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第2节 细胞器系统内的分工合作,1知识： (1)概述糖类的种类和作用； (2)举例说出脂质的种类和作用； (3)说明生物大分子以碳链为骨架。 2情感态度与价值观：认同生命的物质性，探讨组成细胞的糖类和脂质的重要作用。 3能力：应用所学知识解释生活中遇到的相关问题。 4重点与难点： (1)糖类的种类和作用； (2)生物大分子以碳链为骨架； (3)多糖的种类。,(一)问题探讨 1提示：一件产品是由多个零部件组成的，不同车间生产不同的零部件之后，要有组装车间完成装配工作，质量检测部门负责检查产品的质量。同时要有部门提供原材料，有部门提供设计图，还要有部门负责动力供应，等等。部门齐全，配合协调，才能生产出优质产品。 2提示：例如蛋白质的合成。细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所， 同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。,(二)资料分析 1分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。 2提示：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白是在内质网上的核糖体内初步合成，在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 3提示：需要，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量。这些能量是由线粒体进行有氧呼吸提供的。,(三)旁栏思考题 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、运动员运动需要大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞中、运动员的肌细胞中线粒体多。同样道理，新生细胞的生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛所以线粒体多。,一、细胞质基质和细胞器之间的分工 细胞质包括_和_。细胞器之间进行分工合作，共同完成代谢活动。 1细胞质基质：细胞质基质呈胶质状态，由 _ 等组成。在细胞质基质中也进行着许多种_。 2分离各种细胞器的方法：_。,3细胞器间的分工； (1)被称为细胞“动力车间”的是_。 (2)被称为植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”的是_。 (3)与蛋白质合成和加工有关，且被称为脂质合成“车间”的是_。 (4)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”的是_。 (5)“生产蛋白质的机器”是_；“消化车间”是_。,二、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 1叶绿体存在于_细胞的细胞质中，呈绿色、扁平的_或_。线粒体分布于_细胞中。 2选用藓类叶的优点是叶片由单层细胞构成，叶绿体呈现绿色，在高倍显微镜下比较容易观察；_染液是专一性染线粒体的_染料，可以使活细胞中的线粒体呈现_，而细胞质接近无色。 3在显微镜下观察到叶绿体是围绕_而散乱分布的。,三、细胞器之间的协调配合 以分泌蛋白为例，参与合成和分泌蛋白的细胞器有_、_、_、_。 四、细胞的生物膜系统 1在细胞中，各种_和_、_等结构共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在_上紧密联系、协调配合。,2功能： (1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行_、_和_过程中起着决定性作用。 (2)为多种_提供大量附着位点，是许多生化反应的场所。 (3)分隔细胞器，保证细胞生命活动_地进行。,答案：一、细胞质基质 细胞器 1水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和酶 化学反应 2.差速离心法 3(1)线粒体 (2)叶绿体 (3)内质网 (4)高尔基体 (5)核糖体 溶酶体 二、1.植物 球形 椭球形 植物和动物 2.健那绿 活体 蓝绿色 3.液泡 三、核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 四、1.细胞器膜 细胞膜 核膜 结构和功能上 2.(1)物质运输 能量转换 信息传递 (2)酶 (3)高效、有序,注意：在细胞内的细胞器中，有的是由膜围成的，有的细胞器中不具有膜。有膜的细胞器的膜，将其内容物与外面的细胞质基质隔离开，为细胞器内所进行的生命活动创设一个相对封闭的环境。既保证了所需要的酶的浓度，也避免了一些对细胞的其他部分有害的酶外逸。,1(2010山东)溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适pH在5.0左右。下列叙述错误的是 ( ) A溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 B溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新 C细胞质基质中的H被转运到溶酶体内需消耗能量 D正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用 解析：本题考查溶酶体的结构和功能。正常状态下，溶酶体可以分解并清除细胞内衰老的细胞器及其他细胞结构，故D项错误。 答案：D,下列各组织器官的细胞中，含核糖体与高尔基体较多的是 ( ) A红细胞 B胰岛细胞 C汗腺细胞 D人体生发层细胞 答案：B 解析：考查细胞器的功能。核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的细胞器，因此在蛋白质合成旺盛的细胞中较多；高尔基体与细胞分泌物的形成有关，因此在分泌能力较强的细胞中较多。胰岛素是蛋白质，是在胰岛细胞中合成的，并分泌到细胞外。,2活细胞进行新陈代谢的主要场所是 ( ) A细胞膜 B细胞核 C细胞器 D细胞质基质 解析：细胞中许多种生物化学反应是在细胞质基质中进行的，因为它能为这些生化反应提供所需要的物质和一定的环境条件，因此，新陈代谢的主要场所是细胞质基质。 答案：D,下列物质中，主要不存在于细胞质基质中的是( ) A糖类 B脂质 C蛋白质 D光合色素 答案：D 解析：光合色素主要存在叶绿体中。,细胞内分泌蛋白的合成和分泌，体现了生物膜在功能上能相互联系。分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成的，它的合成与分泌过程可以表示如下：,由此可见，生物膜的结构决定了生物膜的功能。各种生物膜相互配合、协同工作，才使细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效的运转。 在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中，需要的大量能量主要由细胞质中的线粒体提供。这样就把每一种细胞结构的功能搞清楚了，同时也弄清了各生物膜(内质网膜、高尔基体膜、细胞膜)之间的关系。,在活细胞中，高尔基体膜、内质网膜、细胞膜之间是可以相互转化的：膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜。内质网膜通过“出芽”的形式，形成具膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体，与高尔基体膜融合，小泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体膜又可以突起，形成小泡，小泡离开高尔基体转移到细胞膜，与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷成小泡，小泡离开细胞膜，回到细胞质中。它们之间的转化可以表示为： 细胞膜，由此可以看出，细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性，它们之间的联系可表示如下：,注意：在生物膜相互转化过程中形成的小泡，从形态上看与高尔基体和内质网相似，这些小泡是膜的过渡分子。核膜、内质网膜、高尔基体膜以及细胞膜都可以作为形成小泡的膜。分泌小泡是证明在一个细胞中的组分从这个膜(内质网或高尔基体)转移融合到另一膜(细胞膜)结构的最明显的例子。,3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，与上述物质的合成和分泌有密切关系的细胞结构是 ( ) A核糖体、线粒体、中心体、染色体 B线粒体、内质网、高尔基体、核膜 C核糖体、线粒体、质体、高尔基体 D核糖体、线粒体、内质网、高尔基体 解析：乳球蛋白和酪蛋白合成的场所是核糖体，蛋白质合成后，再经内质网这一大分子物质的运输通道，送至高尔基体加工形成分泌物储存到囊泡中，在一系列合成、运输、加工过程中，需要线粒体供给能量(ATP)。 答案：D,在胰岛细胞中，参与合成并分泌胰岛素的细胞器有 ( ) A线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体 C内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D内质网、核糖体、高尔基体、中心体 答案：C 解析：胰岛素是胰岛细胞内合成并分泌到细胞外的一种蛋白质，核糖体是进行肽链合成的场所，内质网对肽链加工后，运输到高尔基体，经过进一步加工后分泌出细胞，整个过程的能量都来自线粒体。,1.定义：细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器膜，在结构、功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。,2生物膜的功能,4(2008江苏高考)科学家用含3H标记的亮氨酸来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。下列叙述中正确的是 ( ) A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成 B高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连 C高尔基体具有转运分泌蛋白的作用 D靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成,解析：该表中的时间表明囊泡(内含蛋白质)的形成及转运过程。内质网对蛋白质进行初步加工，高尔基体进行进一步的细微加工，最后通过具膜小泡与细胞膜融合，从而将蛋白质运出细胞外。 答案：CD,高尔基体的部分生物膜是通过下列哪种方式转移到细胞膜上的 ( ) A随细胞质流动转移 B通过形成具有膜的小泡而转移 C通过细胞的内陷而转移 D通过细胞移植技术而转移 答案：B 解析：高尔基体与细胞膜是通过形成具膜的小泡相联系。,实验原理 叶绿体主要存在于叶肉细胞中，可以用显微镜直接观察它的形态和分布。线粒体分布于动植物细胞中，经健那绿染色后，也可用显微镜观察。 目的要求 使用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的形态和分布。 方法步骤 1观察叶肉细胞中的叶绿体 (1)制作临时装片：取一片藓类小叶，或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，放入载玻片上的水滴中，盖上盖玻片。 (2)显微镜观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。,2观察人口腔上皮细胞中的线粒体 (1)制装片：取口腔上皮细胞，经健那绿染色后，制装片。 (2)显微镜观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。 注意：在制作装片和镜检时，要保证使叶子浸泡在水中，否则细胞失水收缩，将影响叶绿体的观察。 下降镜筒时，必须用双眼从侧面注视物镜，防止物镜镜头触及装片(10物镜的工作距离为0.51cm)。 必须先在低倍镜下将目标移到视野中心(使用高倍镜前必须先使用低倍镜操作)，然后转动转换器换用高倍物镜(切记：不要再将镜筒升高)。,使用高倍物镜后，再用细准焦螺旋调焦(注意：细准焦螺旋只在调节图像清晰时使用)。 叶绿体的分布情况，可以通过下述方法获得。将三个含藓类叶的装片分别放在200W、25W的白炽灯下和暗处，依次处理5min、10min后再观察。可以看到在强光下，叶绿体的侧面对着光源；在弱光下，叶绿体以最大的面积对着光源；在暗处，叶绿体呈无规律排列。想一想，这与叶绿体吸收光的多少有什么关系。,5下列哪种材料不能直接放在载玻片上观察叶绿体 ( ) A藓类的叶片 B黄杨叶横切片 C菠菜叶下表皮或粘在下表皮上的少数叶肉细胞 D种子植物的叶片 解析：上述四种材料的细胞中都含有叶绿体，但用来镜检观察叶绿体的最好只有一层细胞。种子植物的叶片都由多层细胞构成，不透明，所以无法直接用显微镜观察叶绿体。 答案：D,春天，用显微镜观察植物地下根毛细胞，下列结构中不能观察到的是 ( ) A液泡和中心体 B高尔基体和核糖体 C叶绿体和中心体 D液泡和内质网 答案：C 解析：植物细胞没有中心体，又由于是地下根毛细胞，故也没有叶绿体。,由于细胞内的膜在成分结构等方面大致相同，所以，细胞内各生物膜在结构和功能方面是有密切联系的。 在结构上的联系： 各种生物膜在结构上具有一定的连续性：内质网在细胞中是一个庞大的网状的膜结构，它可以与细胞膜、核膜、线粒体膜直接相连。另外，科学家认为内质网可以演化为高尔基体；内质网、高尔基体、细胞膜可直接或间接的转化如下图所示：,功能上的联系(以分泌蛋白的合成为例) 各种生物膜在功能上既有明确的分工，又有紧密的联系，相互配合、协同工作。以分泌蛋白质的合成、分泌过程为例：,注意：细胞的“生物膜”和“生物膜系统”是两个完全不同的概念。“生物膜”侧重于细胞膜、细胞器膜和核膜中的“膜”；“生物膜系统”强调的是：“膜及由膜围绕而成的细胞器”。,生物膜结构和功能的研究，不仅有助于从理论上阐明 细胞的生命活动规律，如细胞与周围环境的物质交换，蛋白质、糖和脂质的合成和运输等，而且在工农业生产和医学实践中也有重要用途。 (1)在工业方面：生物膜的各种功能正在成为人工模拟对象，借助于生物的选择透过性功能，设计出具有这一功能的膜结构，可以对各种水进行过滤、分离，从而对水质进行纯化处理。,(2)在农业方面：通过生物膜的改变来找寻改善农作物品质的途径，例如：生物膜上的蛋白质如果都能转变成防冻蛋白质，就有望培育出抗寒新品种。 (3)医学方面：用人工合成的膜材料来代替人体病变器官，从而达到治疗的目的。例如当肾功能障碍时，可研制一种人工合成的膜材料血液透析膜，当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜可将病人血液中的代谢废物透析掉，然后让干净的血液返回病人体内。人工肾的透析原理(如图1)和患者的连接方式(如图2)如下：,图1 人工肾的透析原理,图2 患者与人工肾的连接方式示意图,注意：生物膜系统中的各部分之间，虽然它们具有独立性，但它们在结构和功能上均有直接和间接的联系。在结构上的联系，表现在各部分之间能相互转化，在功能上的联系，表现在完成某项生命活动过程中的密切配合。,在观察葫芦藓叶内细胞叶绿体分布的实验中： (1)制作临时装片后，要注意临时装片中的小叶片应随时保持_状态，保证观察的效果。 (2)用显微镜观察时，应选用_光圈对光，先用_倍物镜观察。当镜筒下降时，眼睛应该_注视物镜。 (3)若物像在视野左上方时，应将装片向_移动，使物像移至视野中央。再转动显微镜的_，将高倍物镜对准通光孔，并调节_，直到物像清晰，注意叶绿体的形态。 (4)叶绿体位于细胞的_中，叶绿体呈_形，是进行_的细胞器。,解析：在观察叶绿体的实验中，若采用的是葫芦藓的小叶，要随时保持有水状态，使细胞不至失水，保持正常状态，容易观察叶绿体等结构。显微镜基本操作技能是必须掌握的，用大光圈和低倍物镜对光，通常用凹面反光镜对准光源。操作中应先将镜筒下降，眼睛从侧面注视物镜，以免物镜、盖玻片和标本的损坏，然后用眼睛注视着目镜，同时调节粗准焦螺旋，让镜筒徐徐上升。左眼观察、右眼也要睁开，准备绘图。,注意显微镜所观察的物像是倒立的放大的虚像。要调节视野中的物像需注意，若物像位于视野左上方，要移至视野中心，物像移动方向是向右下方，由于是倒像，载玻片的移动方向应与物像移动方向相反，所以应该向左上方移动载玻片。使用高倍物镜时，应先调整细准焦螺旋，叶绿体分布在细胞质基质中，呈扁平的椭球形或球形，叶绿体是进行光合作用的细胞器。 答案：(1)有水 (2)大 低 从侧面 (3)左上方 转换器 细准焦螺旋 (4)细胞质基质 扁平的椭球形或球形 光合作用,1下列哪项不能鉴别一个细胞是属于高等动物细胞还是高等植物细胞 ( ) A是否有大液泡 B是否有叶绿体 C是否有线粒体 D是否有中心体 答案：C 解析：线粒体在动、植物细胞中均有分布。,2细胞内与能量转换有关的细胞器是 ( ) A高尔基体与中心体 B中心体与叶绿体 C线粒体与内质网 D叶绿体与线粒体 答案：D 解析：线粒体是有氧呼吸的主要场所，它能将有机物中的能量释放出来，是细胞内能量转换的场所。叶绿体在进行光合作用时，能把光能转变为储存在有机物中的化学能，也是能量转换的场所。其他细胞器没有能量转换功能。,3科学研究发现：附着在内质网上的核糖体主要合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质。下列哪种物质是由内质网上的核糖体合成的 ( ) A血红蛋白 B呼吸氧化酶 C胃蛋白酶原 D性激素 答案：C 解析：四个选项中，只有C项的最终作用场所在细胞外。,4在动物细胞中，具有双层膜结构的细胞器是( ) A叶绿体 B线粒体 C核膜 D溶酶体 答案：B 解析：此题限定了范围：动物细胞、双层膜、细胞器。叶绿体是植物细胞特有的细胞器，在动物细胞中没有；核膜是双层膜，但不是细胞器膜；溶酶体是单层膜结构；只有线粒体是动物细胞中具有的，为双层膜结构的细胞器。,5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。结合下面关于溶酶体(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)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有_特点。 (3)细胞器a、c、d膜结构的主要成分是_等。 (4)细胞器膜、_和_等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的_功能对海水进行淡化处理。 答案：(1)高尔基体 内质网 线粒体 (2)相似性 (3)蛋白质和磷脂 (4)细胞膜 核膜 选择透过性 解析：本题主要考查外分泌蛋白的分泌过程中各个细胞器的作用，从而体现了细胞器的分工合作。,
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