第3章第2节第1课时.docx
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第3章第2节第1课时
第2节 细胞器——系统内的分工合作
第1课时 细胞器之间的分工
[学习导航] 1.结合教材图示,概述几种细胞器的结构和功能。
2.学会使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
[重难点击] 几种主要细胞器的功能。
方式一 这是一辆漂亮的自行车,它是通过自行车厂的多个车间和部门,如生产车架的车间,生产轮胎的车间,生产刹车线的车间,还有质检部门等等,协调配合生产出来的。
细胞内也存在类似的部门或车间吗?
你能举出例子吗?
细胞内各种不同的细胞器类似不同的生产车间,大家分工、合作共同完成细胞的相关生命活动。
本节课我们共同学习细胞器。
方式二 俗话说:
“麻雀虽小,五脏俱全”,其实何止麻雀,即使是一个细胞也具有完整的结构,而且各部分之间既有分工又有合作,共同完成许多不可思议的复杂生命活动。
这其中,各种各样的细胞器起着至关重要的作用。
一、各种细胞器的结构和功能
1.细胞质
(1)组成:
主要由细胞器和细胞质基质组成。
(2)细胞质基质
①存在状态:
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:
新陈代谢的主要场所。
2.细胞器的分离方法
分离细胞器最常用的方法是差速离心法。
3.细胞器的结构和功能
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
知识归纳 细胞器的分类归纳
(1)从结构特点分析:
①具有双层膜结构的细胞器:
线粒体、叶绿体;②具有单层膜结构的细胞器:
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡;③无膜结构的细胞器:
中心体、核糖体。
(2)从成分上分析:
①具有DNA的细胞器:
线粒体、叶绿体;②具有RNA的细胞器:
线粒体、叶绿体、核糖体;③具有色素的细胞器:
液泡、叶绿体。
(3)从功能特点分析:
①与能量转换有关的细胞器:
叶绿体、线粒体;②与蛋白质合成、分泌有关的细胞器:
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
(4)从分布特点分析:
①植物细胞特有的细胞器:
叶绿体、液泡;②动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器:
中心体。
如图是某种生物的细胞亚显微结构示意图,试据图回答下列问题:
1.该细胞是哪种细胞?
说明判断的理由。
答案 高等植物细胞。
理由是该细胞有细胞壁、叶绿体和大液泡,没有中心体。
2.图中[1]和[2]的主要成分分别是什么?
与[2]形成有关的细胞器是哪种?
答案 [1]是细胞膜,主要成分是脂质和蛋白质;[2]是细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,其形成和高尔基体有关。
3.若该细胞是西瓜的红色果肉细胞,则色素存在于哪种细胞器?
答案 [14]液泡。
4.若该细胞是洋葱的根尖细胞,则图中不应该具有哪种细胞器?
答案 [4]叶绿体。
5.光合作用和细胞呼吸的主要场所分别是图中的哪个细胞器?
它们有什么共同点?
答案 分别是[4]叶绿体和[11]线粒体。
它们都具有双层膜,都含有DNA和RNA,都与能量转换有关。
知识整合 判断某细胞是否是植物细胞主要看有无细胞壁、叶绿体、液泡;植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关;不是所有的植物细胞都有叶绿体,非绿色器官不含叶绿体;叶绿体和线粒体都含有DNA、RNA和核糖体,都可自主控制部分蛋白质,又称为半自主性细胞器。
1.下表是关于各种细胞器的结构和功能的比较,其中正确的是( )
选项
细胞器
结构或部位
功能
A
高尔基体
一层膜
动力车间
B
叶绿体
存在于所有植物细胞中
养料制造车间
C
核糖体
一层膜
蛋白质生产机器
D
溶酶体
存在于动植物细胞中
消化车间
答案 D
解析 动力车间是线粒体;叶绿体只存于叶肉细胞、幼茎皮层细胞等植物细胞中;核糖体无膜结构。
2.关于细胞中细胞器的叙述,错误的是( )
A.大肠杆菌无线粒体,有核糖体
B.水稻叶肉细胞有叶绿体,也有液泡
C.酵母菌有线粒体,也有叶绿体
D.小鼠肝细胞有线粒体,也有内质网
答案 C
解析 大肠杆菌是原核生物,细胞中只有核糖体,而无线粒体等较复杂的细胞器;水稻叶肉细胞是高度分化的细胞,有液泡和叶绿体,叶绿体能进行光合作用;酵母菌是真菌,有线粒体,无叶绿体;小鼠肝细胞是高等动物细胞,细胞中有线粒体,也有内质网。
知识拓展
(1)叶绿体和线粒体都与能量转换有关:
叶绿体能把光能转化为化学能,线粒体能把有机物中稳定的化学能转变成活跃的化学能。
(2)高尔基体动植物细胞都有,但功能不同:
动物细胞中和细胞的分泌功能有关,植物细胞中和新细胞壁的形成有关。
(3)内质网有两种:
附着有核糖体的粗面内质网主要参与分泌蛋白的合成与加工;滑面内质网没有核糖体附着,主要与糖类和脂质的合成有关。
(4)核糖体有两种:
附着在内质网上的核糖体主要合成到细胞外发挥作用的分泌蛋白;游离的核糖体合成细胞自身所需要的蛋白质。
(5)溶酶体的形成与高尔基体有关。
二、实验:
用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1.实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,不需染色,制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等,用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。
2.实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
1.观察叶绿体时选用藓类的叶、黑藻的叶。
这些材料有什么优点?
用菠菜叶做该实验应如何处理?
答案 这些材料的叶子薄而小,叶绿体清楚,可取整个小叶直接制片,所以作为实验的首选材料。
若用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉,因为表皮细胞不含叶绿体。
2.细胞质中的叶绿体是不是静止不动的?
答案 不是静止不动的,它会随着细胞质的流动而运动。
3.在光学显微镜下能否看到叶绿体、线粒体的双层膜结构?
答案 不能。
叶绿体、线粒体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构,只有用电子显微镜才能看到。
4.观察线粒体能否用植物的叶肉细胞?
答案 植物叶肉细胞一般有叶绿体,有颜色,不便观察线粒体的颜色变化。
(知识整合 观察叶绿体时要始终保持有水状态,保证细胞的活性,才能观察到叶绿体的运动,叶绿体不仅随细胞质的流动而流动,还随光照方向的改变而旋转,以利于接受更多光照。
光学显微镜下不能看到叶绿体和线粒体的内部结构,只能观察其形态和分布。
3.下列关于“观察叶绿体的形态和分布”的实验中,说法正确的是( )
A.选用含叶绿体小而少的细胞来观察
B.在活细胞中,细胞质基质中的叶绿体是静止不动的
C.选用含叶绿体大而少的细胞来观察
D.制片时叶片应保持干燥
答案 C
解析 选材时应选用含叶绿体大而少的细胞,如稍带些叶肉的菠菜叶下表皮;临时装片中的叶片要保持有水状态,以使叶片保持正常生活状态;活细胞中,叶绿体会随着细胞质的流动而运动,并且叶绿体可根据光的强弱调整其椭球体的方向。
4.下列有关“观察叶绿体和线粒体”实验的叙述,错误的是( )
A.在高倍显微镜下,叶绿体和线粒体的结构清晰可见
B.观察叶绿体时,应保证临时装片中的叶片保持有水状态
C.健那绿染液可将线粒体染成蓝绿色
D.高倍显微镜下叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球形或球形
答案 A
解析 高倍显微镜下,只能看到叶绿体、线粒体的形态和分布,而无法看到其结构。
易混辨析
细胞的显微结构和亚显微结构
(1)显微结构:
在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。
(2)亚显微结构:
指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。
普通光学显微镜的分辨力极限约为0.2微米,细胞膜、内质网膜和核膜的厚度,核糖体、微管和微丝的直径等均小于0.2微米,要观察到它们,必须用分辨力更高的电子显微镜。
1.电子显微镜下观察狗尾巴草幼茎皮层细胞,可观察到的结构有图中的( )
A.①②③④⑤B.①②③④
C.①③④⑤D.①②③⑤
答案 B
解析 狗尾巴草属于高等植物,其幼茎皮层细胞中含有①线粒体、②叶绿体、③内质网、④高尔基体等细胞器。
⑤中心体一般存在于动物细胞和低等植物细胞中。
2.郁金香花朵的颜色十分鲜亮夺目,其亮丽的颜色主要是由下列哪种结构决定的( )
A.叶绿体B.液泡
C.线粒体D.细胞质
答案 B
解析 花的颜色主要由液泡中的色素决定。
叶绿体内的色素主要是光合色素,与花的颜色无直接关系。
3.如图是植物细胞部分膜结构示意图,它们依次属于的结构是( )
A.细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜
B.线粒体膜、细胞膜、叶绿体膜
C.叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜
D.高尔基体膜、线粒体膜、细胞膜
答案 C
解析 ①③具有双层膜,①内膜光滑,③内膜向内腔折叠,故①是叶绿体膜,③是线粒体膜。
4.下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.有内质网的细胞不一定是真核细胞
B.有中心体的细胞一定是动物细胞
C.有高尔基体的细胞不一定有分泌功能
D.有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白
答案 C
解析 有内质网的细胞一定是真核细胞,因为原核细胞中只有核糖体这一种细胞器;某些低等植物细胞中也有中心体;动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,而植物细胞中的高尔基体与细胞分裂过程中细胞壁的形成有关;有核糖体的细胞可以合成蛋白质,但不一定是分泌蛋白。
5.如图表示几种细胞器的模式简图,据图回答下面的问题:
(1)能进行光合作用的细胞器是[ ]________。
(2)细胞生命活动所需的能量,大约95%来自[ ]______________。
(3)[ ]________是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
(4)对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”是[ ]________。
答案
(1)C 叶绿体
(2)A 线粒体 (3)D 内质网
(4)B 高尔基体
解析 题图中A为线粒体、B为高尔基体、C为叶绿体、D为内质网,逐题分析结合各细胞器功能即可解答。
课时作业
[学考达标]
1.最能表明一个细胞特殊功能的是( )
A.细胞的大小
B.细胞核的大小
C.细胞膜的结构
D.细胞器的种类和数量
答案 D
解析 细胞器的种类和数量决定细胞的功能。
如线粒体多,细胞代谢旺盛,需能较多。
2.下列关于真核细胞结构的叙述,错误的是( )
A.细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
B.线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所
C.核糖体具有特定空间结构
D.高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
答案 D
解析 蛋白质的合成在核糖体上,而不是高尔基体,D错误;细胞器有不同的功能,它们的分布与细胞的功能是相适应的,A正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,B正确;核糖体是合成蛋白质的细胞器,它具有特定的空间结构,C正确。
3.植物细胞壁的形成与高尔基体有关,这说明了高尔基体( )
A.具有合成蛋白质的能力
B.具有合成脂肪的能力
C.具有合成多糖的能力
D.具有合成核酸的能力
答案 C
解析 植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,二者均为多糖,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,则说明高尔基体具有合成多糖的能力。
4.研究人员分别对蓝藻和酵母菌进行各种分析、观察等实验,获得的结果如下表(表中“√”表示“有”,“×”表示“无”)。
你认为该研究人员对蓝藻和酵母菌的实验记录正确的是( )
项目
光合色素
叶绿体
线粒体
核糖体
蓝藻
√
×
×
√
酵母菌
×
×
√
√
A.蓝藻B.酵母菌
C.都正确D.都不正确
答案 C
解析 蓝藻是原核生物,虽含光合色素能进行光合作用,但不具有叶绿体;酵母菌是真核生物,无叶绿体,有线粒体。
二者均具有核糖体。
5.如图是某生物细胞亚显微结构示意图,下列说法正确的是( )
A.结构1和2都含有磷脂
B.细胞器3和8只分布于植物细胞中
C.同时含有核糖和脱氧核糖的细胞器是3和4
D.该示意图可表示高等植物细胞
答案 C
解析 此图含有3叶绿体、9大液泡、1细胞壁和7中心体,为低等植物细胞;1细胞壁不含有磷脂;8高尔基体可分布于植物细胞及动物细胞中。
6.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的描述,错误的是( )
A.用健那绿染液染色后的人口腔上皮细胞中呈蓝绿色的是线粒体
B.经过健那绿染色的线粒体仍然可以维持活性
C.观察叶绿体时,制作的菠菜叶肉细胞临时装片要随时保持有水的状态
D.高倍镜下观察到的是叶绿体的亚显微结构
答案 D
解析 线粒体无色,用专一性染线粒体的活细胞染料健那绿染色,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,线粒体能在健那绿染液中维持数小时活性。
菠菜叶肉细胞临时装片要随时保持有水的状态,以保持细胞的活性和叶绿体的正常形态。
亚显微结构是在电子显微镜下看到的结构,光学显微镜下看到的是显微结构。
[高考提能]
7.叶绿体的结构与蓝藻十分相似,科学家在研究叶绿体起源时,提出一种假说,即细菌将蓝藻吞噬后,蓝藻生活于其内,形成共生体。
细菌逐步演化为植物细胞,蓝藻演化为叶绿体。
支持这一观点的关键事实是( )
A.叶绿体和蓝藻一样都具有色素
B.叶绿体和蓝藻一样都能进行光合作用
C.叶绿体含有遗传物质DNA,在遗传上具有一定的独立性
D.叶绿体和蓝藻都具有膜结构,形态相似,大小基本相同
答案 C
解析 “关键事实”即“最本质的”,叶绿体的功能受到叶绿体DNA的控制,由于叶绿体含有遗传物质,因此,叶绿体具有一定的自主性和独立性,这与细胞的自主性和独立性是相似的。
8.英国科学家拉马克里希南、美国科学家施泰茨和以色列科学家约纳特因对“核糖体结构和功能的研究”的突破性贡献而获2009年诺贝尔化学奖。
下列有关核糖体的叙述,不正确的是( )
A.核糖体的组成成分中不含有磷脂
B.在光学显微镜下可观察到原核细胞和真核细胞中都有核糖体分布
C.核糖体在行使其功能时会产生水
D.核糖体是蛋白质的合成场所
答案 B
解析 核糖体不具有膜结构,因此其组成成分中不含有磷脂,A正确;核糖体属于亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,B错误;核糖体在利用氨基酸形成肽链时会产生水,C正确;核糖体是蛋白质的合成场所,D正确。
9.右图中的三个圆圈①②③分别表示含有细胞壁、叶绿体、中心体的细胞,那么阴影部分表示的细胞可能是( )
A.肝细胞
B.衣藻细胞
C.乳酸菌细胞
D.棉花叶肉细胞
答案 B
解析 通过对图形的分析可以知道,阴影部分表示的细胞一定含有细胞壁、叶绿体和中心体。
肝细胞没有细胞壁和叶绿体;乳酸菌中不含有叶绿体和中心体;棉花叶肉细胞(高等植物细胞)中不含有中心体。
10.两位同学在交流高倍光学显微镜下观察到的菠菜叶肉细胞、人的骨骼肌细胞和蓝藻细胞的结构时,下列有关描述不正确的是( )
A.菠菜叶肉细胞有线粒体和叶绿体而蓝藻细胞无
B.蓝藻细胞与叶肉细胞的主要区别是无细胞壁
C.菠菜叶肉细胞与蓝藻细胞都能进行光合作用
D.骨骼肌细胞有中心体而叶肉细胞无
答案 B
解析 原核细胞与真核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核,而蓝藻细胞与叶肉细胞都有细胞壁,只是成分不同。
11.下列A、B两图是细胞的亚显微结构图,请据图回答下列问题:
(1)图A是________(填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是_____________。
(2)图A中⑥所指的是________________,它是细胞合成____________的场所。
(3)图B中⑤是________,它是细胞进行____________的主要场所。
(4)若图B是紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[ ]________中。
如果图B是植物的根毛细胞,则图中不应有的结构是[ ]________。
答案
(1)动物 无细胞壁、叶绿体和液泡,有中心体
(2)核糖体 蛋白质 (3)线粒体 有氧呼吸 (4)⑥ 液泡 ⑦ 叶绿体
12.下图是一个细胞的亚显微结构模式图。
请据图回答下列问题:
(1)与烟草叶肉细胞相比,该细胞所特有的结构是[ ]__________。
(2)若此细胞是唾液腺细胞,不应有的细胞器是[ ]______________,细胞吸收的氨基酸将在[ ]__________上被利用合成蛋白质,合成的蛋白质依次经过________________和______________等细胞器的加工与运输,形成相应的分泌物,如唾液淀粉酶。
(3)若该细胞代表人体血液中的红细胞,则该图不正确的地方主要有_______________
________________________________________________________________________。
(4)若此细胞为动物细胞,那么脂质在该细胞的[ ]__________内合成。
答案
(1)4 中心体
(2)3 叶绿体 5 核糖体 内质网 高尔基体 (3)细胞的形态应呈圆饼状,细胞内应无细胞核、细胞壁及各种细胞器 (4)6 内质网
13.在低温条件下,将叶片置于研钵中,加入某种溶液研磨后,用离心法进行分离。
第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上清液S1;随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上清液S2;第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上清液S3;最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上清液S4。
现请回答下列问题(填入相应的字母符号,如S1~S4,P1~P4,见下图):
(1)细胞的DNA主要存在于____________部分。
(2)若要继续分离得到与光合作用有关的酶,应选取______________部分。
(3)若要研究合成蛋白质的细胞器,应选取________部分。
(4)含有与有氧呼吸有关的酶的是____________。
答案
(1)P1
(2)P2 (3)P4 (4)S1、S2、P3
解析 DNA主要在细胞核中——P1;光合作用有关酶位于叶绿体中——P2;蛋白质由核糖体合成——P4;有氧呼吸有关的酶主要位于线粒体中——S1、S2、P3。
[真题体验]
14.(2016·海南,8)下列关于植物细胞中液泡的叙述,错误的是( )
A.植物细胞中的液泡是一种细胞器
B.液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化
C.液泡中含有糖和无机盐,不含有蛋白质
D.花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色
答案 C
解析 液泡是植物细胞的一种由单层膜包围的细胞器,A项正确;质壁分离或复原过程中液泡会随细胞失水或吸水而变化,B项正确;液泡中含有蛋白质,C项错误;花瓣液泡中的色素种类和颜色影响花色,D项正确。
15.(2015·海南,2)细胞是生命活动的基本单位。
关于细胞结构的叙述,错误的是( )
A.细菌有核糖体,无叶绿体
B.蓝藻无细胞核,也无核糖体
C.水绵有细胞核,也有叶绿体
D.酵母菌有细胞核,无叶绿体
答案 B
解析 细菌、蓝藻等原核生物没有以核膜为界限的细胞核,唯一的细胞器是核糖体,所以A正确,B错误;水绵、酵母菌等真核生物有以核膜为界限的细胞核,水绵是具有叶绿体的自养生物,酵母菌为异养生物,无叶绿体,所以C、D正确。