高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位精品第2课时导学案

第2课时　结构与功能独特的细胞器

[学习目标]　1.说出各种细胞器的结构和功能。2.使用高倍镜观察叶绿体和线粒体。

一、结构与功能独特的细胞器

1．细胞质

(1)分布：指细胞质膜以内、细胞核以外的部分。

(2)组成：主要包括细胞质基质和细胞器。

2．细胞质基质

(1)成分：呈胶状，包含水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶及细胞骨架等。

(2)功能：生命活动的重要场所，为生命活动提供一定的环境条件以及所需要的物质和能量。

(3)细胞骨架

①主要成分：蛋白质。

②主要功能：维持着细胞的特有形态和细胞内部结构的有序性，还影响细胞的分裂、分化、运动、物质运输、能量转化和信息传递。

3．细胞器的种类和功能

(1)线粒体

①结构

②功能：进行有氧呼吸的主要场所。

(2)叶绿体

①结构

②功能：进行光合作用的场所。

(3)内质网

(4)核糖体

①分布：一些附着在内质网和核膜上，一些游离在细胞质基质中。

②功能：合成蛋白质。

(5)高尔基体

(6)中心体

①分布：一般存在于动物细胞中，也存在于某些低等植物细胞中。

②结构：由两个相互垂直的中心粒及其周围物质构成。

③功能：与动物细胞的有丝分裂有关。

(7)液泡

①分布：存在于植物细胞中。

②结构：由单层膜包围而成，其中的液体为细胞液，含有糖类、无机盐、色素和氨基酸等物质。

③功能：参与调节植物细胞的吸水和失水，使细胞乃至植株保持一定的形态。

(8)溶酶体

①成分：内含多种酸性水解酶。

②功能：清除细胞内多余的生物大分子、衰老的细胞器，某些细胞中的溶酶体也能清除细胞内的病原体等，保障细胞正常的代谢活动。

4．动植物细胞结构的差别：与植物细胞相比，动物细胞不含叶绿体、细胞壁和液泡，而植物细胞一般没有中心体。

判断正误

(1)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器(　　)

(2)有中心体的细胞都是动物细胞(　　)

(3)动植物细胞最主要的区别是有无细胞壁(　　)

(4)动植物细胞都有高尔基体，而且其功能相同(　　)

(5)细胞骨架属于细胞质基质(　　)

(6)细胞质基质中的液体称为细胞液(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×

一、比较线粒体和叶绿体

阅读教材P44～45的相关内容，补充完整下表。

二、动物和植物细胞结构的比较

分析下图，回答相关问题。

图中乙部分表示动物还是植物细胞？请说明判断依据。

提示　乙部分表示植物细胞，因为有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体。

多角度比较各种细胞器

1．关于细胞质基质的叙述错误的是(　　)

A．细胞质基质是细胞质的一部分

B．细胞质基质能够为生命活动提供所需要的物质和能量

C．细胞中蛋白质可在细胞质基质中合成

D．细胞质基质中有多种酶，也是多种化学反应的场所

答案　C

解析　蛋白质合成的场所是核糖体，不是细胞质基质，C错误。

2．下图是动植物细胞亚显微结构模式图，请回答：

(1)比较动植物细胞亚显微结构，高等植物细胞内不含有[　　]________(细胞器)。

(2)若B是衣藻细胞，其细胞质中的细胞器除图中所示外，还应有[　　]________。

(3)若A是人的大腿肌细胞，其含DNA的细胞器是[　　]________。

(4)油菜花瓣细胞中除①外，一定不存在的细胞器是[　　]________；其细胞中存在色素的细胞器是[　　]________。

(5)A、B细胞都有的、具有单层膜的细胞器是________(填序号)。

答案　(1)①　中心体　(2)①　中心体　(3)⑥　线粒体　(4)⑩　叶绿体　⑨　液泡　(5)②⑦

解析　图中序号代表的细胞结构分别是①中心体，②内质网，③核糖体，④细胞核，⑤细胞质膜，⑥线粒体，⑦高尔基体，⑧细胞壁，⑨液泡，⑩叶绿体。只有动物细胞与低等植物细胞中含有中心体。液泡中含有色素，可使花瓣细胞呈现一定的颜色。

二、使用高倍镜观察叶绿体和线粒体

1．植物叶肉细胞中常常分布着椭球状的叶绿体，动植物细胞中普遍存在着短棒状或线状的线粒体。

2．采用新配制的质量分数为1%的健那绿染色液可将活细胞中的线粒体染成蓝绿色，而细胞质仍为无色。

3．观察叶绿体

4．观察线粒体

判断正误

(1)叶绿体中有色素，用显微镜观察时不需要染色(　　)

(2)实验过程中的临时玻片标本要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响(　　)

(3)在高倍显微镜下可观察到叶绿体具有双层膜结构(　　)

答案　(1)√　(2)√　(3)×

实验：使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

结合教材P47相关内容，思考下列问题：

(1)在观察叶绿体的实验中，常选用黑藻叶片做实验材料。试从叶片结构方面分析其原因。

提示　黑藻叶片很薄，可直接观察，且叶绿体较大、数目较少。

(2)用高倍镜观察黑藻叶片临时玻片标本并观察叶绿体时，可观察到黑藻细胞中的叶绿体分布有什么特点？

提示　可观察到黑藻细胞中的叶绿体分布在大液泡周围。

(3)叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，若在视野中观察到细胞质逆时针流动，则实际的流动方向是什么？

提示　逆时针。

(4)观察线粒体能否用植物的叶肉细胞？为什么？

提示　不能。植物叶肉细胞一般有叶绿体，有颜色干扰，不便观察线粒体。

实验注意事项

(1)观察叶绿体的实验中，要选择叶绿体体积较大，且细胞内叶绿体数目较少的材料。

(2)观察叶绿体时，临时玻片标本应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。

(3)必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后再转动物镜转换器换用高倍镜。换上高倍镜后，调节聚光器，转动细准焦螺旋使图像清晰。

(4)光学显微镜下不能看到叶绿体和线粒体的内部结构，只能观察其形态和分布。

3．下列有关“使用高倍镜观察叶绿体和线粒体”实验的叙述中，正确的是(　　)

A．观察叶绿体和线粒体都需要染色

B．可用叶肉细胞同时观察叶绿体和线粒体

C．用健那绿染色液给活细胞中的线粒体染色会同时杀死活细胞

D．在高倍镜下可以观察到线粒体被染成蓝绿色

答案　D

解析　叶绿体含有色素，因此观察叶绿体时不需要染色，A错误；在观察线粒体时需要用健那绿染色液将线粒体染成蓝绿色，而叶肉细胞中的叶绿体含有色素，存在颜色干扰，因此不能用叶肉细胞同时观察叶绿体和线粒体，B错误、D正确；健那绿染色液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，不会将活细胞杀死，C错误。

4．(多选)下列关于“使用高倍镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法，正确的是(　　)

A．健那绿染色液是一种活细胞染料

B．在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球状的叶绿体

C．健那绿染色液可将细胞质染成蓝绿色

D．黑藻叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体

答案　ABD

解析　健那绿染色液可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质仍为无色。

题组一　细胞质基质和细胞器

1．(2022·江苏南京高一期中)细胞质基质是细胞结构的重要组成部分。下列有关叙述中，错误的是(　　)

A．含有多种与新陈代谢有关的酶

B．是活细胞进行新陈代谢的主要场所

C．由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成

D．在活细胞内呈静止状态

答案　D

解析　活细胞内，细胞质基质呈不断流动的状态，D错误。

2．图甲为磷脂分子，该物质在图乙的哪些细胞器中含有(　　)

A．abcde   B．bcde

C．acde   D．abcd

答案　D

解析　图甲为磷脂分子，参与细胞中所有膜结构的组成，结合分析可知，图乙中a高尔基体、b线粒体、c内质网、d叶绿体均具有膜结构，e为中心体，不具有膜结构，因此磷脂分子在abcd中均含有，D正确。

3．下图是某些细胞器的亚显微结构模式图，下列相关叙述错误的是(　　)

A．①是中心体，与水稻根尖细胞有丝分裂有关

B．②是线粒体，双层膜细胞器，是真核细胞有氧呼吸的主要场所

C．③是叶绿体，双层膜细胞器，是绿色植物叶肉细胞进行光合作用的场所

D．④是内质网，附着于其上的核糖体是蛋白质合成的场所

答案　A

解析　水稻是高等植物，其细胞中不含中心体，A错误。

4．(2022·江苏淮安高一期中)“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”描绘了六月西湖的绮丽景色。与诗句中“碧”和“红”两种颜色相关的细胞结构分别是(　　)

A．叶绿体、内质网   B．溶酶体、染色体

C．线粒体、叶绿体   D．叶绿体、液泡

答案　D

解析　“碧”是指叶片的绿色，这与叶绿体中的色素有关；“红”是指花瓣的颜色，这与液泡中的花青素有关，D正确。

5．“分子伴侣”在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位结合，帮助这些多肽折叠形成一定的空间结构，但其本身不参与最终产物(蛋白质)的形成。根据所学知识推测“分子伴侣”主要存在于哪种细胞器(　　)

A．核糖体   B．溶酶体

C．中心体   D．内质网

答案　D

解析　核糖体是合成蛋白质的场所，在此处氨基酸通过脱水缩合形成肽链，不参与加工，A错误；溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器并吞噬杀死侵入细胞的病毒和细菌，B错误；中心体与有丝分裂有关，C错误；内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，主要对核糖体形成的肽链进行初步加工，使多肽折叠形成一定的空间结构，D正确。

6．(2022·江苏金坛高一期中)溶酶体能与细胞质膜形成的吞噬泡融合，消化掉吞噬泡内的物质。下列叙述错误的是(　　)

A．溶酶体内的蛋白质由高尔基体合成

B．溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器

C．溶酶体主要存在于动物细胞中

D．溶酶体对细胞结构完整有重要意义

答案　A

解析　溶酶体内的蛋白质由核糖体合成，A错误；溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，C正确；溶酶体吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，防止细胞裂解，对细胞结构完整有重要意义，D正确。

题组二　使用高倍镜观察叶绿体和线粒体

7．某同学利用黑藻细胞观察叶绿体。下列相关叙述错误的是(　　)

A．临时玻片标本中的叶片要随时保持有水状态

B．可在高倍显微镜下观察到叶绿体的形态和结构

C．可观察到黑藻细胞中的叶绿体分布在大液泡周围

D．显微镜下观察到的叶绿体随细胞质的流动而流动

答案　B

解析　该实验不能观察到叶绿体的结构，B错误。

8．关于使用高倍镜观察人的口腔上皮细胞中的线粒体实验，下列说法不正确的是(　　)

A．实验前漱口是为了保证实验的准确性

B．用生理盐水溶解健那绿的目的是维持口腔上皮细胞的正常形态

C．在高倍镜下观察，可以看到活细胞的线粒体呈蓝绿色，而细胞质接近无色

D．在高倍镜下观察，可以看到线粒体有两层磷脂分子

答案　D

解析　使用高倍镜观察人的口腔上皮细胞中的线粒体实验中，漱口是为了避免食物残渣对本实验的影响，保证实验的准确性，A正确；配制健那绿染色液时使用生理盐水，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态，B正确；健那绿染色液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，C正确；光学显微镜下不能看到线粒体的两层膜及磷脂双分子层结构，D错误。

选择题9～10题为单选题，11～13题为多选题。

9．下图表示真核生物细胞的结构与功能，下列与此相关的叙述，不正确的一项是(　　)

A．图中物质甲表示蛋白质，物质乙表示磷脂

B．丙的结构特点是具有一定的流动性

C．图中①的场所是叶绿体，②的场所是线粒体

D．完成③、⑤、⑥功能的结构均具有单层膜结构

答案　D

解析　分析题图可知，甲是蛋白质，乙是磷脂分子；①进行光合作用的场所是叶绿体，②动力工厂是线粒体；③蛋白质的运输通道是内质网；④与植物细胞壁的形成有关的结构是高尔基体；⑤与植物细胞渗透吸水有关的结构是液泡；⑥酶大多为蛋白质，合成酶的结构是核糖体；完成③功能的结构是内质网、⑤功能的结构是液泡，⑥功能的结构是核糖体，其中内质网和液泡具有单层膜，而核糖体没有膜结构，D错误。

10．图中①～④表示某细胞的部分细胞器，下列有关叙述正确的是(　　)

A．图示具有结构②，一定不是植物细胞

B．结构①不是所有生物细胞都具有的细胞器，结构④是核糖体

C．结构③是脂质合成和加工的车间

D．此细胞只能是动物细胞，不是制备细胞质膜的理想材料

答案　B

解析　结构②是中心体，中心体分布在动物细胞和某些低等植物细胞中，由此可确定，该细胞可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞，A错误；结构①是线粒体，哺乳动物成熟的红细胞不具有线粒体，结构④是核糖体，B正确；结构③是高尔基体，内质网是脂质合成和加工的车间，C错误；由A项可知，该细胞可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞，制备细胞质膜的理想材料是哺乳动物成熟的红细胞，D错误。

11.如图a、c表示细胞中的两种结构，b是它们共有的特征。下列叙述正确的是(　　)

A．若b表示双层膜的细胞器，则a、c是叶绿体和线粒体

B．若b表示细胞结构中含有核酸，则a、c一定是叶绿体和线粒体

C．若b表示细胞器中含有色素，则a、c可能是叶绿体和液泡

D．若b表示磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体

答案　ACD

解析　含有两层膜的细胞器是叶绿体和线粒体，则a、c是叶绿体和线粒体，A正确；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体，因此若b表示细胞结构中含有核酸，则a、c不一定是叶绿体和线粒体，B错误；含有色素的细胞器是叶绿体和液泡，因此若b表示细胞器中含有色素，则a、c可能是叶绿体和液泡，C正确；磷脂是组成生物膜的重要成分，核糖体和中心体都无膜结构，因此若b表示磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体，D正确。

12．结构与功能相适应是生物学的基本观点，下列有关叙述正确的是(　　)

A．哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核，利于携带氧

B．中心体与所有细胞的分裂有关

C．蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加

D．细胞中线粒体的数量随代谢条件的不同而不同

答案　ACD

解析　哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和各种细胞器，含有大量血红蛋白，利于携带氧，A正确；中心体与动物或低等植物细胞的有丝分裂有关，B错误；核糖体是蛋白质合成的场所，所以蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加，C正确；代谢旺盛的细胞消耗能量多，线粒体数目也相应增加，D正确。

13．下列关于“使用高倍镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法中，不正确的是(　　)

A．健那绿染色液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞

B．观察叶绿体时最好选用所含叶绿体多而大的细胞

C．在光学高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒

D．可用人口腔上皮细胞制作临时玻片标本观察线粒体

答案　BC

解析　健那绿染色液是活细胞染料，可将活细胞中的线粒体染成蓝绿色，且几乎不损伤细胞；观察叶绿体时应选用所含叶绿体少而大的细胞，以便于观察；叶绿体内的基粒属于亚显微结构，用光学显微镜无法观察到。

14．胆固醇是动物细胞质膜的基本成分，也是固醇类激素的前体。胆固醇是疏水性分子，它在血液中是作为大的脂蛋白颗粒被运输的。LDL是一种低密度脂蛋白，它包裹着胆固醇形成LDL复合物，该复合物与细胞表面的受体结合进行跨膜运输。如图是某细胞的结构及LDL运输胆固醇进入细胞的过程的示意图。回答下列问题：

(1)LDL复合物进入细胞后被__________中的酶水解后，释放胆固醇合成固醇类激素，该激素可能是__________。

(2)图中的结构①、②和③分别表示________，结构③的主要作用是__________________。

(3)据图分析，内质网出芽包裹衰老、损伤的线粒体形成自噬小泡，这种小泡是一种双层膜结构，图中具有双层生物膜的细胞器是__________。经过自噬小泡的消化作用，残余小体内的小分子物质最终的去向除留在细胞内被利用外，还可__________。

答案　(1)溶酶体　性激素(“雄激素”或“雌激素”)

(2)内质网、核糖体和高尔基体　蛋白质的加工和转运、参与细胞分泌物的形成和分泌等

(3)线粒体　排出细胞外

15．叶绿体、线粒体是细胞中两种重要的细胞器，而植物体同时含有这两种细胞器，请回答下列问题：

(1)对于植物细胞来说，含有双层膜的细胞器最多有________种。

(2)研究表明光照强度会影响细胞中的叶绿体。有人对此作出假设：

假设一：光照强度影响细胞中叶绿体的数目。

假设二：光照强度影响叶绿体中色素的含量。

请根据探究目的，完成下列实验：

以某山地向阳坡、背阳坡种植的某品种的菠菜为实验材料。

①等菠菜生长到一定阶段之后，选择____________________________________的向阳坡A和背阳坡B的菠菜叶为实验材料。

②制作菠菜叶A和B的临时玻片标本，并放在显微镜下观察。

③观察统计______________________________________________________________。

④预期结果：

若________________________________________________________________________，

则支持假设一；

若________________________________________________________________________，

则支持假设二。

答案　(1)两　(2)①海拔、长势、部位均一致　③细胞中的叶绿体数量，细胞中的叶绿体颜色　④细胞中的叶绿体数量明显不同　细胞中的叶绿体颜色明显不同

解析　(1)一个植物细胞中，含有双层膜的细胞器最多有两种，分别是叶绿体、线粒体。(2)实验中需要改变的因素是光照强度，其他条件要保持一致。因此，采集叶片应该选择在同一海拔高度，选取长势基本相同的菠菜的相同部位的叶片。玻片标本做好后，需要观察细胞中叶绿体的数量和颜色。