生物4第2章组成细胞的分子
第1节细胞中的元素和化合物一、知识结构二、教学目标1、简述组成细胞的主要元素。说出构成细胞的基本元素是碳。2、尝试检测生物组织中的糖类,脂肪和蛋白质,探讨细胞中主要化合物的种类。3、认同生命的物质性。三、教学重点、难点及解决方法1、教学重点及解决方法[教学重点]⑴组成细胞的主要元素和化合物。⑵检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。[解决方法]⑴让学生比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,观察人体细胞的主要元素图,书中的表解和思考与讨论获得组成细胞的主要元素和化合物的知识。⑵教师先演示实验,再指导学生选择实验材料,进行实验研究。2、教学难点及解决方法[教学难点]⑴构成细胞的基本元素是碳。⑵检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。[解决方法]⑴教师引导学生回忆碳原子核外电子分布特点,以及碳的性质,理解c元素对生命的重要作用。⑵教师演示实验,学生明确实验原理,开展实验研究。四、课时安排1课时五、教学方法直观教学法、讲解法、实验法。六、教具准备挂图,实验用品七、学生活动1、创设问题情境,组织学生观察、讨论、交流学习新知识。2、通过实验让学生掌握检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法。八、教学程序(一)明确目标见教学目标(二)重点、难点的学习与目标完成过程[问题探讨]投影教材p16《组成地壳和组成细胞的部分元素含量表》,提问:组成生命的细胞和组成地壳的元素有没有什么不同?一、组成细胞的元素投影教材p17图21和图22,提问:1、哪些元素含量较多,哪些元素含量较少?2、在鲜重和干重中含量都最多的元素是什么?3、在干重中含量最多的元素是什么?教师总结:1、细胞中最常见的化学元素有20多种,各种元素的归属范围可归纳如下:2、c为什么是构成细胞的基本元素?碳原子最外层有4个电子,这样碳原子就具有了4个能够成键的价电子。正是这4个价电子,能够使碳原子之间,碳原子与其他原子之间结合形成更多的化学键。由于每个碳原子可以形成4个化学键,所以就有可能形成含有成千上万个甚至更多个碳原子的物质。二、组成细胞的化合物组成细胞的各种元素大多以什么形式存在于细胞中呢?(学生看教材p17表格)
[思考与讨论]引导学生讨论分析教材p17相关问题。让我们通过实验来检测细胞中的一些有机物吧![实验]检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。教师根据教材p18内容讲清实验原理、化学试剂的使用方法及实验步骤,培养学生的探究能力。斐林试剂和双缩脲试剂的比较:在配制时,都用到naoh和cuso4,但配制时浓度不同,使用方法也不同。
⑵使用时,向样液中先加入1ml双缩脲试剂a液,再加入4滴双缩脲试剂b液。学生将实验结果填入教材中的表格内,并完成p19讨论题。三、生物界与非生物界的统一性和差异性1、生物界与非生物界的统一性和差异性⑴生物界和非生物界都是由化学元素组成的;⑵生命起源于非生物界。2、生物界与非生物界的差异性⑴组成生物体的化学元素,在生物体内和自然界中含量相差很大;⑵无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象,只有在生活的机体中,有机地结合在一起,才能表现出生命现象。(三)总结组成细胞的主要元素,组成细胞的重要化合物,检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法等。(四)作业布置p19练习(五)板书设计第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物一、组成细胞的元素
2、基本元素:c二、组成细胞的化合物三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
第2节细胞器——系统内的分工合作(2课时)一、教学目标:【知识】:举例说出集中细胞器的结构和功能简述细胞膜系统的结构和功能【技能】:制作临时装片,使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体【情感】:讨论细胞中结构与功能的统一性、部分与整体的统一性二、教学重难点:几种主要细胞器的结构和功能、细胞膜系统的结构和功能是本节重点,而难点是细胞器之间的协调配合和制备临时装片,观察线粒体。三、教学用具:ppt,细胞亚显微结构模型四、课前准备:五、教学过程:
教学内容(一)引入(二)几种细胞器(三)细胞器之间的协调配合(四)细胞的生物膜系统
教师活动由初中学习细胞质的知识层次引入,细胞器最早是由于在光学显微镜下看到的小的反光点而被发现的。以问题启发学生:一些学生已经看过的细胞器:在细胞质中,除了看到细胞核以外,还看过那些有形态的结构?细胞之所以能完成如此多的生理功能,(可以举一些例子,如分泌,保持形态,运动等)都是依赖各种复杂的细胞器互相配合而完成的。展示图片,简单讲解几种细胞器及其分工:线粒体(旁栏部分);叶绿体;内质网;高尔基体。再展示动物、植物的亚显微结构图片,提出问题,还能找到哪些细胞器。表格总结细胞器及其功能(补充双层膜、单层膜;提醒学生注意细胞结构与功能适应)引导学生展开讨论,并对学生的发言进行评价。以蛋白质的分泌为例子,内质网上的核糖体在核酸的指导下,合成各种氨基酸,这些氨基酸在内质网中连接成肽链,并初步进行折叠和包装后,以囊泡的形式运送到高尔基体,在高尔基上,蛋白质被进一步修饰和包装,再以囊泡的形式运送到细胞膜内侧,最后被分泌到细胞外。这个过程需要消耗有线粒体提供的能量。p49图,许多细胞器都有膜的结构。这些膜都互相作用和联系的。引出生物膜系统的名词。再次回顾蛋白质合成分泌,强调生物膜系统的工作方式。生物膜系统的功能:每种功能让学生尝试举出例子。
学生活动回忆并回答问题(如叶绿体、液泡)回答旁栏部分的问题观察细胞亚显微模式图阅读课文,尝试填写表格阅读课文中的资料分析,展开讨论,分别回答讨论题观察p49图,找到几种细胞器膜之间的关系对生物膜的功能举出例子
教学内容(五)小结(五)课后练习
教师活动功能一:维持稳定的细胞内部环境,物质运输、能量转换和信息传递(例子:细胞膜、叶绿体的膜等);功能二:许多化学反应都在生物膜上进行,生物膜提供了广阔的反应面积(例子:叶绿体、线粒体);功能三:隔开各个细胞器。人工血液透析的原理。科学家故事(可以提到前面细胞器之前讲),强调几个科学家分别的成果是什么:克劳德:差速离心法;德迪夫:发现溶酶体:帕拉德:发现核糖体和线粒体结构,动态研究细胞。(本部分也可以在讲细胞器前进行)几种细胞器名称、功能、结构;细胞器如何互相配合完成产物分泌的生理功能;细胞的生物膜系统及其功能。(略)
学生活动阅读《科学家故事》,找出关键信息
第四章细胞的物质输出和输入
第一节物质跨膜运输的实例(2课时)一、教学目标:【知识】:举例说出细胞膜是选择透过性膜【技能】:尝试提出问题,作出假设,对探究活动进行设计进行关于职务细胞吸水和失水的实验设计和操作二、教学重点:重点:举例说出细胞膜是选择性透过膜难点:尝试提出问题,作出假设三、教学用具:ppt、实验材料四、教学准备:五、教学过程
教学内容
教师活动
学生活动(一)引入复习旧知识,细胞膜的功能之一是:控制物质的进出。提出问题:物质是如何进出细胞膜的呢?(二)问题探讨问题探讨:用幻灯片展示实验,提出问题:漏斗管内的液面为什么会升高?如果换成纱布,会怎么样,说明玻璃纸有什么特性?什么物质跨越了玻璃纸?如果内外的蔗糖溶液浓度相同,液面会怎么变化?补充资料:什么是半透膜思考、讨论并回答问题。(三)细胞的吸水和失水幻灯片展示红细胞吸水和失水的试验。提出问题,引导学生完成资料分析后的讨论题。学生完成讨论并交流后进行归纳和总结:红细胞的细胞膜是半透膜;细胞吸水和失水的原理(略)提出问题:植物细胞吸水和失水的情况和动物细胞有区别吗?用问题引导学生说出动物细胞与植物细胞结构的差异:细胞壁;植物细胞的内环境与动物细胞的有什么不同。引出原生质层的概念。以提纲的方式知道学生完成探究活动的设计。[提出问题(价值高的)、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果、得出结论。阅读资料分析,讨论相关问题,并且回答交流讲出植物细胞与动物细胞在结构上的差异学生完成探究活动的设计(4人小组,书面)学生完成“植物细胞质壁分离”的实验。
第2节生物膜的流动镶嵌模型
一、教学目标:
【知识】:理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容
【情感】:了解科学研究是一个不断探索,不断完善的漫长过程。
二、教学重点:
重点:理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容
难点:生物膜的流动性
三、教学用具:ppt
四、教学准备:预习相关内容
五、教学过程:
教学内容
教师活动
学生活动
(一)引入
提出问题:细胞膜为什么能控制物质的进出;生物膜之间为什么能互相转化;细胞膜为什么能发生形态上的改变(变形虫的图片,或者视频)
学生思考,并回顾相关的知识
(二)
第一章走进细胞
第1节从生物圈到细胞一、教学目标:【知识】:举例说出生命活动建立在细胞的基础上。说出生命系统的结构层次。【情感态度】:认同细胞是基本的生命系统。二、教学重难点:细胞是基本的生命系统是重点;说出生命系统的层次是难点三、教学用具:ppt幻灯片四、课前准备:让学生收集关于冠装病毒相关的资料。五、教学过程
教学内容(一)引入新课(二)分析细胞是生命活动的基本单位(三)生命系统的结构层次(难点)小结课后练习
教师活动以“病毒是不是生物?”问题引入,简单复习病毒的结构(没有细胞结构,只有蛋白质外壳和核酸核心,但是能复制)。举引起sas的冠状病毒为例,提出问题,病毒在细胞外不具备很多生命的基本特征,它是怎么复制的呢?……冠状病毒在那些细胞里面复制呢?小结上面的内容,没有细胞结构的病毒在细胞外表现不出生命的特征,说明细胞是生命的基本特征。(为什么呢?)细胞的任何一部分脱离了细胞就不具有独立生存的能力,大分子物质也不具有生命的特征。所以细胞是生命活动的基本单位。提出问题:细胞能表现出那些生命活动呢?指导学生阅读资料,并开展讨论。小结:(幻灯片展示提纲)细胞为什么是生命结构和功能的基本单位。一个细胞能完成各种生命活动;多细胞生物是在在细胞生命活动基础上实现各种的生命功能。(举出一些实例)地球上生物的种类和数量可谓是恒河沙数,但是这些生物,小到组成它们身体的细胞,大到一个生物个体,一个物种、甚至一个生态系统、整个生物圈,都可以一个一个的生命系统(什么是系统呢),而且这些生命系统之间还有层次的关系。(以一只龟为例分析)单一个心肌细胞就是一个生命系统,(为什么呢?)因为细胞各个部分都是互相依存,互相影响,而使细胞能表现生命特征;心肌也是一个系统(分析略)。引导学生分析心脏、循环系统、个体、种群、群落等也是一个系统。
学生活动讨论、思考问题:病毒是怎么样复制的?(在细胞内)汇报冠状病毒的相关的资料阅读资料并讨论:(实例一:草履虫除了分裂和运动,还能镊食、排泄,生长,应激;实例二:精子和卵细胞作为桥梁,胚胎发育与细胞的生长、分裂、分化有关系;实例4:例如疟疾、非典感冒等等学生在老师的引导下,理解生物系统的层次性、以及尝试分析后面几个层次作为生命系统的原因。(着重引导说出多个组分互相配合影响成为整体)完成资料后的“思考与讨论”。
《热爱生命》
文题解读
生命因其不可逆转而弥足珍贵。即使是身处绝境也决不轻易放弃。热爱生命首先表现在他心里一直装着“他的母亲、阳光灿烂的南加利福尼亚,以及橘树和花丛中的他的家园”;其次是他有足够的理智和意志,他的许多行为都是靠“求生”的理智和意志力产生的而不是靠情绪支撑。他的勇敢不是平面的,而是在不断的动荡起伏甚至摇摆不定之中表现出来的。除了要战胜肉体的痛苦,还要战胜恐惧、幻觉甚至半昏迷状态下难以控制的绝望。经历了足够的荆棘坎坷和艰难险阻,“这个人”以彻底的胜利树立起了人类共有的高贵、顽强、不可战胜、永不妥协的硬汉形象。
走近作者
杰克•伦敦(1876—1916),美国小说家。生于加利福尼亚旧金山一个破产农民家庭。早年生活贫困。长大后广泛涉猎达尔文、斯宾塞、尼采和马克思等人的著作。后来受阿拉斯加淘金热的影响,加入淘金者的行列,却因病空手而归,但他带回了北方故事的丰富素材。19xx年起连续发表了许多短篇小说,通称为“北方故事”,这是他的成名之作。作品有《深渊中的人们》、《马丁•伊登》(自传体小说)、《铁蹄》、《荒野的呼唤》(政治幻想小说)、《白牙》、《天大亮》、《月谷》、《墨西哥人》,和受到列宁赞赏的《热爱生命》。到了晚期,他逐渐脱离社会斗争,为了迎合出版商的需要和满足个人的物质享受也写了不少粗制滥造的作品。19xx年杰克•伦敦和他的代表作中的主人公马丁•伊登一样,在精神极度空虚和悲观失望中自杀身亡。
背景纵览
1848年1月下旬,加利福尼亚木匠马歇尔在美洲河上的哥娄玛附近的锯木厂检查工作进展时,在工厂的尾水道中发现了几片含金石英。马歇尔带人找遍方圆数里,一无所获。之后,撒特要塞(sutter'sfort)的一家杂货店老板萨姆•布瑞南戏剧性地改变了人们的看法。他购买了一大罐美洲河金土,带到旧金山,四处喧嚷:“金子!金子!来自美洲河的金子!”各处的人们听到消息后就丢下手头的工作,奔向加利福尼亚寻找金子。先是几十、几百、几千的人,随后是几万、几十万的人,坐着帆船和汽船,驾着驴马,甚至步行,蜂拥而至。在淘金热中,许多人几乎是一夜之间成为富翁。但更多的人并没有发财,那里有着许许多多悲伤的故事。1897年,年仅二十一岁的杰克•伦敦也来到了遥远的北方。北极圈内奇异的风光,土著居民的悲惨遭遇,淘金工人的艰苦劳动和各种冒险、传奇故事,为他提供了极其丰富、生动的创作素材。《热爱生命》和其他反映北方生活的短篇,就是以他这段特殊的经历为背景写成的。
字词梳理
1.字音
一瘸一拐(qué)巉岩(chán)踉跄(liàngqiàng)骸骨(hái)鲦鱼(tiáo)
窒息(zhì)
2.多音字
3.形近字
1、了解伽利略、牛顿建立经典力学所做的贡献
(1)伽利略(意大利科学家)——标志着物理学的真正开端。
发现落体定律,确立匀速运动和匀加速运动两个概念。自制望远镜发现许多肉眼看不见的星体。
1632〈关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话〉宣传“日心说”。
■①为经典力学的建立奠定了基础。②他的发明以及他开始的科学研究方法,是人类思想史伟大的成就之一,标志着物理学的真正开端。
(2)牛顿(英国科学家)——标志着近代科学的形成。
经典力学建立标志:1687年《自然哲学的数学原理》,建立完整力学体系。发现万有引力定律和牛顿力学三定律,海王星的发现是证明范例,经典力学最显著特征:以实验为基础、以数学为表达形式。
意义:人类认识自然的历史上第一次进行的理论性的概括和总结。
3、了解爱因斯坦创立相对论、普朗克提出量子论:19xx年爱因斯坦提出狭义相对论;19xx年爱因斯坦完成广义相对论的最终形式;1900普朗克提出量子假说,宣告量子论的诞生
4、了解达尔文的主要观点:1859年〈物种起源〉出版标志生物进化论的诞生;1871年〈人类的起源〉发表进一步论证了其观点。主要观点:一切生物都经历了由低级向高级、由简单向复杂的发展过程;生物会发生变异;生物生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。自然选择是生物进化论的基础。
5、了解工业革命时期瓦特改良蒸汽机:1785年
蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明,这个时代称为“蒸汽时代”
6、了解第二次工业革命时期电气技术的应用:1831年英国法拉第发现电磁感应现象;1866年德国西门子研制成发电机;不久,比利时人格拉姆发明了电动机。
电灯、电话、电车、无线电报和电影等电器产品涌现,人类社会进入“电气时代”。
【案例】
教《分数的初步认识》时,华应龙想:“怎样能较以往有新的突破呢?以前讲分数时都是分苹果、分梨、分月饼呀,能不能改变一下呢?”于是,他从测量导入新课。
1.看连环画听故事
老师:喜欢听故事吗?那我们一起来听个有关大头儿子的故事吧!
旁白:天热了,小头爸爸到商场买凉席。到了卖凉席垫的柜台,他遇到麻烦了……于是给他的大头儿子打电话。
小头爸爸:儿子,我忘了量床的长了,你找把尺子量一量床有多长。
大头儿子:噢!
旁白:大头儿子在家里找来找去,就是没找到一把尺子,怎么办呢?(停3—5秒)突然他想了个好主意。
大头儿子:爸爸,你今天打领带了吗?小头爸爸:打领带?哦,真是个聪明的大头,快量吧!
旁白:大头儿子拿来一根爸爸的领带。他用领带一量,嘿!巧啦,床正好是两个领带长。
大头儿子:爸爸,床是两个领带长。
小头爸爸:儿子真有办法!我知道了。嗳,儿子再量一下沙发的长吧!
旁白:大头儿子再用这根领带去量沙发。唉,沙发没有一个领带长。怎么办呢?大头儿子把领带对折来量。唉,沙发又比对折后的长一些。大头儿子再想办法,他将领带对折再对折。一量,巧啦,沙发正好有3个这么长。大头儿子真高兴啊!可是,他也碰到难题了。
大头儿子:(自言自语地)床是2个领带长,现在我怎么跟爸爸说沙发是多少个领带长呢?
2.帮助解疑
大头儿子:“怎么跟爸爸说这个沙发有多少个领带长呢?”
你有办法表示出这样4份中的3份吗?
学生在纸上创作,教师巡视,指名展示。
3.揭示分数
老师:小朋友很会动脑筋,用自己喜欢的方式表示出这样4份中的3份。你认为哪个最好?你想知道大人们是怎样表示的吗?嗯,与这位同学想的一样。(红笔框)你知道这样的数叫什么?(板书:分数)
老师:3/4是什么意思呢?任选一张你喜欢的纸片,想办法表示出3/4的意思。可以折一折,也可以画一画。
学生用不同的方法表示了3/4。
老师板书:平均分,分4份,取3份……
【点评】
关于“分数的初步认识”,传统的教材和教法都是从“分东西”引入1/2的,不是分苹果,就是分梨子,教学就这样年复一年地重复着。能不能有新的导入呢?经过一个晚上的苦苦思索,华老师创设了“大头儿子量沙发”的全新情境。
在整个教学过程中,老师注重结合生活的经验,让学生用自己的眼睛去观察,用自己的头脑去判别,用自己的语言去表达。在他们有了一些初步想法时,教师适时启发,与学生进行交流,通过观察、比较,发现其规律,最后得到问题解决的方案。在此过程中,进一步培养学生综合运用数学知识分析问题、解决问题的能力。经历了这样的数学“再创造”和交流活动,抽象的分数概念已经植根于学生的经验中,无须教师滔滔不绝的讲,也无须学生死记硬背公式,学生就记住了,引用一些老师的话就是“因为他们参与了知识建构的过程。”
学生的数学学习应当是现实、有趣、富有挑战性的,学生学习的不仅是文本课程,更是体验课程,这正是数学课程标准中提出的新境界:数学教育应该“在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上,帮助他们在自主探索和合作交流过程中真正理解和掌握数学知识与技能、数学思想和方法,获得广泛的数学活动经验。”
教学的生命力不是“复制”而是“刷新”。这是华应龙常说的一句话,也是他多年来矢志不渝的追求。其实,这也正是新课程对广大教师的要求。在教学的过程中,教师具备的不只是操作技能技巧,还要有直面新情况、分析新问题、解决新矛盾的本领,在更高的起点上不断实现自我超越。
【阅读】
蛋白质组、蛋白质组学及研究
基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mrna,一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mrna称为转录子组(transcriptome)。很显然,不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mrna的种类不尽相同,mrna经翻译产生蛋白质。一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(proteome)。同理,不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者,因此对蛋白质结构、定位和蛋白质—蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。
蛋白质组学的研究,试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同,对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。
蛋白质组学的研究内容包括:
1.蛋白质鉴定:可以利用一维电泳和二维电泳并结合westernblot等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰:很多mrna表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化、糖基化、酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式,因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定:如分析酶活性和确定酶底物,细胞因子的生物分析,配基—受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物──蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言,蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康,主要指促进分子医学的发展,如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质,而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质—蛋白质相互作用。
【探究思考】
1.根据材料你能否确定基因控制蛋白质合成过程?请你写出该过程中遗传信息传递的过程图。
2.研究蛋白质组有何意义?
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