第3章
细胞的基本结构
第2节
细胞器—系统内的分工合作(第1课时)
【学习目标】。举例说出几种细胞器的结构和功能。
【学习重点】几种主要细胞器的结构和功能
【学习难点】几种主要细胞器的结构和功能。
【学习新知】
学习任务一
细胞质的结构
自主学习
阅读教材P47,完成以下内容:
活动1
说出细胞质的基本结构。
活动2
列举细胞质基质的组成成分,并写出细胞质基质的功能。
活动3
了解细胞骨架的功能
学习任务二
细胞器之间的分工
活动1
阅读教材P44,指出将各种细胞器分离出来常用的方法,并试着解释其原理。
活动2
观察课本P45图3-3、3-4并结合“旁栏思考”所涉及的内容,阐明线粒体、叶绿体的结构、功能及分布。
活动3
观察课本P45图3-5
、P46
图3-6,阅读相关文字比较内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体功能及分布,并能在细胞亚显微结构示意图中指出相应结构。
自学检测
1.下列有关线粒体和叶绿体的叙述中,错误的是
(
)
①飞翔鸟类的胸肌细胞中,线粒体数量比不飞翔鸟类的多
②细胞生命活动所需能量全部由线粒体提供
③新生细胞含线粒体多于衰老细胞
④植物细胞都能进行光合作用
⑤叶绿体是进行光合作用的场所,故没有叶绿体的细胞不能进行光合作用
⑥硅肺是由于线粒体不正常造成的
A.①②⑤
B.②④⑤⑥
C.②③④
D.①③④⑥
2.
在细胞的结构中,被称为“蛋白质合成和加工车间”和“生产蛋白质的机器”的细胞器分别是
(
)
A.内质网、核糖体
B.内质网、内质网
C.核糖体、核糖体
D.高尔基体、核糖体
3.下列关于溶酶体的叙述中,错误的是
(
)
A.是细胞的消化车间,内部含有多种水解酶
B.能分解衰老、损伤的细胞器
C.被溶酶体分解后的产物都排出细胞外
D.能吞噬并杀死侵入细胞的病菌
【总结提升】
回顾各细胞器的结构、功能、分布,完成细胞器之间的比较
①含有双层膜的细胞器
②含有单层膜的细胞器
③无膜的细胞器
④与能量转换有关的细胞器
⑤与蛋白质合成、加工直接有关的细胞器
⑥含有DNA的细胞器
⑦植物细胞特有的细胞器
⑧高等动物和低等植物特有的细胞器
⑨动植物细胞都有,但功能不同的细胞器
⑩真、原核生物都有的细胞器
【巩固达标】
1.
下列有关细胞的叙述正确的是
(
)
A.叶绿体是植物进行光合作用的场所,因此能进行光合作用的细胞都应该含有叶绿体
B.同一生物体内细胞形态、结构和功能不同,主要是细胞器的种类和数量不同,根本原因还是细胞中遗传物质不同
C.原核细胞都没有成形的细胞核,没有具膜结构的细胞器,但都有核糖体
D.活细胞中大部分的化学反应是在各种细胞器中完成的
2.
最能体现细胞与细胞之间功能差异的是
(
)
A.细胞核的大小和数量
B.细胞器的种类和数量
C.细胞膜上的载体的种类和数量
D.细胞的大小和形状
3.在真核细胞中,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动有关,而且能维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的是
(
)
A.细胞膜
B.细胞壁
C.细胞核
D.细胞骨架
4.烟草含有的烟碱(尼古丁)主要存在于烟草细胞的哪一部分
(
)
A.细胞膜
B.线粒体
C.细胞核
D.液泡
5.
请据图回答下列问题。
(1)图A属于
(填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是
。
(2)图A中③的功能是对来自[
]
的蛋白质进行
、
和
。
(3)图A中⑥所指的是
,它是细胞合成
的场所。
(4)图B中⑤是
,它是细胞进行
的主要场所。
(5)图B中有三种细胞器未标上编号,请你用⑥、⑦、⑧分别给予标上,并写上它们的名称:[⑥]
,[⑦]
,[⑧]
。
自
自学检测
1B
2A
3C
【巩固达标】
1C
2
B
3D
4D
5
(1)动物
无细胞壁和液泡,有中心体
(2)[⑨]
内质网
加工
分类
包装
(3)核糖体
蛋白质
(4)线粒体
有氧呼吸
(5)叶绿体
内质网
液泡
标号如图所示
第3章
细胞的基本结构
第2节
细胞器—系统内的分工合作(第2课时)
【学习目标】
1.制作临时装片,使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
2.简述生物膜系统的结构和功能。
3.讨论细生物膜结构与功能的统一性、部分与整体的统一性。
【学习重点】1.细胞器之间的协调配合
2.生物膜系统的结构和功能
【学习难点】1.细胞器之间的协调配合
2.制作临时装片,使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
【学习新知】
学习任务一
用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
自主学习
活动1
阅读教材P47实验,完成以下内容:
1.明确观察叶绿体、线粒体的实验材料及所需染色剂
(1)观察叶绿体时选用的材料为
。叶绿体呈现
色,容易观察,不需染色。
(2)观察线粒体时选用的材料为
。由于线粒体接近无色,所以观察时需要
,
是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中的线粒体呈现
色,而细胞质接近于无色。
2.
描述叶绿体和线粒体的形态和分布
(1)叶绿体分布于
细胞中,围绕
而散乱分布,呈
形。
(2)线粒体分布于
细胞中,呈
形。
自学检测
关于观察叶绿体的形态和分布的实验中,下列说法正确的是
(
)
A.选用含叶绿体少而小的细胞来观察
B.活细胞中,细胞质基质中的叶绿体是静止不动的
C.选用含叶绿体大而少的细胞来观察
D.制片时叶片应保持干燥
用显微镜观察细胞中的线粒体时,下列说法正确的是
(
)
A.健那绿染色剂不能通过细胞膜
B.健那绿能使线粒体染成蓝绿色而不能使细胞质染色
C.健那绿能使细胞质染成蓝绿色而不能使线粒体染色
D.线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,故可选任意材料进行观察
学习任务二
细胞器之间的协调配合
阅读教材P48分泌蛋白的合成和运输,完成以下内容:
活动1
说出蛋白质的合成、加工、分泌和运输到细胞外需要那些细胞器?
活动2
结合活动1,描述分泌蛋白合成和运输的过程,并体会高尔基体在其中的重要作用。
自学检测
3.下列结构中不可能与内质网直接相连的是
(
)
A.线粒体
B.核糖体
C.高尔基体
D.核膜
4.胰岛细胞中与胰岛素合成与分泌有关的细胞器包括
(
)
A.核糖体、内质网、中心体、线粒体
B.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C.核糖体、高尔基体、线粒体、叶绿体
D.线粒体、中心体、内质网、高尔基体
5.下图表示胰腺细胞合成与分泌酶原颗粒的大体过程,请据图回答有关问题:
(1)如果图示细胞是一个胰腺细胞,则酶原颗粒的合成场所是[
]
,对酶原颗粒进行加工和包装的场所是[
]
。
(2)如果图示细胞是一个汗腺细胞,则细胞中与胰腺细胞相比明显减少的细胞器是
。
(3)酶原颗粒的合成与分泌说明各种生物膜在
是紧密联系的统一整体。
学习任务三
细胞的生物膜系统
阅读教材P49并结合学过的知识,完成以下内容:
活动1
列举出生物膜系统的结构组成,试着从组成成分、结构、功能的角度分析,可将以上结构视为同一系统研究的原因
活动2
简述生物膜系统的功能,
活动3
阅读P49“相关信息”和P50“与社会的联系”了解生物膜在制药及疾病治疗中的应用。
自学检测
6.组成生物膜系统的生物膜是指
(
)
A.在结构上直接相连的生物膜
B.细胞内所有的膜结构,包括细胞器膜、核膜和细胞膜
C.具有膜结构的细胞器
D.细胞内所有的膜结构,包括细胞器膜和核膜
7.下列有关生物膜系统的叙述中,错误的是
(
)
A.细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境
B.细胞内许多重要的化学反应都是在生物膜上进行的
C.细胞膜把细胞器分隔开,保证细胞生命活动高效、有序地进行
D.广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
【总结提升】构建本节课知识网络
【巩固达标】
1.从某腺体的细胞中,提取出附着有核糖体的内质网,放人含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样,并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况,结果如图2—2—2所示。请回答:
(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积,最可能的解释是
。
(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多,最可能的解释是
。
(3)实验中,培养液相当于细胞中的
。
2.右图是动物某分泌细胞。向细胞内注射用放射性同位素3H标记的氨基酸,一段时间后,在细胞外检测到含有放射性的分泌蛋白质。请回答下列问题([
]内填序号):(1)请举例写出3种分泌蛋白
质:
、
、
。
(2)放射性同位素将依次出现在图中的
。(填序号)
(3)⑥的分泌蛋白质首先是由附着在[
]
上的[
]
合成的。
(4)图中②是
,在细胞内被形象地称为深海中的潜艇。
(5)分泌蛋白的合成、运输和分泌过程中,需要的能量主要是由[
]
提供的。
自学检测
1C
2B
3C
4
B
5.(1)[2]核糖体
[3]
高尔基体
(2)核糖体
(3)结构和功能
6B
7C
【巩固达标】
1.(1)核糖体是蛋白质的合成场所
(2)蛋白质进入内质网中
(3)细胞质基质
2.(1)消化酶
抗体
胰岛素(或生长激素)
(2)④⑤③②⑥
(3)⑤
内质网
④
核糖体
(4)囊泡
(5)
⑦
线粒体第2节
细胞器——系统内的分工合作(一)
学习目标:
1.
说出细胞质基质的成分和功能以及细胞骨架的成分和功能
2.
简述分离各种细胞器的方法——差速离心法
3.
简述线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、液泡、叶绿体、溶酶体、中心体等细胞器的形态结构,能在细胞模式图中准确找出相关细胞器,说出它们的功能
4.
列表比较线粒体和叶绿体的异同点
5.
归纳并总结具有单层膜、双层膜、无膜细胞器的分类,比较动物细胞和植物细胞在细胞器上的差别
6.
以分泌蛋白的合成与运输为例说明细胞器间的分工与合作
7.
体验制作临时装片,能够使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
8.
说出生物膜系统包含的内容及生物膜系统的功能
9.
认同细胞中结构和功能的统一性,部分与整体的统一性
自主学习&合作探究
一、细胞器的分工
1.细胞质包括_______和__________两部分:
①___________:细胞质内有一定形态结构和功能的小体,如叶绿体、液泡
②细胞质基质:呈______状态,由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。在细胞质基质中也进行着多种_______________。
2.为了研究细胞内各种细胞器的结构和功能,需要将这些细胞器分离出来。
常用的方法是
。
3.细胞器之间的分工
阅读课本P44-47内容,观察图3-3----图3-7,完成活动一、活动二和活动三。
【活动一】参照教材P46页图3-7和导学案的P34,绘制动物或植物细胞亚显微结构模式图,并在相应位置标出各个细胞器的名称。
【活动二】完成以下表格
示意图
名称
形态结构
功能
补充
形态多样,多为短棒状,具有______层膜
是_____________________的______场所,是细胞的“动力车间”
含
和RNA,含有氧呼吸的酶,生命活动越旺盛,含有的线粒体数目______
球形、椭球形;具______层膜
是绿色植物___________的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
含______和RNA、_______,主要存在于绿色植物叶肉细胞内
____层膜的网状结构
________的合成与加工、______的合成车间
分为粗面内质网(有核糖体附着)、滑面内质网(无核糖体附着)
由____层膜围成的扁平囊和小泡组成
主要对来自内质网的________进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
植物细胞中还与_______________的形成有关
无
膜,由蛋白质和RNA组成
合成__________的场所
分为附着核糖体和游离核糖体两种
____层膜,内含多种________
分解衰老、损伤的_______,吞噬并杀死入侵的______________,是细胞的“消化车间”
与细胞“自溶”有关
___层膜,内有_________,含糖类、无机盐、蛋白质、色素等
是储存多种物质的仓库,调节细胞内的环境,维持细胞的形态。
主要存在于______细胞
无
膜,由2个互相垂直排列的______和周围的物质组成
与细胞的_____________
有关
主要存在于_____细胞和________细胞中,细胞分裂时可以复制
提醒:
(1)有氧呼吸的场所不仅仅是线粒体
①在真核细胞中,有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。
②原核细胞没有线粒体,但有些细胞也能进行有氧呼吸,场所是细胞质和细胞膜(膜上附着有氧呼吸的酶)。
(2)进行光合作用的细胞不一定有叶绿体。例如:________
(3)嵴和基粒不是同一种结构。嵴是线粒体内膜向内折叠形成的,基粒位于叶绿体基质中,由类囊体堆叠形成的结构。二者都能扩大膜面积。
(4)溶酶体内有多种水解酶,溶酶体膜遭到破坏后,其中的水解酶会释放出来,导致细胞“自溶”死亡。
【活动三】归纳提炼
(1)细胞器分类归纳
①从分布方面
a.高等植物细胞区别于动物细胞的细胞器:______________。
b.原核细胞与真核细胞共有的细胞器:__________。
思考:是否所有植物细胞都有叶绿体和大液泡?液泡只存在于植物细胞内吗?
②从结构方面
a.具有双层膜的细胞器:____________。
b.具有单层膜的细胞器:_________________________。
c.不具有膜结构的细胞器:_____________。
d.最大的膜结构:
③从成分方面
a.植物细胞中含有色素的细胞器:____________。
b.含有DNA的细胞器:____________。
c.含有RNA的细胞器:__________________。
④从功能方面
a.与能量转换有关的细胞器:______________。
b.能复制的细胞器:__________________。
c.动、植物细胞都有,但功能不同的细胞器:__________。
思考:细胞中细胞器的种类和数量往往与细胞的功能相适应。请举例说出代谢旺盛的细胞哪些细胞器较多?
(2)判断细胞的种类
①区分真原核细胞:原核细胞只含有________。
②区分动植物细胞:最准确依据是:有无________;动物细胞也不含______________。
③区分高低等植物细胞:低等植物细胞含有__________。
4.实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
(1)实验原理
①叶绿体一般是绿色的、扁平的
形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。
②
染液是专一性染线粒体的
染料,可以使活细胞中的线粒体呈现______,而细胞质接近无色。
【活动四】实验问题探究
①若用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶的下表皮(稍带些叶肉)。为什么?
②为什么观察叶绿体的临时装片时要始终保持有水状态?
③胞质环流:细胞质中的叶绿体不是静止不动的,它会随着细胞质的流动而运动。可以叶绿体为参照物观察细胞质的流动方向和速度。
④不选取植物细胞作为观察线粒体材料的原因是什么?
⑤在观察线粒体的实验中,必须漱净口腔,目的是?
(2)材料用具:新鲜的藓类的叶、黑藻叶、菠菜叶;人口腔上皮细胞……
(3)实验步骤
①观察叶绿体
②观察线粒体
第2节
细胞器——系统内的分工合作(二)
二、细胞器之间的协调配合
合作探究
蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大,这时细胞质中的核糖体多为游离的,而内质网很贫乏。但到5龄的后半期,腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时,则核糖体都与内质网结合,形成发达的粗面内质网。为什么会出现这种变化?丝心蛋白的合成与分泌和这种变化又有什么关系呢?
阅读教材P48资料分析——分泌蛋白的合成和运输,小组合作讨论下列问题。
同位素3H具有放射性,为一种示踪元素,用示踪元素标记的化合物,化学性质不变,可以根据这种化合物的放射性,对有关的一系列化学反应进行追踪,这种科学研究方法叫做“同位素示踪技术”。
1.举例说明哪些蛋白质是分泌蛋白,分泌蛋白是在哪里合成的?
2.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器或细胞结构?尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程。
3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?能量由哪里提供?
【归纳提炼】分泌蛋白合成、加工和分泌的过程
【判断】(1)分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
( )
(2)内质网膜与高尔基体膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分的更新 ( )
(3)内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中
( )
(4)分泌蛋白的合成需要能量,但运输不需要能量
( )
(5)分泌蛋白的合成与分泌过程中,依次经过的细胞器是:核糖体→
内质网→高尔基体→细胞膜
( )
三、细胞的生物膜系统
自主学习
在细胞中,除细胞膜、核膜外,很多的细胞器也都具有膜结构,各类膜结构之间有什么联系呢?阅读下列内容,结合教材思考下列问题。
1.根据所学知识,思考生物膜系统的概念
在细胞中,许多细胞器都有膜,如
、
、
、
等,这些
和
、
等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
生物膜
蛋白质(%)
脂质(%)
糖类(%)
人红细胞膜
49
43
8
大鼠肝细胞核膜
59
35
2.9
内质网膜
67
33
含量很少
线粒体外膜
52
48
含量很少
线粒体内膜
76
24
含量很少
2.几种生物膜的化学成分
(1)从表中可以看出,各种生物膜的
大致相同,但各组分的
不同。
(2)线粒体的内膜要比外膜的功能
复杂,说明功能越复杂的膜,
的含量越高。
3.据图完成图解填充与练习:
(1)各种生物膜在结构上是
的。
(2)细胞中面积最大、联系最广的膜是
膜。
(3)生物膜之间的间接联系是以
的形式实现的。
4.生物膜系统的功能
(1)使细胞具有一个相对稳定的内部环境,在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递过程中起决定作用。(这实际上对细胞膜的功能的另一种表述,第一节中细胞膜的
功能是_____________________________________、________________________________、
___________________________________________)
(2)许多重要生化反应都是生物膜上进行,广阔的膜面积为参加化学反应的多种_____提供大量的_______位点
(3)生物膜把各种___________分隔开,使细胞内能够同时进行多种____________,保证生命活动高效、有序地进行。
※
原核细胞没有生物膜系统,只有真核细胞才具有生物膜系统。
合作探究
1.
分泌蛋白从产生到分泌到细胞外的过程中,有关结构膜面积的变化
如右图所示,①②③分别代表哪种细胞结构的膜面积变化?为什么?
2.
用放射性元素标记的氨基酸合成分泌蛋白,放射性物质在细胞内分布情况如右图所示,
a、b、c分别代表什么细胞器?为什么?
自我检测
一、选择题
1.
下列关于叶绿体与线粒体的形态和分布的叙述中,错误的是
(
)
A.线粒体普遍存在于动植物细胞中
B.叶绿体普遍存在于植物细胞中
C.线粒体呈短棒状、圆球状、哑铃形
D.叶绿体呈扁平椭球形或球形
2.动物细胞和高等植物细胞共同具有的亚显微结构是
(
)
①细胞壁
②细胞膜
③叶绿体
④核糖体
⑤液泡
⑥内质网
⑦中心体
⑧高尔基体
⑨线粒体
⑩溶酶体
A.②④⑥⑦⑧⑨⑩
B.③④⑥⑦⑨⑩
C.①③④⑤⑥⑧
D.②④⑥⑧⑨⑩
3.下列细胞结构中含有遗传物质的是
(
)
A.液泡和线粒体
B.线粒体和中心体
C.中心体和叶绿体
D.叶绿体和线粒体
4.下列关于溶酶体的叙述中,错误的是
(
)
A.是细胞的消化车间,内部含有多种水解酶
B.能分解衰老、损伤的细胞器
C.被溶酶体分解后的产物都排出细胞外
D.能吞噬并杀死侵入细胞的病菌
5.
最能体现细胞与细胞之间功能差异的是
(
)
A.细胞核的大小和数量
B.细胞器的种类和数量
C.细胞膜上的载体的种类和数量
D.细胞的大小和形状
6.选择藓类作为观察叶绿体材料的原因与下列哪项无关
(
)
A.标本制作简单
B.叶绿体清楚
C.叶子薄而小
D.细胞质流动快
7.下列关于使用高倍镜的叙述中,正确的是
(
)
A.因为藓类的叶片大,在高倍镜下容易找到,所以可以直接使用高倍镜观察
B.在低倍镜下找到叶片细胞,需要调节粗准焦螺旋方可换高倍镜观察
C.换高倍镜后,必须先用粗准焦螺旋调焦,再用细准焦螺旋调至物像最清楚
D.为了使高倍镜下的视野亮一些,可使用较大的光圈或凹面反光镜
8.选择藓类作为观察叶绿体材料的原因与下列哪项无关
(
)
A.标本制作简单
B.叶绿体清楚
C.叶子薄而小
D.细胞质流动快
9.用显微镜观察经健那绿染过色的人口腔上皮细胞,可以观察到线粒体的原因是(
)
A.健那绿能使线粒体染成蓝绿色而不能使细胞质基质染色
B.健那绿能使细胞质基质染成蓝绿色而不能使线粒体染色
C.健那绿能使线粒体染成蓝绿色而不能使细胞质染色
D.健那绿能使细胞质染成蓝绿色而不能使线粒体染色
10.下列有关线粒体和叶绿体的叙述中,错误的是
(
)
①飞翔鸟类的胸肌细胞中,线粒体数量比不飞翔鸟类的多
②细胞生命活动所需能量全部由线粒体提供
③新生细胞含线粒体多于衰老细胞
④植物细胞都能进行光合作用
⑤组成绿叶的细胞都能进行光合作用,故光合作用是叶的主要功能
⑥硅肺是由于线粒体不正常造成的
A.①②⑤
B.②④⑤⑥
C.②③④
D.①③④⑥
11.雌性家兔体细胞中高尔基体数量最多的是
(
)
A.神经细胞
B.心肌细胞C.乳腺细胞D.红细胞
12.下列物质在核糖体内合成的是
(
)
①性激素
②胰岛素
③淀粉
④消化酶
⑤纤维素
A.①②
B.②③
C.②④
D.②⑤
13.某种毒素抑制细胞有氧呼吸,该毒素损伤了
(
)
A.内质网
B.线粒体
C.高尔基体
D.细胞核
14.把鼠肝细胞磨碎,经高速离心后可分为四个层次,分析发现第三个层次含有较多的呼吸酶,据此可以推断该层分布的一种细胞器是
(
)
A.
线粒体
B.
叶绿体
C.
内质网
D.
高尔基体
15.从某腺体的细胞中提取一些细胞器,放人含有14C氨基酸的培养液中,培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件,连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。图中正确的描述曲线是
(
)
二、非选择题
16.请据图回答下列问题。
(1)图A属于
(填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是
。
(2)图A中③的功能是对来自[
]
的蛋白质进行
、
和
。
(3)图A中⑥所指的是
,它是细胞合成
的场所。
(4)图B中⑤是
,它是细胞进行
的主要场所。
(5)图B中有三种细胞器未标上编号,请你用⑥、⑦、⑧分别给予标上,并写上它们的名称:[⑥]
,[⑦]
,[⑧]
。
17.下面是实验室用高倍显微镜观察线粒体的过程,请回答下列问题:
(1)在洁净的载玻片的中央滴一滴
,用消毒牙签在自己漱净的
上轻轻刮几下。把牙签上附有碎屑的一端放在载玻片的液体中涂抹几下,盖上
。
(2)先用低倍镜观察,然后将要观察的细胞移到
,再转动
,换上高倍镜;调节
,使视野亮度适宜;调节
,直至物像清晰。可看到呈
色的是线粒体,而
近乎无色。
18.下面是有关用高倍显微镜观察叶绿体实验的叙述,其中有几处错误,请找出并加以改正。
取一片干燥洁净的载玻片,用镊子撕取菠菜叶的下表皮,注意不要带上叶肉。然后放入载玻片中央,用高倍镜观察。观察时用左眼观察,右眼紧闭。
(1)
。
(2)
。
(3)
。
(4)
。
(5)
。(共61张PPT)
第2节
细胞器
——系统内的分工合作
细胞器的种类有:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、
核糖体、中心体、液泡、溶酶体等。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
13
细胞质
高尔基体
核糖体
细胞膜
溶酶体
中心体
叶绿体
液泡
细胞壁
线粒体
核仁
细胞核
核膜
内质网
细胞质基质:液态部分
为细胞代谢提供各种原料和反应场所
线粒体
叶绿体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞器
细胞质
如何分离出各种细胞器?
将匀浆放入离心管
破坏细胞膜(形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆)
将各种细胞器分离开(利用不同的离心速度所产生的不同离心力)
用高速离心机在不同的转速下进行离心
分离各种细胞器的方法(差速离心法)
嵴
外膜
内膜
基质
1.
线粒体
一.细
胞
器之间的分工
分布:
形态:
结构:
成分:
功能:
普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。
大多数呈椭球形。
两层膜(外膜、内膜)、嵴、基质。
含有与有氧呼吸有关的酶,少量DNA等。
有氧呼吸的主要场所,提供能量约占细胞需能的95%。
1.
线粒体
一.细
胞
器之间的分工
1.德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体的数量(见下表).分析回答:
(1)心肌细胞的数量最多,这是因为
(2)动物冬眠状态下肝细胞中的线粒体比常态下多的原因是
(3)从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关
肝细胞
肾皮质细胞
平滑肌细胞
心肌细胞
动物冬眠状态下的肝细胞
950个
400个
260个
12500个
1350个
心肌细胞运动量大,因不停的收缩舒张,需能量多。
冬眠时动物维持生命活动的能量主要靠肝脏,肝脏代谢加强,需能量多.
细胞新陈代谢的强弱。
线
粒
体
思
考:
1.从结构上看,线粒体是有氧呼吸主要场所的原因?
2.线粒体的内膜向内折叠形成嵴有什么意义?
3.为什么线粒体多集中在新陈代谢比较旺盛的部位?
含
有
多
种
与
有
氧
呼
吸
有
关
的
酶
增大内膜的表面积
线
粒
体
为
生
命
活
动
提
供
大
量
的
能
量
基粒:囊状结构的薄膜是绿色的。
2.叶绿体
类囊体
基粒
基质
内膜
外膜
2.叶绿体
分布:
形态:
结构:
成分:
功能:
主要分布在叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞中。
呈球形或椭球形。
两层膜(外膜、内膜)基质、基粒。基粒由囊状结构(类囊体)堆叠而成
。在类囊体上,有色素和酶。基质含酶。
与光合作用有关的酶、色素及少量DNA等。
光合作用的场所——“养料制造厂”和“能量转换站”。
2.叶绿体
叶
绿
体
思
考:
1.
和光合作用有关的色素和酶分别位于什么地方?
色素:基粒的类囊体薄膜上
酶:基粒的类囊体薄膜上和基质
线粒体
叶绿体
分布
形态
结
构
双
层
膜
外膜
内膜
基 粒
基 质
功能
光合作用的场所
有氧呼吸的主要场所
都含有少量的DNA和RNA(都能半自主复制)
含与暗反应有关的酶
含与有氧呼吸有关酶
片层膜堆叠成圆柱形,含色素和与光反应有关的酶。
是一层光滑的膜
向内折叠形成嵴
光滑(与周围的细胞质基质分开)
扁平的椭球形或球形
椭球形
主要存在于植物的叶肉细胞
动植物细胞中
线粒体和叶绿体比较表
3.内质网
粗面内质网
滑面内质网
3、内质网
分布:
功能:
绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多,并与核膜有一定的联系。
滑面内质网:与糖类、脂质合成有关
(如性激素)
粗面内质网:与细胞内蛋白质合成、加工有关
4.核
糖
体
1)分布:动植物细胞、原核细胞
2)结构:
3)分类
无膜结构,由rRNA和蛋白质构成
(电子显微镜下才能看到)
游离的核糖体
附着于内质网的核糖体
合成胞内蛋白
合成分泌蛋白
4.核
糖
体
4)功能
细胞内合成蛋白质的场所
5.高尔基体
存在部位:
动植物细胞中细胞核附近
形态结构:
扁平小囊和小泡,单层膜
主要功能:
1.对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
高尔基体——蛋白质的“加工车间”和“发送站”
3.与植物细胞细胞壁形成有关
5.高尔基体
2.与动物细胞分泌物的形成有关
分布:
结构:
功能:
存在于动物细胞和低等植物细胞中,通常位于细胞核附近。
由两个相互垂直的中心粒及其周围物质组成。
动物细胞的中心体与有丝分裂有关。
6.中心体
分布:
几乎存在于所有的动物细胞中。
结构:
功能:
细胞内具有单层膜构成的囊状结构的细胞器,含有多种水解酶类。
是细胞内的“消化车间”,能分解衰老
、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
7.溶酶体
8.液泡
存在:植物细胞;成熟的植物细胞占体积的90%
结构:液泡膜;细胞液
成分:含糖类、无机盐、色素、
蛋白质等
功能:调节植物细胞内的
渗透压,使细胞保持坚挺。
膜结构
分
布
其它组成结构
主要功能
叶绿体
线粒体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞器的比较
双层膜
双层膜
无膜结构
无膜结构
单层膜
单层膜
单层膜
单层膜
植
植
动、植
动、植
动、植
动、植
动、植
动物和低等植物
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所
蛋白质合成、加工和运输;糖类、脂质合成;扩大细胞内膜面积
蛋白质合成的场所
与细胞分泌物形成有关;对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装;与细胞壁形成有关
参与细胞有丝分裂
维持细胞形态;
使细胞保持坚挺
分解衰老、损伤细胞器等
基粒、基质、
酶、色素、DNA
嵴、基质、酶、DNA
色素、糖类、无机盐等
水解酶
1、依据膜结构进行划分细胞器
无膜结构:
单层膜结构:
双层膜结构:
核糖体、中心体
细胞器的归类:
高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
线粒体、叶绿体
2、依据分布范围来划分
原核生物具有的细胞器:
核糖体
:动物细胞
植物细胞
中心体
(低等植物)
叶绿体、
液泡(某些低等动物有)
线粒体
核糖体
内质网
高尔基体
溶酶体
真核生物
3、按照功能进行划分
(1)有水产生的细胞器
细胞器名称
分
布
生理作用
核糖体
动、植物
线粒体
动、植物
叶绿体
植物
高尔基体
动、植物
脱水缩合
有氧呼吸的第三阶段
光合作用的暗反应
(2)能够产生ATP的结构及相应生理作用
结构名称
细胞类型
生理作用
细胞质基质
动、植物
线粒体
动、植物
叶绿体
植物
无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段
有氧呼吸的第二、第三阶段
光合作用的光反应
植物细胞中合成纤维素
(3)与主动运输有关的细胞器
线粒体
核糖体
(4)生理活动中遵循碱基互补配对原则的结构
线粒体
细胞核
叶绿体
核糖体
供能
合成载体蛋白
(DNA复制、转录)
(自身DNA复制、转录、翻译)
(自身DNA复制、转录、翻译)
(翻译)
(5)细胞器与多糖的合成
叶绿体:
(6)与能量转换有关的细胞器
线粒体:
有机物中稳定的化学能→活跃的化学能+热能
叶绿体:
光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
光合作用形成淀粉
合成纤维素
高尔基体:
(7)与细胞分裂有关的细胞器
细胞器名称
细胞类型
时期
生理作用
核糖体
动、植物
中心体
动、低等植物
高尔基体
植物
线粒体
动、植物
间期
前期
末期
整个时期
有关蛋白质的合成
纺锤体的形成
细胞壁的形成
提供能量
(8)细胞器与遗传变异的关系
含有核酸的细胞器:
能独立遗传的细胞器:
能进行自我复制的细胞器:
线粒体
叶绿体
核糖体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、中心体
(9)含有色素的细胞
叶绿体
含有叶绿素
液泡
(DNA、RNA)
(DNA、RNA)
(RNA)
细胞器之间的分工
细胞器
“车间”
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
核糖体
溶酶体
养料制造车间
蛋白质加工、分类、包装车间
生产蛋白质的机器
消化车间
动力车间
脂质合成车间
细胞的显微结构
(光镜下)
细胞器在哪里
细胞的亚显微结构
(电镜下)
线粒体
高尔基体
内质网
溶酶体
核糖体
中心体
成分:
呈胶质状态。含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶。
功能:
进行多种化学反应。
细胞质基质
细胞骨架(决定细胞形状)
结构:
功能:
蛋白质纤维构成的网架
与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。
微丝
微管
微管
线粒体
质膜
内质网
核糖体
微丝
请据图回答下列问题:
(1)图A中③的功能是对来自[
]_______的蛋白质进行_______________________________。
(2)图A中⑤是_________,其作用是_______________。
(3)图B属于_______(填“植物”或“动物”)细胞,其主要依据是_______________________________。
(4)图B中①所指的是__________,其主要成分是___________。
⑨
内质网
加工、分类、包装
中心体
与细胞分裂有关
高等植物
有细胞壁、叶绿体、液泡,无中心体
细胞壁
纤维素和果胶
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
原理:叶绿体绿色扁平的椭球形或球形;线粒体可被健那绿染液专一性染成蓝绿色
材料:
叶绿体:新鲜的藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶等)
线粒体:人口腔上皮细胞
方法步骤:
取稍带些叶肉的下表皮
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
结果:
二.细胞器之间的协调配合
资料分析:分泌蛋白的合成与运输
3min
17min
117min
核糖体
内质网腔
高尔基体
细胞膜
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
囊泡
1、分泌蛋白的合成与运输
线粒体(提供能量)
合成
加工
运输
加工
运输
分泌
多肽
较成熟蛋白质
成熟
蛋白质
分泌蛋白
氨基酸
脱水缩合
盘曲折叠
进一步
修饰
主要是细胞外蛋白
主要是细胞内结构蛋白
附着态核糖体
游离态核糖体
由此可见,细胞内的各种生物膜不但在结构上互相联系,在功能上也是既有分工又相互联系的。各种生物膜的分工合作、相互配合是细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础。
三、细胞的生物膜系统
2、特点:
①
成分相似:
②
结构相似:
都含有磷脂、蛋白质和糖类。
都如同细胞膜的结构
三.细胞的生物膜系统
1、生物膜系统:
由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的。
③
将细胞分隔成许多小区室,使各种化学反应能同时进行而不互相干扰,保证生命活动高效、有序地进行。
3、生物膜的功能
①
使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质运输、能量转换、信息传递中起决定性作用。
②
为多种酶提供附着位点,是许多生化反应的场所。
练习:1.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
2.(1).只存在于植物细胞中的细胞器:
(2)、动、植物细胞中形态相同、功能可能不同的细胞器:
(3)、根尖分生区没有的细胞器:
(4).原核细胞中具有的细胞器:
(5)、真核细胞中细胞器的质量大小:
叶绿体
高尔基体
叶绿体、中心体、液泡
核糖体;
叶绿体>线粒体>核糖体。
(7).具有核酸的细胞器:
(8)、能自我复制的细胞器:
(9).有“能量转换器之称”的细胞器:
(10)、产生ATP的场所:
(11).能形成水的细胞器:
(12).与主动运输有关的细胞器:
线粒体、叶绿体、核糖体
线粒体、叶绿体、中心体(细胞核中的染色体)
线粒体、叶绿体;
线粒体、叶绿体、细胞质基质
叶绿体、线粒体、核糖体。
核糖体(载体合成)、线粒体(提供能量)
(13).参与细胞分裂的细胞器:
(14).将质膜与核膜连成一体的细胞器:
(15).泪腺细胞分泌泪液,泪液中有溶菌酶,与此生理功能有关的细胞器:
核糖体(间期蛋白质的合成)、中心体
(动物)、高尔基体(植物)、线粒体。
内质网
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(16).含有色素的细胞器:
(17).与脂类及多糖合成有关的细胞器:
叶绿体、有色体、液泡。有色体和叶绿体中均含有叶黄素和胡萝卜素,液泡的细胞液中含有花青素等色素。
内质网
3.用显微镜观察小麦根毛细胞时,观察不到的一组细胞器是(
)
①线粒体
②叶绿体
③液泡
④高尔基体
⑤中心体
①④
B.
②⑤
C.①③
D.
②④
B
4.将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中,不会破裂的是
A.红细胞
B.叶绿体
C.线粒体
D.洋葱表皮细胞
D
5.在线粒体、叶绿体和高尔基体中都含有的化学成分是:(
)
A.
磷脂和蛋白质
B.
脂肪和核酸
C.
蛋白质和核酸
D.
胆固醇和淀粉
A
6.分泌蛋白(如胰蛋白酶)在附着于内质网上的核糖体中合成后,运输方向是
(
)
A.内质网→细胞膜→高尔基体
B.高尔基体→内质网→细胞膜
C.
内质网→高尔基体→细胞膜
D.
细胞膜→内质网→高尔基体
C
7.
动物细胞中高尔基体含量最多的细胞是
(
)
A.神经细胞
B.肌细胞
C.
腺细胞
D.红细胞
C
8、凤仙花的紫红色花瓣,能挤搓出紫红色的汁液。它主要来自细胞中的(
)
A、叶绿体
B、内质网
C、液泡
D、细胞质基质
9、下列物质在核糖体内合成的是(
)
A、性激素
B、淀粉
C、消化酶
D、脂肪
10、用电子显微镜观察小麦根毛细胞,看不到的是(
)
A、液泡、叶绿体
B、高尔基体、核糖体
C、线粒体、内质网
D、叶绿体、中心体
C
C
D
三、技能训练——设计实验
科学地设计实验方案应注意:
1.实验方案要完整:
实验题目——假设——预期——实验——观察和收集数据——分析——推论——交流
2.实验设计的原则:
科学性原则、可行性原则、简便性原则、可重复性原则,对照性原则,单一变量原则
3.变量的控制:
遵循单一变量原则。即一个实验变量对应观测一个反应变量。
实验目的:探究植物生长发育需要镁
材料用具:小麦幼苗、完全培养液、缺镁营养液、
200ml广口瓶两只、量筒等。
实验原理:镁是合成植物叶绿素的重要成分,植物缺
镁叶绿素不能合成,植物叶片失绿变黄。
实验步骤:
1.取两广口瓶,编号甲、乙。
2.在甲和乙中分别加入100ml完全营养液和缺镁营养液。
3.在甲和乙中分别栽入长势、大小数目相同的小麦幼苗并置于相同的环境条件下培养。
4.一段时间后,观察甲、乙中小麦幼苗的叶色变化。
实验结果:一段时间后,甲中小麦幼苗的叶色为绿色,乙
中小麦幼苗的为黄色。
实验结论:植物生长发育需要镁。
实验组
对照组
单一变量(共58张PPT)
内质网
核糖体
液泡
叶绿体
线粒体
高尔基体
细胞壁
细胞膜
细胞核
试试看,你能识别哪些细胞器
溶酶体
内质网
中心体
线粒体
高尔基体
细胞膜
细胞核
核糖体
溶酶体
将匀浆放入离心管
破坏细胞膜(形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆)
将各种细胞器分离开(利用不同的离心速度所产生的不同离心力)
用高速离心机在不同的转速下进行离心
分离各种细胞器的方法(差速离心法)
线
粒
体
(1)分布:
真核细胞中
(2)形态:
椭球状或棒状
(电镜下的亚显微结构)
(3)功能:
活细胞进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所
(结构示意图)
(4)结构
外膜:
平滑
内膜:
向内折叠形成嵴
基质:
内膜内液态部分
基质
外膜
内膜
叶绿体
(1)分布:叶肉细胞中
(2)形态:椭球形或球形
(3)功能:进行光合作用的场所
(4)结构
外
膜
内膜
基质
类囊体
酶
(吸收、传递和转化光能)
色素
内质网
(1)分布:广泛分布在细胞质基质中
(2)结构:由单层膜连接而形成的网状物
(
4
)种类:滑面内质网、粗面内质网
(
3
)功能:与蛋白质、脂质和糖类的合成有关,是蛋白质的运输通道
核糖体
(1)
分布:真核生物、原核生物
(2)存在部位
附着在粗面内质网上
游离在细胞质基质中
(3)
形态:椭球形的小体
(4)
结构:
无膜结构,由蛋白质和RNA构成
(5)
功能:
合成蛋白质的场所
核糖体亚显微结构图
核糖体
有附着型的、有游离型的,是生产蛋白质的机器。
高尔基体
(1)
分布:广泛地存在于真核细胞中
(2)
结构:
由一些扁平小囊和小泡所构成。扁平小囊和小囊泡都是由单层膜包裹形成
(3)
功能:
植物:
与
细
胞
壁
形
成
有
关
动物:
与细胞分泌物形成有关
(1)
分布:植物细胞
(2)
结构
液泡膜
(单层膜)
细胞液:
(3)
功能:调节植物细胞的内环境
液
泡
(4)成分:内有细胞液,含有糖类、无机盐、色素、和蛋白质等
溶酶体——
“消化车间”
1)形态结构:圆球形,单层膜。
2)分布:动植物细胞。
3)功能:含有多种水解酶,能分解衰老、损伤
的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
电镜下观察的溶酶体
中心体
(1)
分布:
一般存在于动物细胞
和低等植物中
(2)
结构:
由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质构成.
无膜结构
微管
(3)
功能:
与动物细胞有丝分裂有关
一件优质产品是如何通过各车间和部门之间的配合生产出来的?
问题探讨
细胞内也存在类似的部门或车间吗?你能举出例子吗?
<一>细胞器之间的分工
细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,这些车间都有一定的结构和功能,如线粒体、叶绿体等,它们统称为细胞器。
问题探讨
<一>细胞器之间的分工
真核细胞中的有哪些细胞器?
<一>细胞器之间的分工
基质
一、线粒体
外膜
内膜
1.分布:动植物细胞
注意:哺乳动物的红
细胞和蛔虫无线粒体
2.结构特点:
双层膜(内、外膜),基粒,基质,少量DNA
3.功能:有氧呼吸的主要场所
思考:
1.有线粒体是否只能进行有氧呼吸?
2.没有线粒体的生物只能进行无氧呼吸?
有线粒体的生物也能进行无氧呼吸。如人的乳酸
式的无氧呼吸、植物酒精式的无氧呼吸。
有些原核生物也能就行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等。
基质、
3.有氧呼吸酶的分布:
4.能量的变化:
稳定的化学能→
热能和ATP活跃的化学能
内膜上分布着与有氧呼吸有关的酶。
二、叶绿体
1.分布:
绿色植物的叶肉细胞
2.结构特点
双层膜(内、外膜),基粒,基质,少量DNA
思考(1)线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循孟德尔遗传定律?
不遵循,核基因在减数分裂的过程中遵循遗传定律
(2)有性生殖的后代,细胞质中的DNA来之何处?为什么?
卵细胞,
精子几乎不含有细胞质。
(5)功能:光合作用的场所
叶绿体基粒、
(3)酶的分布:
(4)能量的变化:
光能→
活跃的化学能
→稳定的化学能
问题探讨:
是不是只有叶绿体的生物才能就行光合作用?
不一定,蓝藻虽然只有叶绿素也能进行光合作用。
基质分布着与光合作用有关的酶,
基粒上分布光合作用的色素。
三、内质网
1.分布:
2.功能:
动植物细胞
滑面内质网:与糖类、脂质合成有关(如性激素)
粗面内质网:与分泌蛋白的加工有关
四、高尔基体
1.分布:动植物细胞
2.功能:
①与动物细胞内分泌蛋白的加工、分类、包装、运输有关
②与植物细胞有丝分裂过程中细胞壁的形成有关-
结论:高尔基体在动植物细胞中功能不同
五、核糖体
1.分布:动植物细胞
2.结构:
3.分类:
无膜结构,由rRNA和蛋白质构成
(电子显微镜下才能看到)
游离的核糖体
附着于内质网的核糖体
合成胞内蛋白
合成分泌蛋白
六、溶酶体
1、分解衰老、损伤的细胞器
2、吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,靶细胞的裂解
七、液泡
1.分布:
2.结构:
3.功能:
存在于成熟的植物细胞
单层膜(液泡膜),内有细胞液,细胞液中有糖类、无机盐、色素、蛋白质等。
调节植物细胞内的环境,使细胞保持一定渗透压,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺,还与细胞吸水有关。
根尖分生区?
根尖成熟区?
八、中心体
1.分布:
2.结构:
3.功能:
动物细胞及低等植物细胞
无膜结构,由两个互相垂直的中心粒
及周围物质组成
与动物细胞有丝分裂有关
膜结构
分
布
主要功能
叶绿体
线粒体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞器的比较
双层膜
双层膜
无膜结构
无膜结构
单层膜
单层膜
单层膜
单层膜
植
植
动、植
动、植
动、植
动、植
动、植
动、低等植物
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所
有机物合成的车间加工和运输的通道
蛋白质合成的场所
动物细胞中参与细胞分泌
植物细胞中参与细胞壁的形成
参与细胞有丝分裂
水和养料的仓库维持细胞形态
水解酶的仓库
细胞器的分类:
1.根据有无膜结构、膜的层数分类:
双层膜结构的细胞器:
单层膜结构的细胞器:
无膜结构的细胞器:
线粒体和叶绿体
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
核糖体、中心体
2.
含有少量DNA的细胞器:
线粒体和叶绿体
3.
能产生水的细胞器:
线粒体、叶绿体和核糖体
4.
植物细胞所特有的细胞器:
叶绿体和液泡
5.
动物细胞所特有的细胞器:
中心体
6.
与能量转化直接有关系的细胞器:
线粒体和叶绿体
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
原理:叶绿体绿色扁平的椭球形或球形;线粒体可被健那绿染液专一性染成蓝绿色
材料:
叶绿体:新鲜的藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶等)
线粒体:人口腔上皮细胞
方法步骤:
取稍带些叶肉的下表皮
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
结果:
<二>细胞器之间协调配合
——分泌蛋白的合成与运输
思考与讨论:
1.什么是分泌蛋白?举例说明。
2.科学家采用的实验材料是什么?
3.科学家采用的科学方法是什么?
4.分泌蛋白是在哪里合成的
?
5.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,依次经过了哪些细胞器或细胞
结构?
6.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?能量由哪里提供?
思考与讨论:
1.分泌蛋白:
细胞内合成,细胞外起作用的一类蛋白质
思考与讨论:
2.实验材料:
豚鼠的胰腺腺泡细胞
3.科学方法:同位素标记法
分泌蛋白的合成和运输
囊泡
思考与讨论:
4.分泌蛋白是在哪里合成的
?
核糖体
5.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,依次
经过了哪些细胞器或细胞结构?
核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡
6.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?
能量由哪里提供?
需要
线粒体
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
分泌蛋白
(合成肽链)
(初加工)
(再加工)
(囊泡)
(囊泡)
线粒体
(供能)
(外排)
细胞核
归纳如下:
折叠、组装、
加上糖基团
修饰加工
转录形成mRNA
翻译
结论:生物膜系统在结构和功能上一定的连续性。
1、依据膜结构进行划分细胞器
无膜结构:
单层膜结构:
双层膜结构:
核糖体、中心体
细胞器的归类:
高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
线粒体、叶绿体
2、依据分布范围来划分
动植物细胞共有的细胞器:
植物细胞所特有的细胞器:
动物细胞所特有的:
线粒体、内质网、核糖体
高尔基体、溶酶体
液泡、叶绿体、细胞壁
中心体(低等植物也含有)
原核生物具有的细胞器:
核糖体
3、按照功能进行划分
(1)有水的产生的细胞器
细胞器名称
细胞类型
生理作用
核糖体
动、植物
线粒体
动、植物
叶绿体
植物
高尔基体
动、植物
脱水缩合
有氧呼吸的第三阶段
光合作用的暗反应
(2)能够产生ATP的结构及相应生理作用
结构名称
细胞类型
生理作用
细胞质基质
动、植物
线粒体
动、植物
叶绿体
植物
无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段
有氧呼吸的第二、第三阶段
光合作用的光反应
合成纤维素
(3)与主动运输有关的细胞器
线粒体
核糖体
(4)生理活动中遵循碱基互补配对原则的结构
线粒体
细胞核
叶绿体
核糖体
供能
合成载体蛋白
(DNA复制、转录)
(自身DNA复制、转录、翻译)
(自身DNA复制、转录、翻译)
(翻译)
(5)细胞器与多糖的合成
叶绿体:
(6)与能量转换有关的细胞器
线粒体:
有机物中稳定的化学能→活跃的化学能+热能
叶绿体:
光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
光合作用形成淀粉
合成纤维素
高尔基体:
(7)与细胞分裂有关的细胞器
细胞器名称
细胞类型
时期
生理作用
核糖体
动、植物
中心体
动、低等植物
高尔基体
植物
线粒体
动、植物
间期
前期
末期
整个时期
有关蛋白质的合成
纺锤体的形成
细胞壁的形成
提供能量
(8)细胞器与遗传变异的关系
含有核酸的细胞器:
能独立遗传的细胞器:
能进行自我复制的细胞器:
线粒体
叶绿体
核糖体
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、中心体
(9)含有色素的细胞
叶绿体
含有叶绿素
液泡
含有除叶绿素以外的其他色素
(DNA、RNA)
(DNA、RNA)
(RNA)
细胞内的分工合作
细胞器
线粒体
叶绿体
内质网
核糖体
高尔
基体
溶酶体
液泡
中心体
存在
场所
结构
功能
植物细胞、动物细胞
椭球形,外膜光滑、内膜向内折叠成嵴
有氧呼吸的主要场所,能量供应的“动力工厂”
植物可光合作用细胞
椭球形或球形,两层膜,基质、基粒、酶
光合作用的场所,“养料制造工厂”和”能量转换站“
植物细胞、动物细胞
具膜囊状、泡状、管状结构
蛋白质合成与加工的车间,运输蛋白质的通道
植物细胞、动物细胞
椭球形粒状小体
合成蛋白质的场所,为蛋白质的“装配机器”
植物细胞、动物细胞
由单层膜形成的囊泡和扁平囊组成
蛋白质的加工、分类、包装和转运,与细胞分泌物和细胞壁的形成有关
植物细胞、动物细胞
由单层膜形成的小球体,内含多种水解酶
“消化车间”,分解衰老、损伤的细胞器,防御、营养
植物细胞
由单层膜形成囊泡,内含细胞液
调节内环境、维持渗透压、保持细胞坚挺
动物、低等植物细胞
由两个互相垂直的中心粒
与动物细胞的有丝分裂有关
原核细胞有核糖体吗?
三.细胞的生物膜系统
1.概念:各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.功能:书P49
①不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。
②许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这些化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。
③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
3.与生活中的联系:透析型人工肾——血液透析膜
小
结
1.具有膜结构的细胞器有
线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
2.非膜结构的细胞器有
核糖体、中心体
3.具有双层膜结构的细胞器有
线粒体、叶绿体
4.具有单层膜结构的细胞器有
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
5.含有少量DNA的细胞器有
线粒体、叶绿体
6.含有色素的细胞器有
叶绿体、液泡
7.与蛋白质的合成、运输、加工和分泌
有关的细胞器是:
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
单层膜:
双层膜:
线粒体、叶绿体、核膜
细胞膜、内质网、高尔基体、液泡膜、溶酶体
8、德国科学家华乐柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如下表,分析回答下列问题:
常态
肝细胞
肾皮质
细胞
平滑
肌细胞
心肌
细胞
动物冬眠状态
肝细胞
950
400
260
12500
1350
(1)心肌细胞的线粒体数量最多,这是因为
(2)冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多是因为
(3)从表中所示数据可以看出,线粒体的多少与
有关。
心肌运动量大,不停地收缩,需能量多
冬眠时,动物维持生命活动的能量主要靠肝脏
肝脏代谢加强,需能量多。
细胞新陈代谢的强弱第2节 细胞器──系统内的分工合作
一、教学目标
1.举例说出几种细胞器的结构和功能。
2.简述细胞膜系统的结构和功能。
3.制作临时装片,使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
4.讨论细胞中结构与功能的统一性、部分与整体的统一性。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)几种主要细胞器的结构和功能。
(2)细胞膜系统的结构和功能。
2.教学难点
(1)细胞器之间的协调配合。
(2)制作人的口腔上皮细胞临时装片,使用高倍显微镜观察线粒体。
三、教学策略
1.利用“问题探讨”创设问题情境,通过类比认识细胞内的各个“车间”及其分工。
基于学生的生活经验,以及对多种多样细胞的观察,学生应该能够开展“问题探讨”中的讨论,在学生讨论的基础上提出问题:“细胞内有哪些‘车间’?它们之间是如何分工的?”之后的教学可以采取不同的方式。
方式一采用“识图──感知科学过程和方法──实验观察──解决问题”的教学模式。
利用教材的插图指导学生认识细胞内主要的细胞器,介绍美国科学家克劳德和比利时科学家德迪夫的工作,强调研究细胞器的过程和方法。学生在教师指导下独立完成“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验,思考老师提出的问题“各种细胞器是如何完成细胞的生命活动的?它们之间是怎样协调配合的?”
方式二采用“实验观察──识图──感知科学过程和方法──解决问题”的教学模式。
利用“高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验解决细胞内有什么结构的问题。由于线粒体小,观察起来有一定困难。教师可以利用演示镜或显微投影方式指导学生观察。在观察了线粒体和叶绿体之后,指导学生观察细胞亚显微结构图,解决细胞内还有哪些细胞器的问题。
在学生观察、讨论的基础上,提出问题“细胞器这么小,科学家是如何研究的呢?”引出获得诺贝尔奖的美国科学家克劳德和比利时科学家德迪夫的工作,强调科学家锲而不舍的探究精神和技术的进步在科学研究中的作用。
2.发挥图解或媒体作用,利用已知,探究细胞器之间的协调配合,建构生物膜系统的概念。
提出问题:“各种细胞器是如何完成细胞的生命活动的?它们之间是怎样协调配合的?”“科学家是如何解决这些问题的?”从科学家帕拉德的研究引入,介绍帕拉德对“分泌蛋白合成和运输过程”的设想和实证研究,使学生认同科学研究的成功离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。之后学生独立或小组合作完成资料分析。在引导学生分析讨论时,教师要强调膜结构的重要性,为建构生物膜系统的概念奠定基础。
以“合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程”图解为例,探究细胞内具有膜的细胞结构在功能上的联系,借助内质网膜与细胞膜、核膜的联系图解,建构细胞的生物膜系统的概念。
如果教师能够利用课件将“分泌蛋白的合成和运输”过程,以及细胞的生物膜系统在结构和功能上的联系动态地展示给学生,将有助于学生形成对细胞生命活动的整体认识。
四、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,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。
(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。
五、参考资料
1.内质网的结构和功能
内质网是由Porter等人在1945年发现的。他们利用电镜在成纤维细胞中观察到一些形态和大小略有不同的网状结构,并集中在内质中,因此将这些结构称为内质网。
内质网是由一层膜形成的囊状、泡状和管状结构,并形成一个连续的网膜系统。内质网通常占细胞的生物膜系统的一半左右,占细胞体积的10%以上。根据内质网上是否附有核糖体,将内质网分为两类,即粗面内质网和光面内质网。粗面内质网多呈大的扁平膜泡,排列整齐。它是核糖体和内质网共同组成的复合结构,普遍存在于细胞中,特别是合成分泌蛋白的细胞。在结构上,粗面内质网与细胞核的外层膜相连。无核糖体附着的内质网称为光面内质网,通常为小的管状和小的泡状,广泛存在于各种类型的细胞中。光面内质网是脂质合成的重要场所。内质网可通过出芽方式,将合成的蛋白质或脂质转运到高尔基体。
2.高尔基体的结构和功能
高尔基体是意大利科学家高尔基(C.Golgi)在1898年发现的。它是普遍存在于真核细胞中的一种细胞器。在电镜下观察到,高尔基体是由一些排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起,构成了高尔基体的立体结构。扁平膜囊多呈弓形,也有的呈半球形,均由光滑的膜围绕而成。在扁平膜囊外还包括一些小的膜泡。整个高尔基体结构分为形成面和成熟面,来自内质网的蛋白质和脂质从形成面逐渐向成熟面转运。
高尔基体与细胞的分泌功能有关,能够收集和排出内质网所合成的物质,它也是聚集某些酶原的场所,参与糖蛋白和黏多糖的合成。高尔基体还与溶酶体的形成有关,并参与细胞的胞吞和胞吐作用。
3.溶酶体的结构和功能
溶酶体是动物细胞中一种由膜构成的细胞器,呈小球状,外面由一层非渗透性单位膜包被。溶酶体是一种动态结构,它不仅在不同类型细胞中形态大小不同,而且在同一类细胞的不同发育阶段也不相同。溶酶体的主要功能是消化作用,其消化底物的来源有三种途径:一是自体吞噬,吞噬的是细胞内原有物质;二是吞噬体吞噬的有害物质;三是内吞作用吞入的营养物质。溶酶体除了具有吞噬消化作用外,还具有自溶作用,即某些即将老死的细胞靠溶酶体破裂释放出各种水解酶将自身消化。此外,溶酶体的酶也可释放到细胞外,对细胞外基质进行消化。
根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段,大致可分为初级溶酶体和次级溶酶体。初级溶酶体是刚刚从高尔基体形成的小囊泡,仅含有水解酶类,但无作用底物,而且酶处于非活性状态。次级溶酶体中含有水解酶和相应底物,是一种将要或正在进行消化作用的溶酶体。
4.核糖体的结构和功能
核糖体是一种颗粒状的结构,没有被膜包裹,其直径为25
nm,主要成分是蛋白质与rRNA。蛋白质含量约占40%,rRNA约占60%。核糖体蛋白分子主要分布在核糖体的表面,而rRNA则位于内部,二者靠非共价键结合在一起。
在真核细胞中很多核糖体附着在内质网的膜表面,成为附着核糖体。在原核细胞的细胞膜内侧也常有附着核糖体。还有些核糖体不附着在膜上,而呈游离状态,分布在细胞质基质内,称为游离核糖体。附着核糖体和游离核糖体所合成的蛋白质种类不同,但核糖体的结构和化学组成是完全相同的。
细胞内有两种类型的核糖体:一种是70S的核糖体,原核细胞中的核糖体属于此类,真核细胞线粒体与叶绿体内的核糖体也近似于70S;另一种是80S的核糖体,存在于真核细胞中。不论70S或80S核糖体,均有大小不同的两个亚单位构成。70S核糖体可解离为50S和30S两个大小亚单位,80S核糖体可解离为60S和40S两个大小亚单位。
核糖体是合成蛋白质的细胞器,其惟一的功能是按照mRNA的指令把氨基酸高效且精确地合成多肽链。核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能,而是由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上,高效地进行肽链合成。这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA聚合体称为多聚核糖体。在真核细胞中每个核糖体每秒能将两个氨基酸残基加到多肽链上;而在细菌细胞中,每秒可将20个氨基酸加到多肽链上,因此合成一条完整的多肽链平均需要20
s到几分。
5.液泡的结构和功能
在每个植物细胞内,液泡的大小、形状和数目相差很大,甚至其中的颜色也不相同。在幼龄细胞中,液泡的体积很小,用光学显微镜很难发现。随着细胞的生长,这些小液泡增大和合并,在成熟的细胞中,往往只有一个大的中央液泡,它可达细胞体积的90%。液泡是由一层单位膜包围的细胞器,这层膜叫液泡膜,它使液泡的内含物与细胞质分隔开。液泡膜虽然在形态上与细胞膜无区别,但它们的通透性和物理性质是有区别的。液泡膜含不饱和脂肪酸的比例较高,它所含的磷脂分子以磷脂酰胆碱为主。
液泡膜上具有多种酶和一些与物质运输相关的蛋白。液泡膜有特殊的通透性,使得贮存在液泡内的糖类、盐类及其他物质的浓度往往很高,由此引起细胞质中的水分向液泡内流动,从而维持细胞的紧张度。
液泡的来源是多方面的,它可来自内质网、高尔基体或细胞膜。内质网顶端膨大或出芽形成囊泡,而成为最初的小液泡,小液泡可逐步形成大液泡。高尔基体的囊泡也能出芽形成小液泡,这些小液泡可与细胞膜融合,也可形成大液泡。此外,细胞膜内陷形成的囊泡也可参与大液泡的形成。
液泡主要有以下几个方面的功能。
(1)贮存作用液泡中的主要成分是水,但在不同种类的细胞中,液泡中还贮存有各种细胞代谢活动的产物。
甘蔗茎和甜菜根细胞的液泡中贮存有大量的蔗糖,柿子果皮细胞的液泡中含有丹宁。有些植物,特别是药用植物的某些细胞液泡中含有特殊的植物碱,如茶叶含有咖啡碱,罂粟果实中含有吗啡,金鸡纳树的树皮中含有奎宁。未成熟的水果中,由于液泡中含有较多的有机酸,故具有酸味。花瓣、果实常显示出红色、黄色、蓝色和紫色,它们都是溶解于液泡的色素所显示的颜色。花青素的颜色可随液泡中的酸碱度不同而变化,液泡为碱性时显蓝色,中性时显紫色,酸性时显红色。
液泡还是贮藏蛋白质和脂肪的场所。有证据表明,种子的贮藏蛋白多数位于液泡内,当种子萌发时,蛋白质被水解,以满足胚根和胚芽生长的需要。越冬木本植物(如杨树),在进入冬季时,其枝条的皮层细胞的液泡内积累大量的蛋白质。在油类植物的种子中,脂肪也是贮藏在液泡中,形成圆球体,常常占据细胞体积的大部分。
液泡作为贮藏库,还起着保持生物合成原料稳定供应的作用。在有些物质过剩时,则输入液泡贮存,当细胞质缺少这些物质时,又及时地给予供应。由于液泡是植物细胞的主要Ca2+库,它在调控细胞质基质Ca2+的水平上具有重要作用。
(2)维持细胞膨压的作用液泡内含有较高浓度的糖类、盐类及其他物质,使得大量的水分进入液泡,充满水分的液泡维持着细胞的膨压,这是植物体保持挺立状态的根本因素,若液泡失水,植物体就发生萎蔫。
膨压还直接参与了调节气孔的开放。当K+、Cl-或苹果酸盐在保卫细胞液泡内迅速增加积累时,液泡膨压增大,致使气孔开放,而当K+、Cl-或苹果酸盐输出液泡时,膨压变小,液泡体积随之缩小,则气孔关闭。
(3)与溶酶体类似的作用液泡中含有各种酸性水解酶,它们能分解细胞内的蛋白质、核酸、脂质及多糖等物质,类似动物细胞中的溶酶体。细胞器碎片通过液泡膜的内陷吞噬进入液泡,最后在液泡中被分解。
液泡在植物细胞的自溶中起一定的作用。植物中有些衰老的或不需要的细胞,可经过自溶作用被消化掉。在正常的生理状态下,这种过程进行得比较缓慢,是逐渐消化的。如果液泡被破坏,释放出其中的水解酶,将导致细胞成分的迅速降解。
(4)防御作用许多植物的液泡中含有几丁质酶,它能水解破坏真菌的细胞壁。当植物体遭到真菌病原体的危害时,几丁质酶的生物合成增加,以增强对入侵病原体的杀伤作用。液泡还具有吞噬病原体的作用,并通过其中的水解酶将病原体分解消灭,或将病原体围困在液泡内,使之不能增殖蔓延。此外,液泡还具有吸收细胞质中某些有毒物质,将其贮存隔离起来,避免细胞中毒的作用。
6.中心体的结构和功能
在所有动物细胞中,中心体是主要微管组织中心,它的主要结构是一对互相垂直的中心粒加上周围呈透明状的基质。每个中心粒为直径0.2
μm,长度0.4
μm的圆柱体。
在刚刚完成分裂的子细胞中只含有一对由母细胞而来的中心粒,它必须再复制一对才能在有丝分裂时形成完整的纺锤体。中心粒要经过一个复杂的发育周期,才能被复制并成熟。细胞进入间期的G1晚期时,两个中心粒开始稍稍分离,并成为母中心粒。在间期的S期和间期的G2期中,每个母中心粒上逐渐形成一个相对应的中心粒,所以在一对新中心粒中包括一个母中心粒和一个子中心粒。在新的中心粒形成的同时,作为基质的周围物质也不断聚集,并且两对中心粒沿着核膜移向两极,有丝分裂期M早期时,中心粒不仅复制完成,而且处在两极的位置。这样中心粒的复制与移动,一方面保证了纺锤体的形成,另一方面决定了纺锤体的极,也就最终决定了细胞分裂的方向。
7.生物膜的发生与转运
生物膜是在原有膜的基础上,不断由新的脂质或蛋白质插入而逐渐增长的。插入的方式是有选择性地插入到膜的某一侧,维持着膜结构的不对称性。大多数磷脂是在内质网上合成的,可通过两种途径运送到各种膜结构中。第一种途径是通过磷脂转运蛋白,线粒体、叶绿体、过氧化物酶体等细胞器膜中的脂质就是靠这种方式运送的。第二种方式是通过出芽和膜融合,例如,内质网通过出芽形成分泌囊泡运送蛋白质时,膜脂也随之运送到高尔基体,并通过高尔基体形成分泌囊泡,将膜质运送到细胞膜。由于内质网与核膜相连,通过细胞分裂和核膜重建,内质网上合成的膜脂也就转移到核膜。由于细胞的胞吞和胞吐作用以及囊泡运输,使细胞膜和胞内的膜处于动态平衡状态。
8.细胞质基质与胞质溶胶两个概念的区别与联系
细胞质基质与胞质溶胶的内涵是基本相同的,或者说它们无本质区别。在真核细胞的胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称为细胞质基质。细胞质基质成分可通过生物化学的方法测得。通常用差速离心的方法,分离出细胞匀浆中的各种细胞组分,先后除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞膜等细胞器或细胞结构,留存在上清液中的主要为细胞质基质成分。细胞质基质概念的提出主要是从细胞学的角度来认识除去各种细胞器以外的胞质成分,认为它们是细胞重要的结构成分,各种细胞器行使它们的功能时,必须依赖细胞质基质。胞质溶胶主要是从生物化学的角度来认识相关成分,因为细胞质基质中存在着大量的生物大分子,其中包括数以千计的酶、各种反应底物和产物。大量的生化反应在其中进行。在对细胞的结构与功能进行研究时,还是选择细胞质基质这个概念较为合适。
9.细胞骨架的结构与功能
在细胞生物学的发展中,随着电子显微镜和染色技术的应用,除了不断认识各种细胞器的结构和功能以外,还发现在细胞质中有一个三维的网络结构系统,这个系统被称为细胞骨架。细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,主要由三类蛋白纤维构成,即微管、微丝和中间纤维。组成微管的基本成分是微管蛋白,组成微丝的基本成分是肌动蛋白,组成中间纤维的基本成分相对复杂一些,包含一类纤维蛋白家族。通常微管主要分布在核周围,呈放射状向细胞质四周扩散,微丝主要分布在细胞膜的内侧,而中间纤维则分布在整个细胞。虽然细胞骨架各成员在细胞质中的分布有一定的规律性,但不是绝对的,随着细胞类型或发育时期的不同会发生相应的变化。
细胞骨架具有多种功能。
(1)它在细胞内形成一个框架结构,为各种细胞器提供附着位点,将细胞器组成各种不同的体系和区域网络,保证了各细胞器生命活动正常有序地进行。
(2)细胞骨架为细胞内的物质和细胞器的运输及运动提供机械支撑。例如,由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输,通常由细胞骨架提供运输轨道。
(3)为细胞运动提供机械动力。细胞上的纤毛和鞭毛主要由细胞骨架构成。
(4)参与细胞分裂。有丝分裂中的两种主要事件,即核分裂和胞质分裂都与细胞骨架相关。这主要是由于有丝分裂中的纺锤体是由微管形成的,而胞质分裂中的缢缩环是由微丝形成的。
10.说明人体疾病与细胞器异常相关性的事例
线粒体在细胞内具有十分重要的功能,如果受到损伤或出现异常将对细胞正常的生命活动产生极大的影响。许多研究工作表明,线粒体与人体疾病和衰老有关。克山病是以心肌损伤为主要病变的地方性心肌病,是由于缺硒而引起的。患者线粒体硒含量明显降低,慢性患者为正常量的50%,亚急性患者为正常量的12.5%。硒对线粒体膜具有稳定作用,患者因缺硒而导致心肌线粒体出现膨胀,嵴稀少和不稳定,膜电位下降,膜流动性降低,电子传递和氧化磷酸化受到明显影响。
内质网在病理条件下,受到损伤或受到某些因素的作用时,会发生肿胀、肥大和某些物质累积。肿胀是由于水分和钠的流入,使内质网变成囊泡。这些囊泡还可以融合扩张成更大的囊泡。低氧、辐射和阻塞所造成的压力等均能引起内质网的肿胀和扩张。低氧还能引起核糖体从粗面内质网上脱落。肝细胞内呈扩张状态的内质网腔含有大量水分,呈现出混浊肿胀现象。
当细胞吞入某些有害的外源物质时,会对溶酶体造成损害,在某些因素的作用下溶酶体膜发生破裂。溶酶体还会由于缺少某些酶,相应的作用底物不能被分解。这些都会影响细胞的正常生理功能而引起病变。现已发现多种先天性溶酶体病变是由于溶酶体缺乏某些酶而引起的。由于溶酶体缺乏这些酶,相应的底物不能被分解而积累于溶酶体中,从而造成代谢阻碍而导致疾病发生。Ⅱ型糖原蓄积病是由于患者的常染色体隐性基因的缺陷,不能合成α-葡萄糖苷酶,致使糖原无法被分解,而积累于溶酶体内,使溶酶体越变越大,以致大部分细胞质被溶酶体所占据。细胞器-系统内的分工合作
一、选择题
1.在小白兔细胞中,具有双层膜的结构是
A.
线粒体
B.
叶绿体和线粒体
C.
高尔基体和叶绿体
D.
线粒体和核膜
2.下列是生物体内的有关化学反应,其中一定在细胞器中进行的是(
)
A.
肽键形成
B.
病毒核酸的形成
C.
转录
D.
光合作用中二氧化碳的固定
3.肝细胞的解毒作用主要是通过(
)的氧化酶系进行的。
A.
线粒体
B.
叶绿体
C.
细胞质膜
D.
光面内质网
4.在抗体分子的产生和分泌过程中,浆细胞内各种生物膜面积的变化趋势是( )
A.
B.
C.
D.
5.下列细胞中含有叶绿体的是( )
A.
水稻根尖分生区细胞
B.
蓝藻细胞
C.
洋葱表皮细胞
D.
小麦叶肉细胞
6.在高等动、植物细胞有丝分裂过程中,都发挥作用的细胞器是(
)
A.
核糖体和线粒体
B.
中心体和高尔基体
C.
中心体和核糖体
D.
高尔基体和线粒体
7.某学生将植物叶片磨碎,分离其中的细胞器,他发现离心分层的结果中,较重的一层可在光线照射下生产ATP;而较轻的一层则可在暗处生产ATP。下列叙述正确的是
A.
较重层为线粒体;较轻层为核糖体
B.
较重层为线粒体;较轻层为叶绿体
C.
较重层为叶绿体;较轻层为线粒体
D.
较重层为叶绿体;较轻层为核糖体
8.下列有关细胞结构和功能的叙述,错误的是
A.
线粒体是进行有氧呼吸的主要场所
B.
核糖体是“生产蛋白质的机器”,经核糖体生产的蛋白质都能够直接承担生命活动
C.
液泡内有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境
D.
溶酶体中富含水解酶,能分解细胞内衰老、损伤的细胞器
9.如图所示为植物细胞结构的概念图,下列相关叙述不正确的是
A.
图中c是细胞膜,e为细胞质基质
B.
该图不够完整,缺少细胞核
C.
图中d的主要成分是纤维素和果胶
D.
图中g为线粒体
10.下列关于细胞器的叙述错误的是
A.
髙尔基体是真核细胞囊泡运输的交通枢纽
B.
动物细胞的中心体只包括两个相互垂直排列的中心粒
C.
溶酶体是细胞内的“消化车间”,可吞噬并杀死侵入细胞的病毒、细菌
D.
内质网是由膜连接而成的网状结构,是性激素合成的“车间”
11.将植物细胞放在有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸存在的环境中,培育数小时。然后收集细胞,粉碎并轻摇匀浆,进行分级离心以获得各种细胞结构,放射性3H将主要存在于
(
)
A.
核仁、叶绿体和高尔基体
B.
细胞核、核仁和溶酶体
C.
细胞核、核糖体和液泡
D.
细胞核、线粒体和叶绿体
12.如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图,则该细胞中出现3H的部位依次为( )
A.
②→③→④→⑤
B.
①→②→③→④
C.
①→②→④→⑤
D.
①→③→④→⑤
13.下列有关用高倍镜观察线粒体和叶绿体的实验说法不正确的是( )
A.
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色
B.
观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶,原因是叶片薄而小,叶绿体清楚
C.
用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉
D.
可用高倍镜直接观察叶绿体和线粒体
二、非选择题
14.下图中甲细胞可产生抗体,乙表示正在出芽的酵母菌。
(1)上述细胞的结构中,属于细胞代谢和遗传控制中心的是[
]________,该结构中RNA、蛋白质等大分子进出的通道是_____________。
(2)按顺序写出甲细胞中抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构:
_________(用数字标号和箭头表示)。
(3)甲细胞中含有而乙细胞没有的细胞器是[
]_____________。
(4)从甲细胞[5]结构上提取了某种物质,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色沉淀,则说明该物质是________;此物质的存在体现了[5]结构具有________________的功能。
15.如图所示是关于细胞生物膜系统的概念图,请回答下列问题:
(1)科学家用________________模型解释了生物膜的结构。
(2)请依次指出图中j、e、f、h、m、p所示膜结构名称:_____________________。
(3)上述结构中具有识别功能的是________(填字母),是因为其结构上有____________;发生f→g→h→g→j过程的结构基础是____________。
(4)生物膜系统是由__________________、__________________和___________________在结构和功能上相互联系、相互影响而形成的统一整体。
1.A
【解析】具有双层膜的细胞器有叶绿体和线粒体,高等植物细胞特有的双层膜细胞器是叶绿体.
解:线粒体存在所有的活的真核细胞中(除哺乳动物的红细胞),且是双层膜结构;叶绿体不存在于动物细胞中;高尔基体是单层膜的细胞器;细胞核存在于除哺乳动物的红细胞外的所有真核细胞中,但其不是细胞器。
2.A【解析】肽键是相邻的两个氨基酸通过脱水缩合形成的,发生在核糖体上。病毒核酸的形成发生在宿主细胞内。对于真核细胞来说,转录发生在细胞核(非细胞器)中或细胞器(如线粒体、叶绿体)中。对于一些能进行光合作用的原核生物(如蓝藻、光合细菌)来说,二氧化碳的固定并不发生在细胞器中。
3.D【解析】细胞解毒在于其光面内质网中的氧化酶系的作用,能够使有毒物质由脂溶性转变成水溶性而被排出体外,线粒体、细胞质膜都没有此功能,且肝细胞没有叶绿体,故选D。
4.C
5.D【解析】水稻根尖分生区细胞具有旺盛的分裂能力,没有叶绿体,A错误;蓝藻是原核生物,细胞中没有叶绿体,B错误;洋葱表皮细胞具有紫色的大液泡,不含叶绿体,C错误;小麦叶肉细胞含有大量的叶绿体,可以进行光合作用,D正确。
6.A
7.C
【解析】叶绿体在光下可以发生光反应产生ATP,所以较重的一层为叶绿体;线粒体在有光或无光下都能生成ATP,所以较轻的一层为线粒体,故选C。
8.B【解析】线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,A正确;核糖体是“生产蛋白质的机器”,经核糖体生产的蛋白质部分不成熟,需要经过内质网和高尔基体的加工后才能够承担生命活动,B错误;液泡内有糖类、无机盐、色素等物质,它对植物细胞内的环境起调节作用,C正确;溶酶体中富含水解酶,能分解细胞内衰老、损伤的细胞器,D正确。
9.B【解析】分析题图可知,该题是细胞的结构概念图,根据题图梳理细胞的结构层次,图中g是线粒体,h是叶绿体,f是细胞器,e是细胞质基质,a是细胞质,b的细胞核,c是细胞膜,d是细胞壁。图中c是细胞膜,e为细胞质基质,A正确;图中b是细胞核,B错误;d是植物细胞壁,其成分是纤维素和果胶,C正确;图中g为线粒体,D正确。
10.B【解析】高尔基体可以接受来自内质网的囊泡,也可以形成囊泡和细胞膜融合,故高尔基体是真核细胞囊泡运输的交通枢纽,A正确;中心体由两个互相垂直排列的中心粒(许多管状物组成)及周围物质组成,B错误;溶酶体中含有多种水解酶,是细胞内的“消化车间”,可吞噬并杀死侵入细胞的病毒、细菌,C正确;内质网是由膜连接而成的网状结构,是性激素合成的“车间”,D正确。
11.D
12.A【解析】分泌蛋白合成与分泌过程为:②核糖体合成蛋白质→③内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→⑤高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→⑤细胞膜,因此该细胞中出现3H的部位依次为②③④⑤,故选A。
13.D【解析】健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色,A正确;观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶,原因是叶片薄而小,叶绿体清楚,B正确;用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉,C正确;应先用低倍镜找到叶绿体和线粒体,并移到视野的中央,然后再换用高倍镜观察,不可用高倍镜直接观察叶绿体和线粒体,D错误。
14.(1)
2、11细胞核
核孔
(2)4→3→7→5
(3)6中心体
(4)糖蛋白
进行信息交流
【解析】(1)图中的[
2、11]细胞核是细胞代谢和遗传控制中心,核孔是RNA、蛋白质等大分子进出细胞核的通道。
(2)
甲细胞产生的抗体属于分泌蛋白,分泌蛋白合成与分泌过程中经过的细胞结构依次是[4]核糖体→[3]内质网→[7]高尔基体→[5]细胞膜。
(3)
甲细胞中含有而乙细胞没有的细胞器是[6]中心体。
(4)从甲细胞[5]细胞膜上提取了某种物质,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色,说明该物质含有蛋白质;若加入斐林或班氏试剂并加热,出现砖红色沉淀,说明该物质含有还原糖。综上分析:说明该物质为糖蛋白。糖蛋白具有识别作用,体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
15.(1)流动镶嵌(2)细胞膜、溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜、类囊体膜、线粒体内膜(3)
j
糖蛋白
生物膜具有一定的流动性
(3)细胞膜
细胞器膜
核膜
【解析】(1)科学家的流动镶嵌模型认为细胞膜等生物膜主要是由蛋白质和磷脂分子构成的,且两种分子都是可以运动的,即生物膜具有一定的流动性。
(2)据图分析已知a是核膜、b是细胞器膜,c是叶绿体膜,d是线粒体膜,f是内质网膜,g是溶酶体膜,h是高尔基体膜,g是囊泡,h是高尔基体膜,j是细胞膜。
(3)图中j是细胞膜,其外侧的糖蛋白具有识别功能,发生f→g→h→g→j过程说明生物膜具有一定的流动性。
(4)生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜
和核膜组成的。细胞器-系统内的分工合作
一、选择题
1.细胞内很多化学反应都在生物膜上进行,下列关于图示的叙述中,正确的是(
)
A.
①与抗体的加工有关
B.
②只发生在根尖分生区细胞内
C.
③发生在线粒体内膜上
D.
④发生在叶绿体内膜上
2.在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,标记出现的先后顺序是
A.
线粒体→内质网→高尔基体→细胞膜
B.
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
C.
核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜
D.
内质网→核糖体→高尔基体→细胞膜
3.研究表明,越是高产量种蚕,其丝腺细胞中粗面型内质网(附着有核糖体的内质网)越发达。这一事实说明
A.
蛋白质在核糖体上合成
B.
高尔基体与蛋白质的分泌有关
C.
蛋白质在粗面型内质网上合成
D.
粗面型内质网与蛋白质的加工、分泌有关
4.如图是某高等动物细胞亚显微结构模式图,下列相关说法正确的是(
)
A.
④为单层膜结构,是“生产蛋白质的机器”
B.
①和⑥在结构上有直接联系
C.
可用差速离心法分离图中各种细胞器
D.
②结构只能存在于高等动物细胞中
5.下列有关分泌蛋白的叙述,错误的是( )
A.
分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与
B.
线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量
C.
分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外
D.
分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合
6.下列关于高尔基体的叙述,错误的是
A.
高尔基体膜具有流动性
B.
抗体从合成到分泌不经过高尔基体
C.
高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成
D.
高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能
7.以下细胞结构中,RNA是其结构组分的是(
)
A.
液泡
B.
核糖体
C.
高尔基体
D.
溶酶体
8.都具有双层膜结构,并含有DNA分子的一组细胞结构是
(
)
A.
线粒体、叶绿体、细胞核
B.
液泡、线粒体、核糖体
C.
内质网、线粒体、叶绿体
D.
溶酶体、叶绿体、高尔基体
9.下列细胞器不含磷脂分子的是
A.
线粒体和中心体
B.
核糖体和染色体
C.
高尔基体和内质网
D.
核糖体和中心体
10.下列关于生物膜结构和功能的叙述,错误的是( )
A.
生物膜的功能越复杂,其蛋白质的种类和数量就越多
B.
动、植物细胞实现细胞间信息交流离不开细胞膜表面的受体
C.
生物膜之间通过具膜小泡的转移可以实现膜成分的更新
D.
同一个体不同细胞各种膜含量不同,根本原因是基因的选择性表达
11.大气中的氧气要与人的血红蛋白结合,需要至少穿过磷脂分子的层数是(
)
A.
3层
B.
5层
C.
6层
D.
10层
12.如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程,①②③表示细胞器,a、b、c
表示某些过程。
下列说法中错误的是
A.
①②③是内质网、高尔基体和线粒体
B.
该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C.
a
表示脱水缩合过程,b、c
表示蛋白质的加工及运输过程
D.
图解中的过程在原核细胞中也可以进行
二、非选择题
13.如图为动物细胞部分结构示意图,图中①~⑧为细胞结构或物质。请回答下列问题:
(1)图中能与细胞膜及核膜直接相连的结构是______(填标号),细胞质中的①为mRNA,它在细胞核内合成,其合成过程需要__________(填酶)。
(2)胞内蛋白在图中______(填标号)处合成后,在细胞质中加工并留在细胞内起作用。分泌蛋白合成后,先被引导进入内质网腔内,通过③⑤
______(填名称)在细胞器及细胞膜间运输,经加工成熟后最终分泌到细胞外。
(3)若分泌蛋白为胰岛素,则③和⑤的内容物中最可能具有生物活性的是___________。若⑧为性激素,则其合成部位⑥为______________,其通细胞膜运输到细胞外的方式为______________。
14.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系.COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输.请据图回答以下问题.
(1)溶酶体起源于乙__________(细胞器名称),除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解__________,以保持细胞的功能稳定。
(2)COPⅡ被膜小泡负责从甲__________(细胞器名称)向乙运输“货物”,而由乙运输到溶酶体中的具膜小泡中的“货物”包含多种__________(物质).若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙,则图中的__________可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有__________特点.该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的__________结合,引起靶细胞原有的生理活动发生变化。
(4)研究表明,不同的生物膜,其成分和结构相似,都以__________为基本骨架,但其功能会有差异.从生物膜的成分分析,出现这一现象的原因是不同生物膜表面__________不同。
1.A【解析】抗体的化学本质是蛋白质,而内质网是细胞内蛋白质的加工“车间”,A正确;高尔基体与植物细胞壁的形成有关,促使葡萄糖合成纤维素,B正确;有氧呼吸的第三阶段的场所在线粒体的内膜上,C正确;水的光解属于光反应阶段,场所发生在类囊体膜上,D错误。
2.B【解析】胰腺腺泡细胞分泌的消化酶属于分泌蛋白,3H标记的亮氨酸可以参与分泌蛋白的合成。分泌蛋白的合成分泌过程是在核糖体合成多肽,内质网加工糖基化并形成空间结构,高尔基体进一步加工为成熟蛋白质,形成分泌小泡与细胞膜融合,最后经胞吐的方式分泌到细胞外部,故B项正确,A、C、D项错误。
3.D【解析】蛋白质在核糖体上合成。越是高产量种蚕,其丝腺细胞中粗面型内质网(附着有核糖体的内质网)越发达,说明粗面型内质网与蛋白质的加工、分泌有关。
4.C【解析】④指向游离在细胞质中和内质网上的的核糖体,为无膜结构,A项错误;①内质网和⑥高尔基体通过囊泡发生结构上的间接联系,B项错误;可用差速离心法分离图中各种细胞器,C项正确;②为中心体,存在于高等动物和低等植物细胞中,D项错误。
5.C【解析】分泌蛋白的合成场所是核糖体,A正确;分泌蛋白的合成与运输需要线粒体提供能量,B正确;分泌蛋白先经过内质网,再经过高尔基体分泌到细胞外,C错误;当囊泡运输至细胞膜时会通过胞吐排出分泌蛋白,囊泡膜会与细胞膜相融合,D正确。
6.B【解析】试题分析:高尔基体膜可以形成囊泡,A正确;抗体属于分泌蛋白,需要高尔基体对其进行加工、运输和分泌,B错误;高尔基体具有单层膜结构,其膜的主要成分是磷脂和蛋白质,C正确;高尔基体能对蛋白质进行加工,D正确。
7.B
8.A【解析】线粒体、叶绿体、细胞核有双层膜结构又含有DNA分子,A项正确;液泡具有单层膜结构且无DNA分子,核糖体不具有膜结构也无DNA分子,B项错误;内质网具有单层膜且无DNA,C项错误;溶酶体和高尔基体都具有单层膜且无DNA分子,D项错误。
9.D【解析】磷脂分子是构成细胞膜、细胞器膜以及细胞核膜的组成成分之一。线粒体由双层膜构成,A错误;染色体不属于细胞器,B错误;高尔基体和内质网均由单层膜构成,C错误;核糖体和中心体属于无膜细胞器,不含磷脂分子,D正确。
10.B【解析】生物膜的蛋白质的种类和数量越多,则功能越复杂,A正确;动植物细胞间有些信息交流依赖于细胞膜上的受体,但有些受体并不在细胞膜上,而是在细胞内部,如性激素是脂质,受体在细胞内;高等植物相邻细胞之间还可以通过胞间连丝进行信息交流,B错误;分泌蛋白是由内质网上的核糖体合成,经内质网和高尔基体加工形成成熟的蛋白质,由细胞膜的胞吐作用分泌到细胞外部。生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新,C正确;同一个体形成不同细胞,膜含量不同,原因是细胞的分化,实质是基因选择性表达,D正确。
11.D【解析】外界空气中的氧进入人体红细胞与血红蛋白结合(血红蛋白位于血浆的红细胞内),至少需穿过肺泡壁(单层细胞围成)、毛细血管壁(单层细胞围成)、红细胞膜。而氧分子要穿过肺泡壁,首先要进入肺泡壁中的某个细胞,然后再出这个细胞,即在氧分子穿过肺泡壁的过程中共通过了两层细胞膜结构;同理,氧分子穿过毛细胞血管壁进入血浆的过程中也要通过两层膜结构;血红蛋白在红细胞内,所以氧气进入红细胞后就可与血蛋白结合,即氧气从血浆进入红细胞与血红蛋白结合需通过一层膜结构;故外界空气中的氧进入人体和血红蛋白相结合,至少要通过5层细胞膜,由于一层膜结构由两层磷脂分子构成,故共需通过10层磷脂分子层,故选D。
12.D【解析】由题图可知,①是内质网,②高尔基体,③是线粒体,A正确;该过程显示了细胞器之间的分工合作,能够说明细胞器在结构与功能上是相互联系的,B正确;分析题图可知,表示氨基酸的脱水缩合反应,b是内质网对肽链的加工和运输,c是高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步的加工和运输,C正确;原核细胞内无内质网和高尔基体,因此不能完成图解中的全过程,D错误。
13.(1)②(或⑥)
(2)
⑦
囊泡(3)⑤(⑤中内容物)
(滑面型)内质网
自由扩散
【解析】(1)内质网内连核膜,外连细胞膜,即图中②或⑥能与细胞膜及核膜直接相连。
(2)胞内蛋白在游离在细胞质基质中的核糖体上合成的,即图中⑦,在细胞质中加工并留在细胞内起作用;分泌蛋白在附着在内质网上的核糖体合成后,先被引导进入内质网腔内,通过囊泡在细胞器及细胞膜间运输,经加工成熟后最终分泌到细胞外。
(3)若分泌蛋白为胰岛素,胰岛素首先需要经过内质网的加工形成未成熟的蛋白质,再经过高尔基体的进一步加工成形成成熟的蛋白质,即高尔基体形成的囊泡中的内容物种具有生物活性;若⑧为性激素,则其合成部位⑥为(滑面型)内质网,性激素由自由扩散的方式通过细胞膜运输到细胞外。
14.(1)高尔基体
衰老、损伤的细胞器
(2)内质网
水解酶
COPI(3)
一定流动性
受体
(4)磷脂双分子层
蛋白质的种类和数量
【解析】(1)分析题图可知,溶酶体来源于高尔基体,溶酶体是消化的车间,能吞噬并杀死进入细胞的病毒或病菌,还能分解衰老、损伤的细胞器;
(2)溶酶体中含多种
水解酶.由题图可知,COPⅡ被膜小泡从内质网运向高尔基体,而COP
I被膜小泡是从高尔基体运向内质网,因此,若定位在内质网中的某些蛋白质偶然掺入到高尔基体中,则图中的COP
I可以帮助实现这些蛋白质的回收;
(3)生物膜的融合体现了膜在结构上具有一定的流动性.细胞膜上具有识别作用的是受体,体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能;
(4)研究表明,不同的生物膜,其成分和结构相似,都以磷脂双分子层为基本骨架.由于不同生物膜表面蛋白质的种类和数量不同,其功能会有差异。第2节
细胞器——系统内的分工合作
1.知识与技能
(1)举例说明几种细胞器的结构和功能。
(2)了解分离各种细胞器的科学方法。
(3)了解植物细胞和动物细胞的区别。
(4)用高倍镜观察叶绿体、线粒体在细胞中的分布和形态。
(5)制作人的口腔上皮细胞临时装片;制作藓类植物叶片的临时装片。
(6)实验原理
①叶绿体是细胞中最大的细胞器之一,数量多,呈绿色,用高倍显微镜在活细胞状态下,不需要染色就可以清晰地看到。
②线粒体在动植物代谢比较旺盛的细胞中数量较多,健那绿染液是针对线粒体的专一性很强的活细胞染料,对活细胞进行染色后可以把线粒体染成蓝绿色,并用显微镜观察。
(7)明确生物膜的化学组成和基本结构。
(8)理解细胞的生物膜系统的概念和作用。
(9)理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都是紧密联系的统一整体。
(10)了解生物膜的研究成果及研究意义。
2.过程与方法
(1)自主学习:让学生通过类比认识细胞内各细胞器及其分工。通过资料的阅读和设计的问题的引导,培养学生分析和理解问题的能力,进而发展综合的能力。
(2)思维训练:利用课本插图、教学挂图和课件,培养和发展学生的读图能力,提高分析、类比归纳的学习方法。
(3)合作实验、自主探究、讨论答疑。
3.情感态度与价值观
(1)引导学生认同:细胞是一个基本的生命系统,其生命活动是通过各组成成分的协调配合完成的。
(2)让学生体验到科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。
(3)通过细胞内各种生物膜在结构和功能上联系的学习,进一步明确结构与功能相统一的观点以及事物之间存在普遍联系的观点。
(4)通过生物膜的研究成果的介绍,充分调动学生学习生物学知识的兴趣,激励他们对生命科学知识要有不断探索的精神,同时渗透STS思想。
(5)参与小组合作交流,体验合作学习的快乐。
●教学重点
1.几种细胞器的结构和功能。
2.使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
3.各种生物膜在结构和功能上的联系。
4.细胞的生物膜系统的重要作用。
●教学难点
1.如何掌握几种细胞器的结构和功能。
2.如何将这些细胞器的功能和生物体的相关生命现象联系起来并灵活运用。
3.各种生物膜在结构和功能上的联系。
4.实验材料的选择。
5.生物图的绘制。
●教具准备
1.教师课件、细胞亚显微结构模型。
2.各种实验仪器、试剂。
3.教师准备观察材料:新鲜的藓类叶片、菠菜叶。
4.课前10分钟制作藓叶的临时装片和人的口腔上皮细胞临时装片。
●课时安排
3课时
第一课时
细胞器的结构和功能
●教学过程
[课前准备]
1.教师制作教学课件。
2.学生查阅资料,收集在“探究细胞的微观世界”方面的科学家及研究成果。
[情境创设]
利用课本“问题探讨”创设问题情境,同时出示本节课题:细胞器的结构和功能。
[师生互动]
教师:工厂一般都由若干个车间和部位组成,那么一件优质产品是如何通过各车间和部门之间的配合生产出来的?细胞内也存在类似的部门或车间吗?你能举出例子吗?
学生:讨论并回答上述问题。
教师:细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,这些“车间”都有一定的结构,如:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,它们统称为细胞器。同学们可能会感到很疑惑:细胞器这么小,科学家是怎样把各种细胞器分离开来,分别去研究它们的生理功能的呢?
课前我曾请几位同学去做了这方面的资料收集工作,现在我们来看看他们的成果如何。
学生1:汇报科学家分离各种细胞器的分法。
学生2:汇报科学家对不同细胞器的研究方法及成果。
教师:这几位同学收集到的资料都非常珍贵。我们大家要向他们学习,现在我们一起来阅读课本P44和P51介绍的方法。
学生:阅读课文,并归纳。
1.分离各种细胞器的方法是差速离心法。
2.科学探究离不开探究精神、理性思维和技术手段的结合。
教师:细胞内有哪些细胞器?它们在形态、结构上有什么不同?在功能上如何分工?它们又是如何协调配合完成各种生命活动的呢?
课本中展示了各种细胞器的图,以及动物细胞、植物细胞的亚显微结构模式图。请仔细观察图、文和老师展示的资料,说出各种细胞器在细胞中的分布位置、形态结构,并推测它们的功能。
线粒体:
屏幕显示资料一:
学生:观察资料以及课本P45图3-3和P46图3-7,讨论回答:
1.解析:用“结构与功能相统一”的观点解释。
答案:(1)心肌细胞运动量大,因不停地收缩舒张,需能量多
(2)冬眠时,动物维持生命活动的能量主要靠肝脏,肝脏代谢加强,需能量多
(3)细胞新陈代谢的强弱
2.答案:线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,能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的能量,所以,飞翔鸟类胸肌细胞中、运动员肌细胞中的线粒体数目多。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。
教师:线粒体大多是颗粒状、短线状,均匀地分布在细胞质基质中,但它在活细胞中能自由移动,往往在细胞内代谢旺盛的部位比较集中。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,为细胞生命活动提供能量。所以,线粒体是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量,95%来自线粒体。线粒体由内外两层膜构成,外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开,内膜向内折叠成嵴,加大了内膜的表面积,有利于有氧呼吸的顺利进行。
叶绿体:
屏幕显示资料二:
叶绿体是绿色植物叶肉细胞中,进行光合作用的细胞器。因此,有人把它比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站”。
在光学显微镜下观察高等植物的叶绿体,可以看到它一般呈扁平的椭球形或球形。在电子显微镜下,可以看到叶绿体的外面有双层膜,使叶绿体内部与外界隔开,叶绿体的内部含有几个到几十个基粒。基粒与基粒之间充满着基质。叶绿体的每个基粒都是由一个个囊状的结构堆叠而成的,在囊状结构的薄膜上,有进行光合作用的色素,这些色素可以吸收、传递和转化光能。在叶绿体的基粒上和基质中含有许多进行光合作用所必需的酶。基质中还含有少量的DNA。
学生:观察资料以及课本P45图3-4和P46图3-7,讨论。
教师:叶绿体是扁平的椭球形或球形,有两层膜,膜光滑透明,内部含有几个到几十个基粒,每个基粒是圆柱形,由一个个囊状的结构垛叠而成,囊状结构的薄膜上有进行光合作用的色素,可以吸收、传递和转化光能,是进行光合作用的场所。它是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
内质网:
屏幕显示资料三:
从某腺体的细胞中,提取出附着有核糖体的内质网,放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样,并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况,结果如图3-2-1所示。请回答:
图3-2-1
(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累,最可能的解释是________。
(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网中也出现,且数量不断增多,最可能的解释是_____________________。
(3)实验中,培养液相当于细胞中的________。
学生:观察资料以及课本P45图3-5和P46图3-7讨论回答。
解析:用“结构与功能相统一”的观点解。首先知识归类:核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所,内质网是蛋白质的运输通道。分析:在细胞内,游离的氨基酸应先进入核糖体,在核糖体内合成蛋白质,蛋白质合成后进入内质网被内质网运输。与图中曲线对照(读图),看是否符合曲线变化态势。整个实验过程中,培养液相当于细胞质基质,内含蛋白质合成等生化反应所需的一系列酶及必要条件。
答案:(1)核糖体是蛋白质合成的场所
(2)蛋白质进入内质网中
(3)细胞质基质
教师:内质网是由膜连接而成的网状结构,有光面内质网和滑面内质网两种类型。内质网增大了细胞内的膜面积,膜上附着很多种酶,它是细胞内蛋白质合成和加工,以及糖类、脂质合成的“车间”。
高尔基体:
屏幕显示资料四:
高尔基体位于细胞核附近的细胞质中,它的形状一般呈网状。在不同的生理情况下,可以转变为颗粒状、杆状或其他形状。在电镜下,高尔基体是一些紧密地重叠在一起的囊状结构。有些膜紧密地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泡状或囊泡状结构。
高尔基体的主要功能有三方面。一是与分泌有关。早期根据光镜的观察,已有人提出高尔基体与细胞的分泌活动有关。近年来,运用电镜、细胞化学及放射自显影技术更进一步证实和发展了这个观点。放射自显影技术证明,高尔基体自身还能合成某些物质,如多糖类。它还能使蛋白质与糖或脂结合成糖蛋白和脂蛋白的形式。在某些细胞(如肝细胞),高尔基体还与脂蛋白的合成、分泌有关。二是与溶酶体的形成有关。三是高尔基体还有其他功能,如在某些原生动物中,高尔基体与调节细胞的液体平衡有关系。
学生:观察资料以及课本P46图3-6和图3-7,讨论。
高尔基体是单层膜结构,由一些紧密地重叠在一起、排列比较整齐的扁平囊状结构和囊状小泡组成。在动物细胞中,高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和分泌,所以它是蛋白质的“加工车间”和“发送站”。在植物细胞中,高尔基体与新细胞壁的形成有关。
教师:刚才同学们对细胞中的四种细胞器进行了详细的分析讨论,从课本的图中我们可以看出,细胞中还有其他的细胞器,你能根据课本的介绍对它们进行比较,并完成下列表格吗?
屏幕显示八种细胞器的比较表。
学生:小组讨论,并完成表格。
八种细胞器的比较表
名
称
分
布
形
态
结
构
成
分
功
能
线粒体
普遍存在于动植物细胞
大多数呈椭球形
外膜、内膜(双层膜结构)、嵴、基粒、基质
蛋白质、磷脂、有氧呼吸酶、少量DNA和RNA
有氧呼吸的主要场所,“动力车间”
叶绿体
主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内
球形、椭球形
外膜、内膜(双层膜结构)
蛋白质、磷脂、光合作用的酶、色素、少量DNA和RNA
光合作用的场所,“养料制造车间”,“能量转换站”
内质网
绝大多数动植物细胞
网状
(单层膜结构)
蛋白质、磷脂等
增大了细胞内的膜面积;与蛋白质、脂质、糖类的合成有关;蛋白质等的运输通道;“有机物的合成加工车间”
高尔基体
普遍存在于动植物细胞
囊状
(单层膜结构)
蛋白质、磷脂等
动物细胞:与分泌物的形成有关,表现在对蛋白质的加工和转运植物细胞:与植物细胞壁的形成有关“蛋白质的加工车间”和“发送站”
核糖体
普遍存在于动植物细胞
椭球形粒状小体
游离于基质,附着在内质网、核外膜上(无膜结构)
蛋白质、rRNA
合成蛋白质的场所,“生产蛋白质的机器”
中心体
动物细胞、低等植物细胞
“十”形
两个互相垂直的中心粒及其周围物质构成(无膜结构)
微管蛋白
动物细胞的中心体与有丝分裂有关
液泡
植物细胞
泡状
液泡膜、细胞液(单层膜)
蛋白质、磷脂、有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素等
调节细胞的内环境,使细胞保持一定的渗透压,保持膨胀状态
溶酶体
动物细胞、植物细胞
囊状
囊状(单层膜)
“酶仓库”和“消化车间”
教师:引导学生一起,利用表格对各种细胞器的分布、形态、结构和功能进行归纳,然后提问:我们如何去记忆和理解这些细胞器的结构和功能呢?
学生:小组讨论提出记忆的方法。
方法一:通过列表比较来记忆。
方法二:用“结构与功能相适应”的生物学科思想来理解记忆。
方法三:用绘结构简图的形式来记忆各种细胞器的结构。
方法四:将这些细胞器的功能与生物体的相关生命现象联系起来理解记忆及表格运用。(要求举例说明)
教师:对学生提出的方法进行简单的评价和补充。
教师:通过上面的学习,谁能归纳细胞质的结构由哪几部分组成?
学生回答:
[教师精讲]
通过对细胞质各种成分的学习,我们知道,细胞质主要包括细胞质基质和细胞器两大部分,各种细胞器的结构和功能虽然不同,但它们分工协作,密切配合,共同完成细胞的各种生命活动。
[评价反馈]
教师出示细胞的亚显微结构模型(一半为动物细胞,另一半为植物细胞)并提问:
1.请说出各个细胞器的名称。
2.这个模型是否为一个完整的细胞?你判断的依据是什么?
学生:
1.到讲台面向全体同学说出各个细胞器的名称。
2.不是一个完整的细胞,它分别属于植物细胞和动物细胞,判断的依据是:有一半模型中有细胞壁、叶绿体、液泡,所以它是植物细胞;而另一半模型中则没有这些细胞器,但它有中心体,所以它是动物细胞。
教师:从刚才同学的回答中,由我们今天的学习内容可拓展了解动物细胞和植物细胞的区别。现请同学们完成下列表格(出示植物细胞和动物细胞的比较表)。
学生:讨论完成表格。
植物细胞和动物细胞结构的比较表
动物细胞
植物细胞
不同点
没有细胞壁
有细胞壁
没有叶绿体
有叶绿体
有中心体
中心体见于低等植物
某些低等动物有液泡
有液泡
相同点
都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、核糖体和高尔基体等
[课堂小结]
1.请4~5名学生来总结本节课的学习内容和自己掌握的情况。
2.教师重新出示“八种细胞器的比较表”和“植物细胞和动物细胞的比较表”对本节内容的知识点、重点、难点进行总结。
[布置作业]
课本P50基础题1、2、3。
[课后拓展]
1.阅读下文,并回答问题。
把菠菜叶放进适当的溶液中,进行研磨,将研磨液用纱布过滤后,除去未磨碎的组织,得到一种绿色的液体。把其放入离心管中,进行适当强度的离心分离,得到沉淀(沉淀A),将此沉淀用电子显微镜进行观察,可发现细胞壁的碎片和(甲)膜上具有许多小孔的球状结构。将其上层清液的绿色部分进行较强的离心分离时,绿色部分几乎全部沉淀(沉淀B)。用电子显微镜观察此沉淀,发现有许多直径为几微米的细胞器(乙)。又把几乎透明的上层清液,用更强的离心力分离时,可得沉淀(沉淀C)。用电子显微镜观察此沉淀,则发现许多直径为0.5
μm的球形或短棒形,内外包着两层膜且向内折叠的细胞器(丙)。如继续进行强力离心,可使上部的澄清部分中的小微粒都沉淀,此沉淀(沉淀D)其中含有许多直径为0.02
μm的致密小颗粒(丁)和由该颗粒所附着的膜构成的细胞器(戊)。
(1)上述文章中画线处(甲)~(戊)所示的细胞结构名称分别是
A.细胞核—叶绿体—线粒体—内质网—核糖体
B.线粒体—叶绿体—细胞核—内质网—核糖体
C.细胞核—叶绿体—线粒体—核糖体—内质网
D.线粒体—叶绿体—细胞核—核糖体—内质网
(2)下文①~⑨是对上述沉淀A~D所含有细胞结构的叙述,请从①~⑨中找出正确答案填写在各自横线上。
沉淀A___________;沉淀B___________;沉淀C__________;沉淀D___________。
①与渗透吸水有关
②具有全透的性质,对植物细胞的形态具有维持作用
③是蛋白质合成的场所
④含有大量的DNA
⑤含有与有氧呼吸有关的酶
⑥与氧的产生和ATP的生成有关
⑦细胞内CO2浓度最高处
⑧含有与CO2合成葡萄糖或淀粉有关的酶
⑨是合成某些专供输送到细胞外的蛋白质的细胞器
参考答案:
(1)C
(2)②④
⑥⑧
⑤⑦
③⑨
●板书设计
第2节
细胞器——系统内的分工合作
第一课时
细胞器的结构和功能
一、分离细胞器的方法
二、细胞器的结构和功能
三、细胞质基质
成分:多种物质和酶。
功能:新陈代谢的主要场所。
四、细胞质的统一性
细胞质基质和细胞器及细胞器之间相互依存,密切联系,是一个不可分割的整体。
第二课时
实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体
●教学过程
[课前准备]
课前培训8名学生充当“小老师”,协助教师指导同学进行实验。课前10分钟制作藓叶的临时装片和人的口腔上皮细胞临时装片。
[情境创设]
屏幕显示:课前教师制作的几种材料的临时装片,并显微投影给学生观察。
教师:上节课我们通过图片和资料,了解了细胞器的分布、形态和功能,那么实际生物体中的细胞器是怎样的呢?这是老师刚才制作的临时装片,请仔细观察其中的叶绿体和线粒体的分布和形态,下面请各小组自行制作临时装片并观察。
屏幕显示本节课题:用高倍镜观察叶绿体和线粒体。
[师生互动]
1.观察叶绿体的形态和分布情况
屏幕显示:制作藓类叶片的临时装片的方法步骤和观察叶绿体的方法步骤。
制作藓类叶片临时装片的方法: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,或者撕取菠菜叶稍带叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。
观察叶绿体的步骤:将制作好的叶片临时装片放在低倍镜下观察,找到叶片细胞后,换用高倍镜仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
学生:各小组在小组长的指导下,制作和观察临时装片,并绘制图。
教师:巡回检查,指导。
学生:各小组分别用显微投影仪展示自己制作的装片,并指出叶绿体的位置,以及自绘的叶绿体形态图,提出疑惑。
学生:各小组讨论,对展示小组的实验结果进行评价,对展示小组的疑惑进行解答。
教师:(1)点评学生实验过程中操作的优点和存在的不足,如:叶片取材不当,装片中的水分过多或过少等。
(2)由于取材于活的植物体,叶片中的叶绿体在不同的光照条件下是可以运动的,因此,在不同光照条件下采集的葫芦藓,其叶内叶绿体椭球形的形状不完全一样。
(3)点评并纠正高倍显微镜操作中错误的做法。
2.观察线粒体的形态和分布情况
屏幕显示:制作人的口腔上皮细胞临时装片的方法和步骤,以及使用高倍显微镜观察线粒体的步骤。
制作人的口腔上皮细胞临时装片的方法和步骤:在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液,用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下,把牙签上附有碎屑的一端,放在染液中涂抹几下,盖上盖玻片。
观察线粒体的步骤:在高倍镜下观察经过染色的口腔上皮细胞临时装片,可以看到蓝绿色的线粒体,细胞质接近无色。
学生:各小组在小组长的指挥下,制作和观察临时装片,并绘图。
教师:巡回检查、指导。
学生:各小组分别用显微投影仪展示自己制作的临时装片,指出线粒体的位置,同时展示自己绘制的线粒体图。
学生:各小组讨论,对展示小组的实验结果进行评价,对展示小组的疑惑进行解答。
教师:(1)点评学生实验操作过程中的优缺点。
(2)点评学生绘制的生物图。
[教师精讲]
1.生物图的画法和注意事项(屏幕显示):
①图的大小要适当,在纸上的位置要适中,一般稍偏左上方,以便在右侧和下方留出注字和写图名的地方。
②先用削尖的铅笔(一般为3H的),根据观察到的物像(不能抄书),轻轻地画出轮廓,经过修改,再正式画好,务必使图形真实。
③图中比较暗的地方,如叶绿体、细胞核,用铅笔点上细点来表示,越暗的地方,细点越多,不能涂阴影表示暗处。
④字尽量注在图的右侧,用尺子引出水平的指示线,然后注字。
⑤在图的下方写上所画图形的名称。
2.叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,一般散布在细胞质基质中,靠近细胞膜的叶绿体较多一些,光照强的一面叶绿体分布较多一些。靠边叶脉部分的叶肉细胞中的叶绿体数量要多一些。
3.线粒体的形态多种多样,有短棒状、圆珠状、线形、哑铃形等。人的口腔上皮细胞中的线粒体均匀地分布在细胞质基质中。在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中,例如,在人的受精卵分裂面附近线粒体较多,人的心肌细胞中线粒体的数量比平滑肌细胞中线粒体的数量多。
[评价反馈]
1.绿色植物叶片细胞中含有大量的叶绿体,叶绿体位于细胞的________中,显________色,一般呈____________形状。
2.线粒体的主要功能是____________,其形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。在实验中观察发现,染色后的线粒体显___________色,细胞质显___________色。
参考答案:
1.细胞质基质
绿
扁平的椭球形或球形
2.有氧呼吸的场所
无
蓝绿
[课堂小结]
1.观察叶绿体、线粒体的形态和分布的实验方法和步骤
取材→制片→观察
2.实验中几个问题的分析
(1)为什么用藓类的小叶,或者菠菜叶的下表皮(稍带叶肉)作观察叶绿体的实验材料?
藓类属阴生植物,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,便于观察叶绿体的形态和分布。
(2)为什么观察叶绿体的临时装片时要始终保持有水状态?
防止细胞内的叶绿体失水。如果叶绿体失水,叶绿体就缩成一团,无法观察叶绿体的形态和分布。
(3)细胞质基质中的叶绿体,是不是静止不动的?为什么?
不是静止不动的。叶绿体存在于细胞质中,它会随着细胞质的流动而运动。
(4)叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系?
①叶绿体呈椭球形或球形,可以减少运动时的阻力,有利于叶绿体的运动。叶绿体在细胞质中散乱地分布,相互不重叠,有利于其内部的每一个基粒充分接受光照。
②叶绿体呈椭球体形,在不同的光照下可以运动,改变椭球体的方向,这样即能接受较多的光照。叶绿体在细胞中的运动又有利于其内部的每一个基粒充分接受光照。
③叶绿体的形态和分布都有利于按受光照,完成光合作用,如叶绿体呈椭球体形,能够对不同光照条件改变方向;又如,叶肉细胞中的栅栏组织,其中的叶绿体分布比海绵组织的多,可以接受更多的光照。
3.高倍镜使用中的注意事项
(1)一般地讲,在低倍镜下调节清晰后,可直接转动转换器,使高倍镜对准通光孔。但若高倍镜不是原配的,则应先稍微转动粗准焦螺旋,使镜头上升后再换高倍镜,下降镜筒时必须从一侧注视物镜下降到一定距离。
(2)换高倍镜后因镜头与装片间的距离很小,切记不可再转动粗准焦螺旋,以防损坏镜头或装片。应该一面从目镜里观察,一面逆时针方向转动,直到清晰为止。
(3)在高倍镜下若要换装片,必须升高镜筒后才能进行。
[布置作业]
1.高倍镜下看到的叶绿体是
A.绿色、棒状
B.红色、棒状
C.红色、扁平的椭球形或球形
D.绿色、扁平的椭球形或球形
2.如图3-2-3所示,1、2为物镜长度;3、4为目镜长度;5、6为观察时物镜与标本装片距离大小。欲获得最大放大倍率的观察效果,其正确的组合是
图3-2-3
A.1、3、5
B.2、4、6
C.2、3、5
D.2、4、5
3.在不同光强下,有关叶绿体的椭球体方向改变的说法正确的是
A.强光下,叶绿体的椭球正面朝向光源
B.强光下,叶绿体的椭球侧面朝向光源
C.任何光下,叶绿体的椭球体正面朝向光源
D.弱光下,叶绿体的椭球体侧面朝向光源
4.植物叶片含叶绿体较多的是
A.下表层
B.叶肉海绵组织
C.叶肉栅栏组织
D.导管
5.在视野右上方发现一后期的细胞,要将其移至视野正中,应将装片移向
A.左上方
B.左下方
C.右上方
D.右下方
6.下列关于高倍物镜使用的叙述中,正确的是
A.因为藓类的叶片大,在高倍镜下容易找到,所以可以直接使用高倍物镜观察
B.在低倍镜下找到叶片细胞,即可换高倍物镜观察
C.换用高倍物镜后,必须先用粗准焦螺旋调焦,再用细准焦螺旋调到物像最清晰
D.为了使高倍镜下的视野亮一些,可用最大的光圈或凹面反光镜
参考答案:
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.D
●板书设计
第二课时
实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体
一、观察叶绿体的形态和分布
先低倍镜
后高倍镜→绘图
二、观察线粒体的形态和分布
先低倍镜
后高倍镜→绘图
第三课时
细胞的生物膜系统
●教学过程
[课前准备]
将豚鼠胰腺腺泡细胞中分泌物的形成过程,制作成课件,动态演示分泌物的运输过程,适当补充一些资料并配以一定的问题,这样,可以帮助学生理解教材内容,使文字内容形象地保留在记忆中,从而降低了本知识点的难度。
课前给学生布置作业:通过网络、报纸、杂志等渠道收集科学界对生物膜和生物膜工程研究的相关资料,经筛选后,课上交流。
[情境创设]
屏幕显示细胞的亚显微结构。并设计如下问题:
(1)细胞内有哪些细胞器?各有何功能?
(2)蛋白质的合成场所是什么?
(3)核糖体有哪几种存在形式?
教师引导:这两种类型的核糖体所合成的蛋白质有何不同呢?
教师:科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,发现了各种生物膜在功能上有一定联系。下面介绍证明各种生物膜在功能上有一定联系的实验。
屏幕显示课题:细胞的生物膜系统
屏幕显示资料一:
蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大,这时细胞质中的核糖体多为游离型的,而内质网很贫乏。但到5龄的后半期,腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时,则核糖体都与内质网结合,形成发达的粗面内质网。
[师生互动]
1.细胞器之间的协调配合
教师:通过资料一事实你可得出什么结论?
学生:丝心蛋白是在附着于内质网上的核糖体上合成的,它是一种分泌蛋白。
教师:有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白质叫做分泌蛋白。豚鼠胰腺腺泡细胞分泌物形成过程的研究就采用了同位素标记法。
屏幕显示资料二:简介同位素标记法
同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物,化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性,对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。
屏幕显示:豚鼠胰腺腺泡细胞分泌物形成过程
首先给豚鼠的胰腺腺泡细胞注射氚(3H)标记的亮氨酸,进行脉冲标记,然后制作电镜的显微放射自显影标本,如课本P48的三组图。
课件显示观察结果是:3
min后,被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中。
教师:被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中说明了什么?
学生:在附着有核糖体上合成的蛋白质进入到内质网中。
课件继续显示:脉冲标记后17
min和117
min后的情况。学生仔细观察并回答下列问题:
教师:17
min和117
min后被标记的氨基酸相继出现在哪些部位?
学生:分别在高尔基体和细胞外出现。
教师:与此分泌物的合成和分泌有关的结构有哪些?
学生:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
教师:这些分泌物的合成和运输方向是怎样的?
学生:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→细胞外。
教师:这些分泌物通过哪种方式被运输到细胞外?
学生:外排作用。
课件连续显示豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过程,教师引导学生总结分泌蛋白的合成与分泌的过程。
教师:在核糖体上合成的分泌蛋白,为什么要经过内质网和高尔基体,而不是直接运输到细胞膜呢?内质网和高尔基体与蛋白质的形成有何关系呢?
学生思考并复习内质网和高尔基体的功能,然后讨论回答。
教师归纳:分泌蛋白的形成过程是这样的:首先在内质网的核糖体上由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网后,还要经过一些加工,如折叠、组装、加上一些糖基团等,才能形成具有一定空间结构的蛋白质。然后,由内质网腔膨大、出芽形成具膜的囊泡,囊泡包裹着蛋白质转移到高尔基体,与高尔基体膜融合,把蛋白质输送到高尔基体腔内,作进一步的加工。接着,高尔基体边缘突起形成囊泡,把蛋白质包裹在囊泡里,运输到细胞膜,囊泡与细胞膜融合,把蛋白质释放到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要大量的能量。这些能量的供给来自线粒体。
同时教师板书。
在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙的运输“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽的作用。
综上所述,细胞内的各种细胞器在功能上既有明确的分工,又有紧密的联系。各种细胞器相互配合,协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够继续、高效地运转。这些细胞器为什么在功能上有如此紧密的联系呢?这是由它们的结构决定的。(引出下一个内容)
2.细胞的生物膜系统
屏幕显示细胞的亚显微结构。并设计如下问题:
(1)具有单层膜的细胞结构有哪些?
(2)具有双层膜的细胞结构有哪些?
(3)细胞膜的化学成分是怎样的?结构如何?
学生讨论并回答如下:
(1)图中所标注的一些结构:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体的膜等均为具单层膜的细胞结构。
(2)而线粒体、叶绿体膜为具双层膜的细胞结构。
教师:是不是所有膜的成分和结构都与细胞膜一样呢?
学生:阅读课本P41和P49后,讨论回答。
(3)生物膜的化学组成是蛋白质、脂类和糖类。
教师点拨:但生物膜的化学成分中的脂类不是专指磷脂,实际上组成脂双层的脂类成分随不同生物而不同。在动物细胞中,胆固醇在脂双层中所占的比例较大,特别是在哺乳动物细胞中,它可和磷脂分子一样多。而细菌、蓝藻等原核细胞和植物细胞中一般没有胆固醇,细胞中线粒体、叶绿体、溶酶体等的膜化学组成相似,基本结构大致相同,统称为生物膜。这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
教师:各种生物膜在结构上有什么联系呢?
学生观察课件和课本插图,分析出各种生物膜在结构上有哪些联系。
学生1:内质网向内与外层核膜相连,内质网腔与内、外隔膜之间的腔相通;内质网膜向外与细胞膜相连,并与核糖体、线粒体紧密相连。
学生2:从刚才对细胞器之间的协调配合的学习中可见,各细胞器膜之间以及与细胞膜之间可通过“具膜小泡——囊泡”以“出芽”“突起”“内陷”的形式相互融合。
教师引导:生物膜的厚度一般为7~8
nm,真核细胞的生物膜约占细胞干重的70%~80%,最多的是内质网膜,因此内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。需给学生指出的是:液泡、叶绿体的膜与其他有膜结构也有一定的联系。
教师提问:内质网既可以与核膜、线粒体、细胞膜直接相连,还可以借助于囊泡与高尔基体间接相连,其物质基础是什么?
学生:他们的物质基础都是蛋白质、脂类和糖类。
教师引导:既然它们之间有着直接或间接的联系,它们之间能否相互转化呢?
大屏幕显示资料
Grimstone曾观察到:饥饿的原生动物逐渐停止形成高尔基体,同时粗面内质网也减少或几乎完全消失,由于这些细胞于实验期间还继续形成分泌小泡,所以每一个高尔基体的囊的数目减少了,但当给动物重新喂食后,形成了新的粗面内质网,同时产生新的高尔基体,囊的功能也恢复了。
教师提问:该实验说明了什么问题?
学生思考并回答:
细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性,它们之间是可以相互转化的。
教师归纳:可见,细胞内的各种生物膜不仅在功能上有明确的分工和紧密的联系,在结构上也有一定的联系。各种生物膜相互配合,协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够继续、高效地运转。
教师:细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着什么样的作用呢?
学生:根据已有的各种生物膜的基础知识,加以讨论、分析,试述生物膜的重要作用。
学生:阅读课本,总结生物膜系统的重要作用如下:
第一,使细胞具有一个相对稳定的内环境,并使细胞与周围环境进行物质运输、能量交换、信息传递。
第二,为酶提供大量的附着位点,为生化反应的有序进行创造条件。
第三,将细胞分成小区室,使生化反应互不干扰。
教师:设计问题,温故知新,加深学生对知识的理解。
(1)细胞膜使细胞所具有的内环境与人体的内环境有何区别?
(2)细胞膜在控制物质进出细胞时是如何发挥作用的?
(3)列举实例说明在生物膜上发生的重要的化学反应。
本节内容课要求同学们从分析细胞器之间的协调配合为切入点,重点掌握各种生物膜在结构和功能上的联系;细胞的生物膜系统的概念和细胞的生物膜系统的重要作用。
细胞内的各种生物膜在结构上有一定的联系,同时,结构又决定功能,各种生物膜在功能上分工、协作,才能保证细胞的生命活动高效、有序地进行。因此必须明确各种生物膜在结构上有哪些联系,在功能上又是如何分工协作的,才能深入理解细胞是生物体结构和功能的基本单位。
[评价反馈]
1.对生物膜化学组成的表述最全面的是
A.蛋白质、糖类、类脂
B.糖蛋白、类脂
C.蛋白质、糖类、脂类
D.糖蛋白、脂类
2.内质网膜与核膜、细胞膜相连,这种结构特点表明内质网的重要功能之一是
A.扩展细胞内膜,有利于酶的附着
B.提供细胞内物质运输的通道
C.提供核糖体附着的支架
D.参与细胞内某些代谢反应
3.完成与内环境之间的信息传递的膜是
A.细胞膜
B.核膜
C.高尔基体膜
D.内质网膜
4.生物膜结构与功能的研究成果,在工业生产和医学实践中有重要的用途,下列有关生物膜的应用叙述中,错误的是
A.模拟生物膜可以处理污水、淡化海水
B.研究生物膜可以找寻改善农作物品质的途径
C.模拟生物膜可以人工合成人体的病变器官
D.通过生物膜工程技术可以诊断、治疗疾病、病变细胞的遗传特征
参考答案:
1.C
2.B
3.A
4.C
[课堂小结]
4.细胞的生物膜系统
内质网、高尔基体、线粒体等细胞器膜和细胞膜、核膜等都由膜构成,这些膜的化学组成相似,基本结构大致相同,共同构成细胞的生物膜系统。
[布置作业]
课本P50一、基础题:4,二、拓展题。
●板书设计
第三课时
细胞的生物膜系统
一、细胞器之间的协调配合
核糖体(合成肽链)内质网膜(折叠、组装、糖基化)高尔基体(浓缩、加工、运输)细胞膜(外排作用)细胞外。
二、细胞的生物膜系统
1.概念:内质网、高尔基体、线粒体等细胞器膜和细胞膜、核膜等都由膜构成,这些膜的化学组成相似,基本结构大致相同,共同构成细胞的生物膜系统。
2.三种膜之间的转化关系
图中①②⑤⑥是以“出芽”的形式形成
“小泡”而发生膜的转移,③④则是膜之间的直接转变。
3.生物膜系统在细胞的生命活动中的重要作用
1.德国科学家华尔柏在研究线粒体时,统计了某种动物部分细胞中线粒体的数量(见下表)。分析回答:
肝细胞
肾皮质细胞
平滑肌细胞
心肌细胞
动物冬眠状态下的肝细胞
950个
400个
260个
12
500个
1
350个
(1)心肌细胞的线粒体数量最多,这是因为_____________________。
(2)动物冬眠状态下肝细胞中的线粒体比常态下多,是因为_____________________。
(3)从表中所示数据可以看出线粒体的多少与________有关。
2.通常线粒体均匀分布在细胞质基质中,但在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中,例如,在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物不同的组织、器官的细胞中线粒体的数量也有很大差别,例如,线粒体数量在人的心肌细胞比平滑肌细胞中多。在不同生物体,因为代谢程度的不同,线粒体数量也有差别,例如,一般动物细胞中线粒体的数量,比植物细胞多一些,飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数目比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时,新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。为什么?
取材→制片→观察
取材→制片→染色→观察