高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作第1课时学案

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3.2 细胞器之间的分工合作（1） 1.举例说明细胞器通常通过差速离心法进行分离。2.举例说出几种主要细胞器的结构和主要功能，说明细胞器结构和功能的相关性。 3.制作临时装片，用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动。知识点01 用差速离心法分离细胞器 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。【知识拓展】用差速离心法分离细胞器的方法：将细胞的细胞膜破坏，形成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，逐渐提高离心速率分离细胞核和大小不同的细胞器。首先分离出来的是较大的颗粒，较小的颗粒最后分离出来。高等植物差速离心分离细胞器的过程如下图所示：知识点02  细胞器之间的分工 图例细胞器的名称结构特点主要功能分布1.线粒体双层膜，内膜向内折叠。有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。进行有氧呼吸的真核细胞。2.叶绿体双层膜，有囊状结构堆叠形成的基粒。光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。绿色植物进行光合作用的细胞。　　3.内质网由单层膜围成的内腔相通的膜性管道系统。 蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。各种真核细胞。4.高尔基体由单层膜构成的扁平囊叠加在一起组成。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”。各种真核细胞。5.液泡单层膜，内有细胞液。调节细胞内的环境。主要存在于植物细胞。6.溶酶体单层膜包被的囊状结构。细胞的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，呑噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。主要分布在动物细胞。7.核糖体没有膜包被，附着于内质网或游离于细胞质基质“生产蛋白质的机器”。原核细胞和真核细胞。8.中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。与细胞的有丝分裂有关。动物与低等植物细胞。【特别提醒】①细胞器分布在细胞质其质中，与细胞质基质共构成了细胞质。②原核细胞只有核糖体一种细胞器。③叶绿体只分布在绿色植物进行光合作用的部位，如根不进行光合作用，则没有叶绿体。④线粒体不是存在于所有真核细胞中，如哺乳动物成熟的红细胞、某些营厌氧生活生物的细胞没有线粒体。⑤细胞中的内质网分粗面内质网和光面内质网，核糖体有的附于粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中。⑥细胞器并非漂浮于细胞质中，而是由细胞骨架支持。⑦细胞骨架不是细胞器，是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持看细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动有关。 知识点03  用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.原理：①叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，可以在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布。②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。2.材料：藓类叶（或菠菜叶、番薯叶等），新鲜的黑藻。3.方法步骤：①制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布：用镊子取一片藓类的小叶（或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）→盛有清水的培养皿→制作装片（保持有水状态）→ 低倍镜观察→高倍镜观察。②把黑藻放在光照、 室温条件下培养→用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶→制作装片（保持有水状态）→ 低倍镜观察→高倍镜观察。 考法01  差速离心法分离细胞器 1.差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，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，改用较高的离心速度离心上清液，将较小的颗粒沉降，2.在差速离心动物细胞结构沉降的顺序依次为：细胞核、线粒体、溶酶体、内质网与高尔基体、最后为核糖体。【典例1】将细胞膜破坏后形成匀浆，将匀浆放人离心管中，用高速离心机进行差速离心，分离细胞核与线粒体的正确方法应是（    ）A．首先是高速离心，分离出细胞核，然后是低速离心，分离出线粒体B．首先是低速离心，分离出细胞核，然后是高速离心，分离出线粒体C．首先是高速离心，分离出线粒体，然后是低速离心，分离出细胞核D．离心速度不变，线粒体在沉淀物中，细胞核在上清液中【答案】B【解析】差速离心法主要根据颗粒大小和密度的不同存在的沉降速度差别，分级增加离心速度，从试样中依次分离出不同组分的方法。细胞结构越小，离心时需要的速度越高，由于细胞核的体积和质量远大于线粒体，故需先低速离心分离出细胞核，再高速离心分离出线粒体，B正确。 考法02  细胞器的分类1.细胞器按膜的层数分为双层膜、单层膜和无膜的细胞器。双层膜细胞器线粒体、叶绿体单层膜细胞器内质网、高尔基体、溶酶体、液泡无膜结构细胞器核糖体、中心体2.细胞器按核酸种类和色素划分为含DNA的细胞器、含RNA的细胞器、含有色素的细胞器及不含核酸和色素的细胞器。含DNA的细胞器线粒体、含RNA的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体内质网、高尔基体、溶酶体、含有色素的细胞器叶绿体、液泡不含核酸和色素的细胞器内质网、高尔基体、溶酶体、中心体3.细胞器按功能特点划分一般可以划分为合成有机物的细胞器、与能量转换关系密切的细胞器、产生水的细胞器。合成有机物的细胞器叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体与能量转换关系密切的细胞器叶绿体、线粒体产生水的细胞器叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体 【典例2】从某种动物的胰腺细胞中分离出X、Y、Z三种细胞器，测定它们有机物的含量如下表所示。下列说法错误的是(　　) 蛋白质(%)脂质(%)核酸(%)X61039Y6720微量Z59410A.细胞器X是蛋白质合成的场所B.细胞器Z可能与蛋白质的分泌有关C.细胞器Y具有双层膜结构D.这三种细胞器均可用光学显微镜观察到【答案】D【解析】细胞器X含有蛋白质和核酸，不含有脂质，说明该细胞器不具有膜结构，应该是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所，A项正确；细胞器Z由脂质，具有膜结构，但不含核酸，可能是内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等，其中内质网和高尔基体与蛋白质的分泌有关，B项正确；细胞器Y由脂质，具有膜结构，含核酸微量，可能是线粒体，具有双层膜结构，C项正确；用光学显微镜可观察到线粒体，核糖体、内质网、高尔基体等用光学显微镜观察不到，D项错误。 考法03  细胞器之间的分工1.线粒体是有氧呼吸的主要场所。2.叶绿体是光合作用的场所。3.内质网对核糖体合成的多肽链进行加工。4.高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。5.核糖体是生产蛋白质的机器。6.溶酶体是细胞的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，呑噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。7.液泡可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。8.中心体存在于动物与低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。【典例3】下列有关细胞器功能的叙述正确的是（   ）A.低等植物细胞的有丝分裂与中心体有关B.高尔基体是肽链合成和加工的场所C.叶绿体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2OD.溶酶体能够合成和分泌多种水解酶【答案】A【解析】中心体与有丝分裂中纺锤体形成有关，A正确；肽链的合成场所是核糖体，B错误；叶绿体不能将葡萄糖氧化分解，C错误；水解酶合成场所是核糖体，D错误。 考法04  用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动 1.细胞质基质中的叶绿体一方面会随细胞质流动方式运动；但最主要的是叶绿体根据光线的强弱进行主动运动，黑暗中，叶绿体在细胞中无序排列；若光照时，叶绿体以较大的面向着光以更有效地吸收光能；光线太强时，叶绿体以较小的面向着光以避免受伤害。2.叶绿体的形态和分布纪要有利于接受光照，完成光合作用；又要避免光线伤害，保护自己。如叶绿体在不同光照条件下会改变方向，再如叶子上面的叶肉细胞中的叶绿体比下面的多，这可以接受更多的光照。3.随着细胞质的不断旋转流动,叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种没等物质遍布整个的细胞,有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。【典例4】右图为黑藻的细胞质环流示意图，视野中的叶绿体位于液泡的右方，细胞质环流的方向为逆时针。则实际上，黑藻细胞中叶绿体的位置和细胞环流的方向分别为（　　）A.叶绿体位于液泡的右方，细胞质环流的方向为顺时针B.叶绿体位于液泡的左方，细胞质环流的方向为逆时针C.叶绿体位于液泡的右方，细胞质环流的方向为逆时针D.叶绿体位于液泡的左方，细胞质环流的方向为顺时针【答案】B【解析】显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像．视野中叶绿体位于液泡的右方，而实际上，黑藻细胞中叶绿体位于液泡的左方；但细胞质的环流方向和实际细胞质的环流方向一致，视野中细胞质的环流方向为逆时针，则实际上，黑藻细胞中细胞质环流方向也是逆时针。 题组A  基础过关练1.下列各组细胞结构与其生理功能的对应关系，错误的是（　　）A．核糖体——合成蛋白质B．线粒体——有氧呼吸的主要场所C．中心体——有丝分裂D．高尔基体——蛋白质的合成与加工2.粉红色康乃馨是不朽的母爱的象征。决定康乃馨叶片呈绿色，花呈粉红色的物质分别分布在(　　)A.叶绿体和溶酶体       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3.下列关于细胞中细胞器的叙述,错误的是(　　)A.大肠杆菌无线粒体,有核糖体B.水稻叶肉细胞有叶绿体,也有液泡C.酵母菌有线粒体,也有叶绿体D.小鼠肝细胞有线粒体,也有内质网4.下列是对四种细胞器结构特征的部分描述，属于细胞显微结构的是(　　)A.叶绿体的椭圆形结构B.线粒体的双层膜结构C.两个中心粒的相互垂直D.高尔基体的单层膜结构5．细胞具有各种各样不同的形状，与其细胞质中的细胞骨架密切相关。下列关于细胞骨架的叙述中，错误的是（    ）A．细胞骨架由纤维素构成B．细胞骨架参与胞内物质运输C．细胞骨架可以维持细胞的正常形态D．细胞骨架与细胞变形运动息息相关6.用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是(　　)A.叶绿体在细胞内是固定不动的B.叶绿体在细胞内是均匀分布的C.观察叶绿体的分布时不需染色D.叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体 题组B  能力提升练7．下表列举了4种生物细胞是否具有某些结构，其中正确的是(　　)选项细胞细胞壁叶绿体中心体成形的细胞核A酵母菌细胞无无有无B蓝藻细胞有有有无C人口腔上皮细胞无无有有D洋葱根尖分生区细胞有有无有8．关于细胞器的界定，目前生物学家有不同的观点。其中有一种观点认为，细胞器是细胞内以膜与细胞质隔离的相对独立结构。如果按照这种界定，下列能称为细胞器的是（    ）A．核糖体 B．中心体 C．细胞骨架 D．高尔基体9.下列有关细胞器的叙述，正确的是(　　)A.蛋白质和磷脂分子都是各种细胞器的物质和结构基础B.细胞的结构、功能差异决定细胞器的种类、数量差异C.具膜细胞器的形成，有利于细胞代谢高效有序地进行D.核糖体、中心体、高尔基体都参与洋葱根尖细胞分裂10.下列关于细胞器的结构与功能，说法正确的是(　　)A.叶绿素只存在于叶绿体中，与光合作用有关B.具有双层膜的细胞器有叶绿体、线粒体和高尔基体C.正常情况下，溶酶体中的水解酶需释放出来才能发挥作用D.液泡内含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质11.下图细胞内细胞器的亚显微结构图，请回答：（1）在组成上不含磷脂的细胞器是[   ]           ，功能是               。（2）具有双层膜的细胞器是[   ]        和[   ]        ，功能分别是                      。（3）具有合成和加工有机物的功能，但不含核酸的细胞器有[     ]                。（4）观察细胞质流动应以图中[  ]      的运动作为标志，细胞质流动对于活细胞完成生命活动的意义是                                         。加速细胞质流动的方法有                                       。12.用显微镜观察叶绿体和细胞质流动，请回答：（1）为什么选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根作为材料观察细胞质流动？__________________________________________________________________。（2）如果先用高倍镜观察，可能会出现什么情况？_________________________________________________________________。（3）叶绿体的形态和分布随           的强度和方向的改变而改变。 题组C  培优拔尖练13.（2020·浙江1月选考改编）研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液依次离心将不同的结构分开，其过程和结果如图所示，表示沉淀物，表示上清液。据此分析，下列叙述正确的是（   ）A.P2和P3都具有双层膜都是养料制造车间B.DNA仅存在于P1、P2和P3中C.P2、P3、P4和S3均能合成相应的蛋白质D.S1、S2、S3和P4中均有膜结构的细胞器14.（2020·浙江7月选考）溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（    ）A.高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体B.中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解C.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡D.大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变15．（2020·江苏卷）下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是（    ）A.根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C.人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关16.（2020·全国Ⅱ卷节选）为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。