
Teaching Prcess
2.課堂教 學(xué)內(nèi)容
細(xì)胞骨架:是指真核細(xì)胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),會在低溫下解聚。
教材中的隱性知識 源于必修1 P50:細(xì)胞骨架是由 組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),細(xì)胞骨架不僅在維持細(xì)胞形態(tài),承受外力、保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性方面起重要作用,與細(xì)胞運(yùn)動、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、 、________等生命活動密切相關(guān)。
細(xì)胞質(zhì)包括 和 , 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呈膠質(zhì)狀態(tài),為代謝提供場所(細(xì)胞代謝的主要場所)、物質(zhì)(水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶)和一定的環(huán)境條件,影響細(xì)胞的形狀、分裂、運(yùn)動及細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)等。
2.細(xì)胞器之間的分工合作
(1)分離各種細(xì)胞器的方法:差速離心法
(2)顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)
用光學(xué)顯微鏡觀察到的細(xì)胞內(nèi)部構(gòu)造,稱為細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)。
其分辨率不超過0.2μm,有效放大倍數(shù)一般不超過1200倍。
線粒體、葉綠體、液泡、染色體、核仁
在電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。
其分辨率:0.2nm,可以放大幾千倍、幾萬倍,甚至幾十萬倍。
A.線粒體和葉綠體的比較
中間是綠色葉肉細(xì)胞,上下表皮透明,且有氣孔。
特例:哺乳動物成熟紅細(xì)胞。
原核生物沒有葉綠體,能進(jìn)行光合作用嗎?
有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶,也可以進(jìn)行光合作用。如:藍(lán)細(xì)菌含有藻藍(lán)素和葉綠素及相關(guān)酶。
因?yàn)椴溉閯游锍墒旒t細(xì)胞內(nèi)沒有有氧呼吸的酶,只能進(jìn)行無氧呼吸。
很多原核細(xì)胞都可以進(jìn)行有氧呼吸,其場所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞膜上。(細(xì)胞基質(zhì)和細(xì)胞膜上有有氧呼吸的酶。)
2.哺乳動物成熟紅細(xì)胞沒有線粒體,能進(jìn)行有氧呼吸嗎?
1.原核生物沒有線粒體,能進(jìn)行有氧呼吸嗎?
例1.(高考重組題)下列關(guān)于葉綠體和線粒體的比較的敘述,正確的是( ) A.葉綠體中可發(fā)生CO2→C3→C6H12O6,在線粒體中則會發(fā)生C6H12O6→C3→CO2
B.ATP和[H]在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生,在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生C.光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能發(fā)生在葉綠體中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能發(fā)生在線粒體中D.都具有較大膜面積和復(fù)雜的酶系統(tǒng),有利于新陳代謝高效而有序地進(jìn)行E.劇烈運(yùn)動時(shí)肌細(xì)胞產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體.F.線粒體是人體細(xì)胞產(chǎn)生CO2的唯一場所.G.葉綠體能通過光合作用合成葡萄糖,線粒體可以通過有氧呼吸分解葡萄糖H.分泌蛋白的合成與分泌與ATP水解反應(yīng)相聯(lián)系.I .線粒體、葉綠體的基質(zhì)中都能產(chǎn)生ATP
拓展1.具膜細(xì)胞器的演化
拓展2.葉綠體與線粒體的起源——內(nèi)共生起源學(xué)說
(1)內(nèi)容:許多科學(xué)家認(rèn)為,線粒體和葉綠體分別起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的細(xì)菌和藍(lán)藻。
②線粒體和葉綠體中含有DNA、RNA和核糖體,能夠進(jìn)行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯(半自主細(xì)胞器)
③線粒體、葉綠體DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色質(zhì),DNA為環(huán)狀。
①線粒體和葉綠體的基因組與原核生物的基因組相似
④線粒體、葉綠體具有雙層膜,內(nèi)外膜存在明顯性質(zhì)和成分差異。外膜與真核細(xì)胞膜相似,內(nèi)膜與原核細(xì)胞膜相似。
⑤線粒體、葉綠體的分裂方式與原核細(xì)胞相似。
例2.線粒體和葉綠體為半自主性細(xì)胞器,內(nèi)共生學(xué)說認(rèn)為它們分別起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的需氧型細(xì)菌和光能自養(yǎng)型細(xì)菌。以下事實(shí)最不可能作為內(nèi)共生學(xué)說證據(jù)的是( )A.線粒體和葉綠體中都有核糖體B.線粒體和葉綠體都含有酶C.線粒體和葉綠體都能進(jìn)行分裂D.線粒體和葉綠體都含有環(huán)狀DNA
例3.關(guān)于線粒體和葉綠體的內(nèi)共生起源假說認(rèn)為:線粒體和葉綠體可能分別起源于在原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的好氧細(xì)菌和藍(lán)藻,在長期的共同進(jìn)化中整合進(jìn)入了真核細(xì)胞之中。研究也表明葉綠體和線粒體都含有特有的核糖體,都具有相對獨(dú)立的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。據(jù)此推斷,下列說法不能較為準(zhǔn)確地支持該假說的是( )A.葉綠體和線粒體都具有雙層膜結(jié)構(gòu)B.葉綠體和線粒體都具有環(huán)狀DNA分子結(jié)構(gòu)C.葉綠體、線粒體和中心體都有一定的自我復(fù)制功能D.能抑制原核生物蛋白質(zhì)合成的氯霉素也能抑制線粒體和葉綠體的蛋白質(zhì)合成
?分布:主要存在于 植物
?功能:內(nèi)有細(xì)胞液,調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境,維持細(xì)胞形態(tài)。
?細(xì)胞液: 糖類、無機(jī)鹽、色素、和蛋白質(zhì)等物質(zhì)
細(xì)胞膜、液泡膜以及他們之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成原生質(zhì)層。P一63 植物細(xì)胞在生長過程中液泡數(shù)量由多變少,最后合并成一個(gè)大液泡,所以成熟的植物細(xì)胞具有大液泡,而分裂旺盛的細(xì)胞(如分生組織)不具有明顯液泡,另外真菌細(xì)胞中也含有液泡 含水溶性的花青素等,不能吸收光能
?分布:普遍分布 動植物 ?形狀:由膜構(gòu)成的 網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)(膜面積最大的細(xì)胞器)?結(jié)構(gòu)圖
?功能:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi) 蛋白質(zhì) 合成和加工,(分泌蛋白、載體蛋白、溶酶體內(nèi)的水解酶、糖蛋白);滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是 脂質(zhì) 合成的車間,和 糖類 的合成有關(guān)。
增大細(xì)胞內(nèi)部膜面積,提供了酶的附著位點(diǎn),有利于物質(zhì)合成和運(yùn)輸。
?分布:普遍分布 動植物 ?形狀:扁平的 囊狀 或 球狀 ?結(jié)構(gòu)圖
?功能: a. 主要對來自 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、 分類 和 包裝 的“車間”及“發(fā)送站” b. 和植物細(xì)胞的細(xì)胞壁形成有關(guān)(融合的原生質(zhì)體長出細(xì)胞壁也與高爾基體有關(guān)) c. 和動物細(xì)胞的分泌物形成有關(guān)(突觸小泡的形成也與高爾基體有關(guān))
〖破壞植物細(xì)胞的高爾基體,可能形成雙核細(xì)胞.( )〗〖睪丸大量合成分泌雄性激素與細(xì)胞中發(fā)達(dá)的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān).( )〗
?分布:普遍分布 動物 ?形狀:膜和多種 水解 酶。 球 狀結(jié)構(gòu) ?結(jié)構(gòu)圖
?功能:“消化車間”,分解衰老、損失細(xì)胞器,吞噬殺死細(xì)菌和病毒,無用的生物大分子。(細(xì)胞凋亡、個(gè)體發(fā)育過程中往往涉及組織或器官的改造或重建,如昆蟲和蛙類的變態(tài)發(fā)育等;參與分泌過程的調(diào)節(jié),如將甲狀腺球蛋白講解成有生物活性的甲狀腺激素)
?.造成硅肺的原因是什么?
肺部吸入硅塵(SiO2)后,硅塵被吞噬細(xì)胞吞噬,吞噬細(xì)胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶,而硅塵卻能破壞溶酶體膜,使其中的水解酶釋放出來,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)胞死亡,最終導(dǎo)致肺的功能受損。
?.少量溶酶體酶泄露到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并不會引起細(xì)胞的損傷,為什么?
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的pH為7.0,在這種環(huán)境中溶酶體酶的活性很低。
?.溶酶體內(nèi)含有多種水解酶,為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解?
膜的成分可能被修飾,使得酶不能對其發(fā)揮作用。
?.新宰的畜、禽,如果馬上把肉做熟了吃,肉老而口味不好,過一段時(shí)間再煮,肉反而鮮嫩。這可能與肌細(xì)胞內(nèi)哪一種細(xì)胞器的作用有關(guān)?
與溶酶體有關(guān)。新宰的動物肉過一段時(shí),細(xì)胞內(nèi)的溶酶體破裂,釋放其中的水解酶,其中把蛋白質(zhì)水解成小的短肽。
?起源:溶酶體起源于高爾基體
(源于必修1 P53“練習(xí)·拓展題”) 溶酶體內(nèi)含有多種水解酶,為什么溶酶體膜不被分解?嘗試提出一種假說,解釋這種現(xiàn)象:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
①溶酶體膜與其他細(xì)胞器膜相比,經(jīng)過了特殊的修飾,使其不能被水解酶水解;②溶酶體內(nèi)的酶只有在酸性條件下才能發(fā)揮作用,而溶酶體膜介于酸性和中性環(huán)境之間且不斷地運(yùn)動著,分解它們的酶難以起作用
?分布:些附著在_內(nèi)質(zhì)網(wǎng)_上;有些游離在_細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)_中 ?形狀:顆粒狀?結(jié)構(gòu)圖
?功能:細(xì)胞內(nèi)合成_蛋白質(zhì)_的場所?成分:rRNA和蛋白質(zhì)
〖物質(zhì)合成與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的關(guān)系是:rRNA--核仁,部分酶--線粒體內(nèi)的核糖體.( )〗〖rRNA(核糖體RNA)和蛋白質(zhì)在核仁中合成并組裝成核糖體.( )〗
拓展3:細(xì)胞內(nèi)各種蛋白質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)途徑
?分布:_動物_和_低等植物_細(xì)胞中都存在 ?成分:每個(gè)中心體由 兩 個(gè)相互垂直的 中心粒 及其周圍物質(zhì)組成?結(jié)構(gòu)圖
?功能:與細(xì)胞的_有絲分裂_有關(guān)有絲分裂過程中,中心體在間期復(fù)制,前期移向兩極。
總結(jié):1.不同類型細(xì)胞圖像判定(不包含真菌細(xì)胞)
①植物細(xì)胞的判斷依據(jù):有細(xì)胞壁;成熟植物細(xì)胞有大液泡,有的有葉綠體;無中心體的是高等植物細(xì)胞,有中心體的是低等植物細(xì)胞。②動物細(xì)胞的判斷依據(jù):無細(xì)胞壁、大液泡、葉綠體,有中心體。③原核細(xì)胞的判斷依據(jù):無細(xì)胞核,只含有核糖體一種細(xì)胞器。
(1)植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器:______________,高等植物細(xì)胞肯定不具有的細(xì)胞器:____________,(2)高等植物根尖分生區(qū)細(xì)胞不具有的細(xì)胞器:___________________。(3)分布最廣的細(xì)胞器是:_________,原核生物細(xì)胞中唯一的細(xì)胞器:_________(4)腺細(xì)胞中數(shù)量較多的細(xì)胞器:_____________。(5)心肌細(xì)胞中數(shù)量較多的細(xì)胞器:____________。(6)具有單層膜的細(xì)胞器:___________________________
總結(jié):2.不同細(xì)胞器的分類
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡
(7)具有雙層膜的細(xì)胞器:_____________________(8)無膜結(jié)構(gòu)(不含磷脂分子)的細(xì)胞器:___________________(9)光鏡下可見的細(xì)胞器______________________。
(10)具有核酸的細(xì)胞器有:______________________,既含有DNA又含有RNA的細(xì)胞器有:_______________,只含有RNA的細(xì)胞器有:_________(11)含有色素的細(xì)胞器有:___________________都有基質(zhì)的細(xì)胞器有:________________
線粒體、葉綠體、核糖體
(12)蝌蚪尾部逐漸消失與____________這一細(xì)胞器有關(guān)。(13)與分泌蛋白質(zhì)(如:抗體、胰島素等)合成與分泌有關(guān)的細(xì)胞器有:______________________________(14)肽鍵形成的場所:__________,雄性激素合成的場所:_________。(15)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的細(xì)胞有______________________。(16)能夠復(fù)制的細(xì)胞器:________________
線粒體、葉綠體、中心體
(17)動力車間是:________________(18)養(yǎng)料制造車間是:______________(19)蛋白質(zhì)合成和加工車間:____________(20)脂質(zhì)合成的車間:_________________(21)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器:______________(22)消化車間是:___________________
細(xì)胞內(nèi)的快遞員:____________
細(xì)胞內(nèi)的交通樞紐:____________
細(xì)胞海洋中的潛艇:____________
細(xì)胞內(nèi)開放式的監(jiān)獄:____________
(1)沒有葉綠體或大液泡的細(xì)胞不一定是動物細(xì)胞,如根尖分生區(qū)細(xì)胞。(2)具有細(xì)胞壁的細(xì)胞不一定是植物細(xì)胞,如真菌細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞等都有細(xì)胞壁。(3)沒有葉綠體的細(xì)胞不一定不能進(jìn)行光合作用,如藍(lán)藻。(4)沒有葉綠體或光合色素不一定不能將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,如進(jìn)行化能合成作用的硝化細(xì)菌。(5)沒有線粒體不一定不能進(jìn)行有氧呼吸,如需氧型的原核生物。
總結(jié):3.與細(xì)胞器有關(guān)的五個(gè)“不一定”
例2.結(jié)合下圖分析下列說法正確的是( )
A.若判斷甲是否為需氧型生物,依據(jù)的是細(xì)胞中是否含有結(jié)構(gòu)①B.若判斷乙是否為植物細(xì)胞,并不能僅依據(jù)細(xì)胞中是否含有結(jié)構(gòu)②C.用電子顯微鏡觀察不能區(qū)分細(xì)胞甲和細(xì)胞乙是否為原核生物D.根據(jù)細(xì)胞中是否含有結(jié)構(gòu)③,可將甲、乙、丙三種生物分為真核生物和原核生物兩個(gè)類群
例3.將某植物細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)用差速離心法分離后,取其中三種細(xì)胞器測定它們有機(jī)物的含量如下表所示。以下有關(guān)說法正確的是( )
A.如果細(xì)胞器a是線粒體,那么細(xì)胞生命活動所需的能量都由它提供B.細(xì)胞器b含有蛋白質(zhì)和脂質(zhì),說明其具有膜結(jié)構(gòu)肯定與分泌蛋白的加工和分泌有關(guān)C.細(xì)胞器c的組成成分與SARS病毒的成分基本相同D.藍(lán)藻細(xì)胞與此細(xì)胞共有的細(xì)胞器可能有a和c
例4.動物細(xì)胞溶酶體內(nèi)含多種水解酶,溶酶體的酶不作用于正常結(jié)構(gòu)成分的原因是:一方面酶被溶酶體膜包住,另一方面是溶酶體內(nèi)的環(huán)境與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的pH不同,溶酶體內(nèi)pH≤5,而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH≈7,溶酶體膜上有質(zhì)子泵維持這種PH的差異。下列敘述正確的是( )A.溶酶體膜為雙層膜,能更好地控制溶酶體酶不進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B.質(zhì)子穿過溶酶體膜進(jìn)入溶酶體的方式是協(xié)助擴(kuò)散C.溶酶體中水解酶適宜的pH近中性,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中水解被吞噬的物質(zhì)D.礦工中常見的“硅肺”是由于吞噬細(xì)胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶引起的
例5.(2022·湖北襄陽一模)2013年,諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?lì)C給了研究囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控機(jī)制的三位美國科學(xué)家,研究顯示:囊泡是由單層膜所包裹的膜性結(jié)構(gòu),主要司職細(xì)胞內(nèi)不同膜性細(xì)胞器之間的物質(zhì)運(yùn)輸,稱之為囊泡運(yùn)輸,一般包括出芽、錨定和融合等過程(如下圖所示),需要貨物分子、運(yùn)輸復(fù)合體、動力蛋白和微管等的參與以及多種分子的調(diào)節(jié)。下列有關(guān)說法正確的是( )A.囊泡運(yùn)輸需要載體蛋白和ATPB.囊泡中物質(zhì)運(yùn)輸需要跨過多層生物膜,才能“錨定”C.囊泡運(yùn)輸會導(dǎo)致某些生物膜成分 更新D.“出芽”和“融合”體現(xiàn)了細(xì)胞 膜的功能特性具有流動性
三.用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動
(2)觀察細(xì)胞質(zhì)的流動
判斷:用黒藻葉片做細(xì)胞的質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時(shí),葉綠體的存在有利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( )
(2)關(guān)鍵點(diǎn)撥 ①高等綠色植物的葉綠體呈橢球或球形,在不同的光照條件下,葉綠體可以運(yùn)動,改變橢球體的方向。在強(qiáng)光下,葉綠體以其橢球體的側(cè)面朝向光源,這樣既能接受較多的光照,又不至于被強(qiáng)光灼傷;在弱光下,葉綠體以其橢球體的正面朝向光源。 ②實(shí)驗(yàn)過程中對裝片的要求:做實(shí)驗(yàn)時(shí)要使臨時(shí)裝片始終保持有水狀態(tài),以免影響細(xì)胞活性。
③植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動的狀態(tài),這對于活細(xì)胞完成生命活動的意義是:隨著細(xì)胞質(zhì)的不斷旋轉(zhuǎn)流動,葉綠體、線粒體等細(xì)胞器和無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、各種酶等物質(zhì)遍布整個(gè)細(xì)胞,有利于細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝等各種生命活動。 ④在觀察細(xì)胞質(zhì)流動時(shí),事先把黑藻放在光照、室溫條件下培養(yǎng),其目的是促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)的流動。若觀察時(shí)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,加速細(xì)胞質(zhì)流動,可采取的措施是適度照光、適當(dāng)加溫、切傷葉片等。
例6(高考重組)某同學(xué)以新鮮洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮為材料,經(jīng)不同處理和染色劑染色,用高倍顯微鏡觀察。下列描述正確的是( )A.經(jīng)蒸餾水處理,可觀察到細(xì)胞吸水漲破B.高倍顯微鏡下能觀察到葉綠體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)C.用高倍顯微鏡觀察菠菜葉肉細(xì)胞中的葉綠體時(shí),葉綠體在液泡周圍是可以運(yùn)動的D.經(jīng)蘇丹Ⅲ染色,可觀察到橘黃色顆粒狀的蛋白質(zhì)E.在新鮮黑藻小葉片裝片中可進(jìn)行葉綠體形態(tài)觀察和計(jì)數(shù)F.用高倍顯微鏡觀察菠菜葉肉細(xì)胞中的葉綠體時(shí),通常看不到染色體是因?yàn)榉糯蟊稊?shù)不夠(若用電子顯微鏡可看到)G.觀察葉綠體可以用菠菜稍帶葉肉細(xì)胞的下表皮,因?yàn)椴げ讼卤砥ぜ?xì)胞含有大量的葉綠體H.水稻葉肉細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的CO2,被同一個(gè)細(xì)胞利用需要跨過4層生物膜L.高倍顯微鏡可以觀察到附著的核糖體不是只分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上
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