新教材高中生物人教版必修1学案第3章第2节细胞器之间的分工合作

第2节细胞器之间的分工合作知识点一细胞器之间的分工[新知导学]1．分离细胞器的常用方法：差速离心法2．各种细胞器的结构和功能3.细胞质基质的成分及功能(1)存在状态：呈溶胶状。(2)成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。(3)功能：多种化学反应进行的场所。1．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，没有叶绿体的细胞是否一定不能进行光合作用？提示：不一定，如蓝细菌。2．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。那么，进行有氧呼吸的细胞一定有线粒体吗？提示：不一定，如某些好氧细菌。[重难探究]1．叶绿体和线粒体的比较2.各种细胞器的分类与细胞器有关的三个“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。[典题演练]1.如图为电子显微镜视野中观察到的某细胞的一部分。下列有关该细胞的叙述中，不正确的是(B)A．此细胞是真核细胞B．此细胞可能是细菌细胞，也有可能是酵母菌细胞C．结构1可在该细胞分裂时提供能量D．结构2、3不具有磷脂、蛋白质构成的膜解析：解答该题要明确该图为电子显微镜视野中观察到的一部分，而不是整个细胞，虽然有中心体，但不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。由于有细胞核及各种细胞器，因此肯定是真核细胞，不可能是细菌。结构1是线粒体，可以在细胞分裂时提供能量，2是中心体、3是核糖体，均不具有膜结构。2．如图a、c表示细胞中的两种结构，b是它们共有的特征。下列有关叙述正确的是(D)A．若b表示两层膜结构，则a、c肯定是叶绿体和线粒体B．若b表示细胞器中含有核酸，则a、c肯定是叶绿体和线粒体C．若b表示产生水分子的生理过程，则a或c不可能是高尔基体D．若b表示含有磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体解析：具有双层膜的结构有线粒体、叶绿体和核膜，若b表示两层膜结构，则a、c不一定是叶绿体和线粒体，A错误；具有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体，若b表示细胞器中含有核酸，则a、c不一定是叶绿体和线粒体，B错误；若b表示产生水分子的生理过程，则a或c可能是高尔基体，因为植物细胞中高尔基体与纤维素的合成有关，也有水的产生，C错误；磷脂是构成细胞膜或细胞器膜的重要成分，因此若b表示含有磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体，因为核糖体和中心体不具有膜结构，D正确。知识点二用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动[新知导学]1．实验原理3．在观察叶绿体的实验中，常选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料。试从叶片结构方面分析其原因。提示：(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。(2)菠菜叶接近于下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。[重难探究]1．实验材料的选取2.材料处理3.注意事项观察叶绿体实验。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叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源；强光下则以侧面或顶面朝向光源。(1)观察时必须先在低倍显微镜下将目标移到视野中央，然后再转动转换器，换用高倍显微镜观察。(2)用高倍显微镜可以观察叶绿体和线粒体的形态和分布，但不能观察它们的内部结构，观察其内部结构即亚显微结构需用电子显微镜。(3)观察叶绿体时，可适当调节光照强度和方向。[典题演练]3．观察黑藻叶中叶绿体的实验时，下列操作不正确的是(A)A．制作临时装片时，先在载玻片中央滴一滴健那绿染液B．先在低倍镜下找到细胞，再用高倍镜观察C．随时保持临时装片中有水的状态D．若视野比较暗，可调节反光镜和增大光圈解析：观察叶绿体不需要染色，A错误；观察叶绿体时，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，B正确；观察叶绿体时，需要保持细胞的活性，故要随时保持装片中有水，C正确；视野比较暗，可调节反光镜和增大光圈，使透过的光线增多，D正确。4．下列与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述，正确的是(B)A．用幼根作为实验材料可观察到叶绿体但其细胞质不流动B．若高倍显微镜下细胞质流动方向是逆时针的，则细胞中细胞质流动方向是逆时针的C．细胞质流动的速度与环境温度的变化无关D．细胞质流动的速度与该细胞新陈代谢的强度无关解析：幼根中无叶绿体，因此用幼根作为实验材料不能观察到叶绿体，A项错误；若在显微镜下观察到细胞质逆时针方向流动，则其实际流动方向也是逆时针，B项正确；细胞质流动是所有活细胞具有的现象，细胞质流动的速度与环境温度和细胞新陈代谢强度等因素有关，C、D项错误。知识点三细胞器之间的协调配合[新知导学]1．分泌蛋白的概念及实例(1)概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。(2)实例：消化酶、抗体和一部分激素。2．分泌蛋白合成和分泌的过程4．在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜膜面积发生怎样的变化？试用曲线表示膜面积的变化。提示：如图所示：5．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亮氨酸？提示：蛋白质中除含H外还含有C、O、N等，因此还可以用14C、18O、15N等。[重难探究]1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较2.研究方法同位素标记法。3．过程分析分泌蛋白合成、分泌依次所经过的结构(1)细胞结构：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。(2)具有膜的细胞结构：内质网→高尔基体→细胞膜。(3)细胞器：核糖体→内质网→高尔基体。(4)具有膜的细胞器：内质网→高尔基体。[典题演练]5．科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是(C)细胞结构附有核糖体的内质网高尔基体靠近细胞膜的囊泡时间(min)317117A．形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B．高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C．高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D．靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体和内质网形成解析：从表中看，放射性最早出现在核糖体，接着是高尔基体，然后是囊泡，说明蛋白质的合成、加工和转运过程是先在核糖体中，然后出现在高尔基体中，再出现在囊泡中的。蛋白质不是在内质网上合成的，而是在核糖体上合成的。高尔基体不与内质网和细胞膜直接相连，而是通过囊泡间接连接。6．图甲表示内质网结构放大图，图乙表示胰岛素的合成和分泌过程，图丙表示胰岛素合成分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜膜面积的变化。结合图示分析下列说法正确的是(D)A．图甲所示的内质网结构图，能够在高倍显微镜下观察到B．细胞内与细胞呼吸有关的酶，都是通过图乙所示过程合成的C．图乙中细胞结构①②④的膜之间存在直接联系D．图丙中f代表高尔基体膜面积的变化解析：图甲所示的内质网结构为亚显微结构，需用电子显微镜观察，A错误；细胞内与细胞呼吸有关的酶为胞内酶，不属于分泌蛋白，B错误；图乙中细胞结构②为高尔基体，与其他膜间存在间接联系，C错误；据图丙分析可知，图丙中f膜面积最终几乎不变，代表高尔基体膜面积的变化，D正确。(1)图乙中①②③④分别代表的结构是：内质网、高尔基体、囊泡、线粒体，图丙中d、e、f分别代表的结构是：内质网、细胞膜、高尔基体。(2)与细胞呼吸有关的酶属于胞内蛋白。知识点四细胞的生物膜系统[新知导学]1．生物膜系统的组成和特点(2)特点。①生物膜的组成成分和结构很相似。②在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。2．生物膜系统的功能6．生物膜之间存在着直接或间接的联系，直接联系一般是指膜与膜之间直接相连，间接相连一般以囊泡形式相连，请总结哪些生物膜间直接相连，哪些间接相连。提示：内质网膜与细胞膜、核膜直接相连，内质网膜与高尔基体膜、高尔基体膜与细胞膜间接相连。7．血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物透析掉。思考血液透析膜依据的是生物膜的哪一功能。提示：控制物质进出功能。[重难探究]1．生物膜系统的组成(1)细胞膜：单层，细胞的外界膜。(2)核膜：双层，具核孔，细胞核的外界膜。(3)细胞器膜eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(双层膜：叶绿体膜、线粒体膜,单层膜：内质网、高尔基体、溶酶体、液泡,等的膜))2．生物膜在化学组成上的联系(1)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。(2)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越多。3．生物膜在结构上的联系4．生物膜系统的功能(2)为多种化学反应提供酶的附着位点。(3)使细胞内部区域化，保证细胞生命活动高效、有序进行。生物膜的内涵(1)生物膜系统主要针对真核细胞而言，指细胞内生物膜的统称，属于细胞水平的范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。(2)原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。[典题演练]7．下列有关生物膜系统的叙述中，正确的是(A)A．细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境B．细胞内的化学反应都在细胞膜表面进行C．细胞膜把细胞分隔成许多小区室D．广阔的膜面积为所有酶提供了附着位点解析：细胞膜位于细胞质外，使细胞具有一个相对稳定的内部环境，A项正确；细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行，但不是都在细胞膜表面进行，B项错误；细胞内的生物膜把细胞分隔成许多小区室，而不是细胞膜，C项错误；细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，而不是全部酶，有许多酶在细胞质基质或细胞器内的基质中，D项错误。8．下列关于细胞内生物膜在结构上具有一定连续性的叙述，错误的是(B)A．内质网通过“出芽”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合B．细胞质中囊泡与核糖体膜融合C．细胞膜向内凹陷形成囊泡，离开细胞膜回到细胞质中D．高尔基体膜凸出形成囊泡，离开高尔基体膜与细胞膜融合解析：在生物膜结构中，内质网通过“出芽”形成囊泡，与高尔基体发生联系，A项正确；核糖体不具有膜结构，有的游离在细胞质基质中，有的附着在内质网上，B项错误；细胞膜可向内凹陷形成囊泡，回到细胞质中，C项正确；高尔基体通过囊泡与细胞膜发生联系，高尔基体在生物膜之间起交通枢纽的作用，D项正确。课题调研：柱形图类题目——分泌蛋白合成、分泌过程中膜面积变化[典范例题]如图是人体某细胞在进行某生命过程前后几种生物膜面积的变化图，其中甲、乙和丙表示相应的细胞结构，请回答：(1)甲表示____________，乙在该过程中的作用是________________________________________________________________________。(2)组成丙结构的主要元素是________________________________________________________________________。(3)该过程中最可能合成的物质是________。A．呼吸酶B．分泌蛋白C．性激素D．维生素[解题技巧]柱形图是在数据的基础上，把信息进一步转化为图形，并根据每一组数据分布以柱的高度来表现。解题的一般思路为：(1)获取两类信息：①题干信息：从题干中找出关键词，明确考查方向。②柱状图信息：此为解题的关键信息，首先提取纵横轴的数字信息，然后提取图形信息，确定自变量和因变量。(2)完成两个信息转化：①图形→文字：将图形用生物学语言描述，如典范例题中柱状高低表示不同时间的膜面积。②柱状图→坐标图：若将柱状图中“柱状”理解为“直线”，则可降低问题的难度，有利于分析自变量对因变量的影响。一、选择题1．溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适pH在5.0左右。下列叙述错误的是(D)A．溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的B．溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新C．细胞质基质中的H＋被转运到溶酶体内需消耗能量D．正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用解析：A项，水解酶是蛋白质，由核糖体合成；B项，溶酶体吞噬衰老、损伤的细胞器、病菌等，此过程有膜的融合与膜成分的更新；C项，H＋被转运到溶酶体是主动运输，需消耗能量；D项，正常生理状态下，溶酶体能够吞噬分解自身衰老、损伤的细胞器等结构。2．关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是(C)A．在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息B．核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜D．高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关解析：细胞核内的DNA能传递和表达遗传信息。核糖体只能合成蛋白质而不能加工。线粒体内膜上含有与有氧呼吸有关的酶，因而蛋白质所占比例较外膜高。高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成无关。3．下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是(B)A．植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成D．生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新解析：内质网是脂质合成的场所，所以合成固醇类激素的分泌细胞内质网应该比较发达。植物原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。分泌蛋白的修饰和加工是由内质网和高尔基体共同完成。生物膜之间可通过具膜小泡的转移进行相互转化。4．下图表示用3H—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的分布情况和运输过程。其中正确的是(C)解析：本题主要考查①分泌蛋白在细胞内合成分泌的途径顺序，②分析图表的能力。解答本题时首先根据分泌蛋白的合成、加工和运输过程，结合参与此生理过程的细胞结构的功能，分析各选项中曲线变化的含义，然后确定哪个选项正确。用3H—亮氨酸标记的分泌蛋白，在细胞内的合成运输途径为：核糖体及其依附的内质网→高尔基体→分泌小泡。因此，3H—亮氨酸进入细胞后，首先在附着有核糖体的内质网上大量积累，随着分泌蛋白的合成和转运，使标记氨基酸快速下降，同时高尔基体中标记氨基酸快速增多。随后通过高尔基体加工，使含标记氨基酸的分泌蛋白转运至分泌小泡，此时高尔基体内的标记氨基酸含量下降，而分泌小泡中的标记氨基酸含量却逐渐增加。二、非选择题5．如下图为细胞的亚显微结构图，请据图回答下列问题。(1)此图表示动物细胞的模式图。因为此细胞中有[⑥]中心体，而无细胞壁、液泡和叶绿体。(2)[⑤]线粒体是为细胞提供能量的主要场所。(3)[⑦]核糖体