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第2节 细胞器系统内的分工合作,教师参考 新课导入 导入1:某个学校由若干部门组成,有安全办、考核办、教师办公会,等等。各部门既有分工,又有合作,学校才能有条不紊地运转。细胞内也存在类似的部门吗?通过学习本节课的内容便会得到答案。 导入2:1913年,美国福特汽车公司发明了流水线,即在汽车组装中,汽车底盘在传递带上以一定速度从一端向另一端前行,在前行中,逐步装上发动机、操控系统、车厢、方向盘、仪表、车灯、车窗玻璃、车轮而完成车的组装。福特的第一条流水线就使每辆T型汽车的组装时间由原来的12小时28分钟缩短至10秒钟,生产效率提高了4 488倍!细胞内也有许多“流水线”,这些“流水线”是由什么组成的?今天我们就来学习第2节 细胞器系统内的分工合作。,【教学目标】 1.运用模型方法,引导学生认识主要细胞器的结构和功能。科学思维 2.通过对分泌蛋白的合成和运输的资料分析,让学生认识细胞器间的协调配合和生物膜系统,形成细胞是一个系统的观念。生命观念、科学思维 3.通过观察叶绿体和细胞质流动的实验,让学生认识叶绿体的形态和分布,形成细胞的动态观。科学探究、科学思维、生命观念,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,图说教材,自主学习 读教材学基础,一、细胞器的分工 请仔细阅读教材第4446页“细胞器之间的分工”,完成下面的问题。 1.细胞器的分离方法: 。 2.细胞器之间的分工,差速离心法,判断 (1)光学显微镜下看不到任何细胞器。( ) (2)细胞生命活动所需要的能量全部来自线粒体。( ) (3)液泡中含有色素能进行光合作用。( ) (4)所有植物细胞都有细胞壁,但不一定含有大液泡和叶绿体。( ) (5)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。( ),二、细胞质的组成 请仔细阅读教材第47页第一自然段,完成下面的问题。 1.组成:主要包括 和 。 2.细胞质基质,细胞质基质,细胞器,三、细胞器之间的协调配合 请仔细阅读教材第4849页“细胞器之间的协调配合”,完成下面的问题。 1.分泌蛋白与胞内蛋白,游离核糖体,内质网上的核糖体,细胞内,细胞外,2.分泌蛋白的合成和分泌 (1)提供能量的细胞器: 。 (2)合成场所:附着在内质网上的 。 (3)运输途径: 核糖体:氨基酸经过脱水缩合,形成 :进行初步加工,形成蛋白质 高尔基体:做进一步的修饰加工 :将蛋白质分泌到细胞外,线粒体,核糖体,肽链,内质网,细胞膜,判断 (1)分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。( ) (2)分泌蛋白的合成和分泌过程需要的能量都是由线粒体提供的。( ) (3)分泌蛋白的分泌过程中起“交通枢纽”作用的细胞器是内质网。( ),四、生物膜系统 请仔细阅读教材第49页“细胞的生物膜系统”,完成下面的问题。 1.组成: 和细胞膜、 等结构。 2.特点 (1)各种生物膜的 和 很相似。 (2)在 和 上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。,细胞器膜,核膜,组成成分,结构,结构,功能,3.功能 (1)细胞膜不仅使细胞具有一个 ,同时在细胞与外部环境进行 的过程中起着 作用。 (2)广阔的膜面积为 提供附着位点,有利于许多化学反应的进行。 (3)把 分隔开,使细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动 地进行。 思考 原核细胞具有生物膜系统吗? 提示:原核细胞除细胞膜外无其他膜结构,因此没有生物膜系统。,相对稳定的内部环境,物质运输、能量转换和信息传递,决定性,多种酶,各种细胞器,高效、有序,凝练素养 解疑难提能力,主题一 各种细胞器归类总结 教师参考 问题引领: 1.按结构特点怎样对细胞器进行分类? 2.动植物细胞含有的细胞器相同吗? 3.同种细胞器在不同生物细胞中功能一定相同吗?,【典例1】 下图是某种真核生物的细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题: (1)此图是 细胞的亚显微结构示意图,判断的理由是 。 (2)若图为紫色洋葱表皮细胞,则细胞中的花青素存在于 。 (3)图中能够利用光能将二氧化碳转变成有机物的结构是 。,(4)细胞进行生命活动所需的能量主要是由 供给,该结构的主要功能是进行 ,完成此生理过程所需的酶(本质是蛋白质)是由 合成的。 (5)图中无膜结构的细胞器是 ;含有少量DNA的细胞器是 。(填编号) 解析:(1)由于该细胞有细胞壁、大液泡和叶绿体而没有中心体,故判断是高等植物细胞。 (2)花青素存在于植物细胞的液泡中。 (3)叶绿体是植物细胞进行光合作用将二氧化碳转变成有机物的结构,即图中的4。 (4)细胞进行生命活动所需的能量主要是由图中的3线粒体提供的,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的酶是蛋白质,在核糖体上合成。 (5)高等植物细胞中无膜结构的细胞器只有核糖体,即6。含有少量DNA的细胞器是线粒体和叶绿体,即3、4。,答案:(1)高等植物 有细胞壁、叶绿体、大液泡,而没有中心体 (2)2 (3)4 叶绿体 (4)3 线粒体 有氧呼吸 6 核糖体 (5)6 3、4,方法透析 动、植物细胞结构图像的辨别方法,备选例题 下面模式图表示几种细胞器,有关说法正确的是( ) A.B、E分别是动、植物细胞特有的细胞器 B.植物细胞都含有A、C、D、E、F C.A、B、C、D、E、F中都含有蛋白质 D.B和D都是单层膜结构,C,解析:根据细胞器的形态可判断,A是高尔基体、B是中心体、C是线粒体、D是内质网、E是叶绿体、F是核糖体。动物和某些低等植物细胞中含有中心体;叶绿体是植物特有的细胞器,但并非所有的植物细胞都含有叶绿体,如根尖细胞中没有叶绿体;A和D是单层膜结构,C和E是双层膜结构,B和F无膜结构,但6种细胞器中都存在蛋白质。,方法透析 细胞器与生物种类的关系透析 (1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞,如植物根细胞就不含叶绿体。 (2)没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞,如植物根尖分生区细胞就没有大液泡。 (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就含有中心体。 (4)叶绿体是光合作用的场所,但光合作用不一定都在叶绿体中进行,如蓝藻细胞没有叶绿体,也能进行光合作用。 (5)某些原核细胞虽无线粒体,但仍可进行有氧呼吸。,【题组演练】 1.下列关于细胞的说法中,正确的一项是( ) 含细胞壁结构的细胞必定为植物细胞 含中心体的细胞必定为动物细胞 同一动物体不同组织细胞中线粒体的含量不同 能进行光能自养的生物不一定是绿色植物 绿色植物细胞必定含叶绿体 A. B. C. D. 解析:细菌与植物细胞都有细胞壁;动物细胞与低等植物细胞都有中心体;细胞中线粒体的数量,往往与细胞的代谢水平有关,一般代谢旺盛的细胞中线粒体的数量较多,同时也与细胞的种类有关,如心肌细胞中线粒体数量较腹肌细胞多;蓝藻不是绿色植物但也能进行光合作用;不是所有的植物细胞都有叶绿体,例如根尖分生区细胞。,C,2.图中表示某细胞的部分细胞结构,下列有关叙述不正确的是( ) A.是双层膜的细胞器 B.可参与植物细胞壁的形成 C.细胞代谢的多种酶是在处合成的 D.图中表示的四种结构中含有核酸的只有一种结构 解析:据图可知,为线粒体,双层膜结构,是细胞有氧呼吸的主要场所;为中心体,与细胞有丝分裂有关;为高尔基体,在动物细胞中与分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关;为核糖体,是蛋白质的合成场所。这四种细胞器中核糖体和线粒体中都含有核酸。,D,3.下列有关细胞结构和功能的叙述,不正确的是( ) A.若细胞同时有内质网和中心体,则该细胞一定是动物细胞 B.若细胞同时有叶绿体和细胞壁,则该细胞一定是植物细胞 C.核糖体在真核细胞与原核细胞中具有相同的功能 D.在细胞核内和线粒体中都含有携带遗传信息的物质 解析:动物细胞和部分低等植物细胞具有中心体,A项错误。,A,主题二 细胞器之间的协调配合 【典例2】 在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸,经检查发现放射性同位素依次出现在如图中1、2、3、5、6部位。请据图回答下列问题。,(1)图中7是一种 ,在2 中进行加工。1的功能是 。 (2)7在3 中形成成熟蛋白质,5来自 。 (3)用标号和箭头来表示7的运输过程: 。 (4)7的合成、加工和运输过程所需的大量能量是由 供给的。 (5)分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜的过程中,共穿过了 层膜结构。,解析:此图为分泌蛋白的合成、加工及运输过程示意图。由图可知,1是核糖体,2是内质网,3是高尔基体,4是线粒体,5是囊泡,6是细胞膜,7是分泌蛋白。氨基酸是合成蛋白质的原料,该动物细胞吸收被标记的氨基酸,在核糖体上合成多肽链,然后再经内质网加工和运输,高尔基体进一步加工最后由细胞膜分泌到细胞外。分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜,都是以囊泡的形式运输的,而囊泡与膜的融合不是穿膜的过程,因此这个过程中共穿过0层膜结构。 答案:(1)分泌蛋白 内质网 合成肽链 (2)高尔基体 3 (3)125356 (4)4 线粒体 (5)0,【题组演练】 1.牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质,在奶牛的乳腺细胞中,与上述物质的合成有密切关系的是( ) A.线粒体、中心体、内质网、高尔基体 B.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 C.核糖体、中心体、内质网、高尔基体 D.线粒体、中心体、核糖体、高尔基体 解析:蛋白质的合成场所是核糖体,蛋白质合成后要经过内质网、高尔基体进行加工,形成分泌蛋白,在这一过程中需要消耗大量的ATP,要由线粒体提供能量支持。,B,2.科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是( ) 形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成 高尔基体膜向内与内质网膜直接相连,向外与细胞膜相连 高尔基体具有转运分泌蛋白的作用 靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成 A. B. C. D.,B,解析:分泌蛋白形成过程中放射性依次出现的位置:核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜膜外。多肽最早在核糖体中合成,在内质网和高尔基体中加工、转运。内质网膜与核膜直接相连,有的细胞的内质网膜与细胞膜相连。高尔基体膜与内质网膜和其他生物膜均是通过囊泡进行联系的,是间接联系。,主题三 细胞的生物膜系统 教师参考 问题引领: 1.细胞内不同的生物膜在组成上完全相同吗? 2.从结构上看,不同生物膜之间是如何相互联系的? 3.原核细胞是否具有生物膜系统?,1.生物膜在化学组成上的联系 (1)相似性:各种生物膜在组成成分的种类上基本相同,都主要由蛋白质和脂质组成。 (2)差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同生物膜功能的复杂程度有关,功能越复杂的生物膜中,蛋白质的种类和数量越多。 2.在结构上的联系 3.在功能上的联系 在分泌蛋白合成、运输、加工、分泌等过程中,各细胞器之间协调配合。,【典例3】 用含3H标记的氨基酸培养液来培养某哺乳动物乳腺细胞,图甲表示与合成、分泌乳蛋白有关的三种膜结构面积变化曲线,图乙表示与合成、分泌乳蛋白有关的三种细胞器中3H放射性强度变化曲线。下列有关叙述正确的是( ) A.a和d是相同结构 B.a和e是相同结构 C.c和e是相同结构 D.b和f是相同结构 解析:分析图甲可知,a是内质网膜,b是细胞膜,c是高尔基体膜,图乙中d是核糖体,e是内质网,f是高尔基体,因此a与e是相同结构,c与f是相同结构。 答案:B,方法透析 膜面积变化曲线的分析方法 一看标记氨基酸出现的先后顺序:核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜(胞外)。 二看膜面积变化的结果:内质网膜面积缩小,细胞膜面积增大,高尔基体膜面积先增大后缩小。 三看与分泌蛋白形成有关的细胞器:核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)。,备选例题 细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下图关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图,分析回答下列问题。,(1)b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器a;e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a是 ,c是 ,d是 。 (2)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是 。 (3)细胞器膜、 和 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。 解析:(1)根据各种细胞器的形态结构特征可以看出,a为高尔基体、c为内质网、d为线粒体。(2)所有生物膜的主要成分均为脂质和蛋白质。(3)各种细胞器膜、细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统。 答案:(1)高尔基体 内质网 线粒体 (2)蛋白质和脂质 (3)细胞膜 核膜,【题组演练】 1.下列有关生物膜系统的说法正确的是( ) A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统 B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动 C.生物膜的组成成分和结构都是一样的,在结构和功能上紧密联系 D.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰 解析:小肠黏膜不属于生物膜系统;在细胞质基质和细胞器内的基质中也有酶分布;不同生物膜的化学组成相似,基本结构大致相同,而不是在组成成分和结构上都一样。,D,2.如图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图(其中物质X代表氨基酸,a、b、c、d、e表示细胞结构)。下列说法中正确的是( ) A.图中a、b、c、d依次表示内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜 B.图中a、b、c中分别进行的是脱水缩合、蛋白质加工和运输过程 C.图示过程可体现生物膜系统在结构和功能上的相互联系 D.该过程不在原核细胞中进行,因为原核细胞中无a、b、c、d、e等结构,C,解析:题中的激素蛋白为分泌蛋白,与分泌蛋白的合成和运输有关的细胞结构有线粒体、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。根据题意及示意图可知,a、b、c、d、e分别是核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体。内质网具有加工和运输功能,高尔基体具有加工、转运等功能。原核细胞具有细胞膜、核糖体,但无内质网、高尔基体、线粒体等细胞器。,主题四 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 1.实验原理 高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。 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。,3.实验结论 在高倍镜下,我们可以看到叶绿体呈扁平的椭球形或球形,颜色为绿色。 叶片在饱含水分的状态时,细胞质在不停地流动。 4.观察细胞质流动时的方法技巧 (1)选择参照物。 观察细胞质流动时,首先要找到细胞中的叶绿体,然后以叶绿体作为参照物,仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。 (2)选择最佳观察部位。 应寻找靠近叶脉部位的细胞进行观察,因为此处的细胞水分供应充足,容易观察到细胞质的流动。,(3)使用表皮或根毛观察细胞质流动时,应将视野调暗些,使用小光圈和平面反光镜。 (4)加快细胞质流动的措施。 适当升高温度(2025 ); 事先在光下培养一段时间。 (5)选择最佳观察部位。 应寻找靠近叶脉部位的细胞进行观察,因为此处的细胞水分供应充足,容易观察到细胞质流动。,【典例4】 小麦根细胞质流动的观察: 王卉同学想观察小麦根毛细胞质流动,于是做了如下实验: 步骤:剪下一段长0.11 cm的带有根毛的小麦根,纵剖成两半。让剖面向下,放在载玻片上 。然后加一两滴预先制备的蔗糖溶液。盖上盖玻片,轻压盖玻片。观察时,先在低倍镜下找到根毛区,再选取一个根毛细胞换用高倍镜观察。 (1)根据根毛细胞的细胞质的特点,观察它的细胞质流动,为使观察效果显著,应采用 反光镜、 光圈。 (2)实验中,她滴加蔗糖溶液的目的是 。 (3)她选择根毛区细胞观察的原因是 。 (4)实验时,老师要她将盖玻片四周用凡士林封好。原因是 。 (5)最后,她向老师借了块秒表,说是想测细胞质的流动速度。你知道她准备怎样做吗? 。,解析:(1)根毛细胞不含叶绿体,无色透明,要想较好地观察细胞质的流动,应用平面反光镜,小光圈来使视野变暗,增加反差,改善观察效果。(2)适宜浓度的蔗糖溶液能维持根毛细胞的生活状态。(3)根毛区细胞代谢旺盛,细胞质流动较快。(4)离体的根毛区细胞容易蒸腾失水,降低细胞质的流动速度。实验时,可用凡士林密封,以降低根毛细胞的蒸腾失水。(5)只要测出距离与时间,就能算出细胞质流动速度,本小问具有一定的开放性。 答案:(1)平面 小 (2)维持根毛细胞的生活状态 (3)此处细胞生命活动旺盛,细胞质流动较快 (4)避免水分蒸发导致蔗糖溶液浓度提高,影响实验效果 (5)明确在一定放大倍数下的视野直径,或者用带有计量刻度的目镜观察,并用秒表测出所用的时间,就可以计算出细胞质的流动速度,下图为分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程,图说教材:分泌蛋白的合成、运输、加工和分泌,(1)与分泌蛋白的合成过程直接有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体,间接有关的细胞器是线粒体。 (2)该过程中核糖体是将氨基酸合成蛋白质的机器,内质网和高尔基体对蛋白质进行不同程度的加工,而线粒体为整个过程提供能量。 (3)分泌蛋白由内质网到高尔基体,由高尔基体到细胞膜是通过囊泡运输实现的。 (4)细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间是可以转化的,体现出生物膜在结构上具有一定的连续性。 (5)细胞中各种细胞器的功能是各不相同的,某一项生命活动的完成,并不能只依靠一种细胞器,而是要依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。,【跟踪训练】 下图中a、b、c、d为细胞器,3H亮氨酸参与图示过程可合成物质3HX。下列叙述错误的是( ) A.图中含有DNA的结构是c B.蓝藻细胞中也有的细胞器是a C.分离细胞中的细胞器常用差速离心法 D.在图示过程中,膜面积会发生变化的细胞器是a、b、d 解析:图示为分泌蛋白合成加工及分泌过程,图中a是核糖体,b是内质网,d是高尔基体,该过程中b、d膜面积会发生变化。图中含有DNA的结构是c线粒体。蓝藻细胞是原核细胞,与真核细胞共有的细胞器是核糖体。,D,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.具有双层膜结构的细胞器是线粒体和叶绿体,核糖体和中心体没有膜结构,其余均为单层膜结构细胞器。 2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,是“养料制造车间”和“能量转换站”。 3.内质网是细胞内蛋白质合成和加工及脂质合成的“车间”。高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。核糖体是蛋白质的合成场所。中心体与动物和某些低等植物细胞有丝分裂有关。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死病菌和病毒。 4.与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。 5.细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。,(二)学科核心素养 1.生命观念:形成细胞结构与功能的统一、生物体部分与整体的统一的系统观。 2.科学思维:运用归纳与概括的方法认识细胞器和生物膜系统的结构和功能。 3.科学探究:进行实验观察、识图,并感知科学过程和方法。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,
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