高中生物人教版必修1課件第3章第2節(jié)細胞器之間的分工合作

第2節(jié)細胞器之間的分工合作第3章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習課堂篇探究學習學習目標1.通過自主學習、合作學習,能夠舉例說出幾種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能。2.對比不同細胞器的結(jié)構(gòu)與功能,舉例說明細胞器結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性。3.闡明生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點討論結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。4.通過使用高倍鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動,掌握顯微操作技能,提升科學探究能力。課前篇自主預(yù)習一、細胞器之間的分工1.細胞質(zhì)包括細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器。分離細胞器的常用方法是差速離心法。2.細胞器的結(jié)構(gòu)和功能圖示名稱功

能

線粒體細胞進行有氧呼吸的主要場所,被稱為細胞的“動力車間”

葉綠體綠色植物細胞進行光合作用的場所,被稱為細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”圖示名稱功

能

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成加工場所和運輸通道

高爾基體對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類、包裝的“車間”及“發(fā)送站”

溶酶體是“消化車間”,內(nèi)部含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的細菌、病毒圖示名稱功

能

液泡調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境,充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺,主要存在于植物細胞中

中心體結(jié)構(gòu):由兩個互相垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成分布:動物細胞和某些低等植物細胞中功能:與細胞的有絲分裂有關(guān)

核糖體功能:“產(chǎn)生蛋白質(zhì)的機器”要點筆記

藍細菌的光合作用不是在葉綠體中進行的。

【微思考】

細胞質(zhì)中的細胞器是漂浮在細胞質(zhì)中的嗎?答案

不是,細胞質(zhì)中有細胞骨架支撐著各種細胞器。細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),維持著細胞的形態(tài),錨定并支撐著許多細胞器,與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關(guān)。預(yù)習反饋判斷正誤。(1)細胞質(zhì)基質(zhì)中的液體稱為細胞液。(

×

)(2)線粒體和葉綠體都能進行能量轉(zhuǎn)換。(√)(3)核糖體、溶酶體都是具有膜結(jié)構(gòu)的細胞器。(

×

)(4)細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的。(√)二、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動1.實驗原理(1)葉綠體散布于細胞質(zhì)中,呈綠色、扁平的橢球形或球形,可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分布。(2)活細胞的細胞質(zhì)處于不斷流動的狀態(tài),葉綠體會隨著細胞質(zhì)的流動而運動。2.實驗材料新鮮的蘚類葉、黑藻葉、菠菜葉等。3.實驗步驟(1)觀察葉綠體制作臨時裝片↓觀察:先用低倍顯微鏡觀察,再用高倍顯微鏡觀察(2)觀察細胞質(zhì)流動預(yù)處理實驗材料→制作臨時裝片→低倍鏡觀察→高倍鏡觀察,并記錄觀察結(jié)果預(yù)習反饋1.判斷正誤。(1)觀察葉綠體時不用染色,因其本身具有顏色。(√)(2)在高倍顯微鏡下可觀察到葉綠體有雙層膜。(

×

)(3)觀察葉綠體,可用高倍鏡直接觀察。(

×

)(4)觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動均需保持有水的狀態(tài)。(√)2.用高倍顯微鏡觀察黑藻葉片細胞,正確的結(jié)論是(

)A.葉綠體在細胞內(nèi)是固定不動的B.葉綠體在細胞內(nèi)是均勻分布的C.葉綠體存在于細胞質(zhì)中D.葉肉細胞含有葉綠體,不含線粒體答案

C三、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合及細胞的生物膜系統(tǒng)1.細胞器之間的協(xié)調(diào)配合(以分泌蛋白的合成和分泌為例)(1)分泌蛋白是指在細胞內(nèi)合成后分泌到細胞外發(fā)揮作用的一類蛋白質(zhì)。如消化酶、抗體、胰島素等。(2)分泌蛋白的合成與分泌過程第1步:在游離的核糖體上以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。第2步:合成了一段肽鏈后,這段肽鏈會與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程。第3步:邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi),再經(jīng)過加工、折疊,形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。第4步:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡,包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng),到達高爾基體,與高爾基體膜融合,囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。第5步:高爾基體對蛋白質(zhì)做進一步的修飾加工,然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡。第6步:囊泡轉(zhuǎn)運到細胞膜,與細胞膜融合,將蛋白質(zhì)分泌到細胞外。(3)在分泌蛋白的合成、加工、運輸?shù)倪^程中需要的能量主要來自線粒體?！疚⑺伎肌?/p>

科學家注射3H標記的亮氨酸進行研究,從氨基酸的組成元素分析,能否利用14C、18O、15N等元素?答案

生物學研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是穩(wěn)定同位素,如15N、18O等。本實驗是通過檢測放射性情況來示蹤物質(zhì)的運行經(jīng)過的細胞結(jié)構(gòu)的,因此沒有放射性的同位素18O、15N不可用。2.細胞的生物膜系統(tǒng)(1)在細胞中,許多細胞器都有膜,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結(jié)構(gòu),共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。(2)生物膜系統(tǒng)的功能①細胞膜為細胞提供了相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,在細胞與外部環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化和信息傳遞的過程中起著決定性作用。②許多重要的化學反應(yīng)需要酶的參與,廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點。③細胞內(nèi)的生物膜把各種細胞器分隔開,保證了細胞生命活動高效、有序地進行。預(yù)習反饋1.判斷正誤。(1)胰島素和性激素都屬于分泌蛋白。(

×

)(2)核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體是分泌蛋白的合成場所。(

×

)(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜之間可以以囊泡形式相互轉(zhuǎn)化。(

×

)(4)真核細胞與原核細胞都有生物膜和生物膜系統(tǒng)。(

×

)2.下圖表示分泌蛋白的合成、加工、運輸與分泌過程,請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中①是

,②是

。

(2)分泌蛋白合成與分泌過程依次經(jīng)過的細胞器是

;依次經(jīng)過的細胞結(jié)構(gòu)是

。

(3)研究方法:

。

(4)圖中

、

等細胞器膜和核膜共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。

分泌蛋白囊泡核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→囊泡→高爾基體→囊泡→細胞膜同位素標記法⑦③④⑥課堂篇探究學習探究點一細胞器之間的分工1.各種細胞器的分類。

結(jié)構(gòu)不具有膜結(jié)構(gòu)的細胞器

具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器

具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器

分布植物葉肉細胞、幼莖細胞等特有的細胞器

動物和某些低等植物細胞特有的細胞器

動植物細胞共有的細胞器

原核細胞僅有的細胞器

核糖體、中心體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、溶酶體、高爾基體線粒體、葉綠體葉綠體中心體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、核糖體核糖體成分含DNA的細胞器

含RNA的細胞器核糖體、線粒體、葉綠體含色素的細胞器

功能能合成有機物的細胞器核糖體、葉綠體、線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細胞器

線粒體、葉綠體葉綠體、液泡線粒體、葉綠體2.【生命觀念】

研究發(fā)現(xiàn),骨骼肌細胞、心肌細胞中的線粒體數(shù)目明顯比皮膚的表皮細胞中的多,請分析原因。體現(xiàn)了生物學的哪個重要觀點?請再舉一例說明。答案

骨骼肌細胞、心肌細胞的活動需要消耗大量的能量,細胞中95%的能量來自線粒體,因此骨骼肌細胞、心肌細胞中的線粒體數(shù)目明顯比皮膚的表皮細胞中的多。體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。葉肉細胞中含有豐富的葉綠體與葉是綠色植物光合作用的器官相適應(yīng)?！練w納提升】1.特殊細胞中的細胞器類型(1)根尖分生區(qū)細胞無葉綠體和大液泡,不見光的部位都無葉綠體。(2)葉片的葉肉細胞、保衛(wèi)細胞含葉綠體,但葉片的表皮細胞不含葉綠體。(3)腎小管、心肌、肝臟等部位的細胞因代謝旺盛,線粒體數(shù)量多;腸腺等部位的一些合成消化酶或蛋白質(zhì)類激素的細胞,核糖體、高爾基體數(shù)量多,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達。(4)蛔蟲的體細胞和人的成熟紅細胞無線粒體,只進行無氧呼吸;人的成熟紅細胞無細胞核,不再進行分裂。2.與細胞器有關(guān)的5個“不一定”(1)沒有葉綠體的細胞不一定是動物細胞,如植物根細胞也不含葉綠體。(2)沒有大液泡的細胞也不一定是動物細胞,如植物根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡。(3)有中心體的細胞不一定是動物細胞,如某些低等植物細胞也含有中心體。(4)同一生物不同細胞的細胞器種類和數(shù)量不一定相同,如洋蔥根尖細胞無葉綠體。(5)同一細胞的不同發(fā)育時期,細胞器種類和數(shù)量不一定相同,如隨著哺乳動物紅細胞不斷成熟,細胞器逐漸退化。3.細胞種類的判斷正確區(qū)分細胞結(jié)構(gòu)圖的關(guān)鍵在于認識細胞器的形態(tài),識記動物細胞與植物細胞的差異、低等植物細胞與高等植物細胞的差異。動植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)圖像的識別方法如下圖所示。【探究應(yīng)用】1.(多選)下圖為電鏡下觀察的某細胞的一部分。下列有關(guān)該細胞的敘述,正確的是(

)A.此細胞既可能是真核細胞,也可能是原核細胞B.此細胞既可能是動物細胞,也可能是低等植物細胞C.結(jié)構(gòu)①②③④⑤均是由生物膜構(gòu)成的D.進行有氧呼吸的主要場所是結(jié)構(gòu)①答案

BD解析

①為線粒體,②為中心體,③為核糖體,④為高爾基體,⑤為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。此細胞有線粒體、高爾基體等多種細胞器,屬于真核細胞。①④⑤有膜結(jié)構(gòu),②③無膜結(jié)構(gòu)。線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。①②③④⑤可存在于動物細胞和低等植物細胞中。2.下列關(guān)于各種細胞器的描述,不正確的是(

)A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道B.高爾基體由扁平囊和小泡構(gòu)成,主要對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝C.液泡是一種單層膜的細胞器,其內(nèi)含葉綠素、花青素等色素D.中心體是一種無膜結(jié)構(gòu)的細胞器,存在于動物和某些低等植物的細胞里答案

C解析

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道,A項正確;高爾基體與分泌蛋白加工、分類和包裝密切相關(guān),B項正確;葉綠素存在于葉綠體中,花青素存在于液泡中,C項錯誤;中心體主要由蛋白質(zhì)組成,是一種無膜結(jié)構(gòu)的細胞器,存在于動物和某些低等植物的細胞中,D項正確。3.下圖是某兩種細胞結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖回答下列問題。

(1)圖甲是

細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)圖,圖乙是

細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)圖。

(2)圖甲中有而圖乙沒有的細胞器為[

]

、[

]

;圖乙特有的細胞器是[

]

;主要分布在動物細胞中的細胞器是[

]

。

(3)若圖甲是西瓜的紅色果肉細胞,則色素主要存在于[

]

中。若圖甲是洋蔥的根尖成熟區(qū)細胞,則圖中不應(yīng)該具有的結(jié)構(gòu)是[

]

。

高等植物動物⑥葉綠體⑧液泡⑩中心體⑨溶酶體⑧液泡⑥葉綠體(4)圖甲中具有單層膜的細胞器為

(填序號)。

(5)為細胞生命活動提供能量的“動力車間”是[

]

;能進行光合作用的“養(yǎng)料制造車間”是[

]

;蛋白質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道是[

]

;“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”是[

]

。

②⑦⑧⑤線粒體⑥葉綠體⑦內(nèi)質(zhì)網(wǎng)④核糖體解析

(1)圖甲所示細胞具有細胞壁及葉綠體、液泡等細胞器,沒有中心體,可判斷為高等植物細胞;圖乙所示細胞沒有細胞壁,可判斷為動物細胞。(2)植物細胞有而動物細胞沒有的細胞器是葉綠體和液泡。與高等植物細胞相比,動物細胞特有的細胞器是中心體。主要分布在動物細胞中的細胞器是溶酶體。(3)果肉細胞中的色素主要存在于液泡中。洋蔥根尖成熟區(qū)細胞沒有葉綠體。(4)高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡具有單層膜。(5)線粒體為生命活動提供能量;“養(yǎng)料制造車間”為葉綠體;蛋白質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道為內(nèi)質(zhì)網(wǎng);“生產(chǎn)成蛋白質(zhì)的機器”為核糖體。探究點二用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動1.觀察葉綠體時為什么選用蘚類的葉或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮?答案

觀察葉綠體時,常選用蘚類葉片,這是因為蘚類葉片很薄,僅有一兩層葉肉細胞,葉綠體大,便于觀察。若選用菠菜葉作材料,要撕取帶有少許葉肉的下表皮,因為接近下表皮的葉肉細胞屬于海綿組織,細胞排列疏松,細胞分散,易撕取,細胞內(nèi)葉綠體大,數(shù)目少,便于觀察。2.在觀察細胞質(zhì)流動時如何加快細胞質(zhì)流動以便于觀察?答案

①適當升高溫度;②提前在光下培養(yǎng)一段時間?！練w納提升】1.材料的選擇與處理(1)選用蘚類的小葉或者黑藻作為觀察葉綠體的實驗材料是實驗成功的關(guān)鍵,因為這樣的細胞中的葉綠體大且數(shù)目少,便于觀察。(2)實驗過程中的臨時裝片要始終保持有水狀態(tài),目的是防止葉綠體失水。如果葉綠體失水,葉綠體就會皺縮,無法觀察葉綠體的正常形態(tài)和分布。2.葉綠體的形態(tài)和分布與其功能的關(guān)系從光照強度方面看,光線強時,葉綠體以側(cè)面向著光源,以防灼傷;光線弱時,葉綠體以正面向著光源,以便吸收大量光能。從葉綠體所處的位置看,靠近細胞壁(膜)分布,可以縮短葉綠體與光源的距離。這樣的形態(tài)與分布都有利于光合作用的進行。3.觀察細胞質(zhì)流動時的方法技巧(1)選擇參照物觀察細胞質(zhì)流動時,首先要找到細胞中的葉綠體,然后以葉綠體作為參照物,仔細觀察細胞質(zhì)的流動速度和流動方向。(2)選擇最佳觀察部位應(yīng)尋找靠近葉脈部位的細胞進行觀察,因為此處的細胞水分供應(yīng)充足,容易觀察到細胞質(zhì)的流動?！咎骄繎?yīng)用】1.下列有關(guān)“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動”的說法,錯誤的是(

)A.觀察細胞質(zhì)流動時,若視野太亮,可用反光鏡的平面鏡B.觀察葉綠體時選用蘚類的葉或黑藻的葉,原因是葉片薄而小,葉綠體清楚C.用菠菜葉作實驗材料,要取菠菜葉的下表皮并稍帶些葉肉D.觀察葉綠體,可用高倍鏡直接觀察答案

D解析

若視野太亮,宜用平面鏡減少進光量,A項正確;蘚類的葉或黑藻的葉片薄而小,可直接制作裝片觀察,B項正確;菠菜葉的下表皮處的葉肉細胞內(nèi)葉綠體數(shù)目少,體積大,容易觀察,C項正確;制作的臨時裝片要先在低倍鏡下找到合適的視野,再換用高倍鏡,不能直接用高倍鏡觀察,D項錯誤。2.把葉綠體作為細胞質(zhì)流動的標志物是因為(

)A.葉綠體在不同強度的光下會以不同的面朝向光源B.如果沒有標志物,細胞質(zhì)的流動就難以察覺C.只有葉綠體等顆?？梢砸苿?細胞質(zhì)基質(zhì)不流動D.細胞質(zhì)基質(zhì)是流動的,細胞器是不運動的答案

B解析

細胞質(zhì)是不斷流動的,懸浮在細胞質(zhì)基質(zhì)中的細胞器也會隨著運動,所以葉綠體等顆粒位置的改變能夠證明細胞質(zhì)的流動。無標志物時,細胞質(zhì)的流動難以察覺,選擇葉綠體等作為標志物有利于觀察。探究點三分泌蛋白的合成與分泌過程及生物膜系統(tǒng)1.【模型構(gòu)建】

分泌蛋白從合成至分泌到細胞外,離不開多種細胞結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合,請構(gòu)建它們協(xié)調(diào)配合的模型。答案

2.為什么高爾基體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細胞膜之間可以通過囊泡轉(zhuǎn)化?答案

各種生物膜在化學組成上大致相同,都主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的。3.所有細胞都具有生物膜系統(tǒng)嗎?答案

只有真核細胞(除哺乳動物成熟紅細胞、植物的篩管細胞等外)中存在生物膜系統(tǒng),原核細胞中只有細胞膜一種膜結(jié)構(gòu),因此沒有生物膜系統(tǒng)?！練w納提升】1.與分泌蛋白的合成和分泌有關(guān)的四個生理過程①在附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成肽鏈;②在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中繼續(xù)合成、加工成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì);③在高爾基體中進一步修飾加工;④由細胞膜分泌到細胞外。2.與分泌蛋白合成和運輸有關(guān)的細胞器、細胞結(jié)構(gòu)(1)細胞器:線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。(2)細胞結(jié)構(gòu):線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜、囊泡。方法技巧

與蛋白質(zhì)分泌相關(guān)的細胞器的判斷

用3H標記氨基酸,用曲線表示在不同細胞器中檢測到的放射性強度隨時間的變化,其中a、b、c分別表示核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體

以柱狀圖形式表示分泌蛋白合成和加工過程中膜面積的變化,其中①②③分別表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜和細胞膜

以曲線形式表示分泌蛋白合成和加工過程中膜面積的變化,其中d、e、f分別表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細胞膜和高爾基體膜【探究應(yīng)用】1.下面哪些物質(zhì)的形成和分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體都有關(guān)?(

)①轉(zhuǎn)氨酶②胰島素③抗體④性激素⑤腸肽酶⑥呼吸氧化酶⑦血紅蛋白⑧血漿蛋白A.①②⑤⑦ B.③④⑥⑦

C.②③⑤⑧ D.①⑤⑥⑧答案

C解析

②胰島素、③抗體、⑤腸肽酶、⑧血漿蛋白屬于分泌蛋白;①轉(zhuǎn)氨酶、⑥呼吸氧化酶為細胞內(nèi)的酶,不屬于分泌蛋白;④性激素為固醇,屬于脂質(zhì);⑦血紅蛋白為紅細胞內(nèi)的蛋白質(zhì);分泌蛋白的形成與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體都有關(guān)。2.細胞膜、核膜及細胞器膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。下列關(guān)于生物膜的敘述,錯誤的是(

)①各種生物膜的化學組成和結(jié)構(gòu)完全相同②細胞膜在細胞與環(huán)境之