高中生物第3章细胞的基本结构第2节细胞器-系统内的分工合作课件新人教版必修

第2节细胞器——系统内的分工合作教师参考新课导入导入1:某个学校由若干部门组成,有安全办、考核办、教师办公会,等等。各部门既有分工,又有合作,学校才能有条不紊地运转。细胞内也存在类似的部门吗?通过学习本节课的内容便会得到答案。导入2:1913年,美国福特汽车公司发明了流水线,即在汽车组装中,汽车底盘在传递带上以一定速度从一端向另一端前行,在前行中,逐步装上发动机、操控系统、车厢、方向盘、仪表、车灯、车窗玻璃、车轮而完成车的组装。福特的第一条流水线就使每辆T型汽车的组装时间由原来的12小时28分钟缩短至10秒钟,生产效率提高了4488倍!细胞内也有许多“流水线”,这些“流水线”是由什么组成的?今天我们就来学习第2节细胞器——系统内的分工合作。【教学目标】1.运用模型方法,引导学生认识主要细胞器的结构和功能。[科学思维]2.通过对分泌蛋白的合成和运输的资料分析,让学生认识细胞器间的协调配合和生物膜系统,形成细胞是一个系统的观念。[生命观念、科学思维]3.通过观察叶绿体和细胞质流动的实验,让学生认识叶绿体的形态和分布,形成细胞的动态观。[科学探究、科学思维、生命观念]形成学科核心素养凝练素养自主学习图说教材自主学习读教材·学基础一、细胞器的分工请仔细阅读教材第44~46页“细胞器之间的分工”,完成下面的问题。1.细胞器的分离方法:

。2.细胞器之间的分工差速离心法〚判断〛(1)光学显微镜下看不到任何细胞器。(

)(2)细胞生命活动所需要的能量全部来自线粒体。(

)(3)液泡中含有色素能进行光合作用。(

)(4)所有植物细胞都有细胞壁,但不一定含有大液泡和叶绿体。(

)(5)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。(

)×××√×二、细胞质的组成请仔细阅读教材第47页第一自然段,完成下面的问题。1.组成:主要包括

和

。2.细胞质基质细胞质基质细胞器三、细胞器之间的协调配合请仔细阅读教材第48~49页“细胞器之间的协调配合”,完成下面的问题。1.分泌蛋白与胞内蛋白种类项目胞内蛋白分泌蛋白合成场所

作用场所

实例呼吸酶、血红蛋白等消化酶、抗体、部分激素等游离核糖体内质网上的核糖体细胞内细胞外2.分泌蛋白的合成和分泌(1)提供能量的细胞器:

。(2)合成场所:附着在内质网上的

。(3)运输途径:核糖体:氨基酸经过脱水缩合,形成

↓

:进行初步加工,形成蛋白质

高尔基体:做进一步的修饰加工

:将蛋白质分泌到细胞外线粒体核糖体肽链内质网细胞膜〚判断〛(1)分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。(

)(2)分泌蛋白的合成和分泌过程需要的能量都是由线粒体提供的。(

)(3)分泌蛋白的分泌过程中起“交通枢纽”作用的细胞器是内质网。(

)√××四、生物膜系统请仔细阅读教材第49页“细胞的生物膜系统”,完成下面的问题。1.组成:

和细胞膜、

等结构。2.特点(1)各种生物膜的

和

很相似。(2)在

和

上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞器膜核膜组成成分结构结构功能3.功能(1)细胞膜不仅使细胞具有一个

,同时在细胞与外部环境进行

的过程中起着

作用。(2)广阔的膜面积为

提供附着位点,有利于许多化学反应的进行。(3)把

分隔开,使细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动

地进行。〚思考〛

原核细胞具有生物膜系统吗?提示:原核细胞除细胞膜外无其他膜结构,因此没有生物膜系统。相对稳定的内部环境物质运输、能量转换和信息传递决定性多种酶各种细胞器高效、有序凝练素养解疑难·提能力主题一各种细胞器归类总结教师参考问题引领:1.按结构特点怎样对细胞器进行分类?2.动植物细胞含有的细胞器相同吗?3.同种细胞器在不同生物细胞中功能一定相同吗?【典例1】下图是某种真核生物的细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题:(1)此图是

细胞的亚显微结构示意图,判断的理由是

。

(2)若图为紫色洋葱表皮细胞,则细胞中的花青素存在于

。

(3)图中能够利用光能将二氧化碳转变成有机物的结构是[

]

。

(4)细胞进行生命活动所需的能量主要是由[

]

供给,该结构的主要功能是进行

,完成此生理过程所需的酶(本质是蛋白质)是由[

]

合成的。

(5)图中无膜结构的细胞器是

;含有少量DNA的细胞器是

。(填编号)

解析:(1)由于该细胞有细胞壁、大液泡和叶绿体而没有中心体,故判断是高等植物细胞。(2)花青素存在于植物细胞的液泡中。(3)叶绿体是植物细胞进行光合作用将二氧化碳转变成有机物的结构,即图中的[4]。(4)细胞进行生命活动所需的能量主要是由图中的[3]线粒体提供的,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的酶是蛋白质,在核糖体上合成。(5)高等植物细胞中无膜结构的细胞器只有核糖体,即6。含有少量DNA的细胞器是线粒体和叶绿体,即3、4。答案:(1)高等植物有细胞壁、叶绿体、大液泡,而没有中心体(2)2(3)4叶绿体(4)3线粒体有氧呼吸6核糖体(5)6

3、4方法透析动、植物细胞结构图像的辨别方法备选例题下面模式图表示几种细胞器,有关说法正确的是(

)

A.B、E分别是动、植物细胞特有的细胞器

B.植物细胞都含有A、C、D、E、F

C.A、B、C、D、E、F中都含有蛋白质

D.B和D都是单层膜结构C解析:根据细胞器的形态可判断,A是高尔基体、B是中心体、C是线粒体、D是内质网、E是叶绿体、F是核糖体。动物和某些低等植物细胞中含有中心体;叶绿体是植物特有的细胞器,但并非所有的植物细胞都含有叶绿体,如根尖细胞中没有叶绿体;A和D是单层膜结构,C和E是双层膜结构,B和F无膜结构,但6种细胞器中都存在蛋白质。方法透析细胞器与生物种类的关系透析

(1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞,如植物根细胞就不含叶绿体。(2)没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞,如植物根尖分生区细胞就没有大液泡。(3)有中心体的细胞不一定就是动物细胞,如某些低等植物细胞就含有中心体。(4)叶绿体是光合作用的场所,但光合作用不一定都在叶绿体中进行,如蓝藻细胞没有叶绿体,也能进行光合作用。(5)某些原核细胞虽无线粒体,但仍可进行有氧呼吸。【题组演练】1.下列关于细胞的说法中,正确的一项是(

)①含细胞壁结构的细胞必定为植物细胞②含中心体的细胞必定为动物细胞③同一动物体不同组织细胞中线粒体的含量不同④能进行光能自养的生物不一定是绿色植物⑤绿色植物细胞必定含叶绿体A.①③ B.①④ C.③④ D.②⑤解析:细菌与植物细胞都有细胞壁;动物细胞与低等植物细胞都有中心体;细胞中线粒体的数量,往往与细胞的代谢水平有关,一般代谢旺盛的细胞中线粒体的数量较多,同时也与细胞的种类有关,如心肌细胞中线粒体数量较腹肌细胞多;蓝藻不是绿色植物但也能进行光合作用;不是所有的植物细胞都有叶绿体,例如根尖分生区细胞。C2.图中①~④表示某细胞的部分细胞结构,下列有关叙述不正确的是(

)A.①是双层膜的细胞器B.③可参与植物细胞壁的形成C.细胞代谢的多种酶是在④处合成的D.图中表示的四种结构中含有核酸的只有一种结构解析:据图可知,①为线粒体,双层膜结构,是细胞有氧呼吸的主要场所;②为中心体,与细胞有丝分裂有关;③为高尔基体,在动物细胞中与分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关;④为核糖体,是蛋白质的合成场所。这四种细胞器中核糖体和线粒体中都含有核酸。D3.下列有关细胞结构和功能的叙述,不正确的是(

)A.若细胞同时有内质网和中心体,则该细胞一定是动物细胞B.若细胞同时有叶绿体和细胞壁,则该细胞一定是植物细胞C.核糖体在真核细胞与原核细胞中具有相同的功能D.在细胞核内和线粒体中都含有携带遗传信息的物质解析:动物细胞和部分低等植物细胞具有中心体,A项错误。A主题二细胞器之间的协调配合【典例2】在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸,经检查发现放射性同位素依次出现在如图中1、2、3、5、6部位。请据图回答下列问题。(1)图中[7]是一种

,在[2]

中进行加工。[1]的功能是

。

(2)[7]在[3]

中形成成熟蛋白质,[5]来自[

]。

(3)用标号和箭头来表示[7]的运输过程:

。

(4)[7]的合成、加工和运输过程所需的大量能量是由[

]

供给的。

(5)分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜的过程中,共穿过了

层膜结构。

解析:此图为分泌蛋白的合成、加工及运输过程示意图。由图可知,1是核糖体,2是内质网,3是高尔基体,4是线粒体,5是囊泡,6是细胞膜,7是分泌蛋白。氨基酸是合成蛋白质的原料,该动物细胞吸收被标记的氨基酸,在核糖体上合成多肽链,然后再经内质网加工和运输,高尔基体进一步加工最后由细胞膜分泌到细胞外。分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜,都是以囊泡的形式运输的,而囊泡与膜的融合不是穿膜的过程,因此这个过程中共穿过0层膜结构。答案:(1)分泌蛋白内质网合成肽链(2)高尔基体3(3)1→2→5→3→5→6(4)4线粒体(5)0【题组演练】1.牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质,在奶牛的乳腺细胞中,与上述物质的合成有密切关系的是(

)A.线粒体、中心体、内质网、高尔基体B.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体C.核糖体、中心体、内质网、高尔基体D.线粒体、中心体、核糖体、高尔基体解析:蛋白质的合成场所是核糖体,蛋白质合成后要经过内质网、高尔基体进行加工,形成分泌蛋白,在这一过程中需要消耗大量的ATP,要由线粒体提供能量支持。B2.科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是(

)①形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成②高尔基体膜向内与内质网膜直接相连,向外与细胞膜相连③高尔基体具有转运分泌蛋白的作用④靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成A.①② B.③④ C.①③ D.②④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/min317117B解析:分泌蛋白形成过程中放射性依次出现的位置:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→膜外。多肽最早在核糖体中合成,在内质网和高尔基体中加工、转运。内质网膜与核膜直接相连,有的细胞的内质网膜与细胞膜相连。高尔基体膜与内质网膜和其他生物膜均是通过囊泡进行联系的,是间接联系。主题三细胞的生物膜系统教师参考问题引领:1.细胞内不同的生物膜在组成上完全相同吗?2.从结构上看,不同生物膜之间是如何相互联系的?3.原核细胞是否具有生物膜系统?1.生物膜在化学组成上的联系(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。(2)差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同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越多。2.在结构上的联系3.在功能上的联系在分泌蛋白合成、运输、加工、分泌等过程中,各细胞器之间协调配合。【典例3】用含3H标记的氨基酸培养液来培养某哺乳动物乳腺细胞,图甲表示与合成、分泌乳蛋白有关的三种膜结构面积变化曲线,图乙表示与合成、分泌乳蛋白有关的三种细胞器中3H放射性强度变化曲线。下列有关叙述正确的是(

)A.a和d是相同结构 B.a和e是相同结构C.c和e是相同结构 D.b和f是相同结构解析:分析图甲可知,a是内质网膜,b是细胞膜,c是高尔基体膜,图乙中d是核糖体,e是内质网,f是高尔基体,因此a与e是相同结构,c与f是相同结构。答案:B方法透析膜面积变化曲线的分析方法一看标记氨基酸出现的先后顺序:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。二看膜面积变化的结果:内质网膜面积缩小,细胞膜面积增大,高尔基体膜面积先增大后缩小。三看与分泌蛋白形成有关的细胞器:核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)。备选例题细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下图关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图,分析回答下列问题。(1)b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器a;e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a是

,c是

,d是

。

(2)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是。

(3)细胞器膜、

和

等结构,共同构成细胞的生物膜系统。

解析:(1)根据各种细胞器的形态结构特征可以看出,a为高尔基体、c为内质网、d为线粒体。(2)所有生物膜的主要成分均为脂质和蛋白质。(3)各种细胞器膜、细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统。答案:(1)高尔基体内质网线粒体(2)蛋白质和脂质(3)细胞膜核膜【题组演练】1.下列有关生物膜系统的说法正确的是(

)A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动C.生物膜的组成成分和结构都是一样的,在结构和功能上紧密联系D.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰解析:小肠黏膜不属于生物膜系统;在细胞质基质和细胞器内的基质中也有酶分布;不同生物膜的化学组成相似,基本结构大致相同,而不是在组成成分和结构上都一样。D2.如图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图(其中物质X代表氨基酸,a、b、c、d、e表示细胞结构)。下列说法中正确的是(

)A.图中a、b、c、d依次表示内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜B.图中a、b、c中分别进行的是脱水缩合、蛋白质加工和运输过程C.图示过程可体现生物膜系统在结构和功能上的相互联系D.该过程不在原核细胞中进行,因为原核细胞中无a、b、c、d、e等结构C解析:题中的激素蛋白为分泌蛋白,与分泌蛋白的合成和运输有关的细胞结构有线粒体、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。根据题意及示意图可知,a、b、c、d、e分别是核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体。内质网具有加工和运输功能,高尔基体具有加工、转运等功能。原核细胞具有细胞膜、核糖体,但无内质网、高尔基体、线粒体等细胞器。主题四用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动1.实验原理高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。3.实验结论在高倍镜下,我们可以看到叶绿体呈扁平的椭球形或球形,颜色为绿色。叶片在饱含水分的状态时,细胞质在不停地流动。4.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。(3)使用表皮或根毛观察细胞质流动时,应将视野调暗些,使用小光圈和平面反光镜。(4)加快细胞质流动的措施。①适当升高温度(20~25℃);②事先在光下培养一段时间。(5)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,容易观察到细胞质流动。【典例4】小麦根细胞质流动的观察:王卉同学想观察小麦根毛细胞质流动,于是做了如下实验:步骤:剪下一段长0.1~1cm的带有根毛的小麦根,纵剖成两半。让剖面向下,放在载玻片上。然后加一两滴预先制备的蔗糖溶液。盖上盖玻片,轻压盖玻片。观察时,先在低倍镜下找到根毛区,再选取一个根毛细胞换用高倍镜观察。(1)根据根毛细胞的细胞质的特点,观察它的细胞质流动,为使观察效果显著,应采用

反光镜、

光圈。

(2)实验中,她滴加蔗糖溶液的目的是

。

(3)她选择根毛区细胞观察的原因是

。

(4)实验时,老师要她将盖玻片四周用凡士林封好。原因是

。

(5)最后,她向老师借了块秒表,说是想测细胞质的流动速度。你知道她准备怎样做吗?

。

解析:(1)根毛细胞不含叶绿体,无色透明,要想较好地观察细胞质的流动,应用平面反光镜,小光圈来使视野变暗,增加反差,改善观察效果。(2)适宜浓度的蔗糖溶液能维持根毛细胞的生活状态。(3)根毛区细胞代谢旺盛,细胞质流动较快。(4)离体的根毛区细胞容易蒸腾失水,降低细胞质的流动速度。实验时,可用凡士林密封,以降低根毛细胞的蒸腾失水。(5)只要测出距离与时间,就能算出细胞质流动速度,本小问具有一定的开放性。答案:(1)平面小(2)维持根毛细胞的生活状态(3)此处细胞生命活动旺盛,细胞质流动较快(4)避免水分蒸发导致蔗糖溶液浓度提高,影响实验效果(5)明确在一定放大倍数下的视野直径,或者用带有计量刻度的目镜观察,并用秒表测出所用的时间,就可以计算出细胞质的流动速度下图为分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程图说教材:分泌蛋白的合成、运输、加工和分泌(1)与分泌蛋白的合成过程直接有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体,间接有关的细胞器是线粒体。(2)该过程中核糖体是将氨基酸合