课时2 细胞器——系统内的分工合作见《自学听讲》P29学科素养课程标准学习指导1.生命观念:结构与功能观,不同细胞器的成分、结构不同,因而其功能也不同;真核和原核细胞的细胞器种类不同,使其在代谢场所上出现对应的特殊之处;进化与适应观,不同生活环境中的细胞所含细胞器的种类和数量不同2.科学思维:归纳与概括,通过对分泌蛋白合成、加工、运输的过程总结出与之有关的细胞结构,进而理解不同细胞器之间的分工合作、协调配合3.科学探究:运用同位素标记等方法巧妙设计实验方案,探究生命活动过程与规律、不同细胞结构的协调配合;通过“观察叶绿体和线粒体”实验,掌握实验材料选择原则和显微操作技能4.社会责任:针对生物膜系统在细胞生命活动中的作用,能够对生物膜系统在生产、生活中的实际应用提出建议;能够分析硅肺的成因,关注职业病,关注健康1.说出各种细胞器的结构和功能2.简述生物膜系统的结构和功能3.理解细胞结构与功能、部分与整体的统一性1.结合动物细胞和植物细胞亚显微结构模式图,通过比较、归纳,掌握各种细胞器的结构、存在部位,明确动植物细胞共有及特有的细胞器,并识记几种细胞器的功能2.结合分泌蛋白的合成和运输、质壁分离及自动复原、动植物细胞有丝分裂等生理过程,理解细胞器之间的协调配合。
细胞器之间的分工 1.分离细胞器常用的方法是 差速离心 法 2.识别细胞器(均填字母)(1)植物特有的细胞器为 a、b ;真、原核细胞共有的细胞器为e ;在光学显微镜下能观察到的细胞器为 a、b、c (2)不具有膜结构的细胞器为 e、g ;具有单层膜的细胞器为 a、d、f、h (3)含有核酸的细胞器为 b、c、e ;与能量转换有关的具有双层膜的细胞器为 b、c ;能产生水的细胞器为 b、c、d、e ;与有丝分裂有关的细胞器为 c、e、f、g 3.细胞质基质的主要成分有水、无机盐、脂质、糖类、 氨基酸 、核苷酸和多种酶等 细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白与胞内蛋白2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程细胞的生物膜系统 1.生物膜在结构上的联系2.生物膜系统的功能(1)细胞膜的主要功能:将细胞与外界环境分隔开、控制 物质进出细胞 、进行细胞间的信息交流 (2)其他生物膜为 酶 提供附着点,有利于化学反应的进行;将 细胞器分隔开 ,而使多种化学反应之间不会相互干扰 1.细胞结构的辨认存在障碍(1)细胞结构图是对难以用文字表达的内容的高度概括细胞结构图类型的试题既能考查识图能力,又能考查细胞的结构与功能的基本知识,如果再将其他章节知识融合进来,则综合性会更强。
解题时,识图是关键一般先识别出图中各序号表示的结构的名称,再阅读每一小题中有关的文字叙述,联系相关结构、功能等知识内容,分析作答2)识图技巧:根据位置判别,如细胞壁位于细胞的最外层,细胞膜紧贴在细胞壁的内侧,细胞核一般位于细胞的中央,中心体(如果有)位于细胞中央靠近细胞核;根据形态大小判别,如成熟的植物细胞的大液泡体积特别大,甚至占到细胞体积的90%,核糖体呈颗粒状;根据结构判别,如叶绿体和线粒体都具有双层膜结构,但线粒体内膜不光滑向内突起形成嵴,而叶绿体内往往画出了基粒结构,高尔基体和内质网都具有单层膜结构,但内质网是由膜结构连成的网状结构,高尔基体是由大囊泡、小囊泡和扁平的囊组成的 2.有关生物膜的几个注意点(1)真核细胞有生物膜系统,原核细胞没有;具膜的细胞器(如线粒体)膜、细胞膜和核膜都属于生物膜系统,原核细胞的生物膜只有细胞膜2)内质网外连细胞膜,内连核膜,体现了内质网是细胞内面积最大的细胞器,也体现了内质网的运输作用3)分泌蛋白沿“核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜”的方向运输,其中在核糖体上合成多肽,在内质网上形成蛋白质的特定空间结构,在高尔基体中形成成熟蛋白分泌蛋白以囊泡的形式从高尔基体运输到细胞膜,以胞吐方式分泌到细胞外,体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
但以囊泡包裹并运输到细胞外的物质不一定是蛋白质,如神经递质 3.误以为不同细胞中细胞器的种类相同各种细胞器并不是在每种细胞内同时存在的,细胞器在不同种类细胞中的分布,最能体现结构和功能相适应的特点,如代谢旺盛的细胞中线粒体数量较多,具有分裂能力的细胞(包括癌细胞)内核糖体数量较多,分泌腺细胞中高尔基体数量较多 4.有关细胞结构的“不一定”(1)没有细胞核的生物不一定是原核生物,如病毒没有细胞结构,也就没有细胞核;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,却是真核生物细胞2)真核细胞不一定都有线粒体,如蛔虫等厌氧型动物的体细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸;哺乳动物成熟的红细胞没有各种细胞器3)能进行光合作用的细胞不一定含有叶绿体,如蓝藻细胞内不含叶绿体,但能进行光合作用;能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体,如硝化细菌、蓝藻等原核细胞内不含线粒体,但能进行有氧呼吸4)具有细胞壁的细胞不一定都是植物细胞自然界中,除植物细胞外,几乎全部真菌以及细菌、放线菌等原核细胞都具有细胞壁,只是组成成分不同5)植物细胞中不一定有叶绿体,叶片表皮细胞、根细胞都没有叶绿体;植物细胞也不一定有大液泡,如根尖分生区细胞中没有大液泡,只有成熟的植物细胞才有大液泡。
5.观察叶绿体和线粒体实验成功的3个关键点(1)健那绿染液是专一性对活细胞内的线粒体进行染色的染料,因此实验过程中要保持细胞的活性2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态,以保证叶绿体的正常形态,并悬浮在细胞质基质中,否则,细胞失水收缩,将影响对叶绿体的观察3)观察叶绿体实验用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因是接近下表皮,海绵组织较多,叶绿体大而排列疏松,便于观察;带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体见《自学听讲》P30细胞器的组成、结构、功能 1.分离各种细胞器的常用方法是什么?分离各种细胞器常用差速离心法 2.各种细胞器的比较名称组成与结构(模式图)功能线粒体双层膜磷脂、蛋白质、酶、DNA、RNA等有氧呼吸的主要场所叶绿体磷脂、蛋白质、酶、色素、DNA、RNA等吸收太阳光能,合成有机物内质网单 层 膜光滑型 粗面型磷脂、蛋白质、酶等合成、加工蛋白质以及合成脂质高尔基体磷脂、蛋白质、酶等蛋白质的加工、分类和包装及发送液泡磷脂、蛋白质、糖类、色素、无机盐等调节细胞内环境,使细胞变得坚挺溶酶体磷脂、蛋白质、多种水解酶等分解衰老、损伤的细胞器,吞噬或杀死侵入细胞的病毒或病菌核糖体无膜RNA和蛋白质合成蛋白质中心体蛋白质与有丝分裂有关 3.细胞器归类分析归类依据细胞器种类分布原核细胞与真核细胞共有核糖体植物细胞特有叶绿体、液泡动物与低等植物特有中心体结构无膜中心体、核糖体单层膜内质网、高尔基体、液泡、溶酶体双层膜线粒体、叶绿体成分含磷脂除核糖体、中心体外的细胞器含DNA叶绿体、线粒体含RNA叶绿体、线粒体、核糖体含色素叶绿体、液泡功能参与分泌蛋白的合成和运输核糖体、内质网、高尔基体、线粒体合成有机物叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体分解有机物线粒体、溶酶体合成ATP(参与能量代谢)线粒体、叶绿体与主动运输有关线粒体(供能)、核糖体(合成载体蛋白)参与有丝分裂核糖体、中心体、高尔基体、线粒体发生碱基互补配对线粒体、叶绿体、核糖体产生水内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、核糖体分解水叶绿体、线粒体光学显微镜下可观察线粒体、叶绿体、大液泡例1 下图是动植物细胞亚显微结构模式图,请据图回答问题(以图中序号作答):(1)比较题图A、B两部分,高等动物细胞内不含有的细胞器有 ; 的形成与细胞核内的核仁有关。
(2)自由基是细胞正常代谢过程中产生的有害物质,可损害机体的组织和细胞当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,很可能损伤的细胞器有 (3)若A是衣藻细胞,其细胞质中的细胞器除图中所示外,还应有 ;若A是蓝藻细胞,其细胞质中的细胞器则只有 ;若A是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,则色素存在于 中,将其置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后将会出现 与原生质层分离现象 (4)若B是人口腔上皮细胞,利用甲基绿、吡罗红混合染色剂对其染色时, 将被染成绿色;若B为胰岛B细胞,胰岛素合成后经 、 加工修饰后再经 以胞吐的方式分泌到细胞外, 、 等细胞器也参与这一过程 解析 图中①~依次表示叶绿体、液泡、细胞壁、内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、细胞膜、细胞核、细胞质(基质)、中心体1)高等植物细胞区别于动物细胞的结构有细胞壁、叶绿体、大液泡,而动物细胞有中心体真核细胞内,核仁与核糖体的形成有关2)根据题意,凡是有生物膜的细胞结构都有可能受到自由基的损害,图中③⑧⑨⑩都不属于细胞器;⑤不具有生物膜3)衣藻是低等植物细胞,除图A中所示细胞结构外还具有中心体;蓝藻是原核细胞,只具有核糖体一种细胞器;洋葱鳞片叶外表皮细胞中不含叶绿体,色素存在于液泡中,当其处于高浓度溶液中,会发生质壁分离即细胞壁与原生质层发生分离。
4)甲基绿使DNA呈绿色,吡罗红使RNA呈红色,甲基绿、吡罗红混合染色剂可用于观察DNA、RNA在细胞中的分布;胰岛B细胞中,胰岛素首先在核糖体上合成,经内质网、高尔基体加工修饰后再经细胞膜以胞吐方式分泌到细胞外,整个过程中所需能量主要由线粒体提供答案 (1)①② ⑤ (2)①②④⑥⑦ (3) ⑤ ② ③ (4)⑨ ④ ⑥ ⑧ ⑤ ⑦细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白的合成和运输的相关概念(1)分泌蛋白是指在细胞内合成后分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白在附着型核糖体上合成;胞内蛋白是指合成后留在细胞内起作用的蛋白质,胞内蛋白在游离的核糖体上合成附着有核糖体的内质网为粗面型内质网,与分泌蛋白的形成有关;没有核糖体附着的内质网为光滑型内质网,与脂质的合成有关2)囊泡由单层膜构成,在细胞内物质运输中起重要作用,囊泡可来自内质网、高尔基体、细胞膜等,但其结构不稳定,故不属于细胞器 2.各种生物膜之间的联系(1)在化学组成上的联系a.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b.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就越多。
(2)在结构上具有一定的连续性(3)在功能上的联系在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中,生物膜系统各部分之间的协调配合如下图所示:(4)明确细胞结构与功能的统一性①核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快②内质网、高尔基体多→细胞的合成与分泌功能强③癌细胞膜上糖蛋白减少→细胞间黏着性降低,易于扩散和转移5)高中生物涉及的分泌蛋白①消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶②T细胞合成并分泌的淋巴因子③浆细胞合成并分泌的抗体④下丘脑、垂体、胸腺、胰岛等合成的相关激。