高中生物人教版必修1课件第3章第2节细胞器之间的分工合作

第2节细胞器之间的分工合作第3章2021内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标1.通过自主学习、合作学习,能够举例说出几种细胞器的结构和功能。2.对比不同细胞器的结构与功能,举例说明细胞器结构与功能的相关性。3.阐明生物膜系统的结构和功能,运用结构与功能相适应的观点讨论结构与功能的统一性。4.通过使用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动,掌握显微操作技能,提升科学探究能力。课前篇自主预习一、细胞器之间的分工1.细胞质包括细胞质基质和细胞器。分离细胞器的常用方法是差速离心法。2.细胞器的结构和功能图示名称功

能

线粒体细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为细胞的“动力车间”

叶绿体绿色植物细胞进行光合作用的场所,被称为细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”图示名称功

能

内质网细胞内蛋白质等大分子物质的合成加工场所和运输通道

高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”

溶酶体是“消化车间”,内部含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌、病毒图示名称功

能

液泡调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺,主要存在于植物细胞中

中心体结构:由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成分布:动物细胞和某些低等植物细胞中功能:与细胞的有丝分裂有关

核糖体功能:“产生蛋白质的机器”要点笔记

蓝细菌的光合作用不是在叶绿体中进行的。

【微思考】

细胞质中的细胞器是漂浮在细胞质中的吗?答案

不是,细胞质中有细胞骨架支撑着各种细胞器。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。预习反馈判断正误。(1)细胞质基质中的液体称为细胞液。(

×

)(2)线粒体和叶绿体都能进行能量转换。(√)(3)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器。(

×

)(4)细胞骨架是由蛋白质纤维构成的。(√)二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.实验原理(1)叶绿体散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形,可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。(2)活细胞的细胞质处于不断流动的状态,叶绿体会随着细胞质的流动而运动。2.实验材料新鲜的藓类叶、黑藻叶、菠菜叶等。3.实验步骤(1)观察叶绿体制作临时装片↓观察:先用低倍显微镜观察,再用高倍显微镜观察(2)观察细胞质流动预处理实验材料→制作临时装片→低倍镜观察→高倍镜观察,并记录观察结果预习反馈1.判断正误。(1)观察叶绿体时不用染色,因其本身具有颜色。(√)(2)在高倍显微镜下可观察到叶绿体有双层膜。(

×

)(3)观察叶绿体,可用高倍镜直接观察。(

×

)(4)观察叶绿体和细胞质流动均需保持有水的状态。(√)2.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.叶绿体存在于细胞质中D.叶肉细胞含有叶绿体,不含线粒体答案

C三、细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统1.细胞器之间的协调配合(以分泌蛋白的合成和分泌为例)(1)分泌蛋白是指在细胞内合成后分泌到细胞外发挥作用的一类蛋白质。如消化酶、抗体、胰岛素等。(2)分泌蛋白的合成与分泌过程第1步:在游离的核糖体上以氨基酸为原料开始多肽链的合成。第2步:合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程。第3步:边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。第4步:内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。第5步:高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。第6步:囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。(3)在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中需要的能量主要来自线粒体。【微思考】

科学家注射3H标记的亮氨酸进行研究,从氨基酸的组成元素分析,能否利用14C、18O、15N等元素?答案

生物学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,是稳定同位素,如15N、18O等。本实验是通过检测放射性情况来示踪物质的运行经过的细胞结构的,因此没有放射性的同位素18O、15N不可用。2.细胞的生物膜系统(1)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。(2)生物膜系统的功能①细胞膜为细胞提供了相对稳定的内部环境,在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。②许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。预习反馈1.判断正误。(1)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白。(

×

)(2)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所。(

×

)(3)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化。(

×

)(4)真核细胞与原核细胞都有生物膜和生物膜系统。(

×

)2.下图表示分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程,请据图回答下列问题。(1)图中①是

,②是

。

(2)分泌蛋白合成与分泌过程依次经过的细胞器是

;依次经过的细胞结构是

。

(3)研究方法:

。

(4)图中

、

等细胞器膜和核膜共同构成生物膜系统。

分泌蛋白囊泡核糖体→内质网→高尔基体核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜同位素标记法⑦③④⑥课堂篇探究学习探究点一细胞器之间的分工1.各种细胞器的分类。

结构不具有膜结构的细胞器

具有单层膜结构的细胞器

具有双层膜结构的细胞器

分布植物叶肉细胞、幼茎细胞等特有的细胞器

动物和某些低等植物细胞特有的细胞器

动植物细胞共有的细胞器

原核细胞仅有的细胞器

核糖体、中心体内质网、液泡、溶酶体、高尔基体线粒体、叶绿体叶绿体中心体内质网、高尔基体、线粒体、核糖体核糖体成分含DNA的细胞器

含RNA的细胞器核糖体、线粒体、叶绿体含色素的细胞器

功能能合成有机物的细胞器核糖体、叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网与能量转换有关的细胞器

线粒体、叶绿体叶绿体、液泡线粒体、叶绿体2.【生命观念】

研究发现,骨骼肌细胞、心肌细胞中的线粒体数目明显比皮肤的表皮细胞中的多,请分析原因。体现了生物学的哪个重要观点?请再举一例说明。答案

骨骼肌细胞、心肌细胞的活动需要消耗大量的能量,细胞中95%的能量来自线粒体,因此骨骼肌细胞、心肌细胞中的线粒体数目明显比皮肤的表皮细胞中的多。体现了结构与功能相适应的观点。叶肉细胞中含有丰富的叶绿体与叶是绿色植物光合作用的器官相适应。【归纳提升】1.特殊细胞中的细胞器类型(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡,不见光的部位都无叶绿体。(2)叶片的叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,但叶片的表皮细胞不含叶绿体。(3)肾小管、心肌、肝脏等部位的细胞因代谢旺盛,线粒体数量多;肠腺等部位的一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞,核糖体、高尔基体数量多,内质网发达。(4)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸;人的成熟红细胞无细胞核,不再进行分裂。2.与细胞器有关的5个“不一定”(1)没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞,如植物根细胞也不含叶绿体。(2)没有大液泡的细胞也不一定是动物细胞,如植物根尖分生区细胞没有大液泡。(3)有中心体的细胞不一定是动物细胞,如某些低等植物细胞也含有中心体。(4)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同,如洋葱根尖细胞无叶绿体。(5)同一细胞的不同发育时期,细胞器种类和数量不一定相同,如随着哺乳动物红细胞不断成熟,细胞器逐渐退化。3.细胞种类的判断正确区分细胞结构图的关键在于认识细胞器的形态,识记动物细胞与植物细胞的差异、低等植物细胞与高等植物细胞的差异。动植物细胞亚显微结构图像的识别方法如下图所示。【探究应用】1.(多选)下图为电镜下观察的某细胞的一部分。下列有关该细胞的叙述,正确的是(

)A.此细胞既可能是真核细胞,也可能是原核细胞B.此细胞既可能是动物细胞,也可能是低等植物细胞C.结构①②③④⑤均是由生物膜构成的D.进行有氧呼吸的主要场所是结构①答案

BD解析

①为线粒体,②为中心体,③为核糖体,④为高尔基体,⑤为内质网。此细胞有线粒体、高尔基体等多种细胞器,属于真核细胞。①④⑤有膜结构,②③无膜结构。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。①②③④⑤可存在于动物细胞和低等植物细胞中。2.下列关于各种细胞器的描述,不正确的是(

)A.内质网是一种网状结构,是细胞内蛋白质的合成、加工场所和运输通道B.高尔基体由扁平囊和小泡构成,主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装C.液泡是一种单层膜的细胞器,其内含叶绿素、花青素等色素D.中心体是一种无膜结构的细胞器,存在于动物和某些低等植物的细胞里答案

C解析

内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,A项正确;高尔基体与分泌蛋白加工、分类和包装密切相关,B项正确;叶绿素存在于叶绿体中,花青素存在于液泡中,C项错误;中心体主要由蛋白质组成,是一种无膜结构的细胞器,存在于动物和某些低等植物的细胞中,D项正确。3.下图是某两种细胞结构模式图,据图回答下列问题。

(1)图甲是

细胞的亚显微结构图,图乙是

细胞的亚显微结构图。

(2)图甲中有而图乙没有的细胞器为[

]

、[

]

;图乙特有的细胞器是[

]

;主要分布在动物细胞中的细胞器是[

]

。

(3)若图甲是西瓜的红色果肉细胞,则色素主要存在于[

]

中。若图甲是洋葱的根尖成熟区细胞,则图中不应该具有的结构是[

]

。

高等植物动物⑥叶绿体⑧液泡⑩中心体⑨溶酶体⑧液泡⑥叶绿体(4)图甲中具有单层膜的细胞器为

(填序号)。

(5)为细胞生命活动提供能量的“动力车间”是[

]

;能进行光合作用的“养料制造车间”是[

]

;蛋白质的合成、加工场所和运输通道是[

]

;“生产蛋白质的机器”是[

]

。

②⑦⑧⑤线粒体⑥叶绿体⑦内质网④核糖体解析

(1)图甲所示细胞具有细胞壁及叶绿体、液泡等细胞器,没有中心体,可判断为高等植物细胞;图乙所示细胞没有细胞壁,可判断为动物细胞。(2)植物细胞有而动物细胞没有的细胞器是叶绿体和液泡。与高等植物细胞相比,动物细胞特有的细胞器是中心体。主要分布在动物细胞中的细胞器是溶酶体。(3)果肉细胞中的色素主要存在于液泡中。洋葱根尖成熟区细胞没有叶绿体。(4)高尔基体、内质网、液泡具有单层膜。(5)线粒体为生命活动提供能量;“养料制造车间”为叶绿体;蛋白质的合成、加工场所和运输通道为内质网;“生产成蛋白质的机器”为核糖体。探究点二用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.观察叶绿体时为什么选用藓类的叶或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮?答案

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,叶绿体大,便于观察。若选用菠菜叶作材料,要撕取带有少许叶肉的下表皮,因为接近下表皮的叶肉细胞属于海绵组织,细胞排列疏松,细胞分散,易撕取,细胞内叶绿体大,数目少,便于观察。2.在观察细胞质流动时如何加快细胞质流动以便于观察?答案

①适当升高温度;②提前在光下培养一段时间。【归纳提升】1.材料的选择与处理(1)选用藓类的小叶或者黑藻作为观察叶绿体的实验材料是实验成功的关键,因为这样的细胞中的叶绿体大且数目少,便于观察。(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态,目的是防止叶绿体失水。如果叶绿体失水,叶绿体就会皱缩,无法观察叶绿体的正常形态和分布。2.叶绿体的形态和分布与其功能的关系从光照强度方面看,光线强时,叶绿体以侧面向着光源,以防灼伤;光线弱时,叶绿体以正面向着光源,以便吸收大量光能。从叶绿体所处的位置看,靠近细胞壁(膜)分布,可以缩短叶绿体与光源的距离。这样的形态与分布都有利于光合作用的进行。3.观察细胞质流动时的方法技巧(1)选择参照物观察细胞质流动时,首先要找到细胞中的叶绿体,然后以叶绿体作为参照物,仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。(2)选择最佳观察部位应寻找靠近叶脉部位的细胞进行观察,因为此处的细胞水分供应充足,容易观察到细胞质的流动。【探究应用】1.下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的说法,错误的是(

)A.观察细胞质流动时,若视野太亮,可用反光镜的平面镜B.观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶,原因是叶片薄而小,叶绿体清楚C.用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉D.观察叶绿体,可用高倍镜直接观察答案

D解析

若视野太亮,宜用平面镜减少进光量,A项正确;藓类的叶或黑藻的叶片薄而小,可直接制作装片观察,B项正确;菠菜叶的下表皮处的叶肉细胞内叶绿体数目少,体积大,容易观察,C项正确;制作的临时装片要先在低倍镜下找到合适的视野,再换用高倍镜,不能直接用高倍镜观察,D项错误。2.把叶绿体作为细胞质流动的标志物是因为(

)A.叶绿体在不同强度的光下会以不同的面朝向光源B.如果没有标志物,细胞质的流动就难以察觉C.只有叶绿体等颗粒可以移动,细胞质基质不流动D.细胞质基质是流动的,细胞器是不运动的答案

B解析

细胞质是不断流动的,悬浮在细胞质基质中的细胞器也会随着运动,所以叶绿体等颗粒位置的改变能够证明细胞质的流动。无标志物时,细胞质的流动难以察觉,选择叶绿体等作为标志物有利于观察。探究点三分泌蛋白的合成与分泌过程及生物膜系统1.【模型构建】

分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,离不开多种细胞结构的协调配合,请构建它们协调配合的模型。答案

2.为什么高尔基体膜和内质网膜、细胞膜之间可以通过囊泡转化?答案

各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要是由脂质和蛋白质组成的。3.所有细胞都具有生物膜系统吗?答案

只有真核细胞(除哺乳动物成熟红细胞、植物的筛管细胞等外)中存在生物膜系统,原核细胞中只有细胞膜一种膜结构,因此没有生物膜系统。【归纳提升】1.与分泌蛋白的合成和分泌有关的四个生理过程①在附着在粗面内质网上的核糖体上合成肽链;②在内质网中继续合成、加工成有一定空间结构的蛋白质;③在高尔基体中进一步修饰加工;④由细胞膜分泌到细胞外。2.与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器、细胞结构(1)细胞器:线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。(2)细胞结构:线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。方法技巧

与蛋白质分泌相关的细胞器的判断

用3H标记氨基酸,用曲线表示在不同细胞器中检测到的放射性强度随时间的变化,其中a、b、c分别表示核糖体、内质网和高尔基体

以柱状图形式表示分泌蛋白合成和加工过程中膜面积的变化,其中①②③分别表示内质网膜、高尔基体膜和细胞膜

以曲线形式表示分泌蛋白合成和加工过程中膜面积的变化,其中d、e、f分别表示内质网膜、细胞膜和高尔基体膜【探究应用】1.下面哪些物质的形成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体和线粒体都有关?(

)①转氨酶②胰岛素③抗体④性激素⑤肠肽酶⑥呼吸氧化酶⑦血红蛋白⑧血浆蛋白A.①②⑤⑦ B.③④⑥⑦

C.②③⑤⑧ D.①⑤⑥⑧答案

C解析

②胰岛素、③抗体、⑤肠肽酶、⑧血浆蛋白属于分泌蛋白;①转氨酶、⑥呼吸氧化酶为细胞内的酶,不属于分泌蛋白;④性激素为固醇,属于脂质;⑦血红蛋白为红细胞内的蛋白质;分泌蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体和线粒体都有关。2.细胞膜、核膜及细胞器膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。下列关于生物膜的叙述,错误的是(

)①各种生物膜的化学组成和结构完全相同②细胞膜在细胞与环境之