2019-2020年高中生物 第二节 细胞的基本结构名师导航 中图版.doc

2019-2020年高中生物 第二节 细胞的基本结构名师导航 中图版【思维激活】1有人把绿色植物比做生产有机物的“绿色工厂”，那么厂房是什么？车间在那里？动力是什么？答案：厂房就是植物的叶片，车间就是叶绿体，动力是光能。2人体进行各项生命活动都需要源源不断地能量供应，那么能量的“动力车间”在那里？它需要在什么条件下才能源源不断地进行能量供应？答案：能量的“动力车间”是线粒体。线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以线粒体只有在有氧的条件下分解有机物，产生能量，才能源源不断地进行能量供应。【自主整理】一、细胞的结构组成1.原生质：构成原生质体的活细胞的全部生命物质称为原生质。2.细胞的结构组成：动植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核，植物细胞的细胞膜外还有细胞壁。细胞质由细胞质基质和细胞器组成。二、细胞器的结构和功能 1.线粒体（1）存在部位：真核细胞（2）结构：线粒体有内外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，嵴的周围充满液态的基质，在内膜、嵴和基质中有许多有氧呼吸的酶，在线粒体内还含有DNA。（3）功能：是进行有氧呼吸形成ATP的主要场所。2.叶绿体（1）存在部位：植物的叶肉细胞（2）结构：由两层膜、基粒（由类囊体叠合而成）和基质三部分构成。类囊体膜上有进行光合作用必需的色素和酶。基质中有光合作用的酶，还有少量的DNA。 （3）功能：叶绿体是光合作用的细胞器。 3.液泡（1）存在部位：液泡普遍存在于植物细胞中。（2）结构：是由单层膜包围而成的结构。成熟的植物细胞中液泡可占据整个细胞体积的90%。液泡中的液体称为细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素和氨基酸等物质。（3）功能：液泡对细胞的内环境有调节作用，使细胞维持一定的渗透压，保持细胞的形态。4.内质网（1）存在部位：真核细胞（2）结构：内质网是由膜构成的复杂结构，广泛地分布在细胞质基质内。（3）功能：内质网增大了细胞内的膜面积，膜上还附着了多种酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利条件。内质网主要与蛋白质、脂质和糖类的合成有关，还有储存和运输物质的功能。5.高尔基体（1）存在部位：普遍存在于真核细胞中。（2）结构：由一些扁平小囊和小泡构成。（3）功能：细胞中的高尔基体一般与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运的功能。高尔基体还与植物细胞壁的形成有关。6.核糖体（1）存在部位：原核细胞、真核细胞中。（2）分布：核糖体有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。（3）功能：是细胞内合成蛋白质的场所。7.中心体（1）存在部位：动物细胞和低等植物细胞（2）组成：中心体由两个相互垂直的中心粒及其周围物质构成。（3）功能：中心体与动物细胞的有丝分裂有关。8.溶酶体（1）存在部位：动植物细胞（2）结构：单层膜构成，内含多种酸性物质。（3）功能：是细胞内的“酶仓库”。三、生物膜系统1.细胞膜系统：细胞的各种膜结构如细胞膜、核膜及膜性细胞器组成了在结构和功能上有一定联系的统一整体。2.功能：（1）增加了细胞内酶的附着面积，有利于细胞内代谢的顺利进行。（2）使细胞内生化反应区域化、秩序化。【高手笔记】1.双层膜结构有线粒体、叶绿体、细胞核核膜。双层膜的细胞器有线粒体和叶绿体。2.单层膜的结构有内质网、高尔基体、液泡、溶酶体和细胞膜。单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡和溶酶体。3.能够独立遗传的细胞器有线粒体和叶绿体，能量转换的细胞器有线粒体和叶绿体。【名师解惑】1.研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，通常采用的是差速离心法？那么所谓差速离心法是依据的什么原理呢？剖析：差速离心是指低速与高速离心交替进行，使各种沉降系数（不同的细胞器有不同的沉降系数）不同的颗粒先后沉淀下来，达到分离的目的。沉降系数差别在一个或几个数量级的颗粒，可以用此法分离。样品离心时，在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分部沉淀。操作过程中一般是在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开，然后将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。 2.游离在细胞质基质中的核糖体与附着在内质网上的核糖体功能是否相同？剖析：核糖体是细胞内合成蛋白质的场所。附着于内质网上的核糖体，主要是合成某些运输到细胞外的分泌蛋白，如抗体、酶原或蛋白质类激素等。游离核糖体所合成的蛋白质，多半分布在细胞质基质中或供细胞本身生长所需的蛋白质（包括酶分子）。此外还合成某些特殊蛋白质，如红细胞中的血红蛋白等。3.细胞的各个组成部分在结构上和功能上有什么联系？细胞保持完整性的意义是什么？ 剖析：细胞只有作为一个统一整体，才能正常完成各种生命活动。具体表现在：（1）细胞质是新陈代谢的主要场所。叶绿体进行光合作用制造有机物为线粒体进行有氧呼吸提供原料，线粒体进行有氧呼吸产生的ATP为细胞各种生命活动提供能量，如物质合成、营养物质的吸收、肌肉收缩、细胞分裂等。核糖体合成的蛋白质通过内质网运输到细胞的各个部分。（2）细胞核是遗传物质储存和复制的场所，它指导着细胞质基质中各种生命活动的进行。细胞质基质可以为细胞核提供生命活动所需的物质和能量。验证这个结论可以通过设计核质分离的实验或利用放射性同位素标记的方法来研究它们之间的关系。【讲练互动】【例题1】.生物膜系统在细胞生命活动中的作用主要体现在 (A. 在细胞内外的物质运输等过程中起决定性作用B使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响C. 广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点D 使细胞的结构与功能区域化【解析】 细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境 , 同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 , 为各种化学反应的顺利进行创造了有利的条件。 细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室 , 如各种细胞器 , 这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应 , 而不会相互干扰 , 保证了细胞的生命活动高效、有序的进行。【答案】ACD【绿色通道】生物膜系统使细胞的结构与功能区域化，使各项生命活动高效、有序地进行，而且互不干扰。【例题2】 下面是对四种细胞器结构特征的部分描述，哪一种结构属于细胞的显微结构 A.线粒体的棒状结构B.叶绿体的双层膜结构C.两个中心粒的相互垂直结构D.高尔基体的单层膜结构【解析】所谓显微结构是指在普通光学显微镜下看到的细胞结构，亚显微结构则是在高倍电子显微镜下看到的细胞结构，所以亚显微结构看得更清楚、更仔细。教材中所描述的细胞结构几乎都是亚显微结构，上述供选答案中B、C、D也都是只有在电子显微镜下才能看到的细胞结构，只有A答案所描述的才是光学显微镜下看到的结构，它属显微结构。【答案】A【绿色通道】正确理解显微结构和亚显微结构的区别。对于容易混淆的知识要注意区别，要能从许多相关的信息中提取出有用的信息。【变式训练】下列哪些结构能够在光学显微镜下看到？细胞壁 洋葱紫色的液泡 噬菌体 细胞膜的磷脂双分子层 叶绿体 核糖体 染色体 线粒体的双层膜结构A.B.C.D.【答案】B【例题3】根据下列材料，分析线粒体的功能：材料一：德国生理学家华尔柏在研究线粒体时统计了某种动物部分组织细胞中的线粒体数量：肝细胞950个，肾皮质细胞400个，平滑肌细胞260个，心肌细胞12500个。材料二：鸟翼的肌原纤维、精子的尾部线粒体数目较多。材料三：线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中，但它在生活细胞中能自由地移动，往往在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中。例如在小鼠受精卵的分裂面附近比较集中。【解析】线粒体是细胞内提供能量的细胞器，因此在耗能多的细胞中分布就多，根据结构和功能相统一的观点，在细胞水平上也是这样的，在细胞内消耗能量多的部位线粒体分布就多。【答案】线粒体是细胞内提供能量的细胞器【绿色通道】生物体中结构与功能总是对应的，当一个细胞需能较多时，细胞中进行有氧呼吸的细胞器线粒体的数量必然较多，在同一个细胞中，需能较多的部位线粒体的数量比较集中，其他细胞亦然。【变式训练】人体心肌细胞与血管壁细胞相比何种细胞器含量较高？（ ）线粒体 内质网高尔基体 核糖体【答案】A【例题4】 一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质中，共穿越过的生物膜层数是（）A.5B.6C.7D.4【解析】细胞膜是单层生物膜，线粒体和叶绿体都是双层膜的细胞器，所以一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来进入一相邻细胞的叶绿体基质中，穿越过的生物膜是：线粒体膜（2层）、细胞膜（1层）、相邻细胞的细胞膜（1层）、叶绿体膜（2层），共6层。【答案】B【绿色通道】本题主要考查对细胞膜、线粒体、叶绿体的结构掌握情况，在学习这部分内容时，要注意对不同的细胞器进行分类对比，了解它们的结构和功能。【变式训练】研究发现，有一种药物可使细胞不能合成糖蛋白上的糖侧链，那么该种药物主要作用于那种细胞器（ ）。A.核糖体 B.内质网 C.高尔基体 D.细胞核答案：B【体验探究】材料一：科学家发现细胞中的膜结构之间有的是相通的，例如有些细胞中内质网膜可以与细胞膜相连。在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜与线粒体的外膜相连。在活的细胞中，膜的成分可以从内质网以“出芽”的形式转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜。材料二：科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾做过一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。【问题】1.细胞中的各种生物膜之间的联系对生物体有什么意义？2.展开想象，说说元素示踪法还可用于研究什么生命现象。【导思】从题目给出的情境看，生物体中的各种生物膜在功能上是相互联系的，而且生物膜的结构与分布都与他们的功能相适应。材料二进一步印证了这一点，同时也说明了分泌蛋白质的合成、加工和分泌过程，这是一个很重要的知识点。分泌蛋白质首先在附着与于内质网上的核糖体中合成，然后在有核糖体附着的内质网中进行运输，并运输到高尔基体进一步加工和转运并将分泌蛋白包裹在小泡中，小泡与细胞膜融合，由细胞的外排作用将分泌蛋白分泌到细胞外。整个过程中，线粒体提供能量。想一想，哪些细胞器与分泌蛋白合成和分泌有关？【探究】任何细胞器都有与其功能相适应的形态结构特点，而特定功能也要求有特定的结构与之相适应。细胞内的各种生物膜在结构及功能上的联系使各种生物膜相互配合，协同工作，从而使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。元素示踪法可以用来研究特定元素或化合物的反应轨迹。比如研究某种物质可不可以穿过细胞膜，两种细胞间通过何种物质进行信息交流等。