第3节 细胞核──系统的控制中心
一、教学目标
1.阐明细胞核的结构和功能。
2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
3.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）细胞核的结构和功能。
（2）制作真核细胞的三维结构模型。
2.教学难点
理解细胞核是细胞生命系统的控制中心。
三、教学策略
1.以学生尝试制作的细胞模型和“问题探讨”为情境进入本节的学习。
在第2节内容学习期间，布置学 ( http: / / www.21cnjy.com )生以小组为单位尝试制作真核细胞的三维结构模型，课前了解模型制作的情况。课上通过小组之间展示真核细胞的模型，以及交流“问题探讨”中的讨论题，引发学生对细胞核功能的探究兴趣。之后指导学生通过“资料分析”总结出细胞核的功能。“技能训练”的内容可以和“资料分析”一起完成。如果学生在分析过程中遇到困难，应开展小组成员间的讨论，提高学生解决问题的能力。
2.在探讨细胞核结构与功能相适应的过程中，认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
在初中学习“细胞核是遗传信息库” ( http: / / www.21cnjy.com )、“细胞通过分裂产生新细胞”等内容时，学生初步了解了染色体的结构和形态，因此，教师可以利用有关染色体、染色质在细胞分裂不同时期的显微图片作为学生了解细胞核结构的补充。以形象直观的图解帮助学生理解抽象的文字。在学生分析归纳细胞核功能的基础上，探讨细胞核在结构上有哪些与其功能相适应的特点，结合前两节学习内容，引导学生综合分析，构建起细胞核是细胞生命系统控制中心的认识。
3.“尝试制作真核细胞的三维结构模型”的教学。
“尝试制作真核细胞的三维结构模型”是课程标 ( http: / / www.21cnjy.com )准具体内容标准的要求，是教学中必须完成的。前面提出了以小组合作形式课前完成这项活动的建议，主要出于对学校实际情况的考虑。另外，利用安全的废旧物品制作细胞模型更有利于发挥学生的创造性，课下完成也会给学生更多的空间。
如果学校条件较好，在课堂上是能够完成“尝试制作真核细胞的三维结构模型”的。下面是具体的建议。
（1）实验方案设计。
真核细胞（以动物细胞为例）的结构包括细胞质及其内含的各种细胞器，主要有线粒体、中心体、高尔基体、内质网、核糖体、溶酶体等，以及细胞核。
在建立模型时，可选用琼脂（或明胶）做细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞质，用各色彩泥（有些地区可选用胶泥、面团儿）捏制各种细胞器，并固定于琼脂中，即可成为一个动物真核细胞的模型。
（2）教师课前的准备。
细胞质材料制备：将20 g琼脂与8 ( http: / / www.21cnjy.com )00 mL清水混合并加热至琼脂溶化，置于冰箱中冷凝（约40 min）（也可置于室温下冷凝，时间需延长）。如果没有琼脂（或明胶），可考虑用淀粉代替，但是透明度稍差，如果是这样，可以制成剖面的形式。
其他材料：1 000 mL的烧杯 ( http: / / www.21cnjy.com )一个，玻璃棒，电炉，大头针若干（用来在细胞质中固定各种细胞器），直径约2 mm的塑料吸管若干（用来制作中心体）。
（3）细胞器大小参考数据，保证制作中各种细胞器的大小成比例。
核糖体：最小
溶酶体：直径为0.2～0.8 μm
线粒体：直径为0.5～1 μm，长度为2～3 μm
中心粒：直径为0.2～0.4 μm
细胞核：直径为5～10 μm
（4）教科书图示的学生制作的细胞模型中，各部分结构注释如下。
粉色彩泥代表核糖体
蓝色彩泥代表溶酶体
棕色彩泥代表线粒体
橘黄色彩泥代表内质网
土黄色彩泥代表高尔基体
红色彩泥代表细胞核
（5）学生以小组形式合作完成真核细胞的模型制作，并交流成果。
（6）拓展问题的提出：如果构建一个植物细胞的模型，还需要做什么？请提出你的设想。
四、答案和提示
（一）问题探讨
1.提示：细胞核在细胞的生命活动中起控 ( http: / / www.21cnjy.com )制作用，如细胞核内贮存的遗传物质携带着遗传信息，可以控制蛋白质的合成，而蛋白质是生命活动的体现者，所以细胞核可以比喻为部队的司令部等。
2.不能。
3.不能。
4.提示：不能。细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础，细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，如果没有细胞核，这些生命活动都不能进行。
（二）资料分析
1.提示：美西螈皮肤的颜色是由细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )核控制的。生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，通过指导蛋白质的合成，控制生物的性状。
2.没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
3.细胞核是细胞生命活动的控制中心。
4.生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。
5.细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。
（三）旁栏思考题
提示：同一个生物体内所有细胞的“蓝图 ( http: / / www.21cnjy.com )”都是一样的（除非发生体细胞突变或细胞癌变）。生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样，是细胞分化的结果。
（四）技能训练
1.细胞无核部分随着培养天数的增加，死 ( http: / / www.21cnjy.com )亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。
2.提示：细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面，一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。
（五）练习
基础题
1.（1）√；（2）×。
2.C。 3.C。
拓展题
提示：出生小牛的绝大部分性状像母牛甲。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，所以它的性状与母牛甲最相似。
五、参考资料
1.细胞核概述
细胞核是真核细胞特有的细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞器，它是真核细胞重要的组成部分。细胞核中包含着携带细胞全部基因组的染色体。由于绝大多数遗传信息贮存在细胞核中，DNA复制、RNA转录都在细胞核中进行，因此，它成为细胞生命活动的控制中心。
细胞核的出现是细胞进化历程中的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )巨大飞跃。原核细胞中有一团含核样物质的拟核，拟核周围没有核膜，DNA裸露在细胞质中，这样，DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译都是在同一区间中连续进行。真核细胞中的DNA由核膜包围在核中，胞核体积约占整个细胞体积的10%，胞核通过双层核被膜与胞质的其他部分相隔离，核被膜上分布有许多孔，它们选择性地将有关分子在胞核与胞质之间进行转运。
一般来说，大多数细胞是单 ( http: / / www.21cnjy.com )核的，但也有些细胞具有多个核。此外，在某些成熟的细胞中，不再存在细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞，植物韧皮部中的筛管细胞。不过失去核的细胞存活时间通常是不长久的。细胞核的大小在不同生物细胞中是有差异的，高等动物细胞核的直径一般为5～10 μm，高等植物细胞核的直径一般为5～20 μm，低等植物细胞核的直径一般为1～4 μm。核的形态一般为圆球形或椭圆形，但也有其他形状，如粒性白细胞的核为多叶形，蚕的丝腺细胞核为分枝形。细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核基质组成。
2.核被膜与核孔的结构和功能
核被膜是细胞核的界膜，它由内外两层 ( http: / / www.21cnjy.com )平行的单位膜组成，每层膜的厚度为70～80 nm，在内外膜之间有宽20～40 nm的间隙，称为核周隙或膜间腔。在双层核膜中，面向胞质的一层膜为外膜，其表面附有大量的核糖体颗粒，有些部位与内质网相连，核周隙与内质网腔相通，由此可将核外膜看做内质网膜的一个特化区域。内膜面向核质，其表面光滑没有核糖体颗粒。核的内外膜在一些位点上融合形成环状开口，称为核孔。核孔是沟通核质与胞质物质交流的渠道，可以选择性地转运核内外的物质，因而对细胞的活动起重要的调控作用。
核孔的直径为80～120 nm， ( http: / / www.21cnjy.com )每个核孔不是一个简单的通道，它包含有一个复杂而精细的结构体系，即核孔复合体。大量的研究结果表明，所有真核细胞的核膜上都普遍有核孔复合体，但随着细胞类型的不同和细胞生长阶段的不同，其核孔数目有较大的差异。核孔是由许多蛋白构成的复杂结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用。目前认为核孔复合体由100多种蛋白质组成。
核膜的出现为真核细胞的染色质提供了 ( http: / / www.21cnjy.com )一个稳定的环境。原核细胞中，RNA的合成与蛋白质的合成是同时进行的，这样RNA在翻译成蛋白质之前就很少有改变其转录与翻译方式的机会，而在真核细胞中，转录与翻译在不同区域进行，RNA分子在翻译成蛋白质之前经历一个较长的阶段，前体要进行剪接，剪接中某些序列被切除，只有剪接好的mRNA才会运到胞质中，指导蛋白质的合成。RNA剪接是真核细胞基因组信息传递的重要一步，它能使同一基因由于剪接方式的不同而最终产生不同的蛋白质。
3.染色质和染色体的结构
染色质是细胞核内能被碱性染 ( http: / / www.21cnjy.com )料染色的物质，它与染色体是在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。染色质指间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质凝聚而成的棒状结构。二者之间的区别不是在化学组成上，而是在构型上，反映出它们处于细胞周期的不同阶段。
染色质的主要成分中，DNA和组 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白是稳定存在的，DNA与组蛋白之比约为1∶1。非组蛋白与RNA的含量则随着细胞生理状态的不同而变化，非组蛋白与DNA含量之比为0.2～0.8∶1，RNA与DNA含量之比为0.1∶1。通常细胞代谢活动越旺盛，非组蛋白和RNA的含量就越高。
细胞里的DNA绝大部分存在于染色质中，并且含 ( http: / / www.21cnjy.com )量十分稳定。这包括同一物种的各类细胞中的DNA含量是相同的，细胞不会由于分化而使每条染色质DNA增加或减少。但是，如果染色体数目发生变化，DNA的量也就会随之改变。DNA分子是一条相当长的、没有分叉的核苷酸多聚体，所含核苷酸数量巨大，例如，人的每条DNA链平均约含108个核苷酸。遗传信息就贮存在DNA的序列中。
染色体蛋白质与DNA分子遗传信息的组 ( http: / / www.21cnjy.com )织、复制和阅读密切相关。它包括两类蛋白，组蛋白和非组蛋白。组蛋白在维持染色质结构和功能的完整性上起着关键性的作用。非组蛋白是一大类非常不均一的蛋白质，目前，对于非组蛋白的认识远不如组蛋白。
如果人体内每一个体细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA伸展开来，长度可以达到2 m，平均每条染色体所含的DNA的长度约为5 cm，而如此长的DNA分子位于直径仅为10 μm甚至更小的细胞核中，可见其凝集的程度是非常高的。
染色体是染色质在分裂期紧 ( http: / / www.21cnjy.com )密卷曲凝缩的结构形式。染色体的多极螺旋模型是一种较早提出来的解释染色体包装的结构模型。根据这一模型的解释，由DNA与组蛋白包装成核小体，核小体彼此连接形成直径约为10 nm的核小体串珠结构，这是染色质包装的一级结构。核小体链形成后，可通过螺旋形成直径为30 nm的纤维，这一纤维是由核小体排列呈螺旋管状的结构。这种30 nm的纤维被认为是染色体包装的二级结构，但对其确切的构成方式还有争议。30 nm的螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4 μm的圆筒状结构，被称为超螺线管，这是染色体包装的三级结构。超螺旋管进一步螺旋折叠，可以形成2～10 μm的染色单体，这就是染色体包装的四级结构。
经过逐级螺旋与折叠，由DNA和蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )形成高度凝集的染色体。一条连续的DNA分子的长链，经过四级的盘旋折叠形成染色单体，其长度一次次地被压缩。
在多极螺旋模型提出后，又有一些新的模型被提出，主要是对染色体高级结构提出新的解释。关于染色体的超微结构模型，目前还处在假说阶段。
4.核仁的结构和功能
在光镜下看到的核仁为均匀的球体，在电镜下核仁的超微结构是由三种基本结构组分组成的，即纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分。
纤维中心是包括在颗粒组分内部一个或几个 ( http: / / www.21cnjy.com )低电子密度的圆形结构体，在纤维中心存在DNA，这种DNA具有rRNA基因的性质。致密纤维组分是核仁超微结构中电子密度最高的部分，由致密的纤维构成，通常看不到颗粒，它们呈环形或半月形包围纤维中心，推测此区域是转录合成rRNA的区域。
颗粒组分是核仁的主要结构，由直径15～2 ( http: / / www.21cnjy.com )0 nm的核糖核蛋白颗粒构成，可被蛋白酶和RNase消化，间期核中核仁的大小差异主要是由颗粒组分数量的差异造成的。推测这些颗粒是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体。
在细胞分裂过程中，核仁的形态结构及功能 ( http: / / www.21cnjy.com )将随着整个细胞核而发生明显的变化。当细胞进入有丝分裂前期时，随着染色体的不断凝集，核仁会变形，整个体积逐渐减小，rRNA的合成暂时停止。当有丝分裂完成中期和后期进入末期时，随着染色体的去凝集，核仁重新出现。在刚刚形成的子细胞核中，核仁体积较小，并且数量较多。随后小的核仁会聚集成大的核仁。核仁重新出现和聚集的过程，是染色体上rDNA恢复合成rRNA的过程。
核仁的功能主要是rRNA的合成、加工与成熟以及核糖体亚单位的组装。
5.细胞核与细胞质的关系
细胞正常的生长发育要依靠细胞核和细胞质的相互 ( http: / / www.21cnjy.com )作用。真核细胞的基因主要存在于细胞核中，它包含着细胞正常生长发育的遗传信息，决定细胞的各种特性，也决定着生物个体的表型。遗传信息的载体DNA通过转录合成mRNA,再以mRNA指导蛋白质合成，最终使性状得以表现。DNA还可转录合成其他种类的功能RNA，共同完成蛋白质的合成，调控基因的表达。
细胞核对于细胞特性以及正常生长 ( http: / / www.21cnjy.com )发育的决定作用得到了很多实验结果的支持。最为经典的例子是单细胞伞藻的嫁接实验，其结果大家都已熟悉。随着生物技术的发展和完善，通过将细胞核移入去核的卵细胞中，已成功克隆出多种动物。对这些动物特性的分析，也能证实细胞核的作用，例如，将黑鼠的细胞核移植到白鼠的卵细胞中，克隆出的鼠为黑色。
细胞核显然具有重要的作用，但细胞质 ( http: / / www.21cnjy.com )相对于细胞核来说，并不是完全被动的接受控制，对细胞核正常功能的发挥具有不可缺少的作用，甚至对细胞核有着相当大的影响。可以说细胞生长发育是细胞核与细胞质共同作用的结果。细胞质对细胞核的作用可用核移植实验来分析。蛙的脑细胞通常不再分裂，其DNA的合成活性也非常低，而蛙的成熟未受精卵是处于即将开始活跃的DNA合成的状态。把分离出的脑细胞核注射入这种卵细胞时，很快脑细胞核就被活化，开始DNA合成，可见细胞核的活性受到细胞质的支配。分析细胞质对细胞核作用的另一种常用方法是细胞融合。鸡的红细胞是一种高度分化的细胞，它虽有细胞核，但是不合成DNA，也不合成RNA。将鸡红细胞与一种人的癌细胞融合，融合细胞中的鸡红细胞核被癌细胞的细胞质活化，重新开始DNA复制和RNA合成。
细胞质对细胞核影响的主要原因 ( http: / / www.21cnjy.com )，首先是细胞核处在细胞质的环绕中，核物质代谢所需的原料都要依赖于细胞质，核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质中氧化磷酸化形成的ATP。其次细胞核中的蛋白质也是在细胞质中合成的，如组蛋白、非组蛋白、各种酶等。特别是在细胞质中合成的基因调控因子，控制着核中基因的特异性表达。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
判断题
1.×。 2.×。
选择题 C。
连线题
二、知识迁移
提示：与溶酶体的作用有关。细胞死亡后，溶酶体 ( http: / / www.21cnjy.com )膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时的畜、禽肉烹饪后更鲜嫩。这个过程需要一定的时间。
三、技能应用
调暗视野有两种方法：一是转动反光镜使进光量减少；二是选择小的光圈，减少进光量。
四、思维拓展
1.提示：（1）精卵结合时需要精子提供父方 ( http: / / www.21cnjy.com )的遗传物质；（2）精子要靠尾部摆动游到卵细胞所在位置，才能与卵细胞结合这一过程需要大量的能量，这些能量主要来自线粒体内进行的有氧呼吸。
2.提示：从生物膜在组成、结构、功能上的联系来考虑。
教材答案和提示
（一）问题探讨
1.提示：细胞核在细胞的生命活动中起控制作用 ( http: / / www.21cnjy.com )，如细胞核内贮存的遗传物质携带着遗传信息，可以控制蛋白质的合成，而蛋白质是生命活动的体现者，所以细胞核可以比喻为部队的司令部等。
2.不能。
3.不能。
4.提示：不能。细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础，细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，如果没有细胞核，这些生命活动都不能进行。
（二）资料分析
1.提示：美西螈皮肤的颜色是由 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞核控制的。生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，通过指导蛋白质的合成，控制生物的性状。
2.没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
3.细胞核是细胞生命活动的控制中心
4.生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。
5.细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。
（三）旁栏思考题
提示：同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一 ( http: / / www.21cnjy.com )样的（除非发生体细胞突变或细胞癌变）。生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样，是细胞分化的结果。
（四）技能训练
1.细胞无核部分随着培养天 ( http: / / www.21cnjy.com )数的增加，死亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。
2.提示：细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面，一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。
（五）练习
基础题
1.（1）√；（2）×。
2.C。 3.C。
拓展题
提示：出生小牛的绝大部分性状像母牛甲。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，所以它的性状与母牛甲最相似。第3章 细胞的基本结构
第2节 细胞器——系统内的分工合作
一、教学目标：
知识方面：
1、举例说出集中细胞器的结构和功能
2、简述细胞膜系统的结构和功能
技能方面
1、制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
情感态度价值观
1、讨论细胞中结构与功能的统一性、部分与整体的统一性
二、教学重难点：几种主要细胞器的结构和功能、细胞膜系统的结构和功能是本节重点，而难点是细胞器之间的协调配合和制备临时装片，观察线粒体。
三、教学用具：ppt，细胞亚显微结构模型
四、课前准备：要预先准备动物的血液稀释液体。
五、教学课时：2课时
六、教学过程
教学内容（一）引入（二）几种细胞器（三）细胞器之间的协调配合（四）细胞的生物膜系统（五）小结（五）课后练习 教师活动由初中学习细胞质的知识层 ( http: / / www.21cnjy.com )次引入，细胞器最早是由于在光学显微镜下看到的小的反光点而被发现的。以问题启发学生：一些学生已经看过的细胞器：在细胞质中，除了看到细胞核以外，还看过那些有形态的结构？ 细胞之所以能完成如此多的生理功能，（可以举一些例子，如分泌，保持形态，运动等）都是依赖各种复杂的细胞器互相配合而完成的。展示图片，简单讲解几种细胞器及其分工： ( http: / / www.21cnjy.com )线粒体（旁栏部分）；叶绿体；内质网；高尔基体。再展示动物、植物的亚显微结构图片，提出问题，还能找到哪些细胞器。表格总结细胞器及其功能（补充双层膜、单层膜；提醒学生注意细胞结构与功能适应）引导学生展开讨论，并对学生的发言进行评价。以蛋白质的分泌为例子，内质网上的核糖体 ( http: / / www.21cnjy.com )在核酸的指导下，合成各种氨基酸，这些氨基酸在内质网中连接成肽链，并初步进行折叠和包装后，以囊泡的形式运送到高尔基体，在高尔基上，蛋白质被进一步修饰和包装，再以囊泡的形式运送到细胞膜内侧，最后被分泌到细胞外。这个过程需要消耗有线粒体提供的能量。P49图，许多细胞器都有膜的结构。这些膜都互相作用和联系的。引出生物膜系统的名词。再次回顾蛋白质合成分泌，强调生物膜系统的工作方式。生物膜系统的功能：每种功能让学生尝试举出例子。功能一：维持稳定的细胞内部环境，物 ( http: / / www.21cnjy.com )质运输、能量转换和信息传递（例子：细胞膜、叶绿体的膜等）；功能二：许多化学反应都在生物膜上进行，生物膜提供了广阔的反应面积（例子：叶绿体、线粒体）；功能三：隔开各个细胞器。人工血液透析的原理。科学家故事（可以提到前面细胞器之前讲）， ( http: / / www.21cnjy.com )强调几个科学家分别的成果是什么：克劳德：差速离心法；德迪夫：发现溶酶体：帕拉德：发现核糖体和线粒体结构，动态研究细胞。（本部分也可以在讲细胞器前进行）几种细胞器名称、功能、结构；细胞器如何互相配合完成产物分泌的生理功能；细胞的生物膜系统及其功能。（略） 学生活动回忆并回答问题（如叶绿体、液泡）回答旁栏部分的问题观察细胞亚显微模式图阅读课文，尝试填写表格阅读课文中的资料分析，展开讨论，分别回答讨论题观察p49图，找到几种细胞器膜之间的关系对生物膜的功能举出例子阅读《科学家故事》，找出关键信息。
七、板书设计
第2节 细胞器——系统内的分工合作
一、细胞质基质：
1、概念：指细胞质中没有分化的部分，即指除了细胞质中的细胞器和内含物以外的基质部分。
2、含有的物质：水、无机盐离子、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶等。
3、主要功能：①是活细胞进行新陈代谢的主要场所；②为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件。
二、细胞器：悬浮在细胞质基质中的具有特定的形态、结构和功能的小器官。
1、线粒体：
① 除个别（如人的红细胞）外，普遍存在于真核生物细胞中。
原核细胞中没有线粒体。
② 功能：是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。为细胞的生命活动提供必需的能量（约95%来自于线粒体）。
主要场所而非全部场所，因为有氧呼吸的开始部分是在细胞质基质中进行的。
线粒体因消耗氧气、产生二氧化碳，因此是生物体中二氧化碳浓度最高、氧气浓度最低的场所。
③ 形态：一般呈椭球形。
④ 结构：双层膜结构。
A、外膜：使线粒体与周围的细胞质基质分开，是各种分子和离子进入线粒体内部的屏障。
外膜使线粒体相对独立于细胞质基质。
通过外膜，线粒体内部与细胞质基质进行物质交换，保护线粒体内部环境的相对稳定。
B、内膜：某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态的基质。
嵴使内膜的表面积大大增加，增加了酶分子附着的表面积。
⑤分布：一般来说是均匀分布的。但它在活细胞中能自由地移动，常集中于需能量较多的地方（新陈代谢旺盛的部位）。
线粒体中含有核糖体和少量的DNA、R ( http: / / www.21cnjy.com )NA，因而本身能合成少数种类（13种）多肽，其余多数的蛋白质由DNA在游离核体上合成。因此，线粒体既受细胞核遗传物质的控制，又受自身遗传物质的控制，能自我复制，具有相对独立性，是一种半自主性的细胞器。
线粒体能产生ATP和水。
2、叶绿体：植物细胞中最重要的一种质体（真核植物细胞所特有）
质体：真核植物细胞特有的细胞器，分为白 ( http: / / www.21cnjy.com )色体、有色体和叶绿体。其中，白色体存在于植物体不见光部位，不含色素，起储存淀粉和油滴的作用；有色体存在于果实、花瓣中，含类胡萝卜素，使果实、花瓣呈现颜色；叶绿体主要存在于叶肉细胞中（幼茎的皮层细胞中也有），含叶绿素和类胡萝卜素，能进行光合作用合成有机物。
① 功能：绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器。
② 形态：一般呈扁平的椭球形或球形，绿色。
③ 结构：双层膜结构。
a、内部含有几个到几十个（绿色）基粒，均由囊状结构堆叠而成——增加了叶绿体内的膜面积。
b、基粒与基粒之间充满了基质。
c、囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的色素，这些色素可以吸收、传递、转化光能。
d、光合作用所需要的酶分布于叶绿体的基粒上和基质中。
基质中含有少量的DNA、RNA（具有相对独立性）和核糖体（能合成少数种类的多肽物质）。
叶绿体能产生ATP和水。
比较线粒体和叶绿体：
1、相同点：
① 双层膜结构；
② 含少量DNA、RNA，能自我复制，具相对独立性；
③ 含核糖体，能合成少数种类的多肽物质；
④ 都是能量转换站。
2、区别：
① 分布方面：线粒体普遍存在于真核生物细胞中（哺乳动物的成熟红细胞除外）；叶绿体是绿色植物所特有的，主要存在于叶肉细胞中。
② 功能方面：线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，分解有机物，释放能量；叶绿体是光合作用的场所，合成有机物，储存能量。
③ 结构方面：线粒体内膜向内折叠成嵴，增加了内膜面积；叶绿体内膜不向内折叠，但内腔中含有几个到几十个基粒，也增加了内部的膜面积。
3、内质网：真核细胞中膜面积最大的细胞器。
① 结构：由膜结构连成的网状物，由单层膜构成，其上附着有许多酶；
② 分布：绝大多数动、植物细胞内部都有内质网；广泛分布于细胞质基质内；
③ 类型：
粗面型内质网：表面有核糖体附着；
滑面型内质网：表面光滑，无核糖体附着。
⑤ 功能：有机物合成的“车间”。
a、对细胞质起支持和分隔作用——在细胞中内连核膜，外连细胞膜；
b、增大了细胞内的膜面积，加之其上有多种酶，有利于细胞内各种化学反应的进行；
c、粗面型内质网和蛋白质的合成与运输有关；
d、滑面型内质网与糖元、脂质的合成有关，并具有分泌功能。
合成代谢旺盛的细胞中，内质网比较发达。
4、核糖体：
① 无膜结构；椭球形的粒状小体；由核糖体的核糖核酸（rRNA）和蛋白质构成（1 ：1）。
② 存在于所有类型的活细胞中（包括原核细胞），也存在于细胞核、线粒体和叶绿体内，以及核膜的外膜上。
与核糖体的形成有直接关系的结构是核仁。
③ 类型：
附着核糖体：附着于内质网表面；
游离核糖体：游离于细胞质基质中。
④ 功能：细胞内合成蛋白质的场所——蛋白质的“装配机器”。
a、附着核糖体：合成某些专供输送到细胞外面的蛋白质，如抗体、酶原、蛋白质类激素等。
酶原：酶的前体，必须经过激活才能表现出催化能力。
b、游离核糖体：合成某些专供细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞本身生长所需要的蛋白质（包括酶），这些蛋白质多半分布于细胞质基质中。此外，也合成某些特殊蛋白质（如血红蛋白）。
5、高尔基体：
高尔基体是由意大利的神经解剖学家高尔基发现的，而并非是俄国的那个文学家高尔基。
① 普遍存在于动植物细胞中；单层膜结构。
② 一般呈网状。
在电镜下，高尔基体是一些紧密地重叠在一起的囊状结构，膜结构折叠成片层状的扁平囊，有些扁平囊的末端扩大成大小不等的囊泡。
在电镜照片上，可看见这些膜是与内质网相连通的。
在粗面型内质网上合成的蛋白质运输到高尔基体后，由成熟的大泡送到细胞表面向外排出。
③ 功能：对蛋白质进行加工和转运——蛋白质的“加工厂”。
a、动物细胞中：与细胞分泌物的形成有关——加工和转运蛋白质、合成和运输脂质。
参与蛋白质合成和分泌的细胞器及细胞结构：核糖体（合成）、内质网（运输）、高尔基体（加工）、线粒体（供能）、细胞膜（外排）
高尔基体是细胞分泌物最后加工和包装的场所，所以，在具有分泌功能的细胞中比较发达。
用放射线示踪法发现核糖体上合成的蛋白质，经过内质网运输至高尔基体形成各类分泌物而排出细胞外，这是考试的热点之一。
b、植物细胞中：与细胞壁的形成有关。
6、中心体：
① 无膜结构。
② 存在于动物细胞和低等植物细胞中，通常位于细胞核附近的细胞质中。
在一般的绘图中，植物细胞中没有中心体，是因为一般绘的都有是高等植物细胞。
③ 结构：每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围物质组成。
④ 功能：与动物细胞有些分裂过程中纺锤体的形成有关——中心粒发出的星射线能把成对的染色体拉向相反的两极。
高等植物细胞有丝分裂时没有中心体的出现。
7、液泡：
① 单层膜结构；存在于植物细胞中。
具有一个大的中央液泡是成熟的植物细胞的显著特征，也是其与动物细胞在结构上的明显区别之一。
在成熟的植物细胞中，可以占据细胞体积的90%以上，细胞核和细胞质的其它部分都被挤在紧贴细胞壁上成为一薄层。
幼小的植物细胞（分生组织细胞如根尖和茎尖刚分裂出来的小细胞）中有许多小而分散的液泡，在电子显微镜下才能看到，在光学显微镜下看不到。
② 结构：泡状结构，表面有液泡膜，内有细胞液，含多种有机物和无机物，如无机盐、生物碱、糖类、蛋白质、有机酸、色素等。
其中的色素决定了植物花、果皮和叶子的颜色：除了绿色外，其它的颜色大多数是由细胞液中的色素所决定。
③ 功能：
a、对细胞的内环境起着调节作用，可使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。
液泡膜具有特殊的选择透过性，能使许多物质大量地积聚在液泡中。
b、与植物细胞的水分代谢密切相关。
c、大量物质存在，浓度很高，不易失水，抗旱；不易结冰，抗冻。
8、溶酶体：
① 结构：单层膜囊状结构。
② 分布：几乎所有的动物细胞中均有溶酶体。
③ 功能：细胞内的“酶仓库”、“消化系统”，具有营养和防御功能。
溶酶体是由高尔基体的囊泡发育而成的。
对八种细胞器的小结：
1、具膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。
2、无膜结构的细胞器：核糖体、中心体。
3、具双层膜结构的细胞器：线粒体、叶绿体。
4、具单层膜结构的细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
5、含少量DNA、RNA的细胞器：线粒体、叶绿体
6、含色素的细胞器：叶绿体、液泡
7、参与能量转换：叶绿体、线粒体
8、动物细胞和植物细胞共有但功能不同：高尔基体
八、布置作业
九、教材答案和提示
（一）问题探讨
1.提示：一件产品是由多个零部件组成的 ( http: / / www.21cnjy.com )，不同车间生产不同的零部件之后，要有组装车间完成装配工作，质量检测部门负责检查产品的质量。同时要有部门提供原材料，有部门提供设计图，还要有部门负责动力供应，等等。部门齐全，配合协调，才能生产出优质产品。
2.提示：例如蛋白质的合成。细胞核是遗传信 ( http: / / www.21cnjy.com )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”和“车间”协调配合完成的。
（二）资料分析
1.分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。
2.提示：分泌蛋白从合成至分 ( http: / / www.21cnjy.com )泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白是在内质网上的核糖体内初步合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
3.提示：需要，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量。这些能量是由线粒体进行有氧呼吸提供的。
（三）旁栏思考题
线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能 ( http: / / www.21cnjy.com )够提供细胞生命活动需要的能量。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中、运动员的肌细胞中线粒体多。同样道理，新生细胞的生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛，所以线粒体多。高考资源网
（四）练习
基础题
1.图1中，注字的“内质网”应是“高尔基体”，“高尔基体”应是“内质网”。染色质的注字指示线位置有误。中心体还应包括指示线下方的中心粒。
图2中，注字的“核仁”应是“叶绿体”，“叶绿体”应是“线粒体”，“核糖体”应是“中心体”。
2.C。 3.B。 4.C。
拓展题
提示：溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等，不会被溶酶体内的水解酶水解。第1节 细胞膜──系统的边界教案
一、 教学目标
1.简述细胞膜的成分和功能
2.进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。
3.认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）细胞膜的成分和功能。
（2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
2.教学难点
（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
（2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
三、教学过程
教师活动 学生活动 教学意图
指导学生阅读章首语，了解细胞是一个统一的整体。问题探讨：指导学生看图，思考，讨论两个讨论题。引入新课：任何系统都有边界，在光学显微镜下不能观察 ( http: / / www.21cnjy.com )到细胞膜，但可以观察到细胞膜与外界之间存在一定的边界。细胞的边界就是细胞膜。这一节我们就来学习细胞膜。学习目标：1.简述细胞膜的成分。2.体验制备细胞膜的方法，领悟科学研究方法，获取相关的操作技能。为了研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜和细胞的其他化学成分区分开。怎样获得细胞膜呢？一、实验──体验制备细胞膜的方法阅读实验的一、二、三自然段，思考选材的原则给出材料：菠菜叶、洋葱表皮细胞、细菌、小鼠肝细胞、猪红细胞师生总结：选材遵循的原则：①无细胞壁（不选植物）②无细胞核（哺乳动物红细胞）③无众多的细胞器让学生了解实验的目的要求，实验的材料用具。请学生仔细阅读实验的方法步骤师生共同总结：实验过程中的注意事项在：① 红细胞要用生理盐水（0.9%）稀释。② 注意盖盖玻片的方法，防止出现气泡。③ 用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸跑（引流法）④ 上述操作均在载物台上进行。⑤ 实验中持续观察细胞的变化。巩固练习：课后练习题1讨论获得较纯细胞膜的方法：离心法二、细胞膜的成分指导学生阅读课本细胞膜的成分部分，总结细胞膜的成分。由科学家的探究过程得出：1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这说明了什么？（细胞膜的组成成分中含有脂类物质。）用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构，这又说明了什么？（细胞膜中含有蛋白质 ）师生共同总结细胞膜结构。总结：细胞膜主要由蛋白质和脂质组成，此外， ( http: / / www.21cnjy.com )还含有少量的糖类。组成细胞膜的脂质主要是磷脂和固醇，磷脂含量最丰富。蛋白质和细胞膜的关系──蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。巩固练习：课后题2细胞膜在细胞的生命活动中起什么样的作用呢？将细胞与外界环境分隔开。控制物质进出细胞。进行细胞间的信息交流。 ①激素 ②细胞膜接触 ③胞间连丝植物细胞的细胞壁的组成成分：纤维素和果胶，起保护和支持细胞的作用。师生共同总结本节内容。 阅读，理解，得出结论：细胞，最基本的生命系统，其各个组分间结构和功能密切联系，形成统一的整体。思考，小组讨论，获取答案。回答问题。 阅读学习目标，了解本节的学习内容。 思考，讨论，获取答案。 阅读课本41页相关信息，了解红细胞的有关内容。看课本，了解。识记实验的步骤，思考并小组讨论相关的问题。回答问题。 看课本图，了解红细胞的变化现象。认真听讲，了解这种生物学上常用的方法。 独立完成。阅读课本，总结知识。 思考讨论，回答问题。 深入理解。快速完成。独立完成 让学生了解细胞是一个统一的整体。 充分调动学生的学习积极性。 了解学习内容，为后面的学习指明目标。 引导学生讨论，归纳获取知识 知识拓展 引导学生进行知识的总结和合作探究。 师生共同总结，加深对知识的掌握。便于学生顺利完成实验。 及时巩固新知。 让学生自主学习。创设问题情景，引导学生合作探究。总结新知，为下一节学习细胞膜的功能打下附笔。了解学生知识掌握情况，及时调整教学。
四、教材答案和提示
（一）问题探讨
1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
2.提示：在电子显微镜诞生 ( http: / / www.21cnjy.com )之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
（二）实验
提示：细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。
（三）练习
基础题
1.C。 2.A。 3.C。
拓展题
1.提示：把细胞膜与窗纱进行类比，合理 ( http: / / www.21cnjy.com )之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。
2.提示：“染色排除法”利用了活细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。
