自主性：葉綠體有自己的ADP和ATP庫，不與細胞質中的進行交換。  含有DNA、RNA、核糖體。但是受細胞核控制。

葉綠體內有淀粉粒、脂類滴等，對于維持滲透壓有意義。

總結：線粒體與葉綠體的異同……。（培養觀察能力和表達能力。）

體會結構與功能的統一。

重點強調要點，引起注意。

3、內質網

①分布：外連細胞膜內接細胞核核膜。

學生觀察描述：內質網的形態、結構特點和意義？根據情況進行講解。

②結構：單層膜質囊、泡、管連接而成。

③作用以及意義：加大代謝面積；空間分隔；加工運輸的通道。

外運的蛋白質多是由粗面型內質網加工運輸，并靠出芽方式形成運輸泡。運達高爾基體后分泌出細胞。突出體現膜的流動性，及細胞內膜系統是有機整體的特點。

內質網上的顆粒是另一種細胞器核糖體。

4、核糖體

名稱的來歷：核糖核蛋白體

成分：蛋白質、RNA、酶。

核糖體是所有細胞都具有的細胞器，說明什么？數量上與其他細胞器有什么區別？細胞內還有什么前面沒有提到，而對于細胞不但必不可少而且需求量很大的物質呢？

作用：蛋白質合成的場所。

實際上是合成肽鏈的場所。它們是如何工作的？（捕捉核內輸出的信息，并以此為依據控制氨基酸的組裝制造蛋白質。具體內容見遺傳變異部分。）在細胞中它們多成團聚體存在，意義？（充分利用信息，提高蛋白質的合成效率。）

問題：不同細胞二者比例不同，肝和胰腺等腺體細胞中附著型核糖體可高達80％。這是否能說明些什么問題？

肽是如何變成蛋白質？又是怎樣加工并分別分配到到細胞內外的呢？ 內質網上的核糖體合成的蛋白質是如何分泌出細胞？

科學家通過放射自顯影技術或標記氨基酸進行觀察……。（對學生進行科學方法教育。）

5、高爾基體：（突出連續變化的特征。體會生命的運動性）

結構：膜質囊、泡。

高爾基體具有極性，靠近細胞中心的是形成面，另一面是成熟面。這兩個面的形態、化學組成、功能都不相同。在形成面有許多小囊泡，它們是由附近的粗面型內質網出芽形成的運輸泡。他們不斷地與高爾基體的扁平囊融合，使之擴大。成熟面的大囊泡也叫分泌泡或濃縮泡。

高爾基體的作用是把內質網的分泌泡接收進行加工、分類與包裝然后分門別類地運到細胞的特定部位或分泌到細胞外。是細胞內物質運輸的交通樞紐。將各種物質分離、濃縮、轉運。

一個細胞內的高爾基體數量與細胞的發育和狀態有很大關系數目可以從0到上萬個。如腺體細胞、藻類假根處的細胞（分泌粘多糖）高爾基體特別多；細胞分裂快結束時在赤道板處會聚集好多高爾基體。（微管牽引高爾基小泡到達一定位置與內質網等共同構成細胞壁）

根據放射自顯影技術、細胞堿性染料標記原料（跟蹤糖的形成）和分析高爾基體的分布特點總結高爾基體的功能是什么？

在動物細胞和低等植物細胞的細胞核附近，還有一種細胞器叫做

6、中心體：

分布：動物和低等植物細胞中。

觀察其表現，在細胞分裂時特別重要。（見39頁圖）中心體的含義是什么？（位置、行為）可以用磁鐵吸引大頭針運動來進行演示

作用：參與細胞分裂。

成分：蛋白質 微管結構

結構：由兩個互相垂直的中心粒組成。

7、液泡：一般植物細胞都有。單細胞動物體內的伸縮泡也可看作是液泡。

（1）你估計液泡是如何產生的？（來源、形成、描述發育過程。）初中根尖細胞的發育部分曾經學過。

（2）動物細胞和植物細胞是否一樣？分布特點？

（3）結構特點？

結構：膜質泡

（4）液泡中可能會有哪些成分？

（5）液泡的作用？（提醒注意：細胞液與細胞質基質不同）

作用：儲存水、鹽、花青素、有機養料等；保持植物體形態；影響細胞吸水。

8、溶酶體：簡單講解。

學生總結歸納整理筆記：

（1）比較結構特點方面的異同，將細胞器歸類？

（2）分布特點：

細胞壁（動物和人的細胞沒有）

質體、大液泡（植物細胞特有）

中心體（動物和低等植物細胞有）

（3）各結構的功能：

葉綠體——光合作用的場所

線粒體——呼吸作用的主要場所

核糖體——蛋白質合成的場所

高爾基體——參與細胞分泌

內質網——代謝工作面、膜庫、加工和運輸的通道

液泡——水和養料的倉庫；維持形態

中心體——參與細胞有絲分裂

溶酶體——水解酶的倉庫，可使死亡的細胞解體。

教學設計示例——細胞核（續示例二）

三、細胞核──細胞中最為重要的結構

1、位置、形態：

“一般真核細胞都具有細胞核，有時還不止一個。”哪些細胞沒有細胞核？（紅細胞、血小板、篩管細胞）哪些細胞不止一個細胞核？（骨骼肌細胞、草履蟲）

細胞核的形狀一般是什么樣？（鏈球狀多頁、腎狀、網狀、分支狀）位置？（一般在中心，有時在邊側）

搜集證據： 證明細胞核是細胞生命活動中必不可少的結構

（1）變形蟲顯微去核實驗：        不食、不動、不分裂繁育然后死亡。

              如果1、2天后再移入細胞核，復活。

（2）事實：紅細胞沒有細胞核所以120天死亡；   血小板7天死亡。

（3）對單細胞傘藻的實驗進行分析

（4）克隆技術——多莉羊的產生（簡單敘述過程和結果，分析原因）

問題： 以上事實說明了什么？細胞核里有什么重要物質？遺傳物質的成分和作用是什么？

（核決定生物的性狀；核內具有全套遺傳物質）

鑒于遺傳物質的重要性，遺傳物質應該如何生產才能確保萬無一失？復制與合成的異同？細胞在何時進行遺傳物質的復制？原因？

2、功能：遺傳物質儲存和復制的場所。是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心。

細胞核具有什么樣的結構和功能？細胞核內的遺傳物質要控制細胞質內核糖體上的蛋白質的合成，如何克服空間上有距離的現實？如何實現呢？細胞是如何解決這一矛盾的？

3、結構：

（1）、核膜：兩層；與內質網連接；有許多核孔。

既然要保護遺傳物質，為什么又有那么多的孔？孔是做什么用的？是否破壞了膜的屏障作用？細胞核具有什么樣的結構？細胞核內的遺傳物質要控制細胞質內核糖體上的蛋白質的合成，如何實現呢？細胞是如何解決這一矛盾的？

孔內有絲交織、有一層不定型物質隔膜──屏障。只有特許證的大分子物質才可以進出。

究竟是那些大分子物質呢？什么物質是細胞核內產生，卻主要分布在細胞質內呢？細胞核內主要做那些工作？需要細胞質內提供什么物質方面的援助呢？

核孔是某些大分子的運輸通道。

（2）、核液：

（3）、核仁：

致密、無膜、多球狀、染色很深、數目不定（處于分裂時期的細胞和蛋白質合成旺盛的細胞中數目多、個大其他細胞可能沒有。）

經試驗證實：與核糖體RNA合成有關。（影響核糖體的組裝間接影響蛋白質的合成。）

RNA的合成需要遺傳物質DNA的控制。遺傳物質DNA在細胞核內以什么形式存在呢？當科學家用堿性染料對細胞核進行染色時，發現在細胞核內存在著一些容易著色的物質，定名為染色質。經過化學分析得知他是由蛋白質和遺傳物質DNA組成的。

（4）、染色質：

①、成分：DNA和蛋白質

②、狀態：松散的絲狀體。

④、意義：染色體：可以保持大分子遺傳物質在細胞分裂中保持分子的完整性。

       染色質：確保遺傳物質的復制；保證DNA控制蛋白質合成的進行。

總結：染色體與染色質的關系：同一物質成分，不同時期細胞中遺傳物質的不同存在形式。

（從中體會生物體最優化的結構所表現出來的完美。）

自然界的生物千奇百怪種類繁多。在微觀世界里，還存在著另一類結構簡單的原核生物。主要包括……它們具有什么樣的細胞結構呢？與真核生物存在什么區別呢？

原核生物

1、主要類型：藍藻類、細菌類等。舉例……。

問題討論： 觀察細菌結構圖，找出與真核細胞的不同……。

2、結構特點：體積極小；缺少“膜結構”所以沒有成型的細胞核等結構。

思考討論問題： 原核生物體積小、結構簡單生殖方式單一等諸多特點的根源是什么？

——遺傳物質簡單，所承載的遺傳信息量少……。（DNA分子呈環狀獨自存在，很少與蛋白質一同構成染色體）

復習細胞結構與功能，進行知識梳理。

學生討論：

（1）哪些事實可以說明：細胞是一個有生命的結構？（細胞結構是有生命的結構與非生物有著本質上的不同——生命性）

（2）舉例說明：生物體總是處于不斷的運動和變化的過程之中。

  生命的本質是物質的，也具有物質的基本屬性——運動性。

（3）哪些事實可以說明：細胞在結構和功能方面是一個協調統一的整體？體會細胞結構的嚴整性——有序、高效、整體協調。

（4）哪些事實可以說明：細胞結構與功能是相互適應的？

體會生物體自身以及與環境間的——協調性、適應性

細胞的生命性：  運動性、應激性、協調性等均為生命性的具體體現。

（1）由于細胞膜結構具有流動性，因此使生物體具有如下特性：

①解決了大分子物質不能透過膜的問題。

（胞飲、內吞、分泌、核孔等）

②是實現膜的選擇透過性的結構基礎。

③內膜系統：使細胞在結構、功能等方面建立了密切的聯系。從而奠定了細胞整體協調的堅實基礎。

不同時期、不同部位、不同形態、相互轉換是一個整體。

空間分隔保證了各種生物化學反應各自有條不紊地進行。

（2）由于細胞膜功能具有選擇性，因此使生物體具有如下特性：

①可以違反一般物理原則反濃度差運輸。

可以根據細胞代謝的需要有選擇地吸收需要的各種元素，與細胞外界各種物質的濃度不具有正相關聯系。不需要的元素盡管外界濃度很高也可拒絕接受；有些物質細胞內濃度可以比環境中相應物質的濃度高出幾十倍甚至幾百倍。

②在一定范圍內，是否被吸收與物質大小無關。

離子很小但不一定被吸收；有些氨基酸分子相對很大但是可以大量輕易地被吸收；尤其是脂類物質連載體都不需要，便可輕易通過。

③不能穿行過膜的大分子，可以通過其它方式如胞飲、分泌、內吞等方式通過膜結構。

（3）應激反應。

①葉綠體對光的反應，可以判斷光源的位置、光照的強度等。

②核糖體捕獲mRNA。DNA和RNA 之間、各種RNA 之間相互配合共同完成蛋白質的生產流程。

③中心體吸引微絲微管形成紡錘體。

④細胞的信號識別。

免疫識別功能；細胞的接觸抑制現象；分泌激素或酶；神經傳導；形成食物泡取食等一系列生理生化反應……。

（4）生化反應、物質能量變化的調節。

①線粒體氧化分解有機物的條件完全不同與自然界。

物質燃燒的三要素在生物體中式不具備的：細胞內的有機物是在常溫、常壓、水環境中“燃燒”的——全是因為有了酶。

②進入葉綠體后，可以被活化近而轉化為有機物；與此同時光能也被轉化并儲存入有機物葡萄糖中形成生物體賴以為生的能源物質。

③不同波長的光對植物會產生不同的效果，會影響到產物的形成。

（5）整體協調性。

如果由學生總結歸納整理教學效果會更好。生命性貫穿于每一個知識點，需要認真體會挖掘。

探究活動

觀察膜的選擇透過性
（1）血細胞失水、吸水的過程：
用生理鹽水制成臨時裝片觀察紅細胞形態。從蓋玻片一側加入略高濃度的鹽水、以及添加蒸餾水稀釋后，觀察血細胞失水和吸水脹破的過程。
（2）植物細胞的選擇吸收過程：
制成洋蔥葉肉植物細胞臨時裝片。從蓋玻片一側添加少量2%氯化鈣溶液，觀察細胞形態改變過程。
可以進一步進行實驗：測定試驗開始前與實驗結束后，溶液PH值的變化。

細胞的體積與面積大小對細胞的生物學意義
形式：試驗并對實驗進行分析討論。
細胞是新陳代謝的基本單位。由于細胞與環境的交換量很大，你認為細胞的體積應該是多大更合適呢？依據什么？最好設計一個讓人信服的模型加以說明。
對一般學生可以介紹實驗方法讓學生做實驗，并根據實驗現象進行分析。（定性或定量實驗均可以）
如：用不同體積的豆腐塊（或瓊脂塊）浸泡于彩色的液體里，分別記錄浸泡時間。切開從剖面觀察染色情況。分析原因。體會細胞體積為什么要盡可能的小。（保證足夠大的交換面積）最好計算相對體表面積對物質交換的影響，會更令人信服。

尋找可以證明細胞膜具有流動性的證據
形式：根據已有的初高中生物知識或生活經驗開展討論
可以通過每個人自己查找資料后分小組交流
1、草履蟲取食過程中食物泡的形成以及胞肛出廢渣的排除。（初中：動物學）
2、白細胞吞噬細菌的過程。（初中：人體生理衛生）
3、物質通過細胞膜的過程。（高中：細胞結構部分）
4、受精時細胞的融合過程。（高中：生殖發育部分）
5、動物細胞分裂時細胞膜的縊斷過程。（高中：細胞分裂部分）
6、高爾基體的產生和分泌泡的分泌行為。（高中：細胞結構部分