第2節(jié)　細(xì)胞器之間的分工合作第1課時　細(xì)胞器之間的分工【主干知識梳理】一、細(xì)胞器之間的分工1．細(xì)胞質(zhì)(1)組成：主要包括_______和____________。(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)存在狀態(tài)：_____狀態(tài)。2．細(xì)胞器的分離方法分離細(xì)胞器常用_________法。細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)溶膠差速離心3．幾種重要細(xì)胞器的分工(1)雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：線粒體有氧呼吸葉綠體光合作用能量轉(zhuǎn)換站(2)單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工、分類、包裝溶酶體多種水解酶細(xì)胞器細(xì)菌、病毒液泡植物續(xù)表(3)無膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：中心體中心粒某些低等植物細(xì)胞中有絲分裂核糖體蛋白質(zhì)4.細(xì)胞骨架(1)成分：____________。(2)形態(tài)：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。(3)作用：①維持_________，錨定并支撐著許多細(xì)胞器；②與細(xì)胞__________________以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、_________等生命活動密切相關(guān)。蛋白質(zhì)纖維細(xì)胞形態(tài)運(yùn)動、分裂、分化信息傳遞二、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動蘚類黑藻高倍顯微鏡【教材微點(diǎn)發(fā)掘】1．據(jù)圖填寫相應(yīng)細(xì)胞器的序號：(1)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的“機(jī)器”是_____。(2)與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細(xì)胞器是_________。(3)對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”是_____。(4)蛋白質(zhì)等生物大分子合成、加工場所和運(yùn)輸通道的細(xì)胞器是_____。(5)與動物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器是_____。圖1圖2、圖3圖5圖4圖62．從線粒體功能的角度分析，為什么飛翔鳥類的胸肌細(xì)胞中線粒體的數(shù)量比不飛翔的鳥類多，運(yùn)動員肌細(xì)胞中線粒體的數(shù)量比缺乏鍛煉的人多？提示：線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，能夠提供細(xì)胞生命活動需要的能量。鳥類飛翔、運(yùn)動員運(yùn)動需要消耗大量能量，所以飛翔鳥類的胸肌細(xì)胞和運(yùn)動員的肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量較多。3．溶酶體一般位于動物細(xì)胞中，內(nèi)含多種水解酶，為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解？沒有溶酶體的細(xì)胞是怎么清理細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物的？提示：膜的成分可能被修飾，使得酶不能對其發(fā)揮作用。如溶酶體膜可能因?yàn)樗鶐щ姾苫蚰承┨囟ɑ鶊F(tuán)的作用而能使酶遠(yuǎn)離自身；可能因膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)使得膜周圍的環(huán)境(如pH)不適合酶發(fā)揮作用。而沒有溶酶體的細(xì)胞內(nèi)可能也會含有某些水解酶，只是沒有被激活，當(dāng)需要發(fā)揮作用時，比如有代謝廢物產(chǎn)生時，酶被激活，清理掉這些代謝廢物。新知探究(一)　細(xì)胞器之間的分工【拓展·深化】1．葉綠體和線粒體的比較續(xù)表2.從不同角度歸類分析各種細(xì)胞器3．幾種特殊細(xì)胞(1)哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。(2)蛔蟲的體細(xì)胞沒有線粒體，只能進(jìn)行無氧呼吸。(3)根尖分生區(qū)細(xì)胞沒有葉綠體、大液泡，具有分裂能力。(4)具有分裂能力或代謝旺盛的細(xì)胞(包括癌細(xì)胞)核糖體、線粒體的數(shù)量較多。(5)分泌腺細(xì)胞中高爾基體的數(shù)量較多。(6)原核細(xì)胞只有核糖體一種細(xì)胞器。(7)成熟植物細(xì)胞有大液泡。【典題·例析】[典例1]　右圖是真核細(xì)胞中兩種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)A．①和②的主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂B．分布于③上的葉綠素的合成需要MgC．④中除了含有相關(guān)的酶，還含有少量DNAD．植物細(xì)胞一定同時具備甲和乙[答案]　D[解析]　甲、乙分別是線粒體和葉綠體，①和②是兩種細(xì)胞器的外膜和內(nèi)膜，成分與細(xì)胞膜相似，主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂；③是葉綠體的類囊體薄膜，葉綠素可存在于③上，其合成需要Mg；④表示線粒體和葉綠體的基質(zhì)，均含有多種酶和少量DNA；植物的根尖細(xì)胞含有線粒體，無葉綠體。[典例2]　右圖a、c表示細(xì)胞中的兩種結(jié)構(gòu)，b是它們共有的特征，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A．若b表示兩層膜結(jié)構(gòu)，則a、c肯定是葉綠體和線粒體B．若b表示細(xì)胞器中含有的核酸，則a、c肯定是葉綠體和線粒體C．若b表示產(chǎn)生水分子的生理過程，則a、c不可能是細(xì)胞核和高爾基體D．若b表示磷脂，則a、c肯定不是核糖體和中心體[答案]　D[解析]　若b表示兩層膜結(jié)構(gòu)，則a、c可能是線粒體、葉綠體、細(xì)胞核中的任意兩種；含有核酸的細(xì)胞器有線粒體、葉綠體和核糖體；細(xì)胞核內(nèi)的DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄均可產(chǎn)生水，高爾基體形成多糖的過程中會產(chǎn)生水；磷脂是生物膜的組成成分，則a、c肯定有生物膜，不可能是核糖體和中心體。易錯提醒與細(xì)胞器有關(guān)的5個“不一定”(1)沒有葉綠體的細(xì)胞不一定就是動物細(xì)胞，如植物根尖細(xì)胞也不含葉綠體。(2)沒有大液泡的細(xì)胞不一定就是動物細(xì)胞，如植物根尖分生區(qū)細(xì)胞也沒有大液泡。(3)有中心體的細(xì)胞不一定就是動物細(xì)胞，如某些低等植物細(xì)胞也含有中心體。(4)同一生物不同細(xì)胞的細(xì)胞器種類和數(shù)量不一定相同，如洋蔥根尖細(xì)胞無葉綠體。(5)同一細(xì)胞的不同發(fā)育時期細(xì)胞器種類和數(shù)量不一定相同，如哺乳動物紅細(xì)胞不斷成熟的過程中細(xì)胞器逐漸退化?！緫?yīng)用·體驗(yàn)】1．粉紅色康乃馨是母愛的象征。決定康乃馨葉片呈綠色、花呈粉紅色的物質(zhì)分別分布在細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)中(　　)A．細(xì)胞核和溶酶體 B．葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C．葉綠體和液泡 D．葉綠體和線粒體答案：C　解析：植物的葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉綠體中含有較多的葉綠素，花的顏色由液泡中的花青素決定。2．如圖為電鏡下觀察的某細(xì)胞的一部分。下列有關(guān)該細(xì)胞的敘述，正確的是(　　)A．此細(xì)胞不可能是原核細(xì)胞，可能是動物細(xì)胞或高等植物細(xì)胞B．此細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)3為核糖體C．結(jié)構(gòu)1、2、3、4、5、6均具有膜結(jié)構(gòu)D．進(jìn)行有氧呼吸的主要場所是結(jié)構(gòu)4答案：B　解析：此細(xì)胞有線粒體、高爾基體等多種細(xì)胞器，所以不是原核細(xì)胞，但因?yàn)榇嬖?中心體，故不可能為高等植物細(xì)胞，A錯誤；1為線粒體，2為中心體，3為核糖體，4為高爾基體，5為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，6為細(xì)胞膜，B正確；1、4、5、6有膜結(jié)構(gòu)，2、3無膜結(jié)構(gòu)，C錯誤；結(jié)構(gòu)1(線粒體)是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，D錯誤。新知探究(二)　用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動【拓展·深化】1．實(shí)驗(yàn)原理(1)葉綠體呈綠色、扁平的橢球形或球形，散布于細(xì)胞質(zhì)中，不需染色，制片后直接觀察。(2)活細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)是不斷流動著的，用運(yùn)動著的葉綠體作為參照物，可觀察植物細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)的流動。2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)觀察葉綠體：(2)觀察細(xì)胞質(zhì)的流動：3．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)觀察葉綠體常選用蘚類的葉片。這是因?yàn)樘\類的葉片薄而小，僅有一兩層葉肉細(xì)胞，葉綠體清楚，可取整個小葉直接制片。若用菠菜葉作為實(shí)驗(yàn)材料，要取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮，因?yàn)槿~綠體主要分布在葉肉細(xì)胞中，葉表皮處無葉綠體，接近下表皮處是海綿組織，細(xì)胞排列疏松，細(xì)胞分散，易撕取，便于觀察。(2)實(shí)驗(yàn)過程中的臨時裝片要始終保持有水狀態(tài)，避免細(xì)胞活性受到影響。(3)蓋蓋玻片時，使蓋玻片與載玻片成45°夾角，一側(cè)先接觸液滴，然后緩慢放下，防止產(chǎn)生氣泡。(4)觀察細(xì)胞質(zhì)流動時，首先要找到葉肉細(xì)胞中的葉綠體，然后以葉綠體作為參照物，注視葉綠體，觀察細(xì)胞質(zhì)的流動。最后，再仔細(xì)觀察細(xì)胞質(zhì)的流動速度和流動方向。4．加快細(xì)胞質(zhì)流動的措施實(shí)驗(yàn)前必須檢查供實(shí)驗(yàn)用的黑藻葉片細(xì)胞質(zhì)的流動情況，如果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)不流動，或者流動很慢，應(yīng)立即采取措施，加速其細(xì)胞質(zhì)的流動。方法有三種：一是進(jìn)行光照，即在陽光或燈光下放置15～20 min；二是提高水溫，可加入熱水將水溫調(diào)至25 ℃左右；三是切傷一小部分葉片?！镜漕}·例析】[典例1]　(2021·浙江1月選考)在進(jìn)行“觀察葉綠體”的活動中，先將黑藻放在光照、溫度等適宜條件下預(yù)處理培養(yǎng)，然后進(jìn)行觀察。下列敘述正確的是(　　)A．制作臨時裝片時，實(shí)驗(yàn)材料不需要染色B．黑藻是一種單細(xì)胞藻類，制作臨時裝片時不需切片C．預(yù)處理可減少黑藻細(xì)胞中葉綠體的數(shù)量，便于觀察D．在高倍鏡下可觀察到葉綠體中的基粒由類囊體堆疊而成[答案]　A[解析]　黑藻為多細(xì)胞植物，細(xì)胞中含有葉綠體，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無色，因此觀察葉綠體的活動中，用黑藻作實(shí)驗(yàn)材料不需染色，A正確、B錯誤；預(yù)處理的目的是更好地觀察細(xì)胞質(zhì)的流動，而不會減少黑藻細(xì)胞中葉綠體的數(shù)量，C錯誤；光學(xué)顯微鏡下不能觀察到葉綠體的基粒是由類囊體堆疊而成的，該結(jié)構(gòu)只有在電子顯微鏡下才能觀察到，D錯誤。[典例2]　某班級11月中旬做觀察細(xì)胞質(zhì)流動實(shí)驗(yàn)，于1周前購買菠菜，以菠菜葉下表皮為材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)沒有觀察到細(xì)胞質(zhì)的流動。分析其原因不合理的是(　　)A．細(xì)胞死亡，細(xì)胞質(zhì)不再流動B．沒有染色，觀察不到細(xì)胞質(zhì)流動C．細(xì)胞重疊，細(xì)胞圖像不清晰D．溫度太低，細(xì)胞質(zhì)流動不明顯[答案]　B[解析]　菠菜已經(jīng)放置一周，有可能已經(jīng)死亡，所以細(xì)胞質(zhì)不再流動無法觀察，A正確；觀察細(xì)胞質(zhì)的流動是以葉綠體為參照對象，不需要進(jìn)行染色，B錯誤；由于菠菜葉片較厚，制作裝片時可能導(dǎo)致細(xì)胞重疊，不易觀察，C正確；11月中旬時溫度太低，細(xì)胞活性較弱，所以細(xì)胞質(zhì)流動減緩，D正確。歸納拓展細(xì)胞質(zhì)流動與新陳代謝的關(guān)系呼吸越旺盛，細(xì)胞質(zhì)流動越快，反之，則越慢。細(xì)胞質(zhì)流動方式一般為環(huán)形流動。這時細(xì)胞器隨細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一起運(yùn)動，并非只是細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)動。 【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．下列關(guān)于葉綠體在細(xì)胞中分布的說法，正確的是(　　)A．在強(qiáng)光下，葉綠體以其側(cè)面對著光源，以利于接受較多的光B．在弱光下，葉綠體以其較大的面對著光源，可以接受更多的光C．在弱光下，葉綠體會較多地聚集在背光一側(cè)D．對于一般的葉片，背光面的細(xì)胞中含有較多的葉綠體答案：B　解析：葉綠體在細(xì)胞內(nèi)是運(yùn)動的，這種運(yùn)動造成了葉綠體的分布變化，這是細(xì)胞及葉綠體的功能與環(huán)境相適應(yīng)的體現(xiàn)。2．右圖為藻類植物細(xì)胞質(zhì)的流動情況，下列說法錯誤的是(　　)A．通過細(xì)胞質(zhì)流動可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分配B．在顯微鏡下觀察該細(xì)胞質(zhì)流動方向?yàn)轫槙r針C．該藻類合成有機(jī)物的場所是葉綠體D．適當(dāng)升高溫度可以加快細(xì)胞質(zhì)的流動答案：B　解析：細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)隨著細(xì)胞質(zhì)的流動而流動，通過細(xì)胞質(zhì)流動可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分配；在顯微鏡下看到細(xì)胞質(zhì)流動方向是逆時針，實(shí)際也是逆時針；該藻類合成有機(jī)物的場所是葉綠體。科學(xué)視野——差速離心法1．差速離心法的操作原理差速離心技術(shù)是交替使用低速和高速離心，用不同強(qiáng)度的離心力使具有不同質(zhì)量的物質(zhì)分級分離的方法。此法適用于混合樣品中各沉降系數(shù)差別較大組分的分離。2．差速離心法的操作過程在分離細(xì)胞中的細(xì)胞器時，將細(xì)胞膜破壞后，形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿，將勻漿放入離心管中，采取逐漸提高離心速率的方法分離不同大小的細(xì)胞器。起始的離心速率較低，讓較大的顆粒沉降到管底，小的顆粒仍然懸浮在上清液中。收集沉淀，改用較高的離心速率離心上清液，將較小的顆粒沉降，以此類推，達(dá)到分離不同大小顆粒的目的。步驟如圖所示：【素養(yǎng)評價】1.有研究者將下列四種等量的細(xì)胞分別磨碎，然后放到四個離心試管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)離心，如果磨碎的液體分為四層，如右圖，其中③層有較多的有氧呼吸的酶，則在下列各種細(xì)胞中③層最厚的是(　　)A．皮膚細(xì)胞　　　　 B．口腔上皮細(xì)胞C．心肌細(xì)胞 D ．腎臟細(xì)胞答案：C　解析：根據(jù)題干信息分析，③層存在的結(jié)構(gòu)是有氧呼吸的主要場所，為線粒體。線粒體能為細(xì)胞的生命活動提供能量，新陳代謝越旺盛，線粒體越多，在題目所給的四種細(xì)胞中，心肌細(xì)胞新陳代謝最旺盛，需要的能量最多。2．如圖表示從血液中制備核糖體的大致過程，對該過程的敘述，不合理的是(　　)A．步驟①加入14C氨基酸的目的是在步驟⑤階段檢測核糖體 B．步驟②的目的是破壞細(xì)胞膜C．步驟①加入14C氨基酸的時間越長效果越好D．步驟③④的目的是分離細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)答案：C　解析：氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，而蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，所以步驟①加入14C氨基酸的目的是在步驟⑤中檢測核糖體；步驟②中加入蒸餾水會使細(xì)胞吸水漲破，破壞細(xì)胞膜；步驟①加入14C氨基酸的時間較長，則合成的多肽可能從核糖體上脫落，并非時間越長效果越好；步驟③④的目的是用差速離心法分離細(xì)胞器和其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)。3．在低溫條件下，將葉片置于研缽中，加入某種溶液研磨后，用離心法進(jìn)行分離。第一次分離成沉淀P1(含細(xì)胞核和細(xì)胞壁碎片)和上清液S1；隨后又將S1分離成沉淀P2(含葉綠體)和上清液S2；第三次離心將S2分離成沉淀P3(含線粒體)和上清液S3；最后一次將S3分離成沉淀P4(含核糖體)和上清液S4。請回答下列問題(填入相應(yīng)的字母符號，如S1～S4，P1～P4，見下圖)：(1)細(xì)胞的DNA主要存在于__________部分。(2)若要繼續(xù)分離得到與光合作用有關(guān)的酶，應(yīng)選取___________部分。(3)若要研究合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器，應(yīng)選取____部分。(4)含有與有氧呼吸有關(guān)的酶的是_____________。解析：DNA主要在細(xì)胞核中——P1；光合作用有關(guān)的酶位于葉綠體中——P2；蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體——P4；與有氧呼吸有關(guān)的酶主要位于線粒體中——S1、S2、P3。答案：(1)P1　(2)P2　(3)P4　(4)S1、S2、P3

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

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