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1、 专题 1：细胞的结构和功能 高三生物专题 1：细胞的结构和功能 授课类型授课类型：复习课 教学目标：教学目标：首先要牢固掌握与细胞有关的基础知识，树立结构和功 能统一的观点，了解细胞器、细胞膜和细胞核在结构上的相互联系， 功能上的密切协作，共同完成细胞的各项生命活动; 二、注意本章节和其他章节的联系，高考出题的背景可 以是动植物细胞的亚显微结构模式图或个别细胞器图，通过图像、 图形将细胞与代谢、遗传和变异、免疫等知识结合起来，考查学生 的识图、综合分析、应用能力。 教学重难点教学重难点：细胞膜、细胞器和细胞核的结构和功能是重点，也是 高考中的重要考点。 授课的步骤：授课的步骤： 一、 知识结
2、构 生物膜系统 细胞膜 组成成分 功能 功能 细胞核 细胞质 细胞器结构 功能 结构 功能 二、 考点讲解 一、关于细胞器的知识归纳：一、关于细胞器的知识归纳： （一）根据细胞器的分布 1高等植物特有的细胞器是叶绿体、液泡叶绿体、液泡 ；高等植物特有的细胞结构是细胞壁、叶绿体、细胞壁、叶绿体、 液泡液泡 。 2高等动物、低等植物细胞特有的细胞器是 中心体中心体 ； 3动、植物细胞共有的细胞器是 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体 。 （二）根据细胞器的结构 4不具有膜的细胞器是 核糖体、中心体核糖体、中心体 。 5具单层膜的细胞器是 内质网、高尔基
3、体、液泡、溶酶体内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 。 6具双层膜的细胞器是 线位体、叶绿体线位体、叶绿体 。 7在光学显微镜下可见的细胞器是 叶绿体、液泡、线粒体叶绿体、液泡、线粒体 。 （三）根据细胞器的成分 8含 DNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体 。 9含 RNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体 。 10含 DNA 和 RNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体 。 11能决定植物细胞不同部位颜色（含色素）的细胞器是 叶绿体、液泡叶绿体、液泡 。 （四）根据细胞器的功能 12动植物细胞都有，但功能有所不同的细胞器是 高尔基体高尔基体 ； 13与
4、细胞能量代谢（或能产生 ATP）有关的细胞器是 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体 ； 与细胞能量代谢（或能产生 ATP）有关的细胞结构是 线粒体、叶绿体、细胞质基质线粒体、叶绿体、细胞质基质 。 14能产生水的细胞器是 线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体；能产生水的细胞的结构是 线粒体、线粒体、 叶绿体、核糖体和细胞核（如：合成）叶绿体、核糖体和细胞核（如：合成） 。 15具有独立遗传功能（即能复制）的细胞器是 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体 。 16与物质合成有关的细胞器是叶绿体、核糖体、内质网叶绿体、核糖体、内质网 。 17与物质分解有关的细胞器是 线粒体线粒体 。 18与分泌蛋白的合
5、成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 。 19能发生碱基互补配对的细胞器是 线粒体、叶绿体、核糖体线粒体、叶绿体、核糖体 。 20与植物细胞发生渗透吸水有关的细胞器是液泡液泡 。 二、关于叶绿体和线粒体二、关于叶绿体和线粒体 共同点：1具有双层膜结构的细胞器（核膜也是双层膜，但不属于细胞器） 2都通过一定的方式加大了内部的膜面积，从而加大了生化反应的场所 2参与细胞内能量代谢（能生成 ATP）的细胞器 3能生成水的细胞器（还有核糖体） 4含有少量遗传物质（DNA）的细胞器（DNA 主要在细胞核中的染色体上） ，在遗 传上具有一定的独立性 5含有
6、少量 RNA 的细胞器（核糖体中也有 RNA） 6能够复制的细胞器（还有中心体，但说法相同含义不同） 不同点： 线粒体叶绿体 分布动、植物等真核细胞细胞中植物叶肉细胞和幼茎细胞中 形态(光镜下)棒状、粒状扁平的椭球形或球形 外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开使叶绿体与周围的细胞质基质分开 膜内膜向内腔折叠形成嵴，分布有与有氧呼吸 有关的酶 膜光滑，包围着几个到十几个基粒等， 基粒由类囊膜构成，含有与光合作用有关 的酶 基粒颗粒状，上面分布有与有氧呼吸有关的 酶 圆柱形，由10100个片层结构（类囊膜） 重叠而成。上面分布有与光合作用有关的 色素等 结 构 基质 液态，含有与呼吸作用有关的酶，含
7、有 少量的DNA、RNA 液态，含有与光合作用有关的酶和 RNA、 DNA 功能是进行有氧呼吸的主要场所是进行光合作用的场所 二、细胞的生物膜系统二、细胞的生物膜系统 1生物膜 （1）概念理解： 线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等细胞器以及细胞膜、核膜， 都是由膜构成的，这些膜化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物 膜。 提醒：具有单层膜的细胞器有高尔基体、内质网、液泡、溶液酶体，具有双层膜 的细胞器有线粒体、叶绿体 ，没有膜结构的细胞器有 中心体、核糖体，核膜是双层 膜，细胞膜是单层膜。 各种生物膜主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成，但在不同的生物膜中，各 种物质的含量是有差别的。 （2）
8、各种生物膜在结构上的联系： 提醒：生物膜的结构特点：具有流动性 。 直接联系是指膜结构之间相连，间接联系是指不同膜结构之间通过“出芽” 以具膜小泡形式发生膜的转化。 内质网在各种膜结构的联系中，处于中心地位。 （3）各种生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成为例) 提醒：分泌蛋白是指酶、抗体、部分激素等在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用 的蛋白质。 细胞的各种生物膜不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明显的 分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的 生命机器能够持续高效运转。 膜融合是细胞融合 (如植物细胞杂交、高等生物的受精过程)的关键也与 大分子物
9、质进出细胞的胞吞和胞吐作用密切相关。 （4）生物膜系统的功能 细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质 和能量交换的过程中也起着决定性作用。 细胞的许多重要化学反应在生物膜上或膜内进行，细胞内的广阔的膜面积为酶 提供大量的附着位点，有利于化学反应的顺利进行。 各自生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，使细胞内能够同时进行多种化学反 应，不会相互干扰，保证了细胞的生命活动正常、高效的进行。 三、细胞核功能的理解三、细胞核功能的理解 （1）细胞核是遗传的信息库：细胞核是遗传物质（DNA）储存和复制的主要场所，DNA 携 带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息
10、的连续性。 （2）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成。进而控制 细胞的代谢和生物性状。 四、细胞的吸水和失水四、细胞的吸水和失水 1、原理：细胞吸水和失水的原理是渗透作用。渗透作用的发生条件:一是半透膜;二是 半透膜两侧具有浓度差。 2、动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例) 细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度细胞质浓度时；细胞吸水膨胀;反之，则细 胞失水皱缩;当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。 3、扩散作用和渗透作用 （1）将两个溶液体系，S1 和 S2 用半透膜隔开，水分子流向分析 当 S1 溶液浓度 S2 溶液浓度时，S2S1 的水分子数多于 S1S
11、2 的水分子数，总结 果:水由 S2 流向 S1. 当 S1 溶液浓度S2 溶液浓度时，S1S2 的水分子数多于 S2S1 的水分子数，总结 果:水由 S1 流向 S2. 总之，水分子总是由相对含量多的地方通过半透膜流向相对含量少的地方，即由低浓度 溶液流向高浓度溶液。 （2）扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。 渗透作用是一种特殊方式的扩散， 它是指水或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。 五、物质跨膜运输的方式五、物质跨膜运输的方式 1、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较 被动运输物质出入细胞方物质出入细胞方 式式自由扩散协助扩散 主动
12、运输 运输方向运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度一般为低浓度高 浓度 是否需要载体是否需要载体不需要需要需要 是否消耗能量是否消耗能量不消耗不消耗消耗 图例图例 举例举例 O2、CO2、甘油、 乙醇、苯等出入细胞的方 式 红细胞吸收葡萄糖小肠细胞吸收葡萄 糖、氨基酸和无机 盐等 表示曲线（一定表示曲线（一定 浓度范围内）浓度范围内） 2、影晌自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 (1)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。 (2)影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差; 细胞膜上载体的种类和数量。 (3)影响主动运输的因素:载体;能量:凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主 动运输，如
13、氧气浓度、温度等。 3、大分子物质出入细胞的方式 以上三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子物质。大分子物质 的运输是通过胞吞和胞吐来运输的。 （1）胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。 （2）胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞的 ATP 合成受阻，则胞 吐作用不能继续进行。 三、典例精讲 【例题 1】为获得纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请你帮助完成下列实验设计和分 析有关问题。 (1)应选取人体哪种细胞做实验? ( ) A.成熟红细胞 B.神经细胞 C.白细胞 D.口腔上皮细胞 (2)你选择该材料的原因是 (3)将选取的上述材料放入 中，一段时间后
14、细胞将破裂。 (4)经过(3)的实验步骤后，可用下列哪些方法进一步获 得纯净的细胞膜? A.静置B.加热C.离心D.过滤 (5)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，制作图形如下: 根据上图，请分析： 构成各种细胞膜与线粒体内膜和叶绿体片层膜在化学组成上的共同点是 。 化学组成上的主要区别是 。 【解析】 (1)哺乳动物成熟的红细胞，其细胞核和众多细胞器消失，只有细胞膜有膜结构，因此利 于提取纯净的细胞膜。 (2)动物细胞在水中会因吸水而涨破，其内容物流出，由于内容物与细胞膜密度不同，可 通过离心过滤获得纯净的细胞膜。 (3)从柱形图可看出，各种膜中都含有蛋白质和脂质，但线粒体内膜和菠菜叶绿体片
15、层膜 上不含糖类。 【答案】(1)A (2)细胞核和许多细胞器也有膜，这些膜若与细胞膜混在一起就无法得到 较纯净的细胞膜，而成熟的红细胞中则没有细胞核和众多的细胞器 (3)蒸馏水 (4)CD (5)都有脂质和蛋白质 细胞膜除了有磷脂和蛋白质外，还有少量的糖类，而线粒体内 膜和菠菜叶绿体片层膜中则不含糖类。 【例题 2】 下图表示用 3H 一亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒 在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是( ) 【解析】3H 一亮氨酸首先在附着在内质网上的核糖体上合成蛋白质，经内质网初步加工后， 再转移到高尔基体中，最后形成分泌小泡，与细胞膜融合后排出细
16、胞外。所以放射性颗粒 数依次增加的顺序为附着有核糖体的内质网高尔基体分泌小泡。 【答案】C 【例题 3】 脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。单层脂 分子铺展在水面上时，极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的，搅拌后形成双层脂 分子的球形脂质体。 (1)脂质体的形成是由于某种原因使磷脂分子结构同时具有 特点。 (2)将脂质体置于清水，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化，这一事实说 明 (3)根据细胞膜的基本支架是 ，可以推测水分子的跨膜运输不是真正的自 由扩散，它最可能与膜上 （成分)有关。美国科学家彼得阿格雷试图从人血红细 胞、肾小管壁细胞膜上寻找这种蛋白质一 CHIP28 他以这两种细胞为实验材料的最可能依据 是
