秋学期高中生物必修一人教版 第三章 细胞的基本结构+第2节 细胞器系统内的分工合作含答案.docx

秋学期高中生物必修一人教版 第三章 细胞的基本结构+第2节 细胞器系统内的分工合作含答案.docx

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秋学期高中生物必修一人教版第三章细胞的基本结构+第2节细胞器系统内的分工合作含答案

第2节　细胞器——系统内的分工合作

学习目标

1．说出常见细胞器的结构与功能。

（重点）

2．细胞器之间的分工协作。

（难点）

核心概念

差速离心法　线粒体　叶绿体　核糖体　内质网　中心体　溶酶体　高尔基体　液泡　细胞质基质　生物膜系统

一、细胞器之间的分工

1．分离细胞器的方法

__差速离心法____。

2．各种细胞器的功能

（1）双层膜结构：

①

②

（2）单层膜结构：

①

②

③

④

（3）无膜结构：

①

②

二、细胞质

1．组成

由__细胞器____和__细胞质基质____组成。

2．细胞质基质

（1）存在状态：

__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：

是多种__化学反应____进行的场所。

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。

四、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）

2．细胞的生物膜系统

？

思考

1．一个细胞就是一个大工厂，每个细胞器就是工厂里的“车间”，“车间”借助膜结构相互分隔开来，所有的“车间”都有膜结构吗？

提示：

不是，中心体、核糖体无膜结构。

2．

（1）用同位素标记法研究分泌蛋白的合成与运输过程，除了用3H标记亮氨酸外，还可用哪些同位素标记氨基酸？

（2）分泌蛋白的形成过程中，经过了哪些膜结构？

提示：

（1）还可用14C、18O、15N等元素标记氨基酸。

（2）内质网、高尔基体、细胞膜。

3．在生物膜系统中哪几种生物膜之间存在直接联系？

提示：

内质网膜内连核膜，外连细胞膜。

4．植物叶肉细胞中也含有线粒体，它们能否作为观察线粒体的材料？

为什么？

提示：

不可以，植物叶肉细胞中含有叶绿体，会对染色后的线粒体形成颜色干扰，而无法观察。

5．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？

提示：

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。

H

　判断题

1．细胞膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、液泡、细胞核、内质网与高尔基体等都是具膜结构的细胞器。

（　×　）

2．蓝藻细胞中有的酶在核糖体上合成后，再由内质网和高尔基体加工。

（　×　）

3．溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，也能分解衰老的细胞器。

（　√　）

4．线粒体是细胞的“动力车间”，细胞的有氧呼吸就是在线粒体内完成的。

（　×　）

5．不同细胞中线粒体数量可能不同，同一细胞的不同部位分布的线粒体数量也可能不同。

（　√　）

6．生物膜之间通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新。

（　√　）

7．真核生物细胞具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行。

（　√　）

8．有中心体的一定是动物细胞。

（　×　）

9．所有植物细胞都有细胞壁，但不一定含有大液泡和叶绿体。

（　√　）

知识点1　细胞器的结构与功能

Z

一、细胞器的分类

1．按分布分类

（1）动物和高等植物细胞共有的细胞器：

③。

（2）与动物细胞相比，高等植物细胞特有的细胞器：

①。

（3）与高等植物细胞相比，动物细胞特有的细胞器：

②。

（4）动物细胞和低等植物细胞共有的细胞器：

②③。

2．按功能分类

（1）参与能量代谢的细胞器：

④。

（2）与蛋白质合成、加工相关的细胞器：

核糖体、内质网、高尔基体。

3．按膜层数分类

（1）不含膜结构的细胞器：

⑤。

（2）含有单层膜的细胞器：

⑥。

（3）含有双层膜的细胞器：

④。

4．按成分分类

（1）含有DNA的细胞器：

④。

（2）含有色素的细胞器：

①。

二、叶绿体与线粒体的比较

叶绿体

线粒体

结构特点

膜

外膜

使叶绿体或线粒体与周围的细胞质基质分开

内膜

是一层光滑的膜，包围着几个到几十个绿色基粒等细微结构

向内腔折叠形成嵴，扩大了内膜面积，附有多种与有氧呼吸有关的酶

基质

在基粒和基粒之间充满基质，含有与光合作用有关的酶

在嵴的周围充满着液态的基质，含有与有氧呼吸有关的酶

都含有少量的RNA和DNA

功能

是光合作用的场所

是细胞有氧呼吸的主要场所

分布

便于接受光照的细胞中数量较多

代谢旺盛的细胞中数量较多

Y

与细胞器有关的五个“不一定”

（1）没有叶绿体的细胞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。

D

典例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（　D　）

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

生产蛋白质的机器

D

溶酶体

存在于动植物细胞中

消化车间

[解析]　高尔基体是由一层膜构成的，它是蛋白质加工、分类、包装的“车间”和“发送站”；叶绿体主要存在于植物绿色部位的细胞中，而根细胞中不存在叶绿体；核糖体没有膜结构，它是合成蛋白质的细胞器；溶酶体中含有多种水解酶，这些酶起到消化的作用，它普遍存在于动植物细胞中。

〔变式训练1〕　（2018·四川成都高三质检）下列有关动植物细胞结构的比较，错误的是（　C　）

A．细胞膜、细胞质、细胞核是动植物细胞共有的结构

B．液泡主要存在于植物细胞中，中心体主要存在于动物和某些低等植物细胞中

C．没有叶绿体的细胞一定不是植物细胞

D．植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，而动物细胞没有

[解析]　叶绿体是植物细胞特有的结构，但是植物体的不见光部分（如根）细胞内没有叶绿体，叶绿体主要分布在植物绿色部位的细胞中；细胞壁是区分动植物细胞的重要结构，所有植物细胞都有，而动物细胞没有。

知识点2　用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

Z

1．实验原理

（1）叶肉细胞中的叶绿体呈扁平的椭球形或球形，绿色，散布于细胞质基质中，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、圆状、线形、哑铃形等。

（3）健那绿染液是将活细胞中线粒体染色体专一性染料，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．实验材料的选取

实验

观察叶绿体

观察线粒体

选材

藓类叶片

菠菜稍带叶肉的下表皮

人口腔上皮细胞

原因

叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片

①细胞排列疏松，易撕取

②含叶绿体数目少，且个体大

①没有颜色，便于观察

②易取材

3．实验流程图示

观察：

先用低倍显微镜观察再用高倍显微镜观察

（2）观察线粒体

4．实验注意事项

（1）制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持有水状态，以免影响细胞活性。

（2）取人口腔上皮细胞时，要先漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。

（3）健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，需要溶解于生理盐水中，保证染色后不影响细胞的正常形态。

知识贴士

①动、植物细胞需用不同的溶液保持细胞活性，不要误认为都用生理盐水，而是植物细胞用清水，动物细胞用生理盐水。

②使用高倍镜观察线粒体和叶绿体时，不能用高倍镜直接观察，应先用低倍镜找到目标，然后换用高倍镜进行观察。

D

典例2　下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法不正确的是（　C　）

A．健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞

B．高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体

C．健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色

D．藓类叶片可直接制成装片用于观察叶绿体

[解析]　选项A，健那绿染液是一种对细胞几乎没有损害的染液，可在保持细胞活性的情况下进行染色；选项B，高倍显微镜下，叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形；选项C，健那绿染液可将线粒体染成蓝绿色；选项D，藓类叶片是由一层或两层细胞构成的，所以可以直接制成装片观察叶绿体。

技巧方法：

1.观察叶绿体的实验中，要选择叶绿体体积较大，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，线粒体要用健那绿染液染色而显蓝绿色，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，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，保持细胞正常形态；若换用洋葱鳞片叶的内表皮，直接用清水即可。

〔变式训练2〕　下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞的线粒体实验的说法中，错误的是（　D　）

A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证实验的准确性

B．配制健那绿染液时使用生理盐水，目的是维持人的口腔上皮细胞的正常形态

C．在高倍镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈蓝绿色，而细胞质接近无色

D．在高倍镜下观察可以看到线粒体有两层膜

[解析]　牙签消毒是为了杀灭微生物，排除其干扰，漱口是为了清除口腔中的食物残渣；使用生理盐水是为了维持口腔上皮细胞的正常形态；活细胞中的线粒体被健那绿染液染成蓝绿色；使用电子显微镜才能观察到线粒体有两层膜。

知识点3　分泌蛋白的合成与运输

Z

1．过程解读

上述过程中各种细胞器的功能各不相同，依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合完成该生命活动。

2．曲线解读

（1）甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况，依据放射性元素出现的先后顺序判断，a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。

（2）乙图表示一定时间内，细胞结构的膜面积随时间变化，d的膜面积减少，e的膜面积增加，f的膜面积先增加后减少，可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体。

（3）丙图表示前后两个时间点，细胞结构膜面积变化对比。

前后比较发现，g的膜面积减少、h的膜面积基本不变、i的膜面积增加，可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。

Y

与分泌蛋白形成有关的两个误区

（1）分泌蛋白的形成过程体现了生物膜之间在功能上的联系，但是参与该过程的细胞结构并不一定都具有膜结构，如核糖体。

（2）线粒体为分泌蛋白的合成和加工提供能量，其合成和运输并不经过该细胞器。

D

典例3　不同细胞分泌物的分泌方式有差异。

分泌物形成后，如果随即被排出细胞，这种方式称为连续分泌；如果先在分泌颗粒中贮存一段时间，待有相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外，称为不连续分泌。

下图表示几种分泌蛋白合成和分泌的途径，请据图回答问题。

（1）在细胞与外界环境之间进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中，起决定作用的生物膜是__细胞膜____。

（2）氨基酸脱水缩合成肽链的场所是[__②____]__核糖体____，对分泌蛋白进行加工的细胞器有__内质网、高尔基体____。

（3）将3H标记的亮氨酸注射到胰腺细胞中进行追踪实验研究，可以发现分泌蛋白是按照__②→③→④→⑤____（用序号和箭头表示）方向运输的，这体现了细胞内各种生物在功能上也是__既紧密联系又协调配合的____。

（4）下图为胰腺细胞分泌某蛋白质前几种生物膜面积的示意图，请据图画出该蛋白质分泌后相应几种生物膜面积的示意图。

[答案]　

[解析]　

（1）细胞膜在细胞与外界环境之间的物质运输、能量转换和信息传递过程中有重要作用。

（2）氨基酸脱水缩合形成肽链的场所是核糖体，内质网、高尔基体等对分泌蛋白进行加工。

（3）分泌蛋白的运输方向是②核糖体→③内质网→④高尔基体→⑤细胞膜。

（4）蛋白质分泌过程中，内质网“出芽”形成囊泡（内含蛋白质），囊泡到达高尔基体并与之融合，再从高尔基体上“出芽”形成囊泡，囊泡到达细胞膜，与细胞膜融合，蛋白质被分泌到细胞外，这样内质网膜面积减小，细胞膜的膜面积增大，高尔基体膜面积几乎不变。

〔变式训练3〕　如图是某动物细胞的部分亚显微结构示意图，已知该细胞具有分泌抗体的功能。

请联系所学知识回答下列有关问题。

（1）图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是[__6____]__中心体____；请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：

__4、3、7、5____（仅填标号），为该过程提供能量的场所是[__1____]__线粒体____；若该细胞取材于人体内，则其名称是__浆细胞____。