高中生物第三章細胞的基本結構3.2細胞器--系統(tǒng)內的分工合作課件新人教版.ppt

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第2節(jié) 細胞器——系統(tǒng)內的分工合作,1．知識： (1)概述糖類的種類和作用； (2)舉例說出脂質的種類和作用； (3)說明生物大分子以碳鏈為骨架。 2．情感態(tài)度與價值觀：認同生命的物質性，探討組成細胞的糖類和脂質的重要作用。 3．能力：應用所學知識解釋生活中遇到的相關問題。 4．重點與難點： (1)糖類的種類和作用； (2)生物大分子以碳鏈為骨架； (3)多糖的種類。,(一)問題探討 1．提示：一件產(chǎn)品是由多個零部件組成的，不同車間生產(chǎn)不同的零部件之后，要有組裝車間完成裝配工作，質量檢測部門負責檢查產(chǎn)品的質量。同時要有部門提供原材料，有部門提供設計圖，還要有部門負責動力供應，等等。部門齊全，配合協(xié)調，才能生產(chǎn)出優(yōu)質產(chǎn)品。 2．提示：例如蛋白質的合成。細胞核是遺傳信息庫，蛋白質的合成要在遺傳信息的指導下進行，核糖體是合成蛋白質的場所， 同時內質網(wǎng)、高爾基體等細胞器也在蛋白質合成中起到重要的作用。這說明細胞的生命活動也是需要多個“部門”和“車間”協(xié)調配合完成的。,(二)資料分析 1．分泌蛋白是在內質網(wǎng)上的核糖體中合成的。 2．提示：分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經(jīng)過了核糖體、內質網(wǎng)、高爾基體和細胞膜等結構。分泌蛋白是在內質網(wǎng)上的核糖體內初步合成，在內質網(wǎng)內加工，由囊泡運輸?shù)礁郀柣w做進一步加工，再由囊泡運輸?shù)郊毎?，與細胞膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。 3．提示：需要，如核糖體在將氨基酸連接成肽鏈的過程中就需要能量。這些能量是由線粒體進行有氧呼吸提供的。,(三)旁欄思考題 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、運動員運動需要大量能量，所以飛翔鳥類的胸肌細胞中、運動員的肌細胞中線粒體多。同樣道理，新生細胞的生命活動比衰老細胞、病變細胞旺盛所以線粒體多。,一、細胞質基質和細胞器之間的分工 細胞質包括________和________。細胞器之間進行分工合作，共同完成代謝活動。 1．細胞質基質：細胞質基質呈膠質狀態(tài)，由 ______________________________________________ 等組成。在細胞質基質中也進行著許多種________。 2．分離各種細胞器的方法：________。,3．細胞器間的分工； (1)被稱為細胞“動力車間”的是________。 (2)被稱為植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉換站”的是________。 (3)與蛋白質合成和加工有關，且被稱為脂質合成“車間”的是________。 (4)對來自內質網(wǎng)的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”的是________。 (5)“生產(chǎn)蛋白質的機器”是________；“消化車間”是________。,二、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體 1．葉綠體存在于________細胞的細胞質中，呈綠色、扁平的________或________。線粒體分布于________細胞中。 2．選用蘚類葉的優(yōu)點是葉片由單層細胞構成，葉綠體呈現(xiàn)綠色，在高倍顯微鏡下比較容易觀察；________染液是專一性染線粒體的________染料，可以使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)________，而細胞質接近無色。 3．在顯微鏡下觀察到葉綠體是圍繞________而散亂分布的。,三、細胞器之間的協(xié)調配合 以分泌蛋白為例，參與合成和分泌蛋白的細胞器有________、________、________、________。 四、細胞的生物膜系統(tǒng) 1．在細胞中，各種________和________、________等結構共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。這些生物膜的組成成分和結構很相似，在________上緊密聯(lián)系、協(xié)調配合。,2．功能： (1)細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行________、________和________過程中起著決定性作用。 (2)為多種________提供大量附著位點，是許多生化反應的場所。 (3)分隔細胞器，保證細胞生命活動________地進行。,答案：一、細胞質基質 細胞器 1．水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和酶 化學反應 2.差速離心法 3．(1)線粒體 (2)葉綠體 (3)內質網(wǎng) (4)高爾基體 (5)核糖體 溶酶體 二、1.植物 球形 橢球形 植物和動物 2.健那綠 活體 藍綠色 3.液泡 三、核糖體 內質網(wǎng) 高爾基體 線粒體 四、1.細胞器膜 細胞膜 核膜 結構和功能上 2.(1)物質運輸 能量轉換 信息傳遞 (2)酶 (3)高效、有序,,注意：在細胞內的細胞器中，有的是由膜圍成的，有的細胞器中不具有膜。有膜的細胞器的膜，將其內容物與外面的細胞質基質隔離開，為細胞器內所進行的生命活動創(chuàng)設一個相對封閉的環(huán)境。既保證了所需要的酶的濃度，也避免了一些對細胞的其他部分有害的酶外逸。,1(2010·山東)溶酶體具有細胞內消化功能，其內部水解酶的最適pH在5.0左右。下列敘述錯誤的是 ( ) A．溶酶體內的水解酶是由核糖體合成的 B．溶酶體執(zhí)行功能時伴隨其膜組分的更新 C．細胞質基質中的H＋被轉運到溶酶體內需消耗能量 D．正常生理狀態(tài)下溶酶體對自身機體的細胞結構無分解作用 解析：本題考查溶酶體的結構和功能。正常狀態(tài)下，溶酶體可以分解并清除細胞內衰老的細胞器及其他細胞結構，故D項錯誤。 答案：D,下列各組織器官的細胞中，含核糖體與高爾基體較多的是 ( ) A．紅細胞 B．胰島細胞 C．汗腺細胞 D．人體生發(fā)層細胞 答案：B 解析：考查細胞器的功能。核糖體是細胞內將氨基酸合成蛋白質的細胞器，因此在蛋白質合成旺盛的細胞中較多；高爾基體與細胞分泌物的形成有關，因此在分泌能力較強的細胞中較多。胰島素是蛋白質，是在胰島細胞中合成的，并分泌到細胞外。,2活細胞進行新陳代謝的主要場所是 ( ) A．細胞膜 B．細胞核 C．細胞器 D．細胞質基質 解析：細胞中許多種生物化學反應是在細胞質基質中進行的，因為它能為這些生化反應提供所需要的物質和一定的環(huán)境條件，因此，新陳代謝的主要場所是細胞質基質。 答案：D,下列物質中，主要不存在于細胞質基質中的是( ) A．糖類 B．脂質 C．蛋白質 D．光合色素 答案：D 解析：光合色素主要存在葉綠體中。,細胞內分泌蛋白的合成和分泌，體現(xiàn)了生物膜在功能上能相互聯(lián)系。分泌蛋白是由附著在內質網(wǎng)上的核糖體合成的，它的合成與分泌過程可以表示如下：,由此可見，生物膜的結構決定了生物膜的功能。各種生物膜相互配合、協(xié)同工作，才使細胞這臺高度精密的生命機器能夠持續(xù)、高效的運轉。 在分泌蛋白的合成、加工和運輸過程中，需要的大量能量主要由細胞質中的線粒體提供。這樣就把每一種細胞結構的功能搞清楚了，同時也弄清了各生物膜(內質網(wǎng)膜、高爾基體膜、細胞膜)之間的關系。,在活細胞中，高爾基體膜、內質網(wǎng)膜、細胞膜之間是可以相互轉化的：膜的組成成分可以從內質網(wǎng)膜轉移到高爾基體膜，再轉移到細胞膜。內質網(wǎng)膜通過“出芽”的形式，形成具膜的小泡，小泡離開內質網(wǎng)，移動到高爾基體，與高爾基體膜融合，小泡膜成為高爾基體膜的一部分。高爾基體膜又可以突起，形成小泡，小泡離開高爾基體轉移到細胞膜，與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分。細胞膜也可以內陷成小泡，小泡離開細胞膜，回到細胞質中。它們之間的轉化可以表示為： 細胞膜，由此可以看出，細胞內的生物膜在結構上具有一定的連續(xù)性，它們之間的聯(lián)系可表示如下：,注意：在生物膜相互轉化過程中形成的小泡，從形態(tài)上看與高爾基體和內質網(wǎng)相似，這些小泡是膜的過渡分子。核膜、內質網(wǎng)膜、高爾基體膜以及細胞膜都可以作為形成小泡的膜。分泌小泡是證明在一個細胞中的組分從這個膜(內質網(wǎng)或高爾基體)轉移融合到另一膜(細胞膜)結構的最明顯的例子。,3牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物質，在奶牛的乳腺細胞中，與上述物質的合成和分泌有密切關系的細胞結構是 ( ) A．核糖體、線粒體、中心體、染色體 B．線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體、核膜 C．核糖體、線粒體、質體、高爾基體 D．核糖體、線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體 解析：乳球蛋白和酪蛋白合成的場所是核糖體，蛋白質合成后，再經(jīng)內質網(wǎng)這一大分子物質的運輸通道，送至高爾基體加工形成分泌物儲存到囊泡中，在一系列合成、運輸、加工過程中，需要線粒體供給能量(ATP)。 答案：D,在胰島細胞中，參與合成并分泌胰島素的細胞器有 ( ) A．線粒體、中心體、高爾基體、內質網(wǎng) B．內質網(wǎng)、核糖體、葉綠體、高爾基體 C．內質網(wǎng)、核糖體、高爾基體、線粒體 D．內質網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體 答案：C 解析：胰島素是胰島細胞內合成并分泌到細胞外的一種蛋白質，核糖體是進行肽鏈合成的場所，內質網(wǎng)對肽鏈加工后，運輸?shù)礁郀柣w，經(jīng)過進一步加工后分泌出細胞，整個過程的能量都來自線粒體。,1.定義：細胞膜、細胞核膜以及內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體等細胞器膜，在結構、功能上都是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結構體系，叫做細胞的生物膜系統(tǒng)。,2．生物膜的功能,4(2008·江蘇高考)科學家用含3H標記的亮氨酸來培養(yǎng)豚鼠的胰腺腺泡細胞，下表為在腺泡細胞幾種結構中最早檢測到放射性的時間表。下列敘述中正確的是 ( ) A.形成分泌蛋白的多肽最早在內質網(wǎng)內合成 B．高爾基體膜向內與內質網(wǎng)膜相連，向外與細胞膜相連 C．高爾基體具有轉運分泌蛋白的作用 D．靠近細胞膜的囊泡可由高爾基體形成,解析：該表中的時間表明囊泡(內含蛋白質)的形成及轉運過程。內質網(wǎng)對蛋白質進行初步加工，高爾基體進行進一步的細微加工，最后通過具膜小泡與細胞膜融合，從而將蛋白質運出細胞外。 答案：CD,高爾基體的部分生物膜是通過下列哪種方式轉移到細胞膜上的 ( ) A．隨細胞質流動轉移 B．通過形成具有膜的小泡而轉移 C．通過細胞的內陷而轉移 D．通過細胞移植技術而轉移 答案：B 解析：高爾基體與細胞膜是通過形成具膜的小泡相聯(lián)系。,實驗原理 葉綠體主要存在于葉肉細胞中，可以用顯微鏡直接觀察它的形態(tài)和分布。線粒體分布于動植物細胞中，經(jīng)健那綠染色后，也可用顯微鏡觀察。 目的要求 使用高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體的形態(tài)和分布。 方法步驟 1．觀察葉肉細胞中的葉綠體 (1)制作臨時裝片：取一片蘚類小葉，或取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮，放入載玻片上的水滴中，蓋上蓋玻片。 (2)顯微鏡觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察。,2．觀察人口腔上皮細胞中的線粒體 (1)制裝片：取口腔上皮細胞，經(jīng)健那綠染色后，制裝片。 (2)顯微鏡觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察。 注意：①在制作裝片和鏡檢時，要保證使葉子浸泡在水中，否則細胞失水收縮，將影響葉綠體的觀察。 ②下降鏡筒時，必須用雙眼從側面注視物鏡，防止物鏡鏡頭觸及裝片(10×物鏡的工作距離為0.5～1cm)。 ③必須先在低倍鏡下將目標移到視野中心(使用高倍鏡前必須先使用低倍鏡操作)，然后轉動轉換器換用高倍物鏡(切記：不要再將鏡筒升高)。,④使用高倍物鏡后，再用細準焦螺旋調焦(注意：細準焦螺旋只在調節(jié)圖像清晰時使用)。 ⑤葉綠體的分布情況，可以通過下述方法獲得。將三個含蘚類葉的裝片分別放在200W、25W的白熾燈下和暗處，依次處理5min、10min后再觀察?？梢钥吹皆趶姽庀?，葉綠體的側面對著光源；在弱光下，葉綠體以最大的面積對著光源；在暗處，葉綠體呈無規(guī)律排列。想一想，這與葉綠體吸收光的多少有什么關系。,5下列哪種材料不能直接放在載玻片上觀察葉綠體 ( ) A．蘚類的葉片 B．黃楊葉橫切片 C．菠菜葉下表皮或粘在下表皮上的少數(shù)葉肉細胞 D．種子植物的葉片 解析：上述四種材料的細胞中都含有葉綠體，但用來鏡檢觀察葉綠體的最好只有一層細胞。種子植物的葉片都由多層細胞構成，不透明，所以無法直接用顯微鏡觀察葉綠體。 答案：D,春天，用顯微鏡觀察植物地下根毛細胞，下列結構中不能觀察到的是 ( ) A．液泡和中心體 B．高爾基體和核糖體 C．葉綠體和中心體 D．液泡和內質網(wǎng) 答案：C 解析：植物細胞沒有中心體，又由于是地下根毛細胞，故也沒有葉綠體。,由于細胞內的膜在成分結構等方面大致相同，所以，細胞內各生物膜在結構和功能方面是有密切聯(lián)系的。 ①在結構上的聯(lián)系： 各種生物膜在結構上具有一定的連續(xù)性：內質網(wǎng)在細胞中是一個龐大的網(wǎng)狀的膜結構，它可以與細胞膜、核膜、線粒體膜直接相連。另外，科學家認為內質網(wǎng)可以演化為高爾基體；內質網(wǎng)、高爾基體、細胞膜可直接或間接的轉化如下圖所示：,②功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成為例) 各種生物膜在功能上既有明確的分工，又有緊密的聯(lián)系，相互配合、協(xié)同工作。以分泌蛋白質的合成、分泌過程為例：,注意：細胞的“生物膜”和“生物膜系統(tǒng)”是兩個完全不同的概念。“生物膜”側重于細胞膜、細胞器膜和核膜中的“膜”；“生物膜系統(tǒng)”強調的是：“膜及由膜圍繞而成的細胞器”。,生物膜結構和功能的研究，不僅有助于從理論上闡明 細胞的生命活動規(guī)律，如細胞與周圍環(huán)境的物質交換，蛋白質、糖和脂質的合成和運輸?shù)?，而且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學實踐中也有重要用途。 (1)在工業(yè)方面：生物膜的各種功能正在成為人工模擬對象，借助于生物的選擇透過性功能，設計出具有這一功能的膜結構，可以對各種水進行過濾、分離，從而對水質進行純化處理。,(2)在農(nóng)業(yè)方面：通過生物膜的改變來找尋改善農(nóng)作物品質的途徑，例如：生物膜上的蛋白質如果都能轉變成防凍蛋白質，就有望培育出抗寒新品種。 (3)醫(yī)學方面：用人工合成的膜材料來代替人體病變器官，從而達到治療的目的。例如當腎功能障礙時，可研制一種人工合成的膜材料——血液透析膜，當病人的血液流經(jīng)人工腎時，血液透析膜可將病人血液中的代謝廢物透析掉，然后讓干凈的血液返回病人體內。人工腎的透析原理(如圖1)和患者的連接方式(如圖2)如下：,圖1 人工腎的透析原理,圖2 患者與人工腎的連接方式示意圖,注意：生物膜系統(tǒng)中的各部分之間，雖然它們具有獨立性，但它們在結構和功能上均有直接和間接的聯(lián)系。在結構上的聯(lián)系，表現(xiàn)在各部分之間能相互轉化，在功能上的聯(lián)系，表現(xiàn)在完成某項生命活動過程中的密切配合。,在觀察葫蘆蘚葉內細胞葉綠體分布的實驗中： (1)制作臨時裝片后，要注意臨時裝片中的小葉片應隨時保持________狀態(tài)，保證觀察的效果。 (2)用顯微鏡觀察時，應選用________光圈對光，先用________倍物鏡觀察。當鏡筒下降時，眼睛應該________注視物鏡。 (3)若物像在視野左上方時，應將裝片向________移動，使物像移至視野中央。再轉動顯微鏡的________，將高倍物鏡對準通光孔，并調節(jié)________，直到物像清晰，注意葉綠體的形態(tài)。 (4)葉綠體位于細胞的______________中，葉綠體呈____________形，是進行______________的細胞器。,解析：在觀察葉綠體的實驗中，若采用的是葫蘆蘚的小葉，要隨時保持有水狀態(tài)，使細胞不至失水，保持正常狀態(tài)，容易觀察葉綠體等結構。顯微鏡基本操作技能是必須掌握的，用大光圈和低倍物鏡對光，通常用凹面反光鏡對準光源。操作中應先將鏡筒下降，眼睛從側面注視物鏡，以免物鏡、蓋玻片和標本的損壞，然后用眼睛注視著目鏡，同時調節(jié)粗準焦螺旋，讓鏡筒徐徐上升。左眼觀察、右眼也要睜開，準備繪圖。,注意顯微鏡所觀察的物像是倒立的放大的虛像。要調節(jié)視野中的物像需注意，若物像位于視野左上方，要移至視野中心，物像移動方向是向右下方，由于是倒像，載玻片的移動方向應與物像移動方向相反，所以應該向左上方移動載玻片。使用高倍物鏡時，應先調整細準焦螺旋，葉綠體分布在細胞質基質中，呈扁平的橢球形或球形，葉綠體是進行光合作用的細胞器。 答案：(1)有水 (2)大 低 從側面 (3)左上方 轉換器 細準焦螺旋 (4)細胞質基質 扁平的橢球形或球形 光合作用,1．下列哪項不能鑒別一個細胞是屬于高等動物細胞還是高等植物細胞 ( ) A．是否有大液泡 B．是否有葉綠體 C．是否有線粒體 D．是否有中心體 答案：C 解析：線粒體在動、植物細胞中均有分布。,2．細胞內與能量轉換有關的細胞器是 ( ) A．高爾基體與中心體 B．中心體與葉綠體 C．線粒體與內質網(wǎng) D．葉綠體與線粒體 答案：D 解析：線粒體是有氧呼吸的主要場所，它能將有機物中的能量釋放出來，是細胞內能量轉換的場所。葉綠體在進行光合作用時，能把光能轉變?yōu)閮Υ嬖谟袡C物中的化學能，也是能量轉換的場所。其他細胞器沒有能量轉換功能。,3．科學研究發(fā)現(xiàn)：附著在內質網(wǎng)上的核糖體主要合成某些專供輸送到細胞外面的分泌物質。下列哪種物質是由內質網(wǎng)上的核糖體合成的 ( ) A．血紅蛋白 B．呼吸氧化酶 C．胃蛋白酶原 D．性激素 答案：C 解析：四個選項中，只有C項的最終作用場所在細胞外。,4．在動物細胞中，具有雙層膜結構的細胞器是( ) A．葉綠體 B．線粒體 C．核膜 D．溶酶體 答案：B 解析：此題限定了范圍：動物細胞、雙層膜、細胞器。葉綠體是植物細胞特有的細胞器，在動物細胞中沒有；核膜是雙層膜，但不是細胞器膜；溶酶體是單層膜結構；只有線粒體是動物細胞中具有的，為雙層膜結構的細胞器。,5．細胞內的各種生物膜在結構上既有明確的分工，又有緊密的聯(lián)系。結合下面關于溶酶體(一類含多種水解酶、具有單層膜的囊狀細胞器)發(fā)生過程和“消化”功能的示意圖，分析回答下列問題。 (1)b是剛形成的溶酶體，它起源于細胞器a；e是由膜包裹著衰老細胞器d的小泡，而e的膜來源于細胞器c。由圖示可判斷：a是______，c是________，d是________。,(2)f表示b與e正在融合，這種融合過程反映了生物膜在結構上具有__________特點。 (3)細胞器a、c、d膜結構的主要成分是______等。 (4)細胞器膜、________和________等結構，共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。生物膜的研究具有廣泛的應用價值，如可以模擬生物膜的________功能對海水進行淡化處理。 答案：(1)高爾基體 內質網(wǎng) 線粒體 (2)相似性 (3)蛋白質和磷脂 (4)細胞膜 核膜 選擇透過性 解析：本題主要考查外分泌蛋白的分泌過程中各個細胞器的作用，從而體現(xiàn)了細胞器的分工合作。,