四川成都高考生物第三章细胞器──系统内的分工合作（必修1）

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1、第2节 细胞器系统内的分工合作 要点探究要点探究 栏目导 航 课课前前导导学学 实验实验 平台平台 走近高考走近高考 基础梳理 一、细胞器之间的分工 【思维激活1】 细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分与功能相同吗? 提示: 不相同。细胞质基质含有多种成分,为生命活动提供了重要的代谢反应场所 及所需的物质和一定的环境条件;线粒体基质含有有氧呼吸第二阶段所需的物质;叶 绿体基质含有暗反应所需的物质。 二、细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白和胞内蛋白 种类 比较 分泌蛋白胞内蛋白 合成场所附着在内质网上的核糖体游离的核糖体 作用场所细胞外细胞内 实例消化酶、抗体、蛋白质类激素呼吸酶等 2.分泌

2、蛋白的合成、加工、运输、分泌 合成场所:附着在内质网上的核糖体 加工 运输:高尔基体(细胞器)具转运功能 分泌:包裹着分泌蛋白的囊泡与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外 【思维激活2】 分泌蛋白分泌到细胞外是哪一种运输方式?体现了细胞膜的什么特点? 提示:分泌蛋白分泌到细胞外的运输方式为胞吐,需要消耗能量,体现了细胞膜具有流 动性的特点。 三、细胞的生物膜系统 1.概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等 结构,共同构成细胞的生物膜系统。 知识导图 要 点 探 究 探究点 一 细胞的亚显微结构 问题引领:(1)不同细胞中所含的细胞器是否相同? (2)线粒体与叶绿体

3、在结构和功能上的异同点有哪些? 1.八种细胞器按不同角度分类比较 2.线粒体和叶绿体的比较 线粒体叶绿体 不同点 结构 增大膜面 积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构的薄膜堆叠而成 基粒 完成的生 理过程 有氧呼吸的主要场 所,完成有氧呼吸 的第二、三阶段 光合作用的场所,完成光合 作用的全过程 所含的酶种 类 与有氧呼吸有关的 酶,分布于内膜和 基质中 与光合作用有关的酶,分布 于类囊体薄膜和基质中 相同点 均具有能量转换功能;均具有双层膜结构;均含有 少量DNA,与细胞质遗传有关;均能产生水,也消耗 水;共同参与自然界中的碳循环 在不同的细胞中,细胞器的种类和含量不同: (1)根尖分

4、生区、成熟区等根部和其他不见光的部位的细胞都无叶绿体,并且分生 区细胞无大液泡,是观察有丝分裂的好材料。 (2)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,原料葡萄糖,产物 乳酸),且人的红细胞无细胞核,不再进行分裂,是提取细胞膜的首选材料。 (3)肾小管细胞、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛,线粒体含量多;一些合成消化 酶(如肠腺)、蛋白质类激素(如胰岛)或抗体的细胞,核糖体、高尔基体多。 (4)癌细胞因无限增殖,不断合成蛋白质,故核糖体多且代谢旺盛,核仁较大。 【例1】 (2012济南外国语学校质检)如图表示某细胞的部分细胞器。下列 有关叙述正确的是( ) A.该图是电子显微镜下看

5、到的结构 B.结构可以直接将葡萄糖分解成二氧化碳和水 C.此细胞不可能是原核细胞,只能是动物细胞 D.结构主要附着在结构上 思维导引: 1.电子显微镜观察到的细胞有何特点? 2.原核细胞与真核细胞的根本区别在哪? 3.根据细胞中含有的细胞器怎样区分动植物细胞? 解析:电子显微镜能观察到细胞器的内部结构,A项正确;是线粒体,只能将丙酮 酸分解成二氧化碳和水,B项错;此结构中含有细胞核,属真核细胞,低等植物细胞 中也含中心体,C项错;是核糖体,主要附着在内质网上,而是高尔基体,D项错 。 答案:A。 规律方法显微结构、亚显微结构、原核、真核细胞及动、植物细胞 结构图像的辨别方法: (1)显微、亚显

6、微结构图像的判断 (2)真核细胞、原核细胞图像的判断 有核膜(或有核膜围成的细胞核),则为真核细胞。 无核膜,则为原核细胞。 (3)动植物细胞图像的判断 【迁移应用】 (2012北京朝阳区期中)对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分 析,发现A、T、C、G、U五种碱基的相对含量分别约为35%、0、30%、20%、15% 。推测该细胞器能完成的生理活动是( D ) A.吸收氧气,进行有氧呼吸 B.发出星射线,形成纺锤体 C.利用光能,完成光合作用 D.结合mRNA,合成蛋白质 解析:由碱基含量知该细胞器含U而不含T,因此该细胞器所含核酸只有RNA,完 成A选项的细胞器为线粒体,含DNA;B为中心体

7、,不含核酸;完成C项为叶绿体,含 有DNA;完成D项的细胞器为核糖体,只含有RNA。 探究点 二生物膜及系统内的分工合作 问题引领:(1)细胞内哪些结构属于生物膜系统? (2)生物膜系统各结构间在结构和功能上有何联系? 1.生物膜系统的组成 2.生物膜之间的联系 (1)组成联系:不同生物膜的组成成分有统一性,都由脂质、蛋白质和少量糖类组 成;不同生物膜具有差异性,相同成分的比例不同。 (3)功能联系(分工、合作)(以分泌蛋白的合成和运输为例,用3H标记亮氨酸) (1)只有真核细胞才具备生物膜系统,原核细胞只有细胞膜,无生物 膜系统之说。 (2)组成生物膜系统的膜结构的化合物中一定有磷脂和蛋白质

8、;化学元素一定有C 、 H、O、N、P。 【例2】 (2012湖北黄冈模拟)下面左图表示某淋巴细胞,膜外颗粒为抗体;右图是 该细胞在抗体分泌前几种生物膜面积的示意图,请据图回答: (1)此细胞与高等植物细胞相比,一定不含有的细胞结构是 。 (2)抗体的化学本质是 。抗体从合成到分泌出细胞,经过的细胞结构依次 是(用标号) 。 (3)此细胞中能发生碱基互补配对的细胞器是(填序号) 。在抗体分泌的过 程中要消耗能量,提供能量的场所是 。 (4)该细胞在抗体分泌前后几种生物膜面积将会发生改变,由此可说明,生物膜具有 一定的流动性,请再举两例: (5)请你在上图中根据“抗体分泌前几种生物膜面积的示意图

9、”画出抗体分泌后几 种生物膜面积的示意图。 思维导引: 解析:(1)淋巴细胞与高等植物细胞相比,即动物细胞与高等植物细胞相比较,动物细胞 一定不含细胞壁、叶绿体和中央液泡。 (2)抗体的化学本质是蛋白质,是分泌蛋白,其合成到分泌出细胞的过程,依次需经过 核糖体 内质网 高尔基体细胞膜。 (3)动物细胞中,能发生碱基互补配对的细胞器有线粒体、核糖体;可提供能量的场所 有细胞质基质和线粒体。 (4)生物膜具有流动性的例子很多,如变形虫的变形、细胞分裂、细胞融合等。 (5)抗体分泌过程中,内质网膜脱落囊泡到达高尔基体上与之融合,再从高尔基体上脱 落囊泡到达细胞膜,与细胞膜融合,这样内质网膜面积减少,

10、细胞膜面积增多,高尔基体 膜面积几乎不变。 答案:(1)细胞壁、大液泡、叶绿体 (2)蛋白质 (3) 细胞质基质、线粒体 (4)白细胞吞噬细菌、细胞分裂、细胞融合(或原生质体融合)、质壁分离 等(其他合理答案也可) (5)如图: 规律方法 与分泌蛋白形成过程有关的图像题解题方法: 第一步:熟悉常见图像:下图都表示分泌蛋白产生和分泌的过程,A图是细胞的局 部,B图则是完整细胞。 第二步:从图上识别出相应结构的名称,并熟悉各结构在分泌蛋白中的分工及 相应作用。 第三步:结合所学基础知识,理清生物膜面积的变化,熟记常考的分泌蛋白类型 (消化酶、抗体、蛋白质类激素、血浆蛋白等),知道分泌蛋白排出细胞的

11、方式 胞吐,得出正确答案。 实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体 实实验基础 实验基础 实验基础 1.实验原理 (1)植物的绿色部位细胞中含叶绿体,可以用高倍显微镜直接观察它的形态和分布 。 (2)线粒体无色,可用健那绿染液染色后,在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒 体的形态和分布。该染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒 体呈现 蓝绿色,而细胞质接近 无色。 2.实验步骤 (1)叶绿体的观察 制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或者取菠菜叶稍带 些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片 低倍镜观察:在低倍镜下找到叶肉细胞 高倍镜观察:转动转换器,调节细准焦螺旋,

12、仔细观察叶肉细胞内叶绿体的形态和分布 情况 (2)线粒体的观察 制片:在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液,用消毒牙签从自己漱净的口腔内侧壁 轻刮下碎屑,在染液中涂抹几下后,盖上盖玻片 低倍镜观察:找到口腔上皮细胞后换高倍镜 高倍镜观察:线粒体蓝绿色,细胞质近无色 方法透析 1.显微观察类实验应注意的问题 (1)注意取材:根据观察对象选用合适的材料。 观察叶绿体,最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物细胞 。如选择苔藓或黑藻叶片,可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位,若用菠菜等 高等植物叶片,撕取的表皮上一定要带有些叶肉细胞,因为叶表皮细胞没有叶绿体 。 观察线粒体要选择无色的细胞

13、,如口腔上皮细胞。 (2)注意材料处理:根据不同材料,不同的观察对象,做不同的材料处理,如浸泡、染色 、解离、保持生活状态等。本实验中要保持细胞的生活状态,临时装片应随时保持 有水状态,并且观察线粒体时需染色。 (3)注意制片方法 在观察类实验中常采用临时装片制作技术等。临时装片制作有装片法、压片法和 切片法。本实验用到的是装片法。 装片法:把某些微小生物,如草履虫、衣藻等,或某些大型生物的一部分,如人体口腔 上皮细胞,植物叶片的表皮细胞从整体上取下,不作任何处理直接制成装片。其过 程是:将材料在载玻片上的水滴中展平;放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上,防止 产生气泡;染色或改变溶液浓度时,从一

14、侧滴染色液或溶液,另一侧用吸水纸吸引。 2.叶绿体、线粒体的分布及原因分析 (1)叶绿体的形态和分布都有利于接受光照,完成光合作用。叶绿体呈椭球形或球形 ，可以减少运动时的阻力,利于叶绿体的运动。叶绿体在细胞质中散乱地分布,相 互不重叠,有利于每一个叶绿体都充分接受光照。叶绿体在细胞中的运动又有利于 其内部的每一个基粒充分接受光照。叶绿体在不同的光照条件下可以运动,改变椭 球体的方向,这样既能接受较多的光照,又不至于被强光灼伤。 (2)在高倍镜下可以看到被健那绿染液染成蓝绿色的线粒体均匀地分布在口腔上皮 细胞的细胞质中,线粒体形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。但不是 所有细胞中的线粒

15、体都均匀分布,如精子中围绕鞭毛分布、小肠上皮细胞中分布在 细胞的两端等。总之,线粒体分布在细胞功能旺盛的区域。 命题设计 现有如下材料和用具,欲观察植物细胞叶绿体的形态和分布,及光照强弱对叶绿体 分布的影响,请选择最理想的材料完成实验并回答问题。 材料和用具:藓类的小叶、菠菜叶、棉花叶、玉米叶、200 W灯泡、25 W灯泡、显 微镜、载玻片、盖玻片、镊子等。 (一)实验原理 高等绿色植物的叶绿体主要存在于 细胞的细胞质中,一般是绿色的、扁 平的椭球形或球形,可以用 倍显微镜观察它的形态和分布。 (二)实验步骤 (1)取材:选取最理想的材料是 并均分为三份。该材料最理想的原因是 。 (2)将上述

16、三份材料分别放在载玻片中的清水滴中,盖上盖玻片,制成临时装片。 (3)将三个临时装片分别放在200 W、25 W的白炽灯和暗处,处理5 min。 (4)观察:先用 观察,找到相应的细胞,然后转动 ,换 上 镜,调节 使视野亮度适宜,最后调节 ,直到物像清晰。 (三)实验现象 (1)叶绿体的形态: 。 (2)在弱光下,叶绿体以其 面朝向光源,好处是 在强光下,叶绿体以其 面朝向光源,好处是 解析:本题是观察细胞中叶绿体实验的拓展。其目的是探究温度对叶绿体分 布的影响,可参考课本中的实验原理、实验过程、实验结果及分析来解答此 题。 答案:(一)叶肉 高 (二)(1)藓类的小叶 藓类植物的叶子薄而小,叶片是单层 细胞,叶绿体清楚,不需加工即可进行观察 (4)低倍镜 转换器 高倍 光圈 细准焦螺旋 (三)(1)扁平的椭球形或球形 (2)椭球体的正 便于接受较多的光照 椭球体 的侧 不至于被强光灼伤 1.(2011年安徽高考)AUG是甲硫氨酸