(共53张PPT)
第三 章
第 二节
理解教材新知
把握热点考向
应用创新演练
考向一
考向二
知识点一
知识点二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
第 三
课时
第三课时 细胞核及生物膜系统
1.细胞核是真核细胞最显著和最重要的
结构之一,主要由核膜、核仁、染色
质等组成。
2.核膜由内外两层膜构成,其上有核孔,
核孔是细胞核和细胞质之间进行物质
交换的通道,核膜上还有多种酶。
3.染色质是指细胞核内被碱性染料染成
深色的物质,主要由DNA和蛋白质
组成,它与染色体是同一种物质在不
同时期的两种表现形态。
4.细胞核是储存和复制遗传物质DNA的
主要场所,也是细胞遗传特性和细胞
代谢活动的控制中心。
5.真核细胞中,细胞膜、核膜以及内质
网,高尔基体、线粒体等由膜围绕而
成的细胞器,在结构和功能上是紧密
联系的统一整体,它们形成的结构体
系为细胞的生物膜系统。
6.细胞只有保持完整性,才能正常地完
成各种生命活动。
[自读教材·夯基础]
1.细胞核的结构[识图填空]
2.细胞核的功能[判断正误]
(1)用特定的染液如甲基绿—派洛宁染液可将细胞质中的RNA和细胞核中的DNA显现出来。 ( )
(2)DNA只存在于细胞核中,RNA只分布于细胞质中。
( )
(3)细胞核不仅是细胞遗传特性的控制中心,也是细胞代谢活动的控制中心。 ( )
(4)不同类型的真核细胞,其细胞核的形态、大小、位置不同,但数量均为1个。 ( )
√
×
√
×
3.观察DNA和RNA分布实验[填空]
1.同一个生物体内所有细胞核的内部结构都相同吗?
提示:不完全相同,如在细胞有丝分裂过程中,核仁会周期性地消失和重现。
2.倘若没有细胞核,细胞是否还能生长?它还能分裂吗?
提示:凡是无核的细胞,既不能生长也不能分裂,如哺乳动物和人的成熟的红细胞;人工去核的细胞,一般也不能存活太久。
3.精子几乎无细胞质,哺乳动物成熟红细胞无细胞核,它们的存活时间都很短,由此说明了什么?
提示:说明了细胞核与细胞质具有相互依存的关系。(或细胞只有保持结构上的完整性,才能正常地进行各项生命活动。)
[跟随名师·解疑难]
细胞核的结构及其功能
名称 特点 功能
核膜和核孔 ①核膜是双层膜,外膜与内质网相连,且有核糖体附着
②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建
③核膜是不连续的,其上有核孔
④核膜具有选择透过性 ①化学反应的场所,核膜上有酶附着,利于多种化学反应的进行
②控制物质进出,小分子、离子通过核膜进出,大分子物质通过核孔进出
名称 特点 功能
核仁 ①折光性强,易与其他结构区分
②在有丝分裂中周期性地消失和重现 参与某些RNA的合成及核糖体的形成
染色质 ①易被碱性染料染成深色
②由DNA和蛋白质组成
③与染色体的关系:
是遗传物质的主要载体
[特别提醒] 代谢旺盛的细胞的特点
(1)自由水含量相对较高;
(2)细胞膜上蛋白质含量和种类较多;
(3)核质之间物质交换频繁,核孔数量多;
(4)蛋白质合成旺盛,核仁较大。
[自读教材·夯基础]
1.生物膜系统的组成[判断正误]
(1)生物膜系统就是细胞内的所有“生物膜”总称。( )
(2)生物膜系统不仅包括细胞膜、核膜、还包括内质网、高尔基体、叶绿体、线粒体等由膜围成的细胞器。 ( )
(3)核糖体、中心体不属于生物膜系统的范畴。 ( )
(4)生物膜系统是真核细胞所特有的结构体系,原核细胞不具备该体系。 ( )
×
√
√
√
2.生物膜系统的功能[填空]
(1)参与分泌蛋白的 。
(2)保证了各种生化反应 地进行。
(3)参与细胞与外部环境之间的 、 和
。
合成和运输
有序而高效
物质运输
信息传递
能量转换
1.生物膜系统在结构上紧密联系、功能上协调配合,你能否分别列举实例予以说明?
提示:(1)结构上:各部分具直接或间接的联系。如:内质网膜可内连核膜,外连细胞膜,还可与线粒体外膜直接相连。此外,高尔基体可通过“囊泡”形式与内质网和细胞膜“间接”相连。
(2)功能上生物膜系统各组分间协调配合。如:分泌蛋白合成与分泌过程的完成。
2.科学家提供35S标记的氨基酸培养哺
乳动物的乳腺细胞,测量细胞合成并分泌
乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化,
结果如右图,你能说出a、b、c所代表的膜结构名称及放射性标记出现的先后顺序吗?
提示:a、b、c名称及放射性标记出现的先后顺序为:a内质网―→c高尔基体―→b细胞膜。
[跟随名师·解疑难]
1.分泌蛋白的形成与分泌过程
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 3 17 117
表丙
从图甲中可以直接看到,在分泌蛋白的形成与分泌过程中,几种细胞器之间的协作关系。丙表格中的信息较为直接,可以很容易看出分泌蛋白的合成、加工和运输经过的场所及先后顺序。图乙也可较为直观地表示出来,不仅表示了放射性出现的先后顺序,而且还表示了某结构中放射性颗粒数的变化。
2.各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性:各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性:不同生物膜的功能不同,组成成分的含量有差异,如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)蛋白质含量高;与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高。
3.生物膜在结构上的联系
4.生物膜系统的功能
[例1] 右图为典型的细胞核及其
周围部分结构示意图,请据图回答(在
[ ]中填标号,在________上填相应
的名称):
(1)只有在________细胞中,使用________显微镜才能观察到该图表示的结构。
(2)[3]______主要由核糖体中合成的物质以及______共同组成,前者进入细胞核的通道是[ ]________。
(3)与RNA合成及核糖体组装有关的结构是[ ]
________。
(4)一同学将下图乙伞藻的细胞核与伞部去掉,并将甲伞藻的细胞核移入乙中,则长期存活下来的乙伞藻其外形是________。
[思路点拨]
[精讲精析] (1)该图为真核细胞细胞核的亚显微结构模式图。
(2)[3]为染色质,其主要成分为蛋白质和DNA,蛋白质进入细胞核的通道为核孔。
(3)核仁与RNA及核糖体形成有关。
(4)伞藻的外形应取决于细胞核。
[答案] (1)真核 电子 (2)染色体 DNA 2 核孔 (3)4 核仁 (4)B
(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。
(2)核膜和核孔都具有选择透过性。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛,蛋白质大量合成的细胞,核孔数多,核仁较大。
[例2] 在一定时间内使某种动物细
胞吸收放射性同位素标记的氨基酸,经
检查发现放射性同位素依次出现在右图
中1、2、3、5、6、7部位。请据图回答:
(1)图中[7]是一种__________,在[2]________中进行加工。[1]的功能是________。
(2)[7]在[3]________中形成成熟蛋白。[5]来自[ ](填标号)。
(3)用标号表示[7]的运输过程:___________________。
(4)[7]的合成、加工和运输过程所需的大量能量是由
[ ]________供给。
[思路点拨]
[精讲精析] 本题考查生物膜及分泌蛋白的合成与分泌过程,正确识别相应结构,掌握分泌蛋白的形成过程是解题的关键。由图可知1是核糖体、2是内质网、3是高尔基体、4是线粒体、5是分泌小泡、6是细胞膜、7是分泌蛋白。分泌蛋白的形成过程中,氨基酸先在核糖体上合成多肽,再经内质网加工和运输,在高尔基体上成熟,形成分泌小泡后,与细胞膜融合并将分泌蛋白排出细胞。在此过程中,线粒体为分泌蛋白的形成提供能量。
[答案] (1)分泌蛋白 内质网 合成肽链 (2)高尔基体 3 (3)2→3→5→6 (4)4 线粒体
1.解分泌蛋白形成题目的“三看法”
细胞器分工合作的典例是分泌蛋白的形成,解题时,可从三个方面进行分析。一看标记氨基酸出现的先后顺序:核糖体→内质网→小泡→高尔基体→小泡→细胞膜(→胞外)。二看膜面积变化的结果:内质网面积缩小,细胞膜面积增大。三看与分泌蛋白形成有关的细胞器:核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)。
2.正确界定与分泌蛋白形成相关的“细胞器”与“细胞结构”
在分泌蛋白形成过程中,易将形成的“有关细胞器(线粒体、核糖体、内质网、高尔基体)”与“有关结构(线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜)”、“有关膜结构(线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜)”混淆。
1.细胞核功能实验探究。
2.细胞的核质依存关系实验探究。
3.用放射性同位素标记法追踪分泌蛋
白的合成过程及细胞器间的协调配合。
典例剖析
伞藻是单细胞绿藻,其高度可达10厘米。生物学上常用它来研究细胞的有关功能。下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图,请完成以下各题:
(1)嫁接实验的结果可以说明什么?_______________
______________________________________________。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验,还有必要再做核移植实验吗?________________。
说出你的理由:________________________________
_________________________________________________
(3)根据所学知识,请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用。______________________________。
(4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点):①__________________________;
②__________________________________________。
[解析] 由该图形可以观测到进行了伞柄的嫁接后,其所再生的伞帽与细胞核相对应,所以伞帽的产生是受到细胞核的控制的。实验的设计要符合单一变量的要求,要尽量保持实验中只有一个变量。
[答案] (1)伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态与细胞核有关) (2)有必要 因为嫁接后的细胞中,有部分细胞质来自伞柄,部分细胞质来自假根,这样就不能肯定伞帽形态是否由细胞核决定 (3)构建伞帽的多种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的 (4)①大型单细胞生物 ②伞帽形态差异明显 ③不同伞藻间容易嫁接 (其他合理答案也可)
归纳拓展
细胞核功能的实验探究
实验
内容 实验过程 实验
结论 实验分析
两种
美西
螈细
胞核
移植 美西螈
皮肤颜
色的遗
传是由
细胞核
控制的 无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核的卵细胞中,对形成的重组细胞进行培养作为对照
实验
内容 实验过程 实验结论 实验分析
横缢
蝾螈
受精
卵 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 既有相互对照,又有自身对照
实验
内容 实验过程 实验结论 实验分析
变形
虫切
割实
验 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 既有相互对照,又有自身对照
实验
内容 实验过程 实验结论 实验分析
伞藻
嫁接
与核
移植 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,从而证明实验结论(共65张PPT)
第三 章
第 三节
理解教材新知
把握热点考向
应用创新演练
考向一
考向二
知识点一
知识点二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
1.物质如何进出细胞取决于细胞膜的结
构、构成物质的基本微粒的大小及所
带的电荷。
2.简单扩散和易化扩散的动力是物质的
浓度差。
3.水分子从浓集区域通过细胞膜等结构,
向水分子稀少区域的扩散为渗透。
4.植物细胞的细胞壁是一种全透性膜;细
胞膜和液泡膜是半透膜又称“选择透过
性膜”,水分子可以自由通过,细胞要
选择吸收的一些离子和小分子也可以通
过,而其他一些离子和分子不能通过。
5.把具有液泡的植物细胞放入高浓度的溶
液中时,细胞会因失水而出现质壁分离
现象;当把质壁分离的植物细胞放入低
浓度的溶液中时,细胞会因吸水而出现
质壁分离复原现象。
6.物质逆浓度梯度进出细胞,不仅需要膜
上载体蛋白的参与,还需要消耗细胞代
谢释放的能量。
7.主动运输能保证活细胞按照生命活动的
需要,主动地选择并吸收营养物质,排
出代谢废物和对细胞有害的物质。
8.大分子物质进出细胞需通过内吞、外排
作用进行。
[自读教材·夯基础]
1.被动运输[判断正误]
(1)与简单扩散相比,易化扩散不仅取决于浓度差状况,同时还受载体制约。 ( )
(2)简单扩散和易化扩散均不消耗能量 ( )
(3)动植物细胞均可发生渗透作用 ( )
(4)具有液泡的植物细胞,其细胞液与外界溶液之间间隔的选择透过性膜包括液泡膜、细胞膜及细胞壁。 ( )
(5)萄糖分子进入细胞的方式为易化扩散。 ( )
√
√
√
×
×
低浓度
高浓度
载体
能量
3.内吞与外排[填空]
(1)内吞:大分子或颗粒附着在 上,这部分
内陷形成小囊,然后小囊从细胞膜上分离下来,形成 进入细胞内部。
(2)外排:大分子先在细胞内形成 , 移到细胞膜处,与细胞膜 ,将大分子排出。
细胞膜
细胞膜
囊泡
小囊泡
囊泡
融合
1.简单扩散、易化扩散有何共同特点?为何将二者合称为被动运输?
提示:因为简单扩散和易化扩散都是顺物质的浓度梯度进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称被动运输。
2.发生渗透作用应具备何种条件?右
图所示装置中若漏斗口封以纱布,漏斗液
面是否还会上升?
提示:渗透作用的发生必需具备两个条件——具半透膜和半透膜两侧溶液具浓度差。
若将漏斗口的半透膜换成纱布,则S1溶液中大分子可进入烧杯,此时,漏斗内液面将不再上升。
3.人在一边饮酒一边吃鱼的情况下,人对酒精的吸收速度往往会高于对鱼肉蛋白质等营养的吸收速度。其主要原因是什么?
提示:酒精的主要成分是乙醇,它不经消化即可被消化道以简单扩散的方式吸收。而鱼肉中的蛋白质必须先被消化分解为氨基酸,然后再被消化道以主动运输的方式吸收,故人吸收酒精的速度往往高于对鱼肉蛋白质营养的吸收速度。
[跟随名师·解疑难]
1.简单扩散、易化扩散与主动运输的比较
出入
方式 被动运输 主动运输
简单扩散 易化扩散
运输
方向 高浓度→
低浓度 高浓度→
低浓度 一般为低浓度
→高浓度
是否需
要载体 不需要 需要 需要
出入
方式 被动运输 主动运输
简单扩散 易化扩散
是否消
耗能量 不消耗 不消耗 消耗
图例
出入方式 被动运输 主动运输
简单扩散 易化扩散
动力 浓度差 浓度差 能量(由ATP直接提供)
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
出入方式 被动运输 主动运输
简单扩散 易化扩散
表示曲
线(一定
浓度范
围内)
2.比较内吞与外排
比较 内吞 外排
条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理 生物膜的流动性
特点 物质通过囊泡转移,需要消耗能量,不需要载体
方向 细胞外→内 细胞内→外
比较 内吞 外排
图示
实例 变形虫吞食食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 胰岛B细胞分泌胰岛素
3.影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内):
(2)氧气浓度:
(3)温度:温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而会影响物质跨膜运输的速率。
[自读教材·夯基础]
1.渗透[填空]
水分子从 通过细胞膜等结构向水分子 的扩散现象。
2.细胞的吸水和失水[填空]
(1)动物细胞:
①外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞水分进出平衡,形态不变。
浓集区域
稀少区域
小于
大于
等于
(2)植物细胞:
①结构:细胞壁是 性的,原生质层( 、
及两层膜之间的细胞质)具有选择透过性、相当于 。
②条件:成熟的植物活细胞中央具有 。
③验证实验:
a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过
失水,植物细胞就发生 现象。
b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度 外界清水,植物细胞就 ,发生
现象。
全透
细胞膜
液泡
膜
半透膜
中央大液泡
渗透作用
质壁分离
高于
吸水
质壁
分离复原
1.人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状,现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内,一段时间后,实验结果如下图所示。
依据图示现象请你推测a、b、c烧杯中溶液浓度大小如何?
提示:红细胞在等渗溶液中可维持正常形态,在低渗溶液中可吸水涨大,在高渗溶液中可失水皱缩,由此可见a、b、c溶液浓度大小为a<c<b。
2.成熟的植物细胞为什么能发生质壁分离及复原现象?
提示:(1)植物细胞的细胞壁和原生质层具有一定的伸缩性,但原生质层的伸缩性大于细胞壁。
(2)成熟植物细胞的原生质层可以被当做一种半透膜。
(3)细胞液和细胞外溶液存在浓度梯度。
3.将人的红细胞置于蒸馏水中能否发生质壁分离现象?
提示:不能。人的红细胞无细胞壁,置于蒸馏水中会吸水涨破。
[跟随名师·解疑难]
①若S1溶液浓度大于S2,渗透平衡之前单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数,外观上表现为S1溶液液面上升。
②在达到渗透平衡后,若存在液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2。液柱的升高所形成的静水压,就是漏斗中溶液的渗透压,溶液越浓,渗透压就越高。
[特别提醒] 半透膜两侧溶液间的水分子是进行双向运动的,我们只是观测到由双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。
2.植物细胞的吸水和失水的实验探究
(1)实验原理:
成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,能够渗透失水和吸水。
(2)实验流程图示:
(3)质壁分离的原因分析:
[例1] 下图为小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运。相关叙述正确的是 ( )
A.a物质可能是甘油,b物质可能是葡萄糖
B.a物质可能是水,b物质可能是甘油
C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气
D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸
[思路点拨]
[精讲精析] 由题图可知,a物质由高浓度一侧运至低浓度一侧,不需要载体蛋白和能量,属于简单扩散,可能性是O2、CO2、水、甘油或胆固醇;b物质由低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白和能量,为主动运输,可能是葡萄糖或氨基酸。
[答案] A
(1)方法一:
(2)方法二:据运输方向来判断,凡是逆浓度梯度的运输方式都是主动运输。
[例2] 下图为某学生进行某实验的基本操作步骤,请回答以下问题:
(1)你认为他做该实验的目的是____________________
__________________________________________________。
(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色________的大小以及________的位置。
(3)请描述C步骤的操作方法:_____________________
_________________________________________________。
(4)某学生在F步骤观察时,发现质壁分离不能复原,最可能的原因是________________________________________
_________________________________________________。
(5)通过实验发现,蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题:_________________
__________________________________________________。
[思路点拨]
[精讲精析] (1)由图分析可知,该实验是教材中探究植物细胞的吸水和失水实验。(2)B步骤低倍镜下观察,主要目的是观察洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡大小、原生质层的位置。(3)步骤C是一种典型的引流法操作。(4)发现质壁分离不能复原,说明植物细胞可能已死亡,原生质层失去了选择透过性。(5)从蔗糖溶液浓度与质壁分离和复原的角度拟定实验课题,答案合理即可。
[答案] (1)观察植物细胞的质壁分离与复原(或探究植物细胞在什么情况下会失水或吸水,或证明原生质层相当于一层半透膜等)
(2)(中央)液泡 原生质层
(3)从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复几次
(4)质壁分离时间过长,细胞失水过多而死亡
(5)探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响
(1)证明细胞的死活:此实验中,细胞绐终是活的,死细胞不能发生质壁分离和复原。
(2)测定细胞液的浓度:梯度浓度法。即撕取数片紫色洋葱鳞片叶表皮,分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,则细胞液浓度介于细胞尚未发生质壁分离和最初发生质壁分离的两种相邻的溶液之间。
(3)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小:
①设计思路:成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液→镜检。
②发生质壁分离现象:细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性。
③不发生质壁分离现象:细胞壁伸缩性大于或等于原生质层伸缩性。
(4)鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液):
①设计思路:成熟的植物细胞+不同种类溶液。
②只发生质壁分离现象→溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖溶液)。
③质壁分离后自动复原→溶质能通过半透膜的溶液(如KNO3溶液)。
(5)比较不同植物细胞的细胞液浓度:不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液,镜检刚发生质壁分离时所需时间,比较判断质壁分离速度,速度越大植物细胞液浓度越小。
(6)比较未知浓度溶液的浓度大小:把同一植物的成熟细胞放在未知浓度的溶液中,镜检刚刚发生质壁分离所需时间,比较所用时间。
1.物质跨膜运输方式实验探究。
2.物质运输速率影响因素实验探究。
3.细胞膜的选择透过性实验探究。
典例剖析
(2012·苏北四市模拟)下面为物质通过红细胞膜的示意图,请回答:
(1)K+、O2和葡萄糖三种物质中,通过B方式进入红细胞的是________。
(2)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,________方式将会受到较大影响。
(3)经研究发现红细胞悬液为不透明的红色液体,而红细胞发生溶血后,光线比较容易通过溶液,溶液会逐渐澄清,所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞溶血速度,进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。请你利用以下实验材料,设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。
材料用具:稀释的羊红细胞悬液、0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、笔。
实验步骤:①取2支试管,分别标记为A、B。
②分别量取__________________、________________各10 mL,注入A、B两支试管。
③分别量取1 mL______________注入A、B 两支试管中,同时开始计时,记录___________________________。
结果及结论:①如果加入葡萄糖溶液的试管内溶液澄清所用的时间短,说明葡萄糖比甘油进入细胞的速度快;
②如果___________________________________,
说明甘油比葡萄糖进入细胞的速度快;③如果__________________________________________________
________________________________________________,
说明葡萄糖和甘油进入细胞的速度相同。
[解析] 图中A不消耗能量,不需要载体蛋白,物质从高浓度运输到低浓度,代表简单扩散;B消耗能量,需要载体蛋白,代表主动运输;C不消耗能量,需要载体蛋白,代表易化扩散。(1)红细胞通过主动运输吸收K+,通过易化扩散吸收葡萄糖,通过简单扩散吸收O2。(2)呼吸抑制剂抑制细胞呼吸,影响能量的供应,所以主动运输的过程受到较大影响。(3)本小题是一道典型的实验设计题。实验目的是判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。根据题意,实验的自变量是葡萄糖和甘油,因变量是其进入红细胞的速度,根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度,可通过细胞悬液澄清的速度来判断红细胞的溶血速度。
[答案] (1)K+ (2)B(或主动运输)
(3)步骤:②0.3 mol/L 的葡萄糖溶液 0.3 mol/L的甘油溶液 ③稀释的羊红细胞悬液 溶液由不透明到澄清的时间 结论:②加入甘油溶液的试管内溶液澄清所用的时间短 ③两支试管内溶液澄清所用的时间相同
归纳拓展
细胞膜的选择透过性的验证
方案1:
方案2:
方案3:
含不同矿质离子的培养液+相同植物
含相同矿质离子的培养液+不同植物
↓
测定培养液中各矿质离子的初始浓度
↓ 培养一段时间
测定实验结束时培养液中各矿质离子浓度
↓
比较同一植物吸收不同矿质离子及不同植物吸收同一矿质离子的情况
↓
得出结论(共57张PPT)
第三 章
第 二节
理解教材新知
把握热点考向
应用创新演练
考向一
考向二
知识点一
知识点二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
第 二课时
考向三
第二课时 细胞质和细胞器
1.细胞质是指在细胞膜以内、细胞核以外
的部分,主要包括细胞质基质和细胞器。
2.细胞质基质为生命活动提供了重要的代
谢反应的场所和所需要的物质(如核苷
酸、氨基酸等),也提供了一定的环境
条件。此外,它还能影响细胞的形状、
分裂和运动,以及细胞器的转运等。
3.动物细胞没有细胞壁,不含叶绿体,没有
大的中央液泡,但含有中心体。
4.线粒体:具有双层膜,是有氧呼吸和形成
ATP的主要场所。
5.叶绿体:具有双层膜,是进行光合作用的
场所。
6.内质网:广泛分布于细胞质基质中,主
要与蛋白质、脂质的合成有关。
7.高尔基体:与细胞分泌物的形成有关,
也与植物细胞壁的形成有关。
8.中心体:一般存在于动物细胞中,与细
胞的有丝分裂有关。
9.核糖体:是细胞内蛋白质合成的场所。
10.液泡:普遍存在于植物细胞中,也可
以含有色素,与细胞形态的保持有关。
[自读教材·夯基础]
1.细胞质[填空]
(1)概念:细胞质是指在 以内、 以外的部分。
(2)包括: 和 。
(3)细胞质基质:
①成分:水、 、脂质、 、 、氨基酸、核苷酸等。
细胞膜
细胞核
细胞质基质
细胞器
无机盐
糖类
蛋白质
②功能:
a 为生命活动提供了重要的 场所和所需要的物质,也提供了一定的 条件。
b 影响细胞的形状、 和运动,以及 的转运。
代谢
环境
细胞器
分裂
2.细胞器[填空]
1.若从有无膜结构、具有单层膜还是双层膜角度应如何对细胞器进行分类?
提示:若依据有无膜结构及单、双层膜结构可将细胞器进行如下归类:
2.有中心体的细胞一定无细胞壁,对吗?
提示:不对。中心体一般存在于动物细胞中,但某些低等植物细胞中也有中心体,故有中心体的细胞也可能有细胞壁。
[跟随名师·解疑难]
1.细胞器的分布、主要结构和功能比较
项目种类 存在位置 膜结构 功 能
线粒体 动、植物
细胞 双层膜 与能量代谢有关,有少量遗传物质 有氧呼吸
主要场所
叶绿体 植物细胞 光合作用的场所
单层膜 调节细胞内环境,维持细胞渗透压,保持细胞形态
液泡
项目
种类 存在位置 膜结构 功 能
内质网 动、植物
细胞 单
层
膜 与蛋白质的合成与加工、脂质的合成有关,还有储存运输功能
高尔
基体 蛋
白
质 与动物细胞分泌物形成有关;与植物细胞壁形成有关
核糖体
运输
加工
中心体 动物细胞、低等植物细胞 无膜 合成蛋白质的场所
与细胞有丝分裂有关
溶酶体 动、植物细胞 单层膜 含多种水解酶,分解多种物质
2.线粒体和叶绿体的比较
项目 叶绿体 线粒体
模型
色素 含有色素 无色素
酶种类 光合作用有关酶 呼吸作用有关酶
增加膜面
积方式 囊状结构薄膜叠加形成基粒 内膜向内凹陷形成嵴
项目 叶绿体 线粒体
物质转化 CO2+H2O 有机物 有机物转化
CO2+H2O
能量转换 光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能 有机物中的化学能ATP中的化学能
相同点 ①结构方面:都有双层膜,膜的化学组成也相同
②遗传方面:都有少量的DNA,可以复制与表达,不完全受细胞核控制,决定了细胞质遗传
③功能方面:均与自然界的碳循环有关
④代谢方面:光合作用与细胞呼吸过程都消耗水,又产生水;两者均与能量转换有关,只是能量转换的形式不同
1.观察黑藻细胞[填空]
(1)课前将黑藻放在 、 的条件下培养1~2 d。
(2)操作步骤:
[自读教材·夯基础]
光照充足
温度适宜
2.观察线粒体[判断正误]
(1)由于黑藻叶细胞中不含线粒体,故不宜用作线粒体观察材料。 ( )
(2)线粒体不能在光学显微镜下观察到。 ( )
(3)大白鼠胰腺活细胞线粒体为蓝色的弯曲线条状或颗粒状物体。 ( )
×
×
×
1.用黑藻叶细胞观察叶绿体是否需制作切片?为什么?
提示:由于黑藻叶由单层细胞构成,故不需制作切片,可直接置于显微镜下观察。
2.在叶绿体的观察实验中,观察材料是否需要染色?你所观察到的叶绿体是静止不动的吗?为什么?
提示:由于叶绿体中含有绿色色素,显微镜下呈绿色,故不需染色也可观察;由于活细胞的细胞质处于流动状态,故叶绿体也随之运动,而不是静止的。
3.若用活细胞(如人口腔上皮细胞)观察线粒体是否需染色?
提示:由于线粒体中不含色素,在显微镜下呈透明状态,不易观察清楚,故需染色后观察。
[跟随名师·解疑难]
使用高倍显微镜观察细胞结构
实验
原理 ①叶绿体本身含有色素,呈绿色,可在高倍镜下观察到它的形态和分布
②铁苏木精染液可使细胞中的线粒体呈现蓝色,而细胞质接近无色,可在高倍镜下观察到染色后的线粒体的形态和分布
目的
要求 ①学习制作临时装片,并在光学显微镜下观察叶绿体和线粒体
②了解叶绿体和线粒体的形态和分布
材料
用具 材料
选取 观察叶绿体时,常用藓类叶片,因为藓类叶片很薄,仅有一层叶肉细胞,可在显微镜下直接观察。若用菠菜叶作材料,撕取下表皮时必须带少许叶肉,因为其内含有大量的叶绿体
染色剂 叶绿体不需染色,观察线粒体需铁苏木精染液染色
方法
步骤 叶绿体
的观察 制作藓类
叶片临时
装片 在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶,或者取菠菜稍带些叶肉的下表皮,放在水滴中,盖上盖
玻片
观察 先用低倍镜,后用高倍镜
线粒体
的观察 取大白鼠胰腺的铁苏木精染色玻片标本
观察 先用低倍镜,后用高倍镜
[特别提醒]
(1)有一种称为“健那绿”的活体染料可对活细胞的线粒体进行染色(它可使线粒体着色呈“蓝绿色”)。若用活细胞观察线粒体,可先用健那绿染液对其染色。
(2)由于靠近下表皮的叶肉细胞叶绿体大,易观察,故用菠菜叶观察叶绿体时,常取稍带些叶肉的下表皮制作切片(表皮细胞不含叶绿体,须带“叶肉”)。
[例1] 下面模式图表示几种细胞器,据图完成下列问题(只填标号)。
(1)在不同生物中功能不同的细胞器是________,抗体是在________中合成的。
(2)在酶的参与下,为进行多种化学反应合成有机物创造有利条件的细胞器是________。
(3)高等植物没有的细胞器是________。
(4)根尖分生区细胞没有的结构是大液泡和________。
(5)不含磷脂分子的细胞器是________。
[思路点拨]
[精讲精析] 由图知:A为高尔基体,B为中心体,C为线粒体,D为内质网,E为叶绿体,F为核糖体。其中高尔基体在动植物细胞中功能不同;在动物细胞中与细胞分泌物的加工和分泌有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关。中心体与动物细胞及低等植物细胞的有丝分裂有关。线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞内的“动力车间”。内质网与物质的合成、运输有关,为化学反应提供场所。叶绿体是光合作用的场所。核糖体是蛋白质合成的场所。
[答案] (1)A F (2)D (3)B (4)E (5)B、F
[例2] 下面是有关细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质共性的叙述,其中错误的一项是 ( )
A.它们的成分不同,功能不同
B.它们都含有大量的自由水
C.它们都含有大量的酶,是代谢的重要场所
D.它们都含有大量的DNA和RNA
[思路点拨]
[精讲精析] DNA主要分布在细胞核中,少数分布在叶绿体和线粒体中,故D项是错误的。
[答案] D
(1)细胞质基质是指细胞质中没有分化的部分,即指除了细胞质的细胞器和内含物以外的基质部分,这部分在光学显微镜下看不出有任何定形的结构,是均匀透明的。
(2)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的比较:
比较项目 细胞质基质 线粒体基质 叶绿体基质
存在部位 细胞膜以内,细胞核以外 线粒体内 叶绿体内
所含有机
化合物 糖、氨基酸、无机盐等 与有氧呼吸有关的酶等 与暗反应有关的酶等
功能 新陈代谢的重要场所 有氧呼吸的主要场所 光合作用暗反应的场所
[例3] 请根据用显微镜观察叶绿体的实验回答下列问题:
(1)制作菠菜叶的临时装片时,应取菠菜叶的________表皮并稍带些叶肉作为观察对象,因为该细胞内的叶绿体的体积较________,数目________。高倍镜下可观察到叶绿体呈________形,分布在________中。观察一段时间后,可以发现叶绿体在细胞中是移动的还是静止的?________。
(2)如果先用高倍镜观察,可能会出现什么情况?
___________________________________________________。
(3)叶绿体的形态和分布随________的强度和方向的改变而改变。
[思路点拨]
[精讲精析] 选用菠菜叶的下表皮(稍带叶肉)作为观察叶绿体的实验材料是实验成功的关键。菠菜叶的下表皮是菠菜叶的背阳面,这样的细胞中的叶绿体大且数目少,便于观察。高倍镜下可观察到叶绿体呈扁平的椭球形,分布在细胞质中。分布在细胞质中的叶绿体不是静止不动的,叶绿体在不同光照条件下可以运动,这种运动能随时改变椭球体的方向,使叶绿体既能接受较多光照,又不至于被强光灼伤。用显微镜观察叶绿体时,应先用低倍镜找到观察对象,并将其移到视野中央后再换高倍镜,否则可能会找不到观察对象,甚至弄坏、弄脏镜头。
[答案] (1)下 大 较少 扁平的椭球 细胞质 移动的 (2)可能会找不到观察对象;还可能会出现高倍镜镜头压破玻片、损坏镜头等现象 (3)光照
1.使用高倍镜观察细胞结构。
2.制作真核细胞三维结构模型。
3.差速离心法分离细胞器。
典例剖析
在低温条件下,将叶片置于研钵中,加入某种溶液研磨后,用离心法进行分离。第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上清液S1;随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上清液S2;第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上清液S3;最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上清液S4。现请回答下列问题(填入相应的字母符号,如S1~S4,P1~P4,见图):
(1)细胞的DNA主要存在于________部分。
(2)若要继续分离得到与光合作用有关的酶,应选取______部分。
(3)若要研究合成蛋白质的细胞器,应选取________部分。
(4)含有与有氧呼吸有关的酶的是________。
[解析] (1)DNA主要存在于细胞核中,同时在细胞质的叶绿体和线粒体内也有分布,因此P1部分含量最多。
(2)光合作用的场所是叶绿体,叶绿体呈椭球形或球形颗粒,存在于P2中。
(3)合成蛋白质的细胞器是核糖体,呈粒状小体,主要存在于P4部分。
(4)能彻底分解有机物的场所是线粒体,是有氧呼吸的主要场所,呈棒状颗粒,存在于S1、S2、P3中。
[答案] (1)P1 (2)P2 (3)P4 (4)S1、S2、P3
归纳拓展
差速离心法的应用
(1)差速离心法:交替使用低速和高速离心,用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。此法主要用于分离细胞器和病毒。
(2)操作过程:离心前盛在离心管内的是含有大小、质量不同的多种颗粒的悬浮液,在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开,然后将上清液加高转速离心,分离出第二部分沉淀,如此往复加高转速,逐级分离出所需要的物质。
(3)特点:低速离心后,沉淀物主要由最大的颗粒组成,进一步用高速离心上清液,得到的颗粒逐级减小。(共58张PPT)
第三 章
第 一节
理解教材新知
把握热点考向
应用创新演练
考向一
考向二
知识点一
知识点二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
知识点三
1.施莱登、施旺等科学家共同提出:
一切动物和植物都是由细胞构成
的,细胞是一切动植物的基本单
位,这就是著名的“细胞学说”。
2.显微镜最终观察到的物体的放大
倍数是物镜与目镜放大倍数的乘
积。
3.常用的电子显微镜有透射电子显
微镜和扫描电子显微镜。
4.除病毒等少数生物以外,生物体
都是由细胞构成的。
5.不同生物的细胞大小各不相同,
即使在同一生物体的相同组织
中细胞的大小也可能不一样。
6.细胞内在的结构、自身的表面张力和外部的机械压力
等相互作用,使各种细胞总能保持一定的形态。
[自读教材·夯基础]
1.细胞学说的诞生[填空]
(1)主要建立者: 、 等。
(2)发展过程:
施莱登
施旺
时间 科学家 重要发现
1665年 英国科学家
用自制显微镜观察软木塞切面发现许多小室,并称之为
1838年 德国植物学家 植物体都是 的集合体
胡克
细胞
施莱登
细胞
时间 科学家 重要发现
1839年 德国动物学家 动植物都是 的集合体
1858年 德国 细胞只能来自
施旺
细胞
魏尔肖
细胞
2.细胞学说的内容及意义[判断正误]
(1)细胞学说指出一切生物都是由细胞构成的。 ( )
(2)细胞学说使动物和植物统一到细胞的基础上。( )
(3)“细胞学说、达尔文的生物进化论及能量守恒和转化定律”被列为十九世纪自然科学的三大发现。 ( )
(4)细胞学说涉及了动植物界的统一性,未涉及细胞的统一性。 ( )
×
√
√
×
1.“花草树木”、“鸟兽虫鱼”地球上的动植物形形色色,千差万别,但就结构组成而言,它们却具有共同性,你能说出其最大的共性是什么?
提示:各种动植物虽千差万别,但它们却都是由“细胞”构成的。
2.细胞学说如何解释细胞的来源?最初提出该观点的是施莱登、施旺吗?
提示:细胞学说认为,所有的细胞均来自原先的细胞,最初提出该观点的不是施莱登、施旺,而是德国病理学家魏尔肖。
3.结合细胞学说的主要内容,你认为细胞学说主要阐明了生物的多样性还是生物界的统一性?
提示:细胞学说阐明了动植物都以细胞为基本单位,论证了生物界的统一性,细胞学说并未阐述生物的多样性。
[跟随名师·解疑难]
细胞学说的发展
(1)细胞是生命的基本单元。细胞是全能的,即它携带有机体全部的遗传信息。以植物细胞为例,植物的体细胞能培养成完整的植株,而细胞器则无此功能。
(2)所有的生物有机体(病毒除外)都是由细胞组成的。有机体可以是单细胞,也可以是多细胞。
(3)细胞来源于已存在的细胞,可通过细胞分裂或细胞融合形成,在低于细胞水平的任何结构的堆集都不能形成细胞,产生生命。
(4)所有维持生命及繁殖所进行的化学反应全部是在细胞内部进行的。
(5)多细胞有机体的细胞既有分工又有密切联系,有些细胞之间密切联系形成细胞群,共同完成一种功能,成为一个功能单元。有机体的活性可看作是各个独立细胞的活性及其相互作用的总体。
[自读教材·夯基础]
1.光学显微镜[填空、填图]
(1)显微镜最早由荷兰科学家 发明,可放大300倍。
(2)结构:
列文虎克
(3)显微镜放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的 。
2.使用光学显微镜观察各种各样的细胞[填空]
(1)步骤:
①首先在 镜下观察清楚,找到 ,移至
。
②转动转换器,用高倍镜观察,并轻轻转动
直到看清楚材料为止。
乘积
低倍
要放大物像
视野中央
细准焦螺
旋
(2)观察结果:
①不同细胞形态、大小千差万别。
②不同的细胞有共同的结构: 、 、 。
(3)结论:细胞既具有 ,又具有 。
细胞膜
细胞质
细胞核
多样性
统一性
3.电子显微镜[判断正误]
(1)曾获1986年诺贝尔物理学奖的德国科学家卢斯卡等人的杰出贡献在于制造出了能放大上百万倍的电子显微镜。
( )
(2)目前使用的电子显微镜最大放大倍数可接近万倍。
( )
(3)扫描电子显微镜适合于观察细胞内部的超微结构,透射电子显微镜则主要用于观察细胞等样品的表面形态和结构。 ( )
(4)透射电子显微镜的成像原理和光学显微镜基本相同。
( )
×
×
×
√
1.在变形虫、血吸虫、菜青虫、萤火虫四种生物中,最能体现细胞是一个相对独立的生命活动单位的是哪一种?为什么?
提示:在所涉及的几种生物中,变形虫最能体现细胞是一个相对独立的生命活动单位,这是因为变形虫整个身体仅由一个细胞构成,为单细胞生物,该细胞可承担变形虫生物体的所有生命活动(如摄食、排泄、应激性、繁殖等)。
2.右图表示用显微镜观察草履虫
时,视野中物像的位置及运动方向
(箭头所指),若要让草履虫不从视野
中消失,载玻片应如何移动。
提示:显微镜下所成的像是倒像,物像的移动方向与载玻片的移动方向相反。视野中的物像向左下方移动,若要让物像不从视野中消失,物像应向右上方移动,因此向左下方移动载玻片。
[跟随名师·解疑难]
显微镜的使用及相关问题分析
1.显微镜的成像特点
(1)显微镜下所成的像是倒立的放大的虚像,倒立是指上下、左右均是颠倒的,相当于将观察物水平旋转180°。
(2)要移动物像时,物像位于哪个方向,应向哪个方向移动装片。
2.使用显微镜的操作步骤
(1)低倍镜:取镜 安放 对光 安放玻片 调焦 观察。
(2)高倍镜:在低倍镜下确定目标
移动装片,使目标位于视野中央
转动转换器,换用高倍镜
调焦
(转动细准焦螺旋。视野暗,可调反光镜或光圈)
3.显微镜的放大倍数
(1)显微镜的放大倍数是指物像长度或宽度的放大倍数,而不是面积或体积。
(2)总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
4.目镜与物镜的结构及其长短与放大倍数之间的关系
(1)物镜越长,放大倍数越大,距装片距离越近,如H1;反之则放大倍数越小,距装片距离越远,如H2。
(2)目镜越长,放大倍数越小,反之则放大倍数越大。
5.高倍镜与低倍镜的比较
物像
大小 看到
细胞数目 视野
亮度 物镜与载玻
片的距离 视野
范围
高倍镜 大 少 暗 近 小
低倍镜 小 多 亮 远 大
[自读教材·夯基础]
细胞的大小和形态[判断正误]
(1)细胞均不能用肉眼观察,须借助显微镜才能观察到。 ( )
(2)不同生物体的细胞大小各不相同,但在同一生物体的相同组织中细胞大小均相同。 ( )
(3)同一个细胞,处在不同的发育阶段,其大小也会发生改变。 ( )
(4)细胞之所以能保持一定形态,与细胞内在结构、自身的表面张力和外部机械压力均有关。 ( )
×
×
√
√
1.细胞均能保持其特定形态,人的红细胞其形态有何特点?这样的形态对于其功能有何重要意义?
提示:人的活细胞犹如两面凹的圆饼状,如此的形态有利于扩大与O2的接触面积,对加强O2运输具重要意义。
2.由课本P32的图3-5可以看到神经细胞的周围有许多长短不一的放射状突起,使细胞呈星形。这种形态特点的主要生理意义是什么?
提示:神经细胞具多种突起,有利于它与更多的细胞建立突触联系,从而广泛地进行神经传导,传递信息。
[跟随名师·解疑难]
细胞形态与功能相适应的几个典例
(1)红细胞呈两面凹的圆饼状,有利于O2和CO2的气体交换。
(2)动物的肌肉细胞呈长条形,与其具有收缩功能相适应。
(3)神经细胞的突起很长,可提高传递兴奋的效率。
(4)卵细胞较大,含有营养物质多,有利于个体早期发育。
(5)植物叶片表皮中的保卫细胞呈肾形,而且可以伸缩,有利于控制气孔开启与闭合。
(6)小肠绒毛上皮细胞的细胞膜向外形成了许多突起,可以增大消化和吸收面积。
[例1] 细胞学说建立的过程是一个科学家探究、开拓、继承、修正和发展的过程,充满了耐人寻味的曲折。下列说法正确的是 ( )
A.英国科学家胡克最终建立了细胞学说
B.德国科学家施莱登和施旺是细胞的发现者和命名者
C.德国科学家魏尔肖对细胞学说的补充是“细胞只能来自细胞”
D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
[思路点拨]
[精讲精析] 细胞学说主要是由德国科学家施莱登和施旺创立的。细胞最早是由英国科学家虎克发现并命名的。细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
[答案] C
(1)细胞学说的创立是许多科学家共同努力的结果,并非只由施莱登、施旺二人建立。
(2)细胞学说提出“一切动植物”均由细胞构成,切不可说成“一切生物”均由细胞构成(病毒是生物,但不具备细胞结构)。
(3)细胞学说不仅蕴含了“生物界”的统一性(由“细胞”构成),也蕴含了“细胞”的统一性(如细胞均来自细胞等)。
[例2] 请回答与显微镜使用及观察相关的问题。
(1)下列有关显微镜操作的说法,正确的是 ( )
A.用显微镜观察酵母菌时,先用低倍镜观察,找到目标,再移至视野中央,换用高倍镜观察
B.为观察低倍镜视野中位于左下方的细胞,应将装片向右上方移动,再换用高倍镜
C.用显微镜的凹面镜反光,观察到的细胞数目更多,但细胞更小
D.在低倍镜换用高倍镜观察时,先用粗准焦螺旋调节,再用细准焦螺旋调节
(2)如下图所示,欲观察较多的细胞应选用的正确组合是( )
A.①③⑤ B.②④⑥
C.①④⑥ D.②③⑤
(3)当显微镜的目镜为10×,物镜为10×时,在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞,如果目镜不变,物镜换成40×后,则在视野中可看到这行细胞中的 ( )
A.2个 B.4个
C.16个 D.32个
(4)显微镜目镜为10×、物镜为10×时,视野中被相连的64个分生组织细胞所充满,若物境转换为40×后,则在视野中可检测到的分生组织细胞数为 ( )
A.2 B.4
C.8 D.16
[思路点拨]
[精讲精析] (1)实物与像的移动方向相反,B项中要想使像向右上移动,则装片向左下移动;C项中用凹面或平面反光镜反光与观察到的细胞数目多少无关,更换目镜或物镜(改变了放大倍数)与观察到的细胞数目多少有关;D项中用高倍镜观察时,只能调节细准焦螺旋。
(2)①②为物镜;③④为目镜;⑤⑥为观察时物镜与玻片标本的距离大小。目镜长度与放大倍数呈负相关;物镜长度与放大倍数呈正相关。显微镜的放大倍数越小,物镜距玻片标本的距离越大。要观察较多的细胞,就应选用较小的放大倍数组合。
(3)放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数,当放大倍数改变时,视野中物体的像的直径发生同样变化;此题中物镜增大4倍,目镜不变,故视野直径范围缩小4倍,能看到8×1/4个细胞。
(4)显微镜的放大倍数是指标本的长度或宽度的放大倍数,而不是指体积放大的倍数,假若一标本被放大了40倍,则实际上是指它的长度和宽度分别放大了40倍,即物体被放大了1 600倍。题目中当物镜为10×时,可看到64个分生组织细胞,若物镜转换为40×,原先的分生组织细胞又被放大了4×4=16倍,则视野相应减小到原先的1/16,所以,视野中仅检测到64×1/16=4个细胞。
[答案] (1)A (2)C (3)A (4)B
放大倍数的变化与视野大小呈反相关。如观察视野中细胞数目的变化,包括两种情况:
①一行细胞数量变化与放大倍数成反比。
②圆形视野中的细胞数量变化与放大倍数的平方成反比。
1.使用显微镜观察多种多样的细胞。
2.细胞形态影响因素的实验探究。
典例剖析
显微镜是生物学科中最为重要的观察工具之一,下面是关于显微镜使用过程中的几个问题:
(1)在低倍镜下寻找到需观察的细胞后,若要进一步放大观察,则操作的主要步骤为:
①把______________移到______________。
②__________________________________________。
③______________至物像清晰。
(2)下图1是在使用目镜为10×,物镜也为10×的显微镜下观察蛙的皮肤上皮细胞时的视野,图2是更换物镜后的视野,则更换的物镜应为________。
(3)细胞内的细胞质并不是静止的,而是在不断地流动着,其方式多数呈环形流动。若在显微镜下观察到一个细胞的细胞质沿逆时针方向流动,则实际的流动方向应为__________________。
(4)用显微镜观察口腔上皮细胞时,一般需经染色才能较清楚地观察到,若无染色剂,怎样调节显微镜也可较清楚地观察到口腔上皮细胞?___________________________。
[解析] (1)由低倍镜换为高倍镜进行观察的主要步骤是:①先把要观察的物体移至视野中央;②转动转换器换上高倍镜;③调节细准焦螺旋,至物像清晰。
(2)显微镜放大的倍数是指长度或宽度的变化,视野的直径由8个细胞组成,放大后只看到中间的2个细胞,即放大了4倍,所以更换的物镜应为40×。
(3)显微镜下细胞质的流动方向是逆时针,根据显微镜下看到的物像是倒像,可推知实际的流动方向仍为逆时针。
(4)颜色浅的标本在显微镜下一般不易被观察清楚,需经染色,若无染色剂可调节光圈(或反光镜)降低视野的亮度,这样也可以较清楚地观察到物像。
[答案] (1)①要放大观察的物体 视野中央
②转动转换器换上高倍镜
③调节细准焦螺旋
(2)40× (3)逆时针
(4)缩小光圈(或调节反光镜)降低视野的亮度
归纳拓展
显微观察中异物位置的确认
异物在视野中有三种存在情况,在物镜上、目镜上和装片上。
(1)反光镜中有异物时,不可能在视野中看到。
(2)视野中异物的确认方法:(共55张PPT)
第三 章
第 二节
理解教材新知
把握热点考向
应用创新演练
考向一
考向二
知识点一
知识点二
随堂基础巩固
课时跟踪训练
第一课时
第一课时 原核细胞和真核细胞 细
胞膜和细胞壁
1.原核细胞的主要特点是不具有真正
的细胞核,只有一个由环状DNA分
子构成的拟核,拟核外无核膜包被。
2.真核细胞不仅细胞核有核膜包被,
而且还形成了许多以膜为基础的具
有特定功能的结构。
3.细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白
质分子。
4.在细胞膜的外面,有糖蛋白,它和细
胞内外的信息交流有着密切关系。
5.细胞膜的结构特点是具有一定的流动
性,功能特性是选择透过性。
6.活细胞的各种代谢活动以及信息交
流都与细胞膜的结构和功能有密切
的关系。
7.植物细胞细胞壁的主要成分是纤维
素,细胞壁维持着细胞的正常形态,
具有支持和保护功能。
[自读教材·夯基础]
1.原核细胞与真核细胞的分类依据[填空]
按照细胞结构的 和 细胞可分为原核细胞和真核细胞两类。
2.原核细胞[判断正误]
(1)细菌、蓝藻和放线菌均属原核细胞构成的生物( )
(2)原核细胞没有细胞核、也没有DNA。 ( )
(3)原核细胞没有核膜,但却有拟核,拟核的实质为环状DNA分子。 ( )
(4)原核细胞的细胞质中不具备以膜为基础的特定功能的结构。 ( )
复杂程度
进化顺序
√
×
√
√
3.真核细胞[填空]
(1)真核细胞结构 。不仅细胞核有 ,而且还形成了许多 的具有特定功能的结构。
(2)下面列举了一些常见的生物,属于原核生物的有
,属于真核生物的有 。
①乳酸菌 ②小球藻 ③破伤风杆菌 ④草履虫 ⑤颤藻 ⑥水绵 ⑦葡萄球菌 ⑧酵母菌
复杂
核膜
以膜为基础
①③⑤⑦
②④⑥⑧
1.凡带“菌”字和带“藻”字的生物都属于原核生物吗?
提示:带“菌”字的生物未必都是原核生物如酵母菌、霉菌等;带“藻”字的生物也未必均属于原核生物如小球藻、衣藻、黑藻等。
2.就细胞结构而言,原核细胞与真核细胞的最主要区别是什么?
提示:就细胞结构而言,原核细胞与真核细胞的最主要区别在于是否具有以核膜为界限的细胞核。
3.有人说,原核生物的遗传物质是DNA或RNA,真核生物的遗传物质是DNA,对吗?
提示:不对,凡细胞生物,其遗传物质均为DNA。只有在无DNA的RNA病毒中,RNA才可作为遗传物质。
[跟随名师·解疑难]
原核细胞与真核细胞的比较
比较 原核细胞 真核细胞
模型
图解
比较 原核细胞 真核细胞
不同点(多样性) 细胞大小 较小 较大
细胞结构 较简单 较复杂
细胞核
(本质区别) 无核膜、核仁,有拟核 有以核膜为界的细胞核,有核仁
细胞壁 有(支原体除外),主要成分为糖类和蛋白质 植物细胞有,主要成分是纤维素和果胶;真菌细胞有;动物无
比较 原核细胞 真核细胞
不同点(多样性) 细胞器 只有核糖体 有多种,包括许多以膜为基础的细胞器
核内DNA 有一个大型环状DNA分子,不与蛋白质结合 DNA与蛋白质结合形成染色质(体)多个
类群 细菌、蓝藻、放线菌等 动物、植物、真菌
相似点
(统一性) 都具有细胞膜、细胞质和与遗传有关的核物质(DNA)
[特别提醒]
(1)有些真核生物细胞中没有细胞核,如:哺乳动物的成熟红细胞,高等植物成熟的筛管细胞等。
(2)“菌”字前面加“杆”“球”“弧”“螺旋”字样者往往指细菌,如肺炎双球菌、幽门螺旋菌等。
[自读教材·夯基础]
1.细胞膜[填空]
(1)分子组成及结构:
(2)功能:
①细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开,维持了
,具有 作用。
②细胞主要通过细胞膜 地从周围环境中获取养料,排出 ,不断地与周围环境进行 。
③可进行细胞间的 (主要与糖蛋白有关)。
细胞
自身的相对稳定
保护
有选择
代谢废物
物质交换
信息交流
2.细胞壁[判断正误]
(1)细胞壁是植物细胞特有的结构。 ( )
(2)细胞壁的成分均为纤维素。 ( )
(3)植物细胞壁维持着细胞的正常形态,具有支持和保护的功能。 ( )
×
√
√
1.你如何才能观察到细胞膜的结构?肉眼、低倍镜、高倍镜,还是电子显微镜?
提示:观察细胞膜的结构,既不可用低倍镜,也不可用高倍镜,更不可能用肉眼观察,细胞膜的结构只能在电子显微镜下方可观察到。
2.右图为一个变形虫,变形虫
只由单细胞构成,显然,它没有肌肉,
没有运动器官,但变形虫却可以运动。
变形虫如何实现自身运动?这表明什么?
提示:变形虫虽只由一个细胞构成,但它却能依赖细胞膜的流动性实现自身的运动,从而完成摄食,应激性等行为,变形虫的运动充分表明构成细胞膜的磷脂分子与蛋白质分子均不是静止的,而是可以运动的。
3.纤维素酶可水解纤维素,若用纤维素酶处理植物细胞将会出现何种结果?处理细菌细胞呢?
提示:植物细胞壁的主要成分为纤维素,若用纤维素酶处理植物细胞,则可将细胞壁水解破坏,从而得到由细胞膜、细胞质和细胞核构成的原生质体。但是由于细菌的细胞壁成分并非纤维素,故使用纤维素酶,并不能将其水解破坏。
[跟随名师·解疑难]
1.细胞膜的成分
成分 含量 在细胞膜中的作用
脂
质 磷脂 约50% 其中磷脂构成细胞膜的基本骨架
胆固醇
蛋白质 约40% ①载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具重要作用
②功能越复杂的膜中,蛋白质种类和含量越多
糖类 约2%~10% 与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与细胞识别等作用有关
2.细胞膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)结构基础:构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。
(2)流动性实例:
①变形虫捕食和运动时伪足的形成;
②白细胞吞噬细菌;
③细胞的内吞和外排;
④受精时细胞的融合过程;
⑤酵母菌出芽生殖中长出芽体;
⑥人、鼠细胞的融合实验;
⑦质壁分离和质壁分离复原实验。
3.细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开:
生物体的生命活动都是以细胞为基本单位进行的,一切细胞均由保持细胞系统完整的细胞膜保护着,没有细胞膜,细胞的生存是不可能的。
(2)控制物质进出细胞:
细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,包括吸收、分泌、排泄。
(3)细胞识别:
细胞识别就是细胞具有区分自己和异己的识别能力。细胞识别的基础是细胞膜表面某些分子(如糖蛋白)提供的识别信息。
(4)信息传递与代谢调控:
细胞的信息传递和代谢调控是通过细胞膜上的一类称为“受体”的特殊蛋白质分子进行的。
[特别提醒]
(1)细胞膜的功能主要由其上的蛋白质行使,所以结构和功能不同的细胞,细胞膜上蛋白质的种类和数量也不同。功能越复杂的细胞,其膜蛋白种类和含量越多。
(2)糖类在细胞膜中分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂,分布在膜的外表面。因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧。
[例1] 如图为细菌和酵母菌细胞的结构模式图,请根据图回答问题。
(1)图中②叫________,其本质是__________________。
(2)细菌和酵母菌最主要的差别是__________________。
(3)细菌和酵母菌都含有的结构是(填序号):
细菌中①与酵母菌中的________,细菌中的③与酵母菌中的________,细菌中的④与酵母菌中的________结构 名称相同。
(4)细菌和酵母菌形态、结构和功能上的差异性说明细胞具有________性,细菌和酵母菌在结构上的相似性说明细胞具有________性。
[思路点拨]
[精讲精析] (1)图中②为拟核DNA(环状DNA分子)。
(2)细菌为原核生物,酵母菌为真核生物,二者在细胞结构上的最主要差别在于前者无核膜包围的真正的细胞核而后者却有该结构。
(3)细菌和酵母菌均有细胞壁(①、⑤)、细胞膜(④、⑥)、细胞质(③、⑧)等结构。
(4)原核细胞与真核细胞既具有差异性也具有统一性。
[答案] (1)拟核 DNA (2)前者没有核膜包围的成形的细胞核(或后者具有核膜包围的成形的细胞核)
(3)⑤ ⑧ ⑥ (4)多样 统一
(1)细胞多样性的体现:
①真、原核细胞内结构的区别:真核细胞有核膜包围的成形的细胞核,其中有核仁、染色质(含DNA);原核细胞无核膜,拟核中有一条裸露的DNA分子。
②不同真核细胞的形态、结构的差异。如与动物细胞相比,植物细胞有细胞壁、液泡,叶肉细胞中还有叶绿体。而且同一植物的不同组织细胞及不同植物的细胞也各不相同。
③不同原核细胞的形态结构差异。如细菌有球形、杆形、螺旋形等多种形态,且不同细菌的结构也有差异(如有的有鞭毛、荚膜等)。
(2)细胞结构统一性的体现:
①真、原核细胞的共性:均有细胞膜、细胞质,均以DNA作为遗传物质。
②真核细胞的共性:都有细胞膜、细胞质、细胞核。
③原核细胞的共性:都有细胞膜、细胞质、拟核。细胞质中只有一种细胞器——核糖体。
[例2] 下图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图,下列有关描述错误的是
( )
A.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
B.图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分
C.图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递
D.将图乙平展在水面上,A部分与水面接触
[思路点拨]
[精讲精析] 图甲中①表示多糖,②表示蛋白质,③表示磷脂双分子层;图乙中A是亲水性头部;B是疏水性尾部。①②③共同构成了细胞膜,为细胞提供了相对稳定的内部环境;细胞膜上的糖蛋白具有识别作用,磷脂分子无此功能。
[答案] B
1.选择适宜材料,体验制备细胞膜。
2.探究细胞膜及细胞壁的化学成分。
3.探究细胞膜的流动性及选择透过性。
?典例剖析
人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。
(1)实验课题:验证细胞膜中含有蛋白质成分。
(2)实验目的:利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。
(3)实验原理:_________________________________。
(4)实验材料:细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。
(5)实验步骤:
第一步:取洁净的试管2支,编号甲、乙。
第二步:向甲试管中滴加2 mL的细胞膜样液,
______________________________________________。
第三步:______________________________________。
(6)实验现象:______________________________。
(7)实验结论:______________________________。
[解析] 欲确认细胞膜中含蛋白质成分,可利用蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应的原理,通过双缩脲试剂检测蛋白质的存在,实验可设置对照组,即不加入细胞膜样液,只加入等量蒸馏水,依据两试管中颜色反应状况,分析结果,得出结论。
[答案] (3)蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
(5)向乙试管中滴加2 mL的蒸馏水
向甲、乙试管中各滴加等量且适量双缩脲试剂,振荡摇匀,观察颜色变化
(6)甲试管中液体变为紫色,乙试管中液体不变成紫色
(7)细胞膜中含有蛋白质成分
归纳拓展
有关细胞膜的组成成分和功能的探究实验设计思路
(1)细胞膜组成成分的探究实验设计思路。
①用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,膜被破坏,说明细胞膜含有脂质成分。
②用蛋白酶处理细胞膜,膜被破坏,说明细胞膜含有蛋白质成分。
③提取膜的成分,加入双缩脲试剂出现紫色,说明细胞膜含有蛋白质成分。
④提取膜的成分,用水解酶处理后,加入斐林试剂并加热,出现砖红色,说明细胞膜含有糖类。
(2)细胞膜具有识别作用的探究实验设计思路。
大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起,发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合,说明细胞膜具有识别作用。
(3)细胞膜流动性的实验验证。
1970年,科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时,融合的细胞一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布。
这一实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。如下图所示: