科学家的故事　细胞世界探微三例教案设计（一等奖）

《细胞世界探微三例》教学设计

黑龙江省佳木斯市第十一中学 张立愔

一．设计目的：

本堂课首先要完成本节科学家的故事中的三个实例的介绍，通过对故事的介绍加深对“差速离心法”以及“同位素示踪法”这样经典实验手段和方法的理解，便于对之前所学知识点的巩固，以及对之后学习做一个有效的铺垫。另外，科学家的研究过程中所体现出的坚持不懈的努力，不断改造和创新的实践能力，都是学生应该感受到的。

除以上的教学设计目的以外，我觉得教师除了传授知识，创设情境以外，还应该做一个引领者，一个窗口，那就是将科学技术发展最前沿的情况介绍给孩子们，因为科技是在不断的发展之中的，应该在回顾中有收获，在展望中有期待。所以本节课中我还重点设计了关于最新的“3D生物打印技术”的介绍以及辩论。让学生们在参与之中能够感受到科技与生活息息相关，也是提升社会责任这一核心素养的体现。

二．教学目标：

1.

知识与技能：

（1）初步掌握差速离心法的基本概念

（2）理解溶酶体的结构和功能特点

（3）巩固同位素示踪法证明分泌蛋白形成的一般过程

2.过程与方法：

通过对科学家故事，细胞世界探微三例的展示与交流，感受科学发展中的坚持与创新的重要性，以及巩固加深经典实验方法的原理与过程。

3.情感态度价值观：

通过贯穿在细胞生物学发展的各个阶段的学习中，从回顾科学发展史，到最新科学技术的发展介绍，使得学生能够关注科学发展带来的变化，关注生命，激发学生学习的兴趣。

三．教学重点：

（1）初步掌握差速离心法的基本概念

（2）理解溶酶体的结构和功能特点

1

（3）巩固同位素示踪法证明分泌蛋白形成的一般过程

四．教学难点：

正确认识科学是一把双刃剑，要正确对待，而不能因噎废食。

五．教学过程：

1.导入新课：

在400多年前，人类关于周围世界的认识还仅仅局限在用肉眼所看到的东西。

大约在1595 年前后，一个叫詹森的眼镜商在工作中偶然发现凹镜和凸镜叠加在一起会有放大物体的效果，所以他用一个凹镜和一个凸镜做成的世界上的第一台显微镜，放大倍数10倍，他成了发明显微镜的第一人，但他却并没有发现显微镜的真正价值。

事隔 90 多年后，荷兰人列文虎克利用其高超的磨制镜片的技术研究成功制出了能把物体放大 300 倍的显微镜，并且开始真正地用于科学研究试验。在一个雨天，列文虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动，而且数量惊人。这样，他就成为世界上第一个微生物世界的发现者显微镜也把一个全新的世界展现在人类的视野里。

150多年后，直到1838-1839年德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了细胞学说，使千变万化的生物界通过具有细胞结构这个共同的特征而统一起来，极大地促进了生物学的研究进程。

那么对着一个小小细胞的深入认识又会有怎样的经历呢？让我们一同来进入今天的新课《细胞世界探微三例》

以时间轴为线索，分别介绍显微镜的发现过程和细胞学说提出的过程。

2.

学生展示科学家故事：

（1）勇于探幽入微的克劳德：

破碎的细胞是有意义还是无意义的？不是冷嘲热讽的态度就可以将科学的发展淹没的，“差速离心法”成为一直沿用至今的定性定量分离细胞组分的经典方法。

（2）具有敏锐洞察力的德迪夫：

一个实验中偶然发现的现象引起了他的注意，学生通过模拟实验的现象，与其他同学一起分析出现现象的原因，最后介绍德迪夫的推测，但推测成为结论，

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自然离不开实验的验证，最终发现了“溶酶体”的结构与功能。

拓展：

小问题：

①溶酶体内含多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？

②细胞质的PH 为7左右，为什么溶酶体内的PH=5？

通过师生互动，生生互动，能够更加深入的了解溶酶体的结构与功能特点，并且感受细胞结构的精密性。

小常识：

①硅肺：因长期吸入大量游离二氧化硅粉尘所引起，溶酶体中缺乏分解硅的酶，以至于细胞破裂，以肺部广泛的结节性纤维化为主的疾病。

一般经历：咳嗽，胸痛，呼吸困难，咳血等过程。

②戈谢病：是因溶酶体内的葡糖脑苷脂酶的缺陷，使葡糖脑苷脂积累在各器官的单核巨噬细胞系统中，形成戈谢细胞。

常表现：肝、脾等部位肿大。

正因为研究了溶酶体结构和功能，才能准确的找出患病的机理，得以有效的治疗。

（3）善于利用先进技术手段的帕拉德：

改进电子显微镜样品固定技术，发现了核糖体和线粒体的结构，将细胞结构和功能静态描述引向动态研究。设计了用同位素示踪技术研究蛋白质合成过程的实验，成为生物学史上最精彩的实验之一。

3.观看视频，以人体细胞为例，巩固对细胞结构的认识。

4.介绍细胞生物学的发展阶段：

三位科学家同时站在了诺贝尔奖的领奖台上，三位都是细胞生物学家，为细胞生物学的发展贡献了自己的一份力量，那么今天课上所学习的内容都是细胞生物学发展阶段中的一个缩影和片段。

第一阶段：16世纪末到19世纪30年代-----细胞的发现

第二阶段：19世纪30年代到20世纪中期--细胞学说的提出

第三阶段：20世纪30年代到70年代--------超微结构的研究

第四阶段：20世纪70年代至今--------------分子细胞生物学

所谓分子生物学，它研究细基因表达调控和蛋白质修饰、细胞增殖及其调控、

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细胞分化与干细胞和细胞凋亡等方面，结合最新研究发展动向，对细胞生物学的前沿领域进行了系统的阐述。

我们似乎无法预料科技发展之快速，就像20世纪50年代人们还搞不清楚自己的染色体是多少条，但到了2000年“人类基因组计划”工作草图完成。我们对这一神奇的分子有了更多的了解，“转基因”打破生殖隔离，基因治疗使得遗传病有了治疗的希望。

那么最新的技术又发展到了什么程度呢？

5.

介绍3D生物打印：

大家来看一组词：

打印---3D打印--3D生物打印

3D生物打印的应用主要有三个阶段：

（1）体外手术模型

（2）打印可用于植入人体的类器官和组织

（3）利用细胞打印出活性器官和组织

（1）模型：

利用CT等技术提供病变器官精准的数据，利用3D打印技术打印出属于患者相应器官，就像大家看到的，它能够准确的反映出血管的分布以及相应病变的部位，为术前制定确认顺序，避免了应对突发的术中问题以及多次的手术情况，极大的提高了手术的成功率

（2）3D打印类器官和组织，

大家请看，2014年46岁周师傅在盖房子中不慎从3楼坠落，头部撞击在木头上，导致左侧头盖骨破碎，当地医院挽救了他的性命，但由于面部异常，被人们称为“半头人”，生活带来很多不便，为了帮其恢复形象，3D打印技术辅助设计，利用钛金属网重建了缺失的部位，并采用自体腿部肌肉填充最终实现左右对称

（3）之前所提到的技术，都是没有生物活性的生物模型或辅助治疗，那么最新的技术又发展到了什么阶段呢？我们来看一段视频

6.讨论：

一段小小的血管，一种细胞构建成的“墨水”，这说明打印复杂的器官最终有可

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能实现，那么你期待3D生物打印技术非常成熟吗？说说你的理由

（学生畅所欲言，表达自己的观点）

7.小结：从宏观到微观，从了解到应用，技术的革新离不开创新的思维与高新的科学技术。希望有越来越多的人从事科学的研究，为我们的生活带来不一样的精彩，开创属于我们的生物学新时代！

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