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1、第2节 细胞器系统内的分工合作 一二 一、细胞质 (一)细胞质基质 1.状态:呈胶质状态。 2.成分:含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种 酶等。 3.功能:细胞质基质是多种化学反应的场所。 (二)细胞器 1.分离各种细胞器的方法 (1)常用方法:差速离心法。 (2)将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的 匀浆;将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离 心处理,就能将各种细胞器分离开。 一二 2.细胞器之间的分工 一二 一二 预习反馈 判断正误。 (1)细胞质基质中的液体称为细胞液。( ) (2)线粒体和叶绿体都可进行能量转换。( ) (3)核糖体、溶酶
2、体都是具有膜结构的细胞器。( ) (4)胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中内质网上核糖体的数量相同。 ( ) (5)叶绿体中有色素,用显微镜观察时不需要染色。( ) (6)细胞骨架的本质就是蛋白质纤维。( ) 一二 (三)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 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)线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,形态有短棒状、圆 球状、线形、哑铃形等。 (3)健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活 细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。 2.实验材料 新鲜的藓类的叶、黑藻叶、菠菜叶等。
3、 一二 3.实验步骤 一二 一二 预习反馈 1.判断正误。 (1)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料,可使活细胞中 线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。( ) (2)观察叶绿体时不用染色,因其本身具有颜色。( ) (3)在高倍显微镜下可观察到叶绿体、线粒体均有双层膜。( ) 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 一二 二、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运输为例) 一二 2.细胞的生物膜系
4、统 一二 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。( ) 一二 2.下图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白 质的合成和分泌示意图,则该细胞中出现3H的部位依次为( ) A. B. C. D. 解析分泌蛋白经过的结构依次为核糖体内质网高尔基体 细胞膜。题图示核膜、核糖体、内质网、高尔基体、 细胞膜。 答案A 探究点一探究点二探究点三 探究点一细胞器的结构和功能探究点一细胞器的结构和功能 问
5、题情景 下表是线粒体和叶绿体的比较,请尝试解决下列问题。 探究点一探究点二探究点三 1.细胞中具有膜结构的细胞器,除线粒体和叶绿体外还有哪些? 答案内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。 2.高等动植物细胞都具有的细胞器有哪些?与动物细胞相比,植物 细胞特有的细胞器有哪些? 答案高等动植物细胞都具有的细胞器有线粒体、核糖体、内质 网、高尔基体、溶酶体。植物细胞特有的细胞器有叶绿体、液泡。 3.请根据“细胞的结构与功能相适应”的观点分析,为什么骨骼肌 细胞中的线粒体数量较皮肤细胞要多。 答案骨骼肌细胞收缩需要消耗大量的能量,能量主要由线粒体提 供,因此骨骼肌细胞中线粒体数量较皮肤细胞要多。 探究点一探
6、究点二探究点三 归纳提升 注意特殊细胞的特殊结构 (1)植物细胞 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。 叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,但表皮细胞不含叶绿体。 (2)动物细胞 肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛,线粒体数量多; 肠腺等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。 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。 癌细胞因能无限增殖,需要不断合成蛋白质,故核糖体的数量 多而且代谢旺盛。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析 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
7、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 。 探究点一探究点二探究点三 (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 。 (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 质合成和加工以及脂质合成的“车间”是 ;合成 蛋白质的“机器”是 。 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
8、。 (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 等植物相比,动物细胞特有的细胞器是中心体。 探究点一探究点二探究点三 (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)内质网、高尔基体、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 质合成、加工及脂质合成“车间”为内质网;合成蛋白质的“机器”为 核糖体。 答案(1)高等植物 动物 (2) 叶绿体 液泡 中心体 (3) 液泡 叶绿体 (4) (5) 线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 探究点一探究点二探究点三 易错警示与细胞器有关的5个“不一定” (1)没有叶绿体的细胞
9、不一定就是动物细胞,如植物根尖细胞也不 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,如哺 乳动物红细胞随着不断成熟,细胞器逐渐退化。 探究点一探究点二探究点三 活学活练 1.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.此细胞中的结构为核糖体 C.结构均是由生物
10、膜构成的 D.进行有氧呼吸的主要场所是结构 探究点一探究点二探究点三 解析为线粒体,为中心体,为核糖体,为高尔基体,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。 为有膜结构,为非膜结构。线粒体是细胞进行有氧呼吸 的主要场所。 答案B 探究点一探究点二探究点三 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,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质 合成的“车间” B.高尔基体由扁平囊和小泡构成,是细胞分泌物加工、分类和包 装的“车间”及“发送站” 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
11、低等植物 的细胞里 解析内质网与分泌蛋白加工和运输以及脂质合成密切相关,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的类囊体薄膜上,花青素存在于液泡中,C项错 误;中心体由蛋白质组成,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。 答案C 探究点一探究点二探究点三 探究点二分泌蛋白的合成与分泌过程及生物膜系统探究点二分泌蛋白的合成与分泌过程及生物膜系统 问题情景 请阅读教材第48页“资料分析”的有关内容,完善下列分泌蛋白的 合成与分泌图解,并讨论解决相关问题。 探究点一探究点二探究点三 1.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪
12、些细胞器或细胞结 构? 答案分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,依次经过核糖体、内质网、 高尔基体,最后经过细胞膜分泌到细胞外。 2.内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构和功能上的联系有何 特点? 答案内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在结构上具有一定的连续 性,高尔基体膜与内质网膜、细胞膜之间并不直接相连,而是通过 囊泡进行转化。 探究点一探究点二探究点三 3.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,都是由脂质和蛋白质组 成的。 4.生物膜系统的含义? 答案细胞中的各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,组成成分和 结构很相似,在结构和功能上紧密联系,协调
13、配合,共同完成细胞正 常的生命活动过程,因此称之为细胞的生物膜系统。 探究点一探究点二探究点三 归纳提升 (1)生物膜系统主要针对真核细胞而言,是细胞内生物膜的统称, 属于细胞水平的范畴,而生物体内的有些膜,如视网膜、肠黏膜等, 不属于生物膜。 (2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜,但其没有核膜及细胞器膜, 故原核细胞没有生物膜系统。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析 用含一定量35S标记的氨基酸的培养液来培养哺乳动物的乳腺细 胞,检测并绘制核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲 线(图甲),以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变 化曲线(图乙)。下列分析不正确的是( ) 探究
14、点一探究点二探究点三 A.图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内 质网、高尔基体 B.与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质 网、高尔基体和线粒体 C.图乙中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质 网膜、高尔基体膜 D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体内质网高 尔基体细胞膜 探究点一探究点二探究点三 解析与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内 质网(对来自核糖体的肽链进行初步加工)、高尔基体(对来自内质 网的蛋白质加工、分类、包装和发送)和线粒体(提供能量),B项正 确。分泌蛋白的合成与分泌先后经过的细胞结构为核糖体(无膜)
15、内质网 高尔基体 细胞膜,由此可见,内质网 的膜面积减少(d),细胞膜的面积增加(e),高尔基体的膜面积先增加 后减少,最后基本不变(f),C项错误,A、D两项正确。 答案C 探究点一探究点二探究点三 方法技巧与蛋白质分泌相关的细胞器的判断 探究点一探究点二探究点三 活学活练 1.(2019全国卷,1)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述, 正确的是( ) A.三者都存在于蓝藻中 B.三者都含有DNA C.三者都是ATP合成的场所 D.三者的膜结构中都含有蛋白质 解析此题的切入点是原核细胞和真核细胞的区别以及细胞器的 结构与功能。蓝藻属于原核生物,只有一种细胞器核糖体,无 其他细胞器,A项错
16、误。高尔基体中无DNA,B项错误。高尔基体中 不能合成ATP,C项错误。高尔基体是具有单层膜的细胞器,线粒体 和叶绿体是具有双层膜的细胞器,膜上都含有蛋白质,D项正确。 答案D 探究点一探究点二探究点三 2.下列有关生物膜系统的叙述,正确的是( ) A.细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境 B.细胞的化学反应都在生物膜表面进行 C.细胞膜把细胞分隔成许多小区室 D.广阔的膜面积为所有酶提供了附着的位点 解析细胞膜位于细胞质外面,使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行,但不是全部化 学反应。细胞内的生物膜把细胞分隔成许多小区室,而不是“细胞 膜”。细胞内广阔的膜
17、面积为多种酶提供了大量的附着位点,而不 是所有酶。 答案A 探究点一探究点二探究点三 探究点三用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体探究点三用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 问题情景 阅读教材第47页“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验,分 析回答问题。 1.该实验有哪些注意事项? 答案临时装片应一直保持有水状态,以免影响细胞的活性。 要漱净口腔,防止杂质对物像观察的干扰。 必须先在低倍镜下将观察清楚的目标移到视野中央,然后再转 动转换器换用高倍镜。 换上高倍镜后,仅需调节细准焦螺旋使物像清晰。 探究点一探究点二探究点三 2.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
18、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。 3.观察线粒体的实验中,为什么选用人的口腔上皮细胞?能用植物 细胞代替吗? 答案实验过程需要用健那绿染色,人的口腔上皮细胞无色,对实 验现象无干扰,便于观察;人的口腔上皮细胞取材方便,制片简单。 可以用植物细胞代替,但选用的植物细胞必须没有颜色,如洋葱鳞 片叶的内表皮。 探究点一探究点二探究点三 归纳提升 1.观察叶绿体的实验中,要选择叶绿体体积较大,
19、且细胞内叶绿体 数目较少的材料;选用口腔上皮细胞观察线粒体的分布时,线粒体 用健那绿染液染色显蓝绿色,而细胞质接近无色;也可用洋葱鳞片 叶的内表皮代替口腔上皮细胞。 2.观察叶绿体时,临时装片应随时保持有水状态,以免影响细胞的 活性;观察线粒体时,若选用口腔上皮细胞,要漱净口腔,防止杂质对 物像观察的干扰;载玻片上要滴加生理盐水,保持细胞的正常形态; 若用洋葱鳞片叶的内表皮,直接用清水即可。 探究点一探究点二探究点三 典例剖析 下列有关用高倍镜观察线粒体和叶绿体的实验,说法不正确的是 ( ) A.健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中 线粒体呈现蓝绿色 B.观察叶绿体时选用藓类
20、的叶或黑藻的叶,原因是它们的叶片薄 而小,叶绿体清晰 C.用菠菜叶作实验材料时,要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉 D.观察叶绿体时,可用高倍镜直接观察 探究点一探究点二探究点三 解析观察线粒体时需染色,健那绿是专一性染线粒体的活体染色 剂,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,A项正确;观察叶绿体时 用藓类的叶或黑藻的叶,是因为它们的叶片薄,叶绿体清晰,便于观 察,B项正确;用菠菜叶作实验材料时,要取菠菜叶的下表皮并稍带 些叶肉,因为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,细胞内叶绿体大,数目少,便于观察,C项正确;在用显 微镜观察叶绿体时,应先用低倍镜找到含叶绿体的细胞,
21、将其移到 视野中央后再用高倍镜观察,D项错误。 答案D 探究点一探究点二探究点三 活学活练 1.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 解析细胞质是不断流动的,悬浮在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,选择体积较大的细胞器如叶绿体等作 为标志物有利于观察。 答案B 探究点一探究点二探究点三 2.将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以 观察到的现象是( ) A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体 B.花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见 解析菠菜叶片的下表皮保卫细胞中含有多个绿色扁平的叶绿体, 不需染色就可直接制成临时装片观察,A项正确;花生的子叶细胞需 经苏丹染液染色后制成临时装片,才能观察到多个橘黄色的脂肪 颗粒,B项错误;人口腔上皮细胞中的线粒体是无色的,需用健那绿 染液染色后才能观察到被染成蓝绿色的线粒体,C项错误;紫色洋葱 鳞片叶外表皮细胞中清晰可见的是紫色的大液泡,而不是细胞核,D 项错误。 答案A
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