新教材高中生物第二章細胞的結構和生命活動第二節(jié)第3課時細胞核和細胞的生物膜系統(tǒng)課件蘇教必修110271375

第3課時細胞核和細胞的生物膜系統(tǒng)第二章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預習課堂篇探究學習學習目標1.通過探究細胞核功能的經(jīng)典實驗,闡明細胞核的功能,認同細胞核是細胞生命系統(tǒng)的控制中心。2.通過細胞核電鏡照片及結構模式圖和相關經(jīng)典實驗,理解細胞核的結構和功能。3.通過分泌蛋白的分泌過程,闡明生物膜系統(tǒng)的結構和功能,運用結構與功能相適應的觀點討論結構與功能的統(tǒng)一性。4.通過對細菌、藍細菌模式圖的分析,理解原核細胞和真核細胞的區(qū)別。課前篇自主預習一、細胞核的結構

二、細胞核的功能1.經(jīng)典實驗分析實驗內(nèi)容實驗方法實驗結果實驗結論變形蟲分割實驗將變形蟲分割成兩部分,一部分有完整的細胞核,一部分無細胞核有核部分能攝取和消化食物,生長到正常大小,并產(chǎn)生新一代變形蟲;無核部分許多細胞器退化,對外界刺激不再產(chǎn)生反應,生命活動減弱,不久便死亡細胞核可以調控細胞的代謝過程實驗內(nèi)容實驗方法實驗結果實驗結論傘藻移植實驗實驗一:切除甲傘藻和乙傘藻的帽,繼續(xù)培養(yǎng)實驗二:將甲傘藻的假根(含細胞核)切下,將乙傘藻的柄移植到甲傘藻的假根上,繼續(xù)培養(yǎng)實驗一:甲傘藻和乙傘藻的剩余部分分別長出傘形帽和菊花形帽實驗二:“移植體”長出了傘形帽傘藻帽的形態(tài)是由細胞核控制的2.利用甲基綠一派洛寧染色液染色DNA和RNA3.細胞核的功能細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心。三、模型1.概念:模型模擬的是被研究事物(原型)的結構形態(tài)、生理形態(tài)或運動形態(tài),是原型的某個表征和特征,也是對原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征,但能體現(xiàn)原型的本質特征。2.類型:物理模型、數(shù)學模型、概念模型等。如生物學中的實物模型(如生物體細胞結構的模型)就是一種物理模型。四、細胞的生物膜系統(tǒng)1.生物膜系統(tǒng)的組成2.生物膜系統(tǒng)的功能(1)細胞質膜把細胞與外部環(huán)境分隔開,不僅使細胞具有相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,還在細胞與外部環(huán)境的物質交換和信息交流等方面發(fā)揮重要作用。(2)細胞器膜把細胞內(nèi)的各種細胞器分隔開。(3)各種細胞器所具有的廣闊膜面積為多種酶提供了附著位點,不同的細胞器使多種化學反應被限制在一定空間內(nèi)而互不干擾,保證了細胞內(nèi)的多種化學反應能同時、高效、有序地進行。3.分泌蛋白的運輸和釋放過程

如圖是豚鼠胰腺腺泡細胞,向細胞內(nèi)注射用放射性同位素3H標記的亮氨酸,一段時間后,在細胞外檢測到含有放射性的物質。(1)圖中⑦是分泌蛋白,最初在內(nèi)質網(wǎng)上的[①]核糖體中合成。(2)③和⑥都叫囊泡,分別由圖中的[②]內(nèi)質網(wǎng)和[④]高爾基體形成。(3)⑦這種物質在合成、加工和運輸過程中所需的大量能量是由[⑧]線粒體供給的。(4)由此可以看出,細胞內(nèi)的生物膜在結構和功能上具有緊密聯(lián)系。五、原核細胞和真核細胞的主要區(qū)別1.原核細胞與真核細胞的比較項

目原核細胞真核細胞本質區(qū)別無核膜包被的細胞核有核膜包被的細胞核大小較小較大細胞壁有(支原體除外)植物細胞和真菌細胞有,動物細胞無細胞質有核糖體,無其他細胞器有核糖體及其他細胞器核區(qū)無核膜、核仁、染色質有核膜、核仁、染色質實例細菌、藍細菌動物、植物、真菌2.原核細胞與真核細胞的共性:均含有細胞質膜、細胞質,細胞質中均含有核糖體,二者都含有DNA。預習反饋1.判斷。(1)細胞核是遺傳信息儲存和細胞代謝的主要場所。(×)(2)染色質和染色體是細胞中同一物質在不同時期的兩種不同形態(tài)。(√)(3)核孔是生物大分子可以選擇性進出細胞核的通道。(√)(4)核糖體、內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體是分泌蛋白的合成場所。(×)(5)內(nèi)質網(wǎng)膜與核膜之間可以以囊泡的形式相互轉化。(×)(6)細胞質膜把各種細胞器分隔開,使細胞內(nèi)部區(qū)域化。(×

)(7)藍細菌無葉綠體,可以進行光合作用,乳酸菌無線粒體,不能進行有氧呼吸。(√)(8)在電子顯微鏡下,藍細菌和水綿細胞中都能被觀察到的細胞器是核糖體。(√)2.以下關于物理模型的說法,正確的是(

)A.通過抽象的形式來表達認識對象的特征B.把事物的共同特點抽出來加以描述C.用空間形式與數(shù)量關系來描述認識現(xiàn)象的特征D.以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征答案

D解析

以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征,這種模型就是物理模型。3.分泌蛋白由核糖體合成之后,其運輸方向是(

)A.細胞質膜→內(nèi)質網(wǎng)→高爾基體B.內(nèi)質網(wǎng)→高爾基體→細胞質膜C.內(nèi)質網(wǎng)→細胞質膜→高爾基體D.高爾基體→內(nèi)質網(wǎng)→細胞質膜答案

B解析

分泌蛋白合成與分泌過程:附著在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體合成蛋白質→內(nèi)質網(wǎng)進行粗加工→內(nèi)質網(wǎng)出芽形成囊泡→高爾基體進行再加工形成成熟的蛋白質→高爾基體出芽形成囊泡→細胞質膜,整個過程還需要線粒體提供能量。4.下面關于綠藻和藍細菌的敘述,不正確的是(

)A.綠藻和藍細菌都能進行光合作用,這與它們含有葉綠體有關B.綠藻和藍細菌合成蛋白質的場所都是核糖體C.綠藻有核膜、核仁,而藍細菌沒有D.藍細菌的大爆發(fā)與水體富營養(yǎng)化有關答案

A解析

綠藻屬于真核生物中的單細胞藻類,而藍細菌屬于原核生物,原核細胞中不存在葉綠體,A項錯誤;原核細胞和真核細胞均具有核糖體,核糖體是蛋白質的合成場所,B項正確;真核生物細胞核結構中有核膜、核仁,原核細胞沒有,C項正確;在水體中無機養(yǎng)料N、P、K等過多時,會導致水體中的綠藻和藍細菌等大爆發(fā),D項正確。課堂篇探究學習探究點一細胞核的結構和功能對于細胞核功能的研究,科學史上有許多經(jīng)典實驗。請認真研讀教材P50~51提供的變形蟲切割實驗和傘藻移植實驗,討論解決下列問題。1.在變形蟲的切割實驗中,若要進一步證實細胞核在變形蟲代謝和繁殖中的作用,你會怎么做?答案

可以把細胞核移植到變形蟲的無核部分,培養(yǎng)一段時間后,觀察其存活狀況。2.在傘藻移植實驗過程中已經(jīng)做了傘藻的傘柄與假根的嫁接實驗,還有必要再做核移植實驗嗎?說出你的理由。答案

有必要再做核移植實驗。通過核移植實驗可以排除傘藻的假根中其他物質的影響,確定傘帽形態(tài)由細胞核決定。3.選擇傘藻作為研究細胞核有關功能的實驗材料有什么優(yōu)點?(要求寫兩點)答案

大型單細胞生物;傘帽形態(tài)差異明顯;不同傘藻間容易嫁接。(任寫兩種,其他合理答案均可)4.細胞核是遺傳和代謝的調控中心,細胞核實現(xiàn)其控制作用的重要結構是什么?答案

細胞核實現(xiàn)其控制遺傳和代謝的重要結構是染色質。染色質上有DNA,DNA上儲存著遺傳信息,在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有十分重要的作用。正是由于DNA主要位于細胞核里,細胞核才具有控制遺傳和代謝的功能。歸納提升1.細胞核的分布除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數(shù)細胞外,真核細胞都有細胞核。2.細胞核的結構與功能

名稱特

點功

能核膜和核孔①核膜是雙層膜,外膜表面有核糖體附著②核膜不是連續(xù)的,其上有核孔①化學反應的場所,核膜上有酶附著,利于多種化學反應的進行②控制物質進出,小分子、離子通過核膜進出,大分子如蛋白質、RNA通過核孔進出核仁①球狀或橢球狀的顆粒結構②沒有膜包被與核糖體中RNA的合成、加工以及核糖體的形成有關染色質①易被堿性染料染成深色②主要由DNA和蛋白質組成遺傳物質的主要載體誤區(qū)警示

有關細胞核的易錯點(1)物質進出細胞核并非都通過核孔。①核孔是蛋白質、RNA等大分子進出細胞核的通道。②小分子物質可通過核膜進出細胞核。(2)并不是所有物質都能進出核孔。核孔是由多種蛋白質構成的復合結構,表現(xiàn)出明顯的選擇性,如細胞核中的DNA不能通過核孔進入細胞質。(3)核仁不是遺傳物質的儲存場所。核仁參與核糖體中RNA的合成、加工及核糖體的形成,細胞核中的遺傳物質分布于染色體(染色質)上。(4)誤認為核孔的數(shù)量和核仁大小是固定的。核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝有關,如代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞,核孔數(shù)多,核仁較大。探究應用1.細胞代謝和遺傳的調控中心是(

)A.高爾基體

B.內(nèi)質網(wǎng)C.中心體

D.細胞核答案

D解析

細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心。2.下圖所示為科學家進行的變形蟲切割實驗,該實驗最能說明(

)A.細胞核控制細胞的分裂B.細胞質控制細胞的遺傳C.細胞核控制細胞的生命活動D.細胞質控制細胞的分化答案

C解析

由題圖實驗可知,變形蟲被切割后,含有細胞核的部分能正常生長、攝食,不含有細胞核、只有細胞質的部分不能攝食,也不能生長,這說明細胞核對于控制細胞生命活動具有重要作用。3.下圖表示細胞核的結構。下列有關細胞核結構的敘述,錯誤的是(

)A.③能夠將核內(nèi)物質與細胞質分開B.④主要由RNA和蛋白質組成C.⑤在細胞分裂過程中會出現(xiàn)周期性消失和重建D.⑥在控制物質進出時具有選擇性答案

B解析

③是核膜,能夠將核內(nèi)物質與細胞質分開,A項正確;④是染色質,主要由DNA和蛋白質組成,B項錯誤;⑤是核仁,在細胞分裂過程中會出現(xiàn)周期性消失和重建的現(xiàn)象,C項正確;⑥是核孔,是大分子物質進出細胞核的通道,具有選擇性,D項正確。探究點二分泌蛋白的合成與分泌過程及生物膜系統(tǒng)科學家在研究分泌蛋白的合成和分泌時,利用放射性同位素標記技術,向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸,然后在不同的時間分別檢測放射性標記物出現(xiàn)的部位,發(fā)現(xiàn)隨著時間的延續(xù),帶有放射性標記的物質先后出現(xiàn)在不同的細胞結構中,最后出現(xiàn)在釋放到細胞外的分泌物中。請結合教材P53有關內(nèi)容,討論解決下列問題。1.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運行經(jīng)歷的細胞結構,因此沒有放射性的同位素(18O、15N)不可用,亮氨酸不含S,因此也不能用35S。2.分泌蛋白從合成至分泌到細胞外,離不開多種細胞結構的協(xié)調配合,請構建它們協(xié)調配合的模型。答案

3.什么是細胞的生物膜系統(tǒng)?所有細胞都具有生物膜系統(tǒng)嗎?答案

在真核細胞中,許多細胞器都是由膜包被而成的,如內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細胞器膜和細胞質膜、核膜等膜結構,共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。只有真核細胞中存在生物膜系統(tǒng),原核細胞中只有細胞質膜一種膜結構,因此沒有生物膜系統(tǒng)。歸納提升1.分泌蛋白的合成和分泌(1)過程(2)生物膜面積變化①直方圖②曲線圖特別提醒

(1)蛋白質的合成都是在核糖體上進行的,但游離的核糖體和附著在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質種類不同。(2)并非所有蛋白質的合成都需要內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體的參與,如原核細胞中的蛋白質合成。2.生物膜系統(tǒng)(1)化學組成上的聯(lián)系①相似性:各種生物膜在組成成分的種類上基本相同,都主要由蛋白質和脂質組成。②差異性:各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異,功能越復雜的生物膜,蛋白質的種類和數(shù)量就越多。(2)結構上的聯(lián)系

(3)在功能上的聯(lián)系:在分泌蛋白合成、加工、運輸、分泌等過程中,各生物膜之間協(xié)調配合。探究應用1.下列有關分泌蛋白的敘述,錯誤的是(

)A.分泌蛋白在細胞內(nèi)的合成需要核糖體的參與B.線粒體能為分泌蛋白的合成和運輸提供能量C.分泌蛋白先經(jīng)過高爾基體,再經(jīng)過內(nèi)質網(wǎng)分泌到細胞外D.分泌蛋白從細胞內(nèi)排出時,囊泡的膜可與細胞質膜融合答案

C解析

分泌蛋白在核糖體上合成,然后依次經(jīng)過內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、細胞質膜排出細胞,在內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、細胞質膜之間以囊泡的形式進行轉移。該過程需要線粒體提供能量。2.科學家用含3H標記的亮氨酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)豚鼠的胰腺腺泡細胞,下表為在腺泡細胞幾種結構中最早檢測到放射性的時間表。下列敘述正確的是(

)細胞結構附有核糖體的內(nèi)質網(wǎng)高爾基體靠近細胞質膜的囊泡時間/min317117A.形成分泌蛋白的多肽最早在內(nèi)質網(wǎng)內(nèi)合成B.高爾基體膜向內(nèi)與內(nèi)質網(wǎng)膜相連,向外與細胞質膜相連C.高爾基體具有運輸分泌蛋白的作用D.分泌蛋白合成過程中不需要能量答案

C解析

分泌蛋白是指分泌到細胞外的蛋白質,它是由附著在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體合成的,其路徑可以表示為核糖體→內(nèi)質網(wǎng)→囊泡→高爾基體→囊泡→細胞質膜,按照次序存在時間差;高爾基體與內(nèi)質網(wǎng)和細胞質膜之間以囊泡的形式相聯(lián)系,而并非直接相連;分泌蛋白合成過程中由線粒體提供能量。3.經(jīng)內(nèi)質網(wǎng)加工的蛋白質進入高爾基體后,S酶會在其中的某些蛋白質上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質能被高爾基體膜上的M6P受體識別,經(jīng)高爾基體膜包裏形成囊泡,在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中,帶有M6P標志的蛋白質轉化為溶酶體酶;不能發(fā)生此識別過程的蛋白質經(jīng)囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是(

)A.M6P標志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性B.附著在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成C.S酶功能喪失的細胞中,衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累D.M6P受體基因缺陷的細胞中,帶有M6P標志的蛋白質會聚集在高爾基體內(nèi)答案

D解析

進入高爾基體的蛋白質并非都被S酶作用而帶上M6P標志,說明S酶與相應蛋白質之間發(fā)生了特異性識別,體現(xiàn)了S酶的專一性,A項正確;在內(nèi)質網(wǎng)進行加工的蛋白質由附著在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體參與合成,B項正確;溶酶體含有大量的水解酶,可以分解衰老和損傷的細胞器,也能吞噬侵入細胞的細菌和病毒,由題意可知,S酶功能喪失的細胞不能產(chǎn)生溶酶體酶,衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累,C項正確;由題意可知,M6P受體基因缺陷的細胞中,帶有M6P標志的蛋白質不會轉化為溶酶體酶,則經(jīng)囊泡運往細胞膜,D項錯誤。探究點三原核細胞和真核細胞的主要區(qū)別結合教材P54細菌和藍細菌細胞結構模式圖,討論解決下列問題。

1.甲、乙、丙在結構上最大的不同點是什么?它們共有的結構有哪些?答案

甲、乙是原核細胞,丙是真核細胞,甲、乙、丙在結構上最大的不同點是甲、乙沒有核膜包被的細胞核;它們都有細胞質膜、細胞質、核糖體等結構。2.填寫圖甲、乙中相關結構的名稱。答案

①細胞壁,②細胞質膜,③細胞質,④擬核,⑤核糖體。3.怎樣理解細胞的多樣性和統(tǒng)一性?答案

(1)細胞的多樣性:細胞在形態(tài)、大小、種類、結構等方面的差異體現(xiàn)了細胞的多樣性。(2)細胞的統(tǒng)一性:具有基本相似的結構,都有細胞質膜、細胞質、核糖體等結構;具有相似的化學組成,組成細胞的元素和化合物的種類基本相同;都以DNA作為遺傳物質。歸納提升1.原核細胞與真核細胞的共性:均含有細胞質膜、細胞質,細胞質中均含有核糖體,二者都含有DNA。2.細