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【學案】 第3章 第2節 第1課時 細胞器之間的分工 生物學人教版(2019) 必修1

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【學案】 第3章 第2節 第1課時 細胞器之間的分工 生物學人教版(2019) 必修1

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第2節 細胞器之間的分工合作
第1課時 細胞器之間的分工
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.舉例說出幾種主要細胞器的結構和功能。2.制作臨時裝片,用顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動。 1.線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。2.內質網是細胞內蛋白質的加工以及脂質合成的“車間”。3.高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝。4.核糖體是蛋白質的合成場所,中心體與動物和某些低等植物細胞的有絲分裂有關。5.溶酶體能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死細菌和病毒。
[主干知識梳理]
一、細胞器之間的分工
1.細胞質
(1)組成:主要包括細胞器和細胞質基質。
(2)細胞質基質存在狀態:溶膠狀態。
2.細胞器的分離方法:差速離心法。
3.幾種重要細胞器的分工
(1)雙層膜結構的細胞器
圖示 名稱 功能
線粒體 細胞進行有氧呼吸的主要場所,被稱為細胞的“動力車間”
葉綠體 綠色植物細胞進行光合作用的場所,被稱為細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”
(2)單層膜結構的細胞器
圖示 名稱 功能
內質網 細胞內蛋白質等大分子物質的合成、加工場所和運輸通道,有核糖體附著的是粗面內質網;沒有核糖體附著的是光面內質網
高爾基體 是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝的“車間”及“發送站”
溶酶體 是細胞的“消化車間”,內部含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的細菌、病毒
液泡 主要存在于植物細胞中,可以調節植物細胞內的環境,充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺
  (3)無膜結構的細胞器
名稱:中心體結構:由兩個互相垂直排列的中心粒及周圍物質組成分布:動物細胞和某些低等植物細胞中功能:與細胞的有絲分裂有關
名稱:核糖體分類功能:“生產蛋白質的機器”
4.細胞骨架
(1)成分:蛋白質纖維。
(2)形態:網架結構。
(3)作用:①維持細胞形態,錨定并支撐著許多細胞器;②與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關。
二、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動
觀察對象 葉綠體 細胞質的流動
選取材料 新鮮的蘚類的葉 新鮮的黑藻
染色 不需染色 不需染色
顯微鏡 高倍顯微鏡 高倍顯微鏡
現象 扁平的橢球形、球形 細胞質按逆時針方向流動
[邊角知識發掘]
1.據圖填寫相應細胞器的序號:
(1)生產蛋白質的“機器”是圖1。
(2)與能量轉換有關的細胞器是圖2、圖3。
(3)對蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發送站”是圖5。
(4)蛋白質等生物大分子合成、加工場所和運輸通道的細胞器是圖4。
(5)與動物細胞和低等植物細胞有絲分裂有關的細胞器是圖6。
2.從線粒體功能的角度分析,為什么飛翔鳥類的胸肌細胞中線粒體的數量比不飛翔的鳥類多,運動員肌細胞中線粒體的數量比缺乏鍛煉的人多?(教材P48圖3 6中線粒體功能拓展)
提示:線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,能夠提供細胞生命活動需要的能量。鳥類飛翔、運動員運動需要消耗大量能量,所以飛翔鳥類的胸肌細胞和運動員的肌細胞中線粒體數量較多。
3.觀察甲、乙兩圖(教材P53練習5題拓展),回答下列有關問題:
(1)找出圖中的錯誤,并加以修正。
錯誤序號―→修正 錯誤序號―→修正
[②]―→內質網[④]―→高爾基體[⑤]―→核仁 [⑩]―→葉綠體[ ]―→染色質[ ]―→線粒體
(2)若甲圖表示白兔的組織細胞,乙圖表示棉花的葉肉細胞,圖中最明顯的錯誤是甲圖中應無葉綠體。
新知探究一 細胞器之間的分工
[在探究中學]
[任務驅動] 
1.連線細胞器的形態、結構和功能
2.從不同角度歸類分析各種細胞器
[師說重難] 
1.葉綠體和線粒體的比較
項目 線粒體 葉綠體
形態 短棒狀、啞鈴形等 橢球形、球形等
結構
成分
膜面積 內膜向內凹陷形成嵴 囊狀結構堆疊形成基粒
功能 有氧呼吸的主要場所 光合作用的場所
共同點 ①都具有雙層膜②都與能量轉換有關,產生ATP③都含有核糖體和核酸,可自主復制與合成蛋白質,是細胞質遺傳的物質基礎
2.特殊細胞中的細胞器
(1)哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。
(2)蛔蟲的體細胞沒有線粒體,只能進行無氧呼吸。
(3)根尖分生區細胞沒有葉綠體、大液泡,具有分裂能力。
(4)具有分裂能力或代謝旺盛的細胞(包括癌細胞)核糖體、線粒體的數量較多。
(5)分泌腺細胞中高爾基體的數量較多。
(6)原核細胞只有核糖體一種細胞器。
(7)成熟植物細胞有大液泡。
[在應用中悟]
[典例1] 如圖是真核細胞中兩種細胞器的結構模式圖,下列有關敘述錯誤的是(  )
A.①和②的主要成分是蛋白質和磷脂
B.分布于③上的葉綠素的合成需要Mg
C.④中除了含有相關的酶,還含有少量DNA
D.植物細胞一定同時具備甲和乙
[解析] 甲、乙分別是線粒體和葉綠體,①和②是兩種細胞器的外膜和內膜,成分與細胞膜相似,主要成分是蛋白質和磷脂;③是葉綠體的類囊體薄膜,葉綠素可存在于③上,其合成需要Mg;④表示線粒體和葉綠體的基質,均含有多種酶和少量DNA;植物的根尖細胞含有線粒體,無葉綠體。
[答案] D
[典例2] 如圖a、c表示細胞中的兩種結構,b是它們共有的特征,下列有關敘述正確的是(  )
A.若b表示兩層膜結構,則a、c肯定是葉綠體和線粒體
B.若b表示細胞器中含有的核酸,則a、c肯定是葉綠體和線粒體
C.若b表示產生水分子的生理過程,則a、c不可能是細胞核和高爾基體
D.若b表示磷脂,則a、c肯定不是核糖體和中心體
[解析] 若b表示兩層膜結構,則a、c可能是線粒體、葉綠體、細胞核中的任意兩種;含有核酸的細胞器有線粒體、葉綠體和核糖體;細胞核內的DNA復制與轉錄均可產生水,高爾基體形成多糖的過程中會產生水;磷脂是生物膜的組成成分,故a、c肯定有生物膜,不可能是核糖體和中心體。
[答案] D
■易錯提醒
與細胞器有關的5個“不一定”
(1)沒有葉綠體的細胞不一定就是動物細胞,如植物根尖細胞也不含葉綠體。
(2)沒有大液泡的細胞不一定就是動物細胞,如植物根尖分生區細胞也沒有大液泡。
(3)有中心體的細胞不一定就是動物細胞,如某些低等植物細胞也含有中心體。
(4)同一生物不同細胞的細胞器種類和數量不一定相同,如洋蔥根尖細胞無葉綠體。
(5)同一細胞的不同發育時期細胞器種類和數量不一定相同,如哺乳動物紅細胞隨著不斷成熟,細胞器逐漸退化。
[在訓練中評]
1.(2020·濟南檢測)下列有關細胞結構的敘述,錯誤的是(  )
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
細胞核 線粒體 核糖體 葉綠體 內質網 細胞壁 中心體
A.①、②和④都是由雙層膜包圍的細胞器
B.③的生命活動可產生水
C.⑤和⑦可共存于動物細胞中
D.④和⑥只共存于植物細胞中
解析:選A 細胞核不屬于細胞器。
2.下列關于細胞的說法正確的一組是(  )
①含細胞壁結構的細胞必定為植物細胞 
②含中心體的細胞必定為動物細胞 
③同一動物體的不同組織細胞中線粒體含量可能不同 
④植物細胞必定含葉綠體 
⑤能進行光能自養的生物不一定是綠色植物 
⑥有分泌功能的細胞才有高爾基體
A.①②        B.④⑥
C.③⑤ D.②⑤
解析:選C 原核生物(如細菌)和真菌也有細胞壁,①錯誤;低等植物細胞中也有中心體,②錯誤;線粒體為生命活動提供能量,代謝程度不同的細胞中線粒體數量不同,③正確;葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所,植物有些細胞(如根部細胞)中不含葉綠體,④錯誤;藍細菌是原核生物,細胞中含藻藍素和葉綠素,是能進行光合作用的自養生物,⑤正確;高爾基體在動植物細胞中的功能不同,在動物細胞中與分泌物的形成有關,在植物細胞中與細胞壁的形成有關,⑥錯誤。
新知探究二 實驗:用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動
[在探究中學]
[任務驅動] 
1.實驗原理
(1)葉綠體呈綠色、扁平的橢球形或球形,散布于細胞質中,不需染色,制片后直接觀察。
(2)活細胞中的細胞質是不斷流動著的,用運動著的葉綠體作為參照物,可觀察植物細胞內細胞質的流動。
2.實驗步驟
(1)觀察葉綠體
(2)觀察細胞質的流動
[師說重難] 
1.實驗注意事項
(1)觀察葉綠體常選用蘚類的葉片。這是因為蘚類的葉片薄而小,僅有一兩層葉肉細胞,葉綠體清楚,可取整個小葉直接制片。若用菠菜葉作為實驗材料,要取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮,因為葉綠體主要分布在葉肉細胞中,葉表皮處無葉綠體,接近下表皮處是海綿組織,細胞排列疏松,細胞分散,易撕取,便于觀察。
(2)實驗過程中的臨時裝片要始終保持有水狀態,避免細胞活性受到影響。
(3)蓋蓋玻片時,使蓋玻片與載玻片成45°夾角,一側先接觸液滴,然后緩慢放下,防止產生氣泡。
(4)觀察細胞質流動時,首先要找到葉肉細胞中的葉綠體,然后以葉綠體作為參照物,在觀察時眼睛注視葉綠體,再來觀察細胞質的流動。最后,再來仔細觀察細胞質的流動速度和流動方向。
2.加快細胞質流動的措施
實驗前必須檢查供實驗用的黑藻葉片細胞質的流動情況,如果發現細胞質不流動,或者流動很慢,應立即采取措施,加速其細胞質的流動。方法有三種:一是進行光照,即在陽光或燈光下放置15~20 min;二是提高水溫,可加入熱水將水溫調至25 ℃左右;三是切傷一小部分葉片。
[在應用中悟]
[典例1] 下列關于觀察葉綠體的形態和分布的實驗,說法正確的是(  )
A.選用含葉綠體小而少的細胞來觀察
B.在活細胞中,細胞質基質中的葉綠體是靜止不動的
C.選用含葉綠體大而少的細胞來觀察
D.制片時葉片應保持干燥
[解析] 選材時應選用含葉綠體大而少的細胞,如蘚類的小葉和菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮;臨時裝片中的葉片要保持有水狀態,以使葉片保持正常生活狀態;活細胞中,葉綠體會隨著細胞質的流動而運動,并且葉綠體可根據光的強弱調整其橢球體的方向。
[答案] C
[典例2] (2020·天津期末)某班級11月中旬做觀察細胞質流動實驗,于1周前購買菠菜,以菠菜葉下表皮為材料。結果發現大部分同學沒有觀察到細胞質的流動。分析其原因不合理的是(  )
A.細胞死亡,細胞質不再流動
B.沒有染色,觀察不到細胞質流動
C.細胞重疊,細胞圖像不清晰
D.溫度太低,細胞質流動不明顯
[解析] 菠菜已經放置一周,有可能已經死亡,所以細胞質不再流動無法觀察,A正確;觀察細胞質的流動是以葉綠體為參照對象,不需要進行染色,B錯誤;由于菠菜葉片較厚,制作裝片時可能導致細胞重疊,不易觀察,C正確;11月中旬時溫度太低,細胞活性較弱,所以細胞質流動減緩,D正確。
[答案] B
■歸納拓展
細胞質流動與新陳代謝的關系
呼吸越旺盛,細胞質流動越快,反之,則越慢。細胞質流動方式一般為環形流動。這時細胞器隨細胞質基質一起運動,并非只是細胞質的運動。
[在訓練中評]
1.若用菠菜葉作觀察葉綠體的實驗材料,一定要使葉片的下表皮稍帶些葉肉,其原因是(  )
A.下表皮細胞含葉綠體較多
B.靠近下表皮的葉肉細胞含葉綠體較多
C.葉綠體主要存在于葉肉細胞中
D.靠近上表皮的葉肉細胞中葉綠體數目較少
解析:選C 菠菜葉的上表皮和下表皮細胞中都不含葉綠體,而葉綠體主要存在于葉肉細胞中,所以在取下表皮時要稍帶些葉肉。
2.如圖為藻類植物細胞質的流動情況,下列說法錯誤的是(  )
A.通過細胞質流動可以實現物質分配
B.在顯微鏡下觀察該細胞質流動方向為順時針
C.該藻類合成有機物的場所是葉綠體
D.適當升高溫度可以加快細胞質的流動
解析:選B 細胞質中的物質隨著細胞質的流動而流動,通過細胞質流動可以實現物質分配;在顯微鏡下看到細胞質流動方向是逆時針,實際也是逆時針;該藻類合成有機物的場所是葉綠體。
科學探究——差速離心法
1.差速離心法的操作原理
差速離心技術是交替使用低速和高速離心,用不同強度的離心力使具有不同質量的物質分級分離的方法。此法適用于混合樣品中各沉降系數差別較大組分的分離。
2.差速離心法的操作過程
在分離細胞中的細胞器時,將細胞膜破壞后,形成由各種細胞器和細胞中其他物質組成的勻漿,將勻漿放入離心管中,采取逐漸提高離心速率的方法分離不同大小的細胞器。起始的離心速率較低,讓較大的顆粒沉降到管底,小的顆粒仍然懸浮在上清液中。收集沉淀,改用較高的離心速率離心上清液,將較小的顆粒沉降,以此類推,達到分離不同大小顆粒的目的,如下圖所示:
[素養評價]
1.(2020·鹽城高級中學高一周測)有研究者將下列四種等量的細胞分別磨碎,然后放到四個離心試管內高速旋轉離心,如果磨碎的液體分為四層,如圖,其中③層有較多的有氧呼吸的酶,則在下列的各種材料中③層最厚的細胞是(  )
A.皮膚細胞      B.口腔上皮細胞
C.心肌細胞 D.腎臟細胞
解析:選C 根據題干信息分析,③層存在的結構是有氧呼吸的主要場所,為線粒體。線粒體能為細胞的生命活動提供能量,新陳代謝越旺盛,線粒體越多,在題目所給的四種細胞中,心肌細胞新陳代謝最旺盛,需要的能量最多。
2.(2020·成都期末)如圖表示從血液中制備核糖體的大致過程,對該過程的敘述中,不合理的是(  )
A.步驟①加入14C氨基酸的目的是為了步驟⑤階段檢測核糖體
B.步驟②的目的是破壞細胞膜
C.步驟①加入14C氨基酸的時間越長效果越好
D.步驟③④的目的是分離細胞器或細胞結構
解析:選C 氨基酸是合成蛋白質的原料,而蛋白質的合成場所是核糖體,所以步驟①加入14C氨基酸的目的是為了在步驟⑤中檢測核糖體;步驟②中加入蒸餾水會使細胞吸水漲破,破壞細胞膜;步驟①加入14C氨基酸的時間較長,則合成的多肽可能從核糖體上脫落,并非時間越長效果越好;步驟③④的目的是用差速離心法分離細胞器和其他細胞結構。
3.在低溫條件下,將葉片置于研缽中,加入某種溶液研磨后,用離心法進行分離。第一次分離成沉淀P1(含細胞核和細胞壁碎片)和上清液S1;隨后又將S1分離成沉淀P2(含葉綠體)和上清液S2;第三次離心將S2分離成沉淀P3(含線粒體)和上清液S3;最后一次將S3分離成沉淀P4(含核糖體)和上清液S4。請回答下列問題(填入相應的字母符號,如S1~S4,P1~P4,見下圖):
(1)細胞的DNA主要存在于____________部分。
(2)若要繼續分離得到與光合作用有關的酶,應選取______________部分。
(3)若要研究合成蛋白質的細胞器,應選取______部分。
(4)含有與有氧呼吸有關的酶的是________________。
解析:DNA主要在細胞核中——P1;光合作用有關的酶位于葉綠體中——P2;蛋白質的合成場所是核糖體——P4;與有氧呼吸有關的酶主要位于線粒體中——S1、S2、P3。
答案:(1)P1 (2)P2 (3)P4 (4)S1、S2、P3
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)
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