2024年高中生物新教材同步学案 必修第一册 第3章 第2节　第1课时　细胞器之间的分工（含解析）

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第2节　细胞器之间的分工合作第1课时　细胞器之间的分工[学习目标]　1.举例说出几种细胞器的结构和功能。2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。一、细胞器之间的分工1．细胞的基本结构2．分离细胞器的常用方法：差速离心法。3．各种细胞器的结构和功能(1)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：线粒体, \a\vs4\al\co1(结构：,双层膜)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(外膜, \a\vs4\al\co1(内,膜)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(附着酶,向内折叠成嵴；增大膜面积)),基质：含有少量DNA和RNA)),功能：是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的, “动力车间”分布：几乎所有真核细胞))2eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：叶绿体, \a\vs4\al\co1(结,构)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(双层膜：外膜和内膜, \a\vs4\al\co1(基,粒)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(类囊体堆叠而成增大膜面积,含有与光合作用有关的色素和酶)),基质：含有与光合作用有关的酶，少量DNA和RNA)),功能：是绿色植物进行光合作用的场所，是植物细胞,　 的“养料制造车间”和“能量转换站”,分布：绿色植物能进行光合作用的细胞中)) 3eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：内质网, \a\vs4\al\co1(分类)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(粗面内质网,光面内质网)),结构：由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成,　 一个连续的内腔相通的膜性管道系统,功能：蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,分布：几乎所有真核细胞中))4eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：高尔基体,结构：由单层膜围成的扁平囊和大小不等的囊泡组成,功能：主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和,　包装的“车间”及“发送站”,分布：几乎所有真核细胞中))5eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：溶酶体,结构：单层膜包裹的囊泡状细胞器,功能：是细胞的“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤,　的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,分布：主要分布在动物细胞中))6eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：液泡,成分：内有细胞液，含糖类、无机盐、蛋白质和色素等,结构：单层膜,功能：调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物,　细胞保持坚挺,分布：主要存在于植物细胞中))7eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：核糖体,结构：无膜，含RNA和蛋白质,功能：是“生产蛋白质的机器”,分布：有的游离在细胞质基质中，有的附于粗面内质网上))8eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：中心体,结构：无膜，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,功能：与细胞的有丝分裂有关,分布：动物和低等植物细胞中))4．细胞骨架：是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。判断正误(1)动物细胞中都有线粒体(　　)(2)有中心体的细胞都是动物细胞(　　)(3)没有大液泡的细胞一定是动物细胞(　　)(4)溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶(　　)(5)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，植物细胞都有叶绿体(　　)(6)没有叶绿体的细胞不能进行光合作用(　　)(7)“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。” 决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中(　　)(8)溶酶体内含有多种水解酶，而溶酶体膜不会被这些水解酶水解的原因可能是溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)√解析　(1)哺乳动物成熟的红细胞的细胞核和包括线粒体在内的各种细胞器退化消失。(2)低等植物细胞中也有中心体。(3)根尖分生区细胞没有大液泡，所以没有大液泡的细胞不一定是动物细胞。(4)溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的，溶酶体只起储存作用。(5)不是所有的植物细胞都含有叶绿体，如根尖细胞没有叶绿体。(6)没有叶绿体的细胞也可能进行光合作用，比如蓝细菌等原核生物。任务一：认识高等动植物细胞的亚显微结构请辨析各标号代表的细胞结构：(1)动物细胞亚显微结构模式图　eq \a\vs4\al\co1(①细胞膜,②细胞质基质,③线粒体,④高尔基体,⑤中心体,⑥核糖体,⑨内质网)(2)植物细胞亚显微结构模式图 eq \a\vs4\al\co1(①细胞壁,②高尔基体,⑦细胞核,⑧线粒体,⑨叶绿体,⑩内质网,⑪液泡,⑫核糖体,⑬细胞膜)　细胞器归类分析(1)(2)(3)(4)1．线粒体、叶绿体和内质网这三种细胞器都有(　　)A．少量DNA B．能量转换的功能C．运输蛋白质的功能 D．膜结构答案　D解析　叶绿体和线粒体中含有少量DNA，而内质网中没有DNA，A错误；叶绿体和线粒体能进行能量转换，而内质网不能进行能量转换，B错误；叶绿体和线粒体不能运输蛋白质，内质网可以运输蛋白质，C错误；叶绿体和线粒体都含有两层膜，内质网具有单层膜，D正确。2．如图是动植物细胞亚显微结构模式图，请回答下列问题：(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[　　]________；若B是蓝细菌，其细胞质中的细胞器只有[　　]________。(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　核糖体(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，原核生物(如蓝细菌)只含有核糖体一种细胞器。液泡中含有色素，可使花瓣细胞呈现一定的颜色。二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1．实验原理(1)叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。2．实验步骤(1)制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的形态和分布。(2)制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动判断正误(1)在观察叶绿体时，临时装片应保持干燥(　　)(2) 应撕取菠菜叶的下表皮作为观察叶绿体的材料，因为下表皮中的叶绿体数量少，且体积大，便于观察(　　)(3)因为藓类叶片大，在高倍镜下容易找到，所以可以直接使用高倍物镜观察(　　)(4)藓类和黑藻的小叶片仅由单层叶肉细胞构成，因此可直接用于制成临时装片(　　)(5)适当升高温度，细胞质环流的速度会加快(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√解析　(1)观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。(2)应撕取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作为实验的观察材料，因为植物的表皮细胞是不含叶绿体的，叶肉细胞中才含有叶绿体。(3)显微镜使用过程中，必须先用低倍镜找到物像，才能换用高倍镜观察。任务二：分析叶绿体的分布和细胞质流动的意义1．高倍显微镜下观察黑藻叶肉细胞，能直接看到细胞质在流动吗？提示　不能，细胞质基质是无色的，而叶绿体有颜色，可以作为观察细胞质流动的标志。2．推测细胞质流动和哪些细胞结构有关？提示　可能与线粒体、细胞骨架、叶绿体有关。3．细胞质流动有什么意义？提示　为细胞内的物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。4．叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源；在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。请据此分析叶绿体的形态和分布有什么意义？提示　这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。3．下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体”实验的叙述，正确的是(　　)A．实验前要将黑藻放在黑暗、温度适宜的环境下培养B．要从新鲜枝上选取一片幼嫩的小叶制成临时装片C．在低倍镜下可观察到叶绿体均匀分布在细胞质基质中D．在高倍镜下可观察到叶绿体有内外双层膜结构答案　B解析　在“用高倍显微镜观察叶绿体”实验中，实验前需要将黑藻放在光照、室温条件下培养，A错误；在低倍镜下可观察到叶绿体不均匀地分布在细胞质基质中，C错误；在高倍镜下观察看不到叶绿体有内外双层膜结构，D错误。4．下列关于细胞质流动的叙述，错误的是(　　)A．细胞质流动以叶绿体为观察对象B．细胞质流动的方式是多样的C．活细胞中有的细胞质能流动，有的不流动D．通过细胞质流动可以实现物质分配答案　C解析　活细胞的细胞质均是流动的，C错误。题组一　细胞器之间的分工1. (2022·福建福州高一期中)水池内某种藻类所分泌的一种物质能抑制蝌蚪体内蛋白质的合成，从而减缓水池中蝌蚪的生长和发育。下列哪种结构最可能是该物质直接作用的目标(　　)A．高尔基体 B．核糖体C．液泡 D．线粒体答案　B2．李清照《如梦令》词“试问卷帘人，却道海棠依旧。知否？知否？应是绿肥红瘦！”这里的“绿”和“红”分别形容叶和花，相对应的色素分别存在于细胞的(　　)A．叶绿体和液泡 B．线粒体和液泡C．液泡和细胞质基质 D．叶绿体和细胞质基质答案　A解析　“叶”中的色素存在于叶绿体中，“花”中的色素存在于液泡中，A正确。3．如图是植物细胞部分膜结构示意图，它们依次属于的结构是(　　)A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜B．线粒体膜、细胞膜、叶绿体膜C．叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜D．高尔基体膜、线粒体膜、细胞膜答案　C解析　①③具有双层膜，①内膜光滑，③内膜向内腔折叠，故①是叶绿体膜，③是线粒体膜。4．如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，是不含有磷脂的细胞器B．②是线粒体，是真核细胞有氧呼吸的主要场所C．③是叶绿体，是蓝细菌进行光合作用的场所D．④是内质网，是进行蛋白质合成和加工的场所答案　C解析　蓝细菌是原核生物，无叶绿体，其光合作用的场所是位于细胞内的光合片层结构上，C错误。5．(2023·河北石家庄高一期末)下列关于细胞的叙述，能体现“结构与功能相适应”观点的是(　　)A．汗腺细胞中的高尔基体较多，有利于汗液的分泌B．心肌细胞线粒体丰富，有利于其自动节律收缩C．哺乳动物成熟的红细胞含有较多的线粒体，有利于运输氧气D．叶绿体在叶肉细胞内均匀分布，有利于光合作用答案　B解析　汗腺细胞分泌汗液，但汗液中不含蛋白质，汗液的分泌不需要高尔基体，A错误；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，心肌细胞线粒体丰富，有利于其自动节律收缩，能体现“结构与功能相适应”的观点，B正确；哺乳动物成熟的红细胞无任何细胞器，不含线粒体，C错误；叶绿体在叶的向光面分布多，且叶绿体的形态和分布会随着光照强度和方向的改变而改变，D错误。6．在电子显微镜下发现细胞质中含有丰富的细胞骨架纤维(如微丝等)，这些骨架纤维通过膜骨架与细胞膜相连。它从力学上参与维持细胞膜的形状并协助细胞完成多种生理功能。以下有关叙述错误的是(　　)A．在光学显微镜下可观察到酵母菌的细胞骨架结构B．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，能维持细胞的形态C．细胞骨架可协助细胞膜完成物质运输、能量转化、信息传递等生命活动D．细胞骨架锚定并支撑着许多细胞器答案　A解析　光学显微镜下无法观察到细胞骨架结构，A错误。题组二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动7．(2023·江苏南通高一期中)在高倍显微镜下观察到某黑藻叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态，如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．图中细胞的细胞质流动方向为逆时针，实际方向为顺时针B．若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动，应将视野亮度适当调亮一些C．为了更清楚地观察叶肉细胞内的叶绿体，可撕取稍带些叶肉的下表皮D．适当提高温度或光照强度，并选取叶脉附近的细胞观察，可增强实验效果答案　D解析　显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像，因此观察到的细胞质流动方向与实际流动方向是一致的，A错误；由于根毛细胞颜色浅，不易观察，所以若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动，应将视野亮度适当调暗一些，B错误；黑藻的叶片本身较小，一般取下一片叶子直接制成装片即可观察其中的叶绿体，C错误；适当提高温度或光照强度，可促进细胞的代谢，使细胞质的流动速度加快，叶脉附近的水分供应充足，细胞代谢快，容易观察到细胞质流动，D正确。8．(2023·江西抚州高一期末)利用黑藻进行“观察叶绿体和细胞质的流动”的实验，下列叙述正确的是(　　)A．通过细胞质流动可以实现细胞内物质分配，叶绿体的运动与细胞骨架有关B．观察细胞质的流动时，可选液泡的运动作为观察指标C．在高倍镜下可以观察到叶绿体基质中类囊体堆叠形成的基粒D．应选择黑藻新鲜枝上的靠近根部的深绿色叶片制作成装片答案　A解析　观察细胞质的流动时，应选有颜色的叶绿体的运动作为观察指标，B错误；在电子显微镜下才能看到叶绿体基质中类囊体堆叠形成的基粒，C错误；应选择黑藻新鲜枝上一片幼嫩的小叶制作成装片，D错误。9．下列关于细胞的说法正确的一组是(　　)①含溶酶体的细胞必定为植物细胞　②含中心体的细胞必定为动物细胞　③同一动物体不同组织细胞中线粒体含量一般不同　④植物细胞必定含叶绿体　⑤能进行光合作用的生物不一定是真核生物A．①③ B．①④ C．③⑤ D．②⑤答案　C解析　溶酶体主要分布在动物细胞中，①错误；动物细胞和低等植物细胞中均含中心体，②错误；新陈代谢旺盛的细胞中含有的线粒体较多，同一动物不同组织细胞的代谢强度不同，因而线粒体含量一般不同，③正确；并不是所有的植物细胞均含有叶绿体，如植物的根尖细胞、洋葱内表皮细胞，④错误；能进行光合作用的生物不一定是真核生物，如蓝细菌，⑤正确。故选C。10．“分子伴侣”是一类蛋白质，它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相结合，帮助这些多肽转运、折叠或组装，但其本身不参与最终产物形成。推测“分子伴侣”主要存在于(　　)A．核糖体 B．内质网C．高尔基体 D．溶酶体答案　B解析　核糖体只能合成多肽，但不能帮助这些多肽折叠、组装或转运，A错误；内质网能对多肽进行加工，所以由题意可推知，“分子伴侣”主要存在于内质网，B正确；高尔基体对蛋白质有加工、分类和包装的功能，但不能帮助这些多肽折叠、组装，C错误；溶酶体是“消化车间”，不能对多肽进行加工，D错误。11．(2022·江苏常熟高一期中)如图中①～④表示某细胞的部分细胞器，据图判断，下列有关叙述错误的是(　　)A．该图属于亚显微结构图，此细胞是动物细胞B．④在原核细胞和真核细胞中普遍存在，②与细胞的有丝分裂有关C．在结构①②③④中，含有核酸的是①④，含有蛋白质的是①②③④D．细胞有氧呼吸的主要场所是①，在动植物细胞中普遍存在，但功能不同的是③答案　A解析　该图能看到核糖体、线粒体双层膜等，属于亚显微结构图，该细胞内含有中心体，因此属于动物细胞或低等植物细胞，A错误。12．将某动物细胞各部分结构用差速离心法分离后，取其中三种细胞器测定它们的有机物含量，结果如表所示。下列有关说法正确的是(　　)A.细胞器a是叶绿体B．细胞器b是具有单层膜结构的细胞器C．细胞器c与SARS病毒的组成成分不一样D．蓝细菌细胞与此细胞共有的细胞器可能有a和c答案　B解析　由于该细胞为动物细胞，因此含有核酸和膜结构的细胞器a为线粒体，A错误；细胞器b中含蛋白质和脂质，但不含核酸，因此为具有单层膜结构的细胞器，如溶酶体、内质网等，B正确；细胞器c中只有蛋白质和核酸，因此为核糖体，核糖体由蛋白质和RNA组成，与SARS病毒的组成成分一样，C错误；蓝细菌细胞中只有核糖体一种细胞器，D错误。13．(2023·吉林通化高一期中)古生物学家推测：被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化，反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，逐渐进化为叶绿体。下列有关说法不正确的是(　　)A．图中叶绿体来源于原核生物，故其内有核糖体、DNA、RNAB．图中具有双层膜的细胞器是叶绿体C．图中叶绿体的两层膜成分上有差异D．被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物提供了有机物答案　B解析　原核细胞含有核糖体、DNA、RNA，而叶绿体来源于被吞噬的蓝细菌，蓝细菌为原核生物，故叶绿体中含有核糖体、DNA、RNA，A正确；图中具有双层膜的细胞器是叶绿体、线粒体，B错误；叶绿体的两层膜来源不同，功能也不同，因而其内外两层膜的成分上有差异，C正确；被吞噬而未被消化的蓝细菌逐渐进化为叶绿体，而叶绿体通过光合作用可制造有机物，因此可推测，被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物提供了有机物，D正确。14．如图为动物、植物细胞亚显微结构模式图。请据图回答下列问题： (1)B细胞的边界是[　　]________，其主要成分是____________；与A细胞相比，所有植物细胞具有的结构是[　　]________；若B为大葱根细胞，则应该没有[　　]________；若某细胞同时具有A、B图中各种细胞器，则为____________细胞。(2)B细胞内有遗传物质的结构有__________________(填名称)。能够调节植物细胞内的环境，维持细胞渗透压的细胞器是[　　]________。(3)不含磷脂分子的细胞器有________________(填名称)。与鸵鸟相比，大雁胸肌细胞中数量较多的结构是[　　]________。(4)研究发现，线粒体和叶绿体中都能各自独立地合成一部分蛋白质，推测它们结构中必有的一种细胞器是________。答案　(1)①　细胞膜　蛋白质和脂质　⑦　细胞壁　④　叶绿体　低等植物　(2)细胞核、叶绿体、线粒体　②　液泡　(3)中心体、核糖体　⑨　线粒体　(4)核糖体15．在适宜的条件下，研碎绿色植物的叶肉细胞，放入离心管中并依次按如图处理，根据P1、P2、P3、P4中所含成分回答下列问题：(1)由图可知，从细胞中分离各种细胞器的方法是先将细胞破坏，再用____________法获得各种细胞器结构。(2)图中DNA含量最多的是________，合成蛋白质的结构存在于________________中(填S1～S4、P1～P4)。答案　(1)差速离心　(2)P1　S1、S2、S3和P4解析　(2)由于核物质含DNA量最多，由图分析可知，应是P1中DNA含量最多，合成蛋白质的结构是核糖体，存在于S1、S2、S3和P4中。项目蛋白质/%脂质/%核酸/%细胞器a6720微量细胞器b59400细胞器c61039