2020_2021学年新教材高中生物第3章细胞的基本结构第2节第1课时细胞器之间的分工课件新人教版必修1 53页

第2节　细胞器之间的分工合作 第 1 课时　细胞器之间的分工 课标要求 核心素养 1. 举例说出几种细胞器的结构和功能。 2. 制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。 1. 生命观念 —— 结构与功能观：各种细胞器的结构与功能的关系。 2. 科学思维 —— 归纳与概括：对比分析各种细胞器的结构、功能、分布。 3. 科学探究 —— 制作临时装片，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。 新知预习 · 双基夯实 一、细胞器之间的分工 1 ． 细胞质的组成 (1) 组成：主要包括 __________ 和 ______________ 。 (2) 细胞质基质存在状态： ________ 状态。 2 ． 细胞器的分离方法： ____________ 法。 细胞器 细胞质基质 胶质 差速离心 3 ． 几种重要细胞器的分工 线粒体 有氧呼吸 叶绿体 光合作用 内质网 蛋白质 高尔基体 内质网 加工、分类和包装的“车 间”及“发送站” 4. 其他细胞器的分工 核糖体 “ 生产 __________ 的机器 ” ，有的附于粗面内质网上，有的游离在 ______________ 中，原、真核细胞中分布 溶酶体 “ ________ 车间 ” ，内部含多种 __________ ，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，主要分布在动物细胞中 液泡 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于植物细胞中 中心体 由两个互相垂直排列的 __________ 及周围物质组成，与细胞的 ____________ 有关，分布于 ________ 和某些 ____________ 的细胞中 蛋白质 细胞质基质 消化 水解酶 中心粒 有丝分裂 动物 低等植物 5. 细胞骨架 (1) 成分： ______________ 。 (2) 形态：网架结构。 (3) 作用：①维持 ____________ ，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞 ____________________ 以及物质运输、能量转换、 ____________ 等生命活动密切相关。 蛋白质纤维 细胞形态 运动、分裂、分化 信息传递 二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 观察对象 叶绿体 细胞质的流动 选取材料 新鲜的 ________ 的叶 新鲜的 ________ 染色 不需染色 不需染色 显微镜 高倍显微镜 ______________ 现象 扁平的椭球形、球形 细胞质按逆时针方向流动 藓类 黑藻 高倍显微镜 (1) 细胞质基质中的液体称为细胞液。 ( 　　 ) (2) 线粒体和叶绿体都可进行能量转换。 ( 　　 ) (3) 核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器。 ( 　　 ) (4) 胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中内质网上核糖体的数量相同。 ( 　　 ) (5) 叶绿体中有色素，用显微镜观察时不需要染色。 ( 　　 ) (6) 秋天枫叶变成红色，主要是由液泡中的色素引起的。 ( 　　 ) (7) 细胞骨架的本质就是蛋白质纤维。 ( 　　 ) × √ × × √ √ √ 思考： 1 ．飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人的多，探讨其原因是什么。 提示： 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动所需要的能量。鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞以及运动员的肌细胞中线粒体多。 2 ．在高倍镜下能否观察到叶绿体的基粒？ 提示： 不能，基粒的结构太小，要借助电子显微镜才能观察到。 3 ．观察时发现叶绿体多分布于植物细胞边缘，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？ 提示： 叶绿体主要分布在细胞的四周，光线较弱时以面积较大的正面对准光源，光线较强时以面积较小的侧面对准光源或相互聚集成团，这样既能保证光合作用的需要，又可避免被强光所灼伤。 学霸记忆 · 素养积累 1 ．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 2 ．内质网是细胞内蛋白质的加工以及脂质合成的 “ 车间 ” 。 3 ．高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。 4 ．核糖体是蛋白质的合成场所，中心体与动物和某些低等植物细胞有丝分裂有关。 5 ．溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒。 课内探究 · 名师点睛 1 ． 叶绿体与线粒体 一 细胞器之间的分工 项目 叶绿体 线粒体 不同点 内膜 没有折叠，选择性很强 内膜向内腔折叠形成嵴，增大了膜面积 酶 与光合作用有关，分布在基粒上和基质中 与有氧呼吸有关，分布在基质中和嵴上 色素 叶绿素、类胡萝卜素，分布在基粒上 — 功能 光合作用的场所 有氧呼吸的主要场所 共同点 ① 均具有双层膜结构； ② 均具有能量转换功能； ③ 都含磷脂、蛋白质、少量的 DNA 和 RNA 等，能合成自身的部分蛋白质，能自主复制，具有一定的独立性。这是细胞质遗传的基础 拓展 (1) 在线粒体和叶绿体中都有少量的 DNA 和 RNA ，且均含有核糖体，故在其内部可控制合成部分蛋白质，具有一定的独立性，因此又称为半自主性细胞器。 (2) 叶绿体和线粒体的分布：对于植物叶片，上表皮叶绿体分布较多，便于吸收光能进行光合作用。线粒体在细胞中的分布是不均匀的，代谢旺盛的部位线粒体较多。 拓展 细胞器的分离 (1) 方法：差速离心法。 (2) 原理：利用不同的离心速度，将各种细胞器分离开。 (3) 过程： ① 将细胞膜破坏，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。 ② 将匀浆放入离心管中，用离心机在不同的转速下进行离心。 ③ 分离得到各种细胞器。 3 ． 细胞骨架 组成：由蛋白质纤维组成的网架结构。 功能：维持细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 4 ． 动植物细胞的比较 项目 动物细胞 植物细胞 不同点 没有细胞壁，没有叶绿体，有中心体，某些低等动物有液泡 有细胞壁，叶肉细胞等有叶绿体，有液泡，高等植物细胞无中心体 相同点 细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等 特别提醒 ： (1) 真核生物：无叶绿体则不能进行光合作用；无线粒体则不能进行有氧呼吸 ( 如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞 ) 。 (2) 原核生物：有些原核生物无叶绿体，但含光合色素和光合酶，可进行光合作用 ( 如蓝细菌 ) ；有些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸 ( 如硝化细菌等 ) 。 (3) 高尔基体在动植物细胞中都含有，但功能有所不同：动物细胞中高尔基体与细胞分泌物的形成及分泌有关，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。 (4) 粗面内质网上有核糖体，主要参与合成某些输送到细胞外的分泌蛋白，如抗体、某些激素、酶原；而光面内质网上无核糖体，主要与糖类和脂质的合成及解毒作用有关： ( 陕西宝鸡金台区高一期末改编 ) 下图表示几种细胞器模式图，下列有关说法中不正确的是 ( 　　 ) A ．细胞器 D 是蛋白质加工以及脂质合成的场所 B ．细胞器 B 、 F 不含磷脂 C ．植物的细胞都含有 E D ． A 与植物细胞壁的形成有关 典例剖析 典例 1 C 解析： 分析题图可知， A 是高尔基体， B 是中心体， C 是线粒体， D 是内质网， E 是叶绿体， F 是核糖体。内质网是蛋白质合成和加工、以及脂质合成的场所， A 说法正确。中心体、核糖体都是无膜的细胞器，都不含磷脂， B 说法正确。不是所有的植物细胞都含有叶绿体，如根细胞没有叶绿体， C 说法错误。高尔基体与植物细胞壁的形成有关， D 说法正确。 方法指导： 对各种细胞器结构图的识别是学习细胞结构与功能的基础，正确解答此类试题的关键是结合教材中的文字说明与插图，多记、多画，在此基础上熟记、理解各种细胞器的功能，并能对不同类型细胞的共同点与不同点进行比较、分析。 1 ． (2019 · 安徽怀宁二中高一周练 ) 根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是 ( 　　 ) A ．汁腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体 B ．心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体 C ．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体 D ．生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体 变式训练 A 解析： 核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量多。肠腺细胞需合成多种消化酶，而汗腺细胞分泌物中无蛋白质，所以汗腺细胞中核糖体数量比肠腺细胞少。代谢旺盛的细胞中含线粒体多，心肌细胞的代谢强度高于骨骼肌细胞，因此心肌细胞中含有更多的线粒体。高尔基体与细胞分泌物的形成有关，胰腺细胞具有较强的分泌功能，因此高尔基体的数量比心肌细胞多。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞，因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体。 二 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3 ． 实验过程 (1) 观察植物细胞中的叶绿体： 4 ． 注意事项 (1) 观察叶绿体时，常选用藓类叶片，这是因为藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，且叶绿体少而大。若选用菠菜叶作材料，一般撕取带有少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，易撕取，细胞排列疏松、分散，也便于观察。 (2) 实验材料要保证鲜活：临时装片应随时保持有水状态，避免细胞活性受影响。 (3) 为提高细胞质的流动性，可事先放在光照、室温条件下培养，或观察时提高盛放黑藻的水温，也可切伤一小部分叶片。 (4) 观察 —— 寻找三 “ 最佳 ” ① 寻找最佳参照物 —— 叶绿体：视其叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。 ② 寻找最佳部位 —— 靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，细胞质流动更明显，容易观察到细胞质流动。 ③ 寻找最佳视野 —— 相对较暗：高倍显微镜下的观察一般要调出较暗的视野，这样有利于辨别物像的动态变化。 拓展 叶绿体在不同光照条件下可以运动。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源；而在弱光下，则以其椭球体的正面朝向光源，以充分接受光照。若用灯光照射，灯泡不能离装片太近，否则，叶绿体会被强光灼伤而解体。 下列是与 “ 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 ” 实验有关的表述，其中正确的是 ( 　　 ) A ．不选幼根作实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动 B ．此时若看到中央液泡外周的细胞质沿顺时针方向流动，则该细胞中细胞质的实际流动方向是逆时针方向 C ．细胞中叶绿体的移动是细胞质流动的标志 D ．需要对细胞进行染色 典例剖析 典例 2 C 解析： 细胞质流动是活细胞所具有的特征， A 错误；显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际细胞质的流动方向一致， B 错误；叶绿体本身有颜色，因此细胞中叶绿体的位置移动可以作为细胞质流动的标志， C 正确；叶绿体本身有颜色，不需要染色， D 错误。 方法指导： (1) 显微镜成倒立的像， “ 倒立 ” 不是相反，是旋转 180 度后得到的像，即上下相反、左右相反。因此，显微镜下观察到的细胞质的流动方向是顺时针方向，则旋转 180 度后还是顺时针方向。 (2) 观察细胞质流动时，需要以叶绿体为标志。 2 ． ( 不定项 ) 下列有关 “ 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 ” 的说法，正确的是 ( 　　　 ) A ．观察细胞质流动时，若视野太亮，可用反光镜的平面镜 B ．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚 C ．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉 D ．观察叶绿体，可用高倍镜直接观察 变式训练 ABC 解析： 若视野太亮，宜用平面镜减少进光量， A 项正确；藓类的叶或黑藻的叶片薄而小，可直接制作装片观察， B 项正确；菠菜叶的下表皮处的叶肉细胞内叶绿体数目少，体积大，容易观察， C 项正确；制作的临时装片要先在低倍镜下找到合适的视野，再换用高倍镜，不能直接用高倍镜观察， D 项错误。 1 ． 成分： 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。 2 ． 功能 细胞壁较坚韧，对植物细胞有支持和保护作用，能够维持细胞正常的形态。 3 ． 特性： 全透性。 三 细胞壁的成分和功能 拓展 (1) 植物细胞壁的合成：与高尔基体密切相关。 (2) 细胞壁的主要成分：细胞壁并不是植物细胞所特有的结构，在不同种类的生物细胞中细胞壁的成分不同。例如，植物细胞 — 纤维素和果胶；细菌 —— 肽聚糖；根霉 —— 几丁质；酵母菌 — 葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、类脂和几丁质等。 从植物细胞系统边界的角度来考虑，细胞壁与细胞膜最大的区别是 ( 　　 ) A ．细胞壁位于细胞最外层，对细胞起保护作用 B ．细胞膜能控制物质进出细胞，而细胞壁是全透性的 C ．光学显微镜下，可以观察到细胞壁，而不易观察到细胞膜 D ．组成细胞壁和细胞膜的化学成分不同 解析： 细胞膜作为系统的边界，不仅能将细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞的作用，以保证细胞内部环境的相对稳定。细胞壁是全透性的，无法将细胞与外界环境分隔开。 典例剖析 典例 3 B 3 ．任何系统都有边界，边界对系统的稳定至关重要，细胞作为一个最基本的生命系统，它的边界是 ( 　　 ) A ．植物细胞的细胞壁　 B ．动物细胞的细胞膜 C ．细胞核 D ．所有细胞的细胞膜 解析： 所有细胞的边界都是细胞膜。 变式训练 D 指点迷津 · 拨云见日 一、多角度比较各种细胞器： 细胞内与能量转换有关的细胞器是 ( 　　 ) A ．线粒体、叶绿体　　　 B ．内质网、核糖体 C ．高尔基体、线粒体 D ．叶绿体、内质网 解析： 线粒体是细胞的 “ 动力车间 ” 、叶绿体是植物细胞的 “ 养料制造车间 ” 和 “ 能量转换站 ” 。 典例 4 A 二、常见细胞结构图像的辨别方法： 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精准。请据图回答下列问题： (1) 该细胞与高等植物的叶肉细胞相比，具有 [______]__________ 细胞器，而缺少 __________ 、 ________ 两种细胞器。 (2) 图中①主要由 ______________ 组成，其功能越复杂， __________________ 越多。 典例 5 ④ 中心体 叶绿体 液泡 脂质和蛋白质 蛋白质的种类和数量 (3) 该细胞中还应有溶酶体，其功能是： ____________________________________________________________ 。 (4) 为研究细胞内各种组成成分和功能，需将细胞器分离，分离细胞器常用的方法是 ______________ 。 解析： (1) 该细胞为动物细胞，与高等植物的叶肉细胞相比，多了 [④] 中心体，而少了高等植物细胞特有的叶绿体和液泡两种细胞器。 (2) 图中①为细胞膜，主要由脂质和蛋白质组成，细胞膜的功能越复杂，其膜上蛋白质的种类和数量越多。 (3) 溶酶体的作用是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 (4) 分离细胞器常用的方法是差速离心法。 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 差速离心法  问题探讨 ⇨ P47 1 ． 提示： 一件产品是由多个零部件组成的，飞机制造过程中任何一个零件都不可缺少。因此，缺少某个部门后， C919 飞机将不能制造成功。 2 ． 提示： 细胞中也存在不同的部门。例如蛋白质的合成。细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个 “ 部门 ” 协调配合完成的。  探究 · 实践 ⇨ P50 1 ．叶绿体的形态和分布有利于对光能的吸收、利用。 2 ．细胞质的流动，对于营养物质的运输、代谢废物的排出、细胞间的信息交流都具有重要意义。