必修一细胞器-系统内的分工合作

必修一细胞器——系统内的分工合作第1页/共83页第2页/共83页一、细胞器之间的分工结构、功能分布线粒体

层膜。是细胞进行

的主要场所，是细胞“动力车间”真核生物叶绿体

层膜。是绿色植物进行

的细胞器，是“养料制造车间”和“能量转换站”内质网膜连接的网状结构。是细胞内合成、加工及

合成“车间”真核生物两有氧呼吸两光合作用蛋白质脂质绿色植物第3页/共83页结构、功能分布高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行

的“车间”及“发送站”真核生物核糖体有的附着在

上，有的游离在

中，是“生产蛋白质的机器”细胞生物溶酶体内含多种

，能分解衰老、死亡的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒、病菌，是细胞内“

”真核生物加工、分类和包装内质网细胞质水解酶消化车间第4页/共83页结构、功能分布中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞

有关

和液泡内有细胞液，并含色素等物质。可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺主要分布于有丝分裂低等植物动物植物第5页/共83页

二、细胞器之间的协调配合1．分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的

蛋白质，如

、抗体和

激素。消化酶蛋白类第6页/共83页2．分泌蛋白的合成、加工、运输第7页/共83页三、细胞的生物膜系统1．组成：细胞膜、

和核膜。细胞器膜2．主要功能(1)细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在细

胞与外部环境进行

、能量转换和

的

过程中起着决定性作用。物质运输信息传递第8页/共83页(2)广阔的膜面积为

提供了大量附着位点，有利于

许多化学反应的进行。(3)把各种

分隔开，使细胞内能同时进行多种

，而不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有

序地进行。多种酶细胞器化学反应第9页/共83页第10页/共83页1.各种细胞器的比较项目种类

分布膜结构功能线粒体真核细胞双层膜与能量代谢有关，有少量遗传物质有氧呼吸主要场所叶绿体植物的绿色细胞光合作用的场所第11页/共83页项目种类分布膜结构功能液泡主要在植物细胞单层膜调节细胞内环境，与渗透作用有关与物质合成、运输有关蛋白质与细胞分泌物形成有关；与植物细胞壁形成有关内质网真核细胞高尔基体运输加工第12页/共83页项目种类分布膜结构功能核糖体原、真核细胞无膜合成蛋白质的场所中心体动物细胞、低等植物细胞与细胞有丝分裂有关溶酶体动、植物细胞单层膜含多种水解酶，分解多种物质第13页/共83页2．细胞器归类分析(1)从分布看①植物细胞特有的细胞器：叶绿体、液泡②动物和低等植物细胞特有的细胞器：中

心体③原核细胞与真核细胞共有的细胞器：核

糖体第14页/共83页(2)从结构上看①不具膜结构的细胞器：核糖体、中心体②具单层膜结构的细胞器：内质网、液泡、

高尔基体、溶酶体③具双层膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体第15页/共83页(3)从成分上看①含DNA的细胞器：线粒体、叶绿体②含RNA的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体③含色素的细胞器：叶绿体、液泡第16页/共83页(4)从功能上分析①与主动运输有关的细胞器线粒体(供能)核糖体(合成载体蛋白)核糖体：间期合成蛋白质中心体：动物（低等植物）细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体高尔基体：植物细胞分裂末期与细胞壁形成有关线粒体：供能②参与细胞有丝分裂的细胞器第17页/共83页③生理活动中发生碱基互补配对现象的细胞器：线粒体和叶绿体(DNA复制和表达)、核糖体(翻译)第18页/共83页3．线粒体、叶绿体的结构与功能线粒体叶绿体形态短棒状、哑铃形等椭球形、球形结构第19页/共83页线粒体叶绿体成分①有氧呼吸有关的酶(分布在内膜、基质)②少量DNA和RNA①光合作用有关的酶(分布在类囊体的薄膜上和基质中)②少量DNA和RNA③叶绿素和类胡萝卜素(分布在类囊体的薄膜上)功能有氧呼吸的主要场所光合作用的场所第20页/共83页线粒体叶绿体相同点①具有双层膜②含少量DNA和RNA，可以自主复制与表达，不完全受细胞核控制，决定细胞质遗传③与能量转换有关，产生ATP叶绿体：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能线粒体：有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能④叶绿体将无机物(CO2、H2O)转化为有机物；线粒体将有机物转化为无机物(CO2、H2O)。都消耗水，又产生水，均与自然界的碳循环有关第21页/共83页高尔基体在动、植物细胞中都含有，但功能不同，动物细胞中高尔基体与细胞分泌物的形成有关，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。第22页/共83页[例1]

(2009·上海高考)图1是两种高等生物细胞亚显微结构模式图。图2～4是图1中部分结构的放大，据图回答。([

]内填图中标号，________上填适当内容的文字。)第23页/共83页第24页/共83页(1)图中的结构1～15中不应该出现的是[

]和[

]；

可能含有水溶性色素的是[

]；结构15与[

]的形

成有关。(2)图2、3、4所示在结构上的主要共同点是__________。

图2、3所示结构的名称分别是____________。图3所

示结构产生的气体从产生部位扩散到相邻细胞中被用

于细胞呼吸，至少需要穿过的磷脂分子层有________层。(3)已知进行有性生殖的某生物同时具有图2、3、4所示三种

结构，这三种结构中的DNA能从父本传递给子代的是________。第25页/共83页[课堂笔记]

(1)图1左所示细胞无细胞壁，为高等动物细胞，不应有叶绿体；图1右为高等植物细胞，不应有中心体；含色素的细胞器有叶绿体和液泡，但叶绿素溶于有机溶剂而不溶于水，故含有水溶性色素的细胞器只有液泡；核糖体在核仁组织区组装形成。第26页/共83页(2)图2为线粒体，图3为叶绿体，图4为细胞核，三者都具有双层膜，都含有DNA。氧气从囊状薄膜上释放，穿过叶绿体双层膜、细胞膜和相邻细胞膜后进入线粒体用于有氧呼吸，共穿过7层生物膜，14层磷脂分子。(3)图2、3、4均含DNA，但线粒体和叶绿体存在于细胞质中，精子中几乎不含细胞质，故父本只能将细胞核中的DNA传给子代。第27页/共83页[答案]

(1)3

13

8

5或12(5、12均可)(2)都由双层膜包被线粒体、叶绿体14(3)细胞核的DNA(图4结构中的DNA)第28页/共83页①细胞识图的方法归纳②并非所有的植物细胞都含有叶绿体和大液泡，如

根尖分生区细胞既无叶绿体，又无大液泡。③无线粒体和叶绿体的生物也可进行有氧呼吸和光

合作用，如蓝藻。第29页/共83页1.生物膜系统的组成及种类(1)化学组成上的关系①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，

都主要由蛋白质和脂质组成。第30页/共83页②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与生物膜功能的复杂程度有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。③各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。第31页/共83页生物膜的种类(2)细胞膜：单层，细胞的外界膜核膜：双层，具有核孔，细胞核的外界膜细胞器膜双层膜：叶绿体、线粒体单层膜：内质网、高尔基体、液泡等第32页/共83页2．各种生物膜在结构上的联系生物膜系统在结构上有直接联系和间接联系两种，如图：第33页/共83页(1)内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位；(2)直接联系是指不同膜结构之间直接相连；(3)间接联系是指不同膜结构之间通过囊泡发生膜的转化。第34页/共83页3．各种生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白形成为例)分泌蛋白的合成、加工、运输过程的总结如下表所示：组成功能细胞核基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质核糖体利用氨基酸合成多肽内质网对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，再以囊泡的形式运送至高尔基体高尔基体将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的形式运输到细胞膜并与之融合细胞膜胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白第35页/共83页组成功能

合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图

(①～⑤)表示合成和运输的顺序图示：第36页/共83页4．生物膜系统的功能第37页/共83页[例2]

(2010·深圳模拟)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，观察相应变化。其相关结构如下图所示，几种结构中最早检测到放射性的时间如表所示。下列叙述中不正确的是(

).第38页/共83页细胞结构附有核糖体的内质网高尔基体靠近细胞膜的囊泡时间/min3

17117第39页/共83页A．从表可知，图中首先可观察到3H标记的细胞器是③B．能在图中的④上观察到3H标记，表明可能有分泌蛋白合成C．在靠近细胞膜的囊泡观察到3H标记，表明该囊泡是由高尔

基体形成的D．培养一段时间后，细胞膜上能观察到3H标记第40页/共83页[课堂笔记]

选多肽最早在核糖体中合成，所以首先可观察到3H标记的细胞器是①。只有分泌蛋白要经过内质网和高尔基体的加工，再运输到细胞外发挥作用。在高尔基体中加工形成的成熟蛋白质，以出芽的形式形成小泡再继续转运到细胞膜，分泌到细胞外。A第41页/共83页进行哺乳动物细胞培养时，向培养基中补充种类齐全的氨基酸后，测定某一细胞内几种生物膜面积的变化，结果如图所示。对此最合理的解释是(

)第42页/共83页A．培养的细胞可以分泌蛋白质B．氨基酸有利于内质网膜的合成，不利于高尔基体膜的

合成C．加入氨基酸后细胞体积增大D．间期进行了旺盛的蛋白质合成第43页/共83页解析：根据各细胞器膜面积变化，可确定该过程表示分泌蛋白的合成，加工、分泌过程。答案：A第44页/共83页1.细胞膜与代谢的关系(1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境。(2)选择性地运输物质，包括代谢底物的输入与代谢产物的

排出。(3)提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递。(4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效有序地进行。第45页/共83页2．细胞质与代谢的关系(1)活细胞中的细胞质不断流动，有利于细胞内物质运输和细

胞器的移动，从而为细胞代谢提供所需物质和有关条件。(2)细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，为新陈代

谢提供所需的物质和一定的环境条件。(3)各种细胞器都有其独特的结构和功能，在代谢活动中既各

司其职，又相互协调，共同完成复杂的生命活动。第46页/共83页3．细胞核与代谢的关系(1)细胞核是遗传信息库，是细胞遗传特性和代谢活动的

控制中心。(2)细胞核控制细胞质的代谢活动，细胞质为细胞核提供

营养和能量，细胞核和细胞质是相互依存的统一整体。第47页/共83页4．细胞是一个统一的整体，只有保持结构完整性，才

能完成各项生命活动(1)缺少细胞核的血小板和人体成熟红细胞一般寿命较短，

分别为几天和120天左右。(2)人体成熟的精子具有细胞核，但细胞质含量很少，保

持生理活性仅数小时。第48页/共83页(3)变形虫核质实验。用玻璃针将变形虫切成两半，有核的一半能继续存活，无核的一半死亡。如将变形虫的核取出，无核的部分能短期生存，单独的细胞核无法生存。如果在去核变形虫中再植入细胞核，这个变形虫将正常生活。第49页/共83页[例3]

(2010·中山模拟)细胞是一个最基本的生命系统，它在结构和功能上均体现出高度的统一性，下列哪些原因能解释细胞是一个统一的整体(

)A．高尔基体是一种膜面积很大的细胞器，它向外可连接

细胞膜，向内可连接核膜B．植物的导管将根、茎、叶连在一起，使植物成为一个

统一的整体，并将根吸收的水分和无机盐输送给茎和叶第50页/共83页C．植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞间的信息交流，

动物细胞通过内环境实现信息和物质的交流D．核孔使细胞核与细胞质在结构上得以沟通，有利于细

胞核与细胞质之间的某些大分子物质的运输第51页/共83页[课堂笔记]

选内质网处于生物膜系统的中心，内连核膜，外接细胞膜，选项A错误。选项B说明个体是一个统一的整体，而不是细胞是一个统一的整体。细胞通过细胞膜进行信息交流，动物细胞的内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介，选项C错误。核孔使细胞核与细胞质连接成一个统一的整体，实现了细胞核与细胞质之间的物质交流。D第52页/共83页第53页/共83页回顾考情从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要集中在以下几个方面：1．主要细胞器的结构和功能。如2009年海南卷第1

题考查线粒体和叶绿体的结构与功能，2009年广

东理基第35题考查内质网与核糖体的功能。2．分泌蛋白的合成、加工、运输过程分析。如2008

年江苏卷第21题以分泌蛋白为例考查生物膜在结

构和功能上的联系。第54页/共83页瞻望考向本节内容在高考中多以选择题形式考查，单科卷可以细胞识图结合细胞代谢的形式进行考查。从考查角度看，除上述主要考点外，对细胞结构与功能关系的考查也是高考命题的热点。第55页/共83页命题设计关于细胞结构与功能关系的描述中，错误的是(

)A．分泌蛋白合成和运输一定与细胞核、某些细胞器、细胞膜有关B．能将无机物转化成有机物的细胞不一定含有叶绿体C．活细胞在高浓度溶液中都会发生质壁分离D．唾液腺细胞高尔基体的数量较心肌细胞多第56页/共83页【解题指导】选分泌蛋白由细胞核内的遗传物质转录合成mRNA，mRNA进入细胞质中的核糖体上，翻译成蛋白质，再经内质网、高尔基体的运输加工，通过细胞膜的胞吐作用分泌到细胞外。蓝藻、硝化细菌等原核细胞，不含有叶绿体，也能将无机物合成有机物；发生质壁分离的内因是成熟的植物细胞有中央液泡；具分泌功能的细胞中高尔基体的数量多。C

第57页/共83页用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体理论指导1．实验材料的选取观察叶绿体时，常选用藓类叶片，这是因为藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，且叶绿体少而大，便于观察。也可选用菠菜叶作材料，因为撕取少许叶肉的下表皮时，接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细胞排列疏松，细胞分散，易撕取，便于观察。第58页/共83页2．染色剂观察叶绿体时，由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。观察线粒体时，用健那绿染液染色，健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。第59页/共83页3．实验流程图示(1)观察叶绿体制作临时装片载玻片中央滴一滴清水将藓类小叶(或菠菜稍带些叶肉的下表皮)放入水滴中盖上盖玻片观察：先用低倍显微镜观察，找到叶肉细胞后再用高倍显微镜观察第60页/共83页(2)观察线粒体制作临时装片载玻片中央滴一滴健那绿染液牙签刮口腔内侧壁后涂于染液中盖上盖玻片观察：高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体第61页/共83页4．注意事项(1)光照强弱不同，叶绿体分布状态不同；细胞代谢状况

及功能不同，线粒体数量不同。(2)实验材料要保证鲜活：观察线粒体和叶绿体，主要是

观察它们在生活状态下的形态和分布，因而必须保证

观察材料的活性——临时装片应随时保持有水状态，就

是为了避免细胞活性受影响。(3)要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。第62页/共83页命题设计

(2009·广东高考)用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是(

)A．叶绿体在细胞内是固定不动的B．叶绿体在细胞内是均匀分布的C．叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因D．叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体第63页/共83页【解题指导】

选叶绿体中具有叶绿素，而且叶绿素占的比例大，叶绿素对绿光吸收比较少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。C第64页/共83页第65页/共83页1．用32P标记磷脂中的磷，在下列哪组细胞器中不能检测

到32P的存在(

)A．线粒体和叶绿体B．内质网和高尔基体C．线粒体和高尔基体D．核糖体和中心体解析：核糖体和中心体无膜结构，因此不含32P标记的磷脂。答案：D第66页/共83页2．珙桐是我国特有的珍稀濒危植物，被称为“植物大熊猫”。

2008年30株珙桐与大熊猫“团团”“圆圆”被一起赠予台湾同胞。珙桐和大熊猫的体细胞中都含有的细胞器是(

)①细胞壁②细胞膜③叶绿体④线粒体⑤内质网⑥中心体⑦核糖体⑧染色体

A．①②③⑥⑧B．④⑤⑦

C．②③⑤⑦⑧D．②④⑤⑥⑦⑧第67页/共83页解析：细胞壁和染色体不属于细胞器。叶绿体只分布于植物细胞。中心体只分布于低等植物和动物细胞。答案：B第68页/共83页3．(2009·广东高考)黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质，有

关研究发现，它能引起细胞中的核糖体不断从内质网上

脱落下来，这一结果直接导致(

)A．核仁被破坏B．染色体被破坏C．细胞膜被破坏D．蛋白质合成受到影响第69页/共83页解析：内质网上的核糖体合成的蛋白质，是分泌到细胞外的蛋白质，如果在黄曲霉素的作用下核糖体不断从内质网上脱落下来，这一结果将直接导致分泌蛋白的合成受到影响。核仁中的蛋白质，染色体中的蛋白质，细胞膜中的蛋白质是游离核糖体合成的胞内蛋白，它们的结构不会直接受到影响。答案：D第70页/共83页4.下列对生物膜的叙述，正确的是(双选)(

)A.各种生物膜在结构和化学组成上完全相同B.生物膜把细胞质分成多个微小的结构，使多种化学反应同时进行，互不干扰C.各种生物膜在结构、功能上各自独立D.细胞内广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点，为多种化学反应的进行提供条件第71页/共83页解析：：各种生物膜结构相似，功能相关，有些生物膜在结构上相连，而不是各自独立，如内质网与高尔基体等。答案：

BD第72页/共83页5．细胞质基质是细胞结构的重要组成部分，下列有关细胞质

基质的叙述正确的是(

)A．细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所B．细胞质基质为新陈代谢的正常进行提供必要的物质条件，

如提供ATP、核苷酸、酶、DNAC．丙酮酸一定在细胞质基质中分解成二氧化碳和水D．细胞质基质是活细胞进行有氧呼吸的主要场所第73页/共83页解析：细胞质基质富含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等，为细胞进行各种生理活动提供必需的物质条件，同时也可在其内进行多种化学反应，因此它是活细胞进行新陈代谢的主要场所。值得注意的是，细胞质基质中不含有DNA，而是含有RNA，有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段都在线粒体中进行。答案：A第74页/共83页6.(2010·连云港模拟)蝎毒“染色剂”氯代毒素(Chlorotoxin)是由蝎子毒液中的一种蛋白质制成的，它可以选择性地绑定在癌细胞上，使癌症手术更加容易、有效。下列关于这种“染色剂”的说法不正确的是(

)A.蝎毒“染色剂”的化学成分中含有C、H、O、