人教版高中生物必修1第3章细胞的基本结构第2节第1课时细胞器之间的分工课件

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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【主干知识梳理】一、细胞器之间的分工1．细胞质(1)组成：主要包括_______和____________。(2)细胞质基质存在状态：_____状态。2．细胞器的分离方法分离细胞器常用_________法。细胞器细胞质基质溶胶差速离心3．几种重要细胞器的分工(1)双层膜结构的细胞器：线粒体有氧呼吸叶绿体光合作用能量转换站(2)单层膜结构的细胞器：内质网蛋白质粗面内质网光面内质网蛋白质加工、分类、包装溶酶体多种水解酶细胞器细菌、病毒液泡植物续表(3)无膜结构的细胞器：中心体中心粒某些低等植物细胞中有丝分裂核糖体蛋白质4.细胞骨架(1)成分：____________。(2)形态：网架结构。(3)作用：①维持_________，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞__________________以及物质运输、能量转化、_________等生命活动密切相关。蛋白质纤维细胞形态运动、分裂、分化信息传递二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动藓类黑藻高倍显微镜【教材微点发掘】1．据图填写相应细胞器的序号：(1)生产蛋白质的“机器”是_____。(2)与能量转换有关的细胞器是_________。(3)对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”是_____。(4)蛋白质等生物大分子合成、加工场所和运输通道的细胞器是_____。(5)与动物细胞和低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器是_____。图1图2、图3图5图4图62．从线粒体功能的角度分析，为什么飞翔鸟类的胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔的鸟类多，运动员肌细胞中线粒体的数量比缺乏锻炼的人多？提示：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、运动员运动需要消耗大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞和运动员的肌细胞中线粒体数量较多。3．溶酶体一般位于动物细胞中，内含多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？没有溶酶体的细胞是怎么清理细胞产生的代谢废物的？提示：膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用。如溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；可能因膜转运的物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用。而没有溶酶体的细胞内可能也会含有某些水解酶，只是没有被激活，当需要发挥作用时，比如有代谢废物产生时，酶被激活，清理掉这些代谢废物。新知探究(一)　细胞器之间的分工【拓展·深化】1．叶绿体和线粒体的比较续表2.从不同角度归类分析各种细胞器3．几种特殊细胞(1)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。(2)蛔虫的体细胞没有线粒体，只能进行无氧呼吸。(3)根尖分生区细胞没有叶绿体、大液泡，具有分裂能力。(4)具有分裂能力或代谢旺盛的细胞(包括癌细胞)核糖体、线粒体的数量较多。(5)分泌腺细胞中高尔基体的数量较多。(6)原核细胞只有核糖体一种细胞器。(7)成熟植物细胞有大液泡。【典题·例析】[典例1]　右图是真核细胞中两种细胞器的结构模式图，下列有关叙述错误的是(　　)A．①和②的主要成分是蛋白质和磷脂B．分布于③上的叶绿素的合成需要MgC．④中除了含有相关的酶，还含有少量DNAD．植物细胞一定同时具备甲和乙[答案]　D[解析]　甲、乙分别是线粒体和叶绿体，①和②是两种细胞器的外膜和内膜，成分与细胞膜相似，主要成分是蛋白质和磷脂；③是叶绿体的类囊体薄膜，叶绿素可存在于③上，其合成需要Mg；④表示线粒体和叶绿体的基质，均含有多种酶和少量DNA；植物的根尖细胞含有线粒体，无叶绿体。[典例2]　右图a、c表示细胞中的两种结构，b是它们共有的特征，下列有关叙述正确的是(　　)A．若b表示两层膜结构，则a、c肯定是叶绿体和线粒体B．若b表示细胞器中含有的核酸，则a、c肯定是叶绿体和线粒体C．若b表示产生水分子的生理过程，则a、c不可能是细胞核和高尔基体D．若b表示磷脂，则a、c肯定不是核糖体和中心体[答案]　D[解析]　若b表示两层膜结构，则a、c可能是线粒体、叶绿体、细胞核中的任意两种；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体；细胞核内的DNA复制与转录均可产生水，高尔基体形成多糖的过程中会产生水；磷脂是生物膜的组成成分，则a、c肯定有生物膜，不可能是核糖体和中心体。易错提醒与细胞器有关的5个“不一定”(1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。(2)没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞也没有大液泡。(3)有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物细胞也含有中心体。(4)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同，如洋葱根尖细胞无叶绿体。(5)同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同，如哺乳动物红细胞不断成熟的过程中细胞器逐渐退化。【应用·体验】1．粉红色康乃馨是母爱的象征。决定康乃馨叶片呈绿色、花呈粉红色的物质分别分布在细胞的什么结构中(　　)A．细胞核和溶酶体 B．叶绿体和细胞质基质C．叶绿体和液泡 D．叶绿体和线粒体答案：C　解析：植物的叶片呈现绿色的原因是叶绿体中含有较多的叶绿素，花的颜色由液泡中的花青素决定。2．如图为电镜下观察的某细胞的一部分。下列有关该细胞的叙述，正确的是(　　)A．此细胞不可能是原核细胞，可能是动物细胞或高等植物细胞B．此细胞中的结构3为核糖体C．结构1、2、3、4、5、6均具有膜结构D．进行有氧呼吸的主要场所是结构4答案：B　解析：此细胞有线粒体、高尔基体等多种细胞器，所以不是原核细胞，但因为存在2中心体，故不可能为高等植物细胞，A错误；1为线粒体，2为中心体，3为核糖体，4为高尔基体，5为内质网，6为细胞膜，B正确；1、4、5、6有膜结构，2、3无膜结构，C错误；结构1(线粒体)是细胞进行有氧呼吸的主要场所，D错误。新知探究(二)　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动【拓展·深化】1．实验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，不需染色，制片后直接观察。(2)活细胞中的细胞质是不断流动着的，用运动着的叶绿体作为参照物，可观察植物细胞内细胞质的流动。2．实验步骤(1)观察叶绿体：(2)观察细胞质的流动：3．实验注意事项(1)观察叶绿体常选用藓类的叶片。这是因为藓类的叶片薄而小，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片。若用菠菜叶作为实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮处无叶绿体，接近下表皮处是海绵组织，细胞排列疏松，细胞分散，易撕取，便于观察。(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响。(3)盖盖玻片时，使盖玻片与载玻片成45°夹角，一侧先接触液滴，然后缓慢放下，防止产生气泡。(4)观察细胞质流动时，首先要找到叶肉细胞中的叶绿体，然后以叶绿体作为参照物，注视叶绿体，观察细胞质的流动。最后，再仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。4．加快细胞质流动的措施实验前必须检查供实验用的黑藻叶片细胞质的流动情况，如果发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，加速其细胞质的流动。方法有三种：一是进行光照，即在阳光或灯光下放置15～20 min；二是提高水温，可加入热水将水温调至25 ℃左右；三是切伤一小部分叶片。【典题·例析】[典例1]　(2021·浙江1月选考)在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是(　　)A．制作临时装片时，实验材料不需要染色B．黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片C．预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察D．在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成[答案]　A[解析]　黑藻为多细胞植物，细胞中含有叶绿体，细胞质基质无色，因此观察叶绿体的活动中，用黑藻作实验材料不需染色，A正确、B错误；预处理的目的是更好地观察细胞质的流动，而不会减少黑藻细胞中叶绿体的数量，C错误；光学显微镜下不能观察到叶绿体的基粒是由类囊体堆叠而成的，该结构只有在电子显微镜下才能观察到，D错误。[典例2]　某班级11月中旬做观察细胞质流动实验，于1周前购买菠菜，以菠菜叶下表皮为材料。结果发现大部分同学没有观察到细胞质的流动。分析其原因不合理的是(　　)A．细胞死亡，细胞质不再流动B．没有染色，观察不到细胞质流动C．细胞重叠，细胞图像不清晰D．温度太低，细胞质流动不明显[答案]　B[解析]　菠菜已经放置一周，有可能已经死亡，所以细胞质不再流动无法观察，A正确；观察细胞质的流动是以叶绿体为参照对象，不需要进行染色，B错误；由于菠菜叶片较厚，制作装片时可能导致细胞重叠，不易观察，C正确；11月中旬时温度太低，细胞活性较弱，所以细胞质流动减缓，D正确。归纳拓展细胞质流动与新陈代谢的关系呼吸越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞质流动方式一般为环形流动。这时细胞器随细胞质基质一起运动，并非只是细胞质的运动。 【应用·体验】1．下列关于叶绿体在细胞中分布的说法，正确的是(　　)A．在强光下，叶绿体以其侧面对着光源，以利于接受较多的光B．在弱光下，叶绿体以其较大的面对着光源，可以接受更多的光C．在弱光下，叶绿体会较多地聚集在背光一侧D．对于一般的叶片，背光面的细胞中含有较多的叶绿体答案：B　解析：叶绿体在细胞内是运动的，这种运动造成了叶绿体的分布变化，这是细胞及叶绿体的功能与环境相适应的体现。2．右图为藻类植物细胞质的流动情况，下列说法错误的是(　　)A．通过细胞质流动可以实现物质分配B．在显微镜下观察该细胞质流动方向为顺时针C．该藻类合成有机物的场所是叶绿体D．适当升高温度可以加快细胞质的流动答案：B　解析：细胞质中的物质随着细胞质的流动而流动，通过细胞质流动可以实现物质分配；在显微镜下看到细胞质流动方向是逆时针，实际也是逆时针；该藻类合成有机物的场所是叶绿体。科学视野——差速离心法1．差速离心法的操作原理差速离心技术是交替使用低速和高速离心，用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。此法适用于混合样品中各沉降系数差别较大组分的分离。2．差速离心法的操作过程在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。步骤如图所示：【素养评价】1.有研究者将下列四种等量的细胞分别磨碎，然后放到四个离心试管内高速旋转离心，如果磨碎的液体分为四层，如右图，其中③层有较多的有氧呼吸的酶，则在下列各种细胞中③层最厚的是(　　)A．皮肤细胞　　　　 B．口腔上皮细胞C．心肌细胞 D ．肾脏细胞答案：C　解析：根据题干信息分析，③层存在的结构是有氧呼吸的主要场所，为线粒体。线粒体能为细胞的生命活动提供能量，新陈代谢越旺盛，线粒体越多，在题目所给的四种细胞中，心肌细胞新陈代谢最旺盛，需要的能量最多。2．如图表示从血液中制备核糖体的大致过程，对该过程的叙述，不合理的是(　　)A．步骤①加入14C氨基酸的目的是在步骤⑤阶段检测核糖体 B．步骤②的目的是破坏细胞膜C．步骤①加入14C氨基酸的时间越长效果越好D．步骤③④的目的是分离细胞器或细胞结构答案：C　解析：氨基酸是合成蛋白质的原料，而蛋白质的合成场所是核糖体，所以步骤①加入14C氨基酸的目的是在步骤⑤中检测核糖体；步骤②中加入蒸馏水会使细胞吸水涨破，破坏细胞膜；步骤①加入14C氨基酸的时间较长，则合成的多肽可能从核糖体上脱落，并非时间越长效果越好；步骤③④的目的是用差速离心法分离细胞器和其他细胞结构。3．在低温条件下，将叶片置于研钵中，加入某种溶液研磨后，用离心法进行分离。第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上清液S1；随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上清液S2；第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上清液S3；最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上清液S4。请回答下列问题(填入相应的字母符号，如S1～S4，P1～P4，见下图)：(1)细胞的DNA主要存在于__________部分。(2)若要继续分离得到与光合作用有关的酶，应选取___________部分。(3)若要研究合成蛋白质的细胞器，应选取____部分。(4)含有与有氧呼吸有关的酶的是_____________。解析：DNA主要在细胞核中——P1；光合作用有关的酶位于叶绿体中——P2；蛋白质的合成场所是核糖体——P4；与有氧呼吸有关的酶主要位于线粒体中——S1、S2、P3。答案：(1)P1　(2)P2　(3)P4　(4)S1、S2、P3