細胞器之間的分工合作市賽一等獎

第2節(jié)細胞器之間的分工合作核膜核孔細胞核核仁染色質(zhì)線粒體液泡葉綠體核糖體細胞質(zhì)細胞膜細胞壁高爾基體光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)長沙市雷鋒學(xué)校高一生物備課組教學(xué)目標核心素養(yǎng)1.舉例說出幾種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能；通過分泌蛋白的合成和分泌理解各種細胞器之間的分工和合作。2.簡述生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能3.制作臨時裝片，使用高倍鏡觀察線粒體和葉綠體。生命觀念：舉例說明幾種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能?？茖W(xué)思維：了解分離細胞器的科學(xué)方法，了解動植物細胞的區(qū)別?？茖W(xué)探索：利用插圖模型，形象的理解細胞器的結(jié)構(gòu)。社會責(zé)任：細胞是一個基本的生命系統(tǒng)，其生命活動是通過各組成成分的協(xié)調(diào)配合完成的。我國C919飛機的研制成功，需要若干部門分工合作，如整體研發(fā)、特種材料等等。問題探討（1）如果缺少其中的某個部門，C919飛機還能制造成功嗎？（2）細胞中是否也具有多種不同的“部門”，這些“部門”也存在類似的分工與合作嗎？拓展：顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡1200倍以下細胞的顯微結(jié)構(gòu)（光鏡下）光學(xué)顯微鏡的分辨率不超過200nm,放大倍數(shù)一般不超過1200倍。用光學(xué)顯微鏡觀察到的細胞構(gòu)造,稱為細胞的顯微結(jié)構(gòu)。如細胞壁、細胞核、葉綠體、液泡等。染上顏色才可看到線粒體。細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖（電鏡下），可以放大幾萬倍至幾千萬倍。在電子顯微鏡下可以觀察到細胞的各種更微小的結(jié)構(gòu)，稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。如細胞膜結(jié)構(gòu)、細胞器的結(jié)構(gòu)、核膜、核仁、染色質(zhì)等。植物細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)細胞器位于何處？細胞器分布在溶膠狀的細胞質(zhì)基質(zhì)中。（光學(xué)顯微鏡）液泡線粒體葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞核核糖體高爾基體植物細胞結(jié)構(gòu)電子顯微鏡）細胞質(zhì)基質(zhì)成分:功能:是活細胞進行新陳代謝的主要場所為新陳代謝提供所需的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件,如ATP、原料、酶等。細胞器水、無機離子、脂類、糖類、氨基酸、核苷酸等,還有很多種酶線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體高爾基體液泡、溶酶體等葉綠體中心體觀察研究細胞器，首先要將它們分離開來。細胞質(zhì)基質(zhì)細胞器功能分離細胞器的方法——差速離心法破壞細胞膜（形成由各種細胞器和細胞中其他物質(zhì)組成的勻漿）將勻漿放入離心管采取逐漸提高離心速率分離大小不同的細胞器獲得不同大小顆粒的細胞器一、細胞器之間的分工1線粒體外膜內(nèi)膜基質(zhì)DNA嵴。。。雙層膜含有少量DNA、RNA——半自主性細胞器細胞進行有氧呼吸的主要場所。細胞的“動力車間”。含有少量DNA、RNA——半自主性細胞器2葉綠體DNA類囊體外膜內(nèi)膜基?；|(zhì)類囊體薄膜類囊體內(nèi)腔類囊體薄板雙層膜葉綠體是植物進行光合作用的場所，是植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。注意：并不是所有植物細胞都有葉綠體，如植物的根尖細胞葉綠體與線粒體的比較比較葉綠體線粒體不同點分布綠色植物葉肉細胞(主要)動植物細胞增大膜面積的方式由類囊體薄膜堆疊成基粒內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴酶與光合作用有關(guān)，分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中與有氧呼吸有關(guān)，分布在線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜中色素葉綠素，類胡蘿卜素，分布在類囊體薄膜上無功能光合作用的場所細胞有氧呼吸的主要場所分布便于接受光照的細胞中數(shù)量較多代謝旺盛的細胞中數(shù)量較多共同點①具有雙層膜結(jié)構(gòu);②有能量轉(zhuǎn)換功能;③都含磷脂、蛋白質(zhì)和少量的DNA和RNA等,能夠轉(zhuǎn)錄、翻譯形成自身的部分蛋白質(zhì)及半自主復(fù)制;④共同參與了自然界的碳循環(huán)3核糖體由rRNA（核糖體RNA和蛋白質(zhì)組成，每個核糖體均由兩個大小亞基組成大亞基小亞基存在形式①游離在細胞質(zhì)基質(zhì)②附于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成胞內(nèi)蛋白合成分泌蛋白蛋白質(zhì)合成場所，是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（無膜）4內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)連接形成一個連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要進行蛋白質(zhì)的合成與加工。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要進行脂質(zhì)合成。種類粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道。（單層膜）主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝的“車間”和“發(fā)送站”。5高爾基體在植物細胞中主要與細胞壁的形成有關(guān)；在動物細胞中，與分泌物的形成有關(guān)；與細胞內(nèi)溶酶體的形成有關(guān)。（單層膜）6溶酶體膜酶載體蛋白溶酶體內(nèi)的水解酶是在核糖體上合成，經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工后，被運進溶酶體的。溶酶體主要分布在動物細胞中，是細胞的“消化車間”，內(nèi)部含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌。（單層膜）溶酶體作用過程7液泡細胞液液泡主要存在于植物細胞中，內(nèi)有細胞液，含有機酸、生物堿、糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等，可以調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺。（單層膜）8中心體微管三聯(lián)體微管中心粒中心體中心體分布在動物與低等植物細胞中，由兩個互相垂直排列的中心粒（微管蛋白）及周圍物質(zhì)組成，與細胞的有絲分裂有關(guān)。（無膜）1無膜：2雙層膜：3單層膜：4含色素：:6植物特有：7動物和低等植物特有：8與能量有關(guān)的：細胞器小結(jié)：核糖體中心體線粒體葉綠體高爾基體溶酶體液泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉綠體液泡線粒體葉綠體葉綠體液泡中心體線粒體葉綠體拓展：細胞器的五個常見思維誤區(qū)誤區(qū)1：沒有葉綠體和大液泡的細胞是動物細胞。誤區(qū)2：具有細胞壁的細胞一定是植物細胞。

誤區(qū)3：沒有葉綠體的細胞就不能進行光合作用。誤區(qū)4：沒有葉綠體或光合色素就不能將無機物合成有機物。誤區(qū)5：沒有線粒體不能進行有氧呼吸。

反例：根尖分生區(qū)細胞。反例：真菌、細菌等都有細胞壁。反例：藍細菌。反例：硝化細菌。反例：大多數(shù)原核生物是需氧型的。細胞骨架細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持著細胞的形態(tài)，錨定并支撐著許多細胞器，與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關(guān)。1下列對應(yīng)關(guān)系錯誤的是A．線粒體——有氧呼吸的主要場所，“動力工廠”B．溶酶體——“消化車間”，含多種水解酶C．核糖體——加工蛋白質(zhì)及脂質(zhì)的“車間”D．中心體——與動物細胞有絲分裂有關(guān)C2下列關(guān)于細胞的結(jié)構(gòu)與功能的說法，正確的是A．含有DNA的細胞器有細胞核和線粒體 B．所有細胞的能量代謝都離不開線粒體和葉綠體C．根尖細胞中具有雙層膜的細胞器是線粒體和葉綠體D．有葉綠體的細胞一定也有線粒體D找出圖中的錯誤并改正：核仁高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)找出圖中的錯誤并改正：葉綠體高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、實驗探究高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動1實驗原理1葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，不需染色，制片后直接觀察。2活細胞中的細胞質(zhì)處于不斷流動的狀態(tài)。觀察時可用細胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的運動作為標志。2實驗材料及器具葉綠體：蘚類的葉片（或菠菜、番薯葉等）、新鮮的黑藻顯微鏡、載玻片、蓋玻片、滴管、鑷子、刀片、培養(yǎng)皿、臺燈、鉛筆3實驗過程（1）制作臨時裝片①用鑷子取一片蘚類的小葉或者取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮放入盛有清水的培養(yǎng)皿中。②往載玻片中央滴一滴清水，用鑷子夾住所取的葉放入水滴中，蓋上蓋玻片。注意:實驗過程中細胞是活的，臨時裝片中的葉片不能放干了，要隨時保持有水狀態(tài)，以免影響細胞的活性。（2）觀察葉綠體先低倍后高倍（3）觀察細胞質(zhì)的流動4實驗結(jié)論1葉綠體呈綠色、扁平的橢球或球形，隨細胞質(zhì)流動，自身也可轉(zhuǎn)動。2每個細胞中細胞質(zhì)流動的方向一致，其流動方式為環(huán)流式。5注意事項實驗觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動選材蘚類葉片菠菜稍帶葉肉的下表皮黑藻葉片原因葉片很薄，僅有一兩層葉肉細胞，可以取整個小葉直接制片①細胞排列疏松，易撕?、诤~綠體數(shù)目少，且個體大黑藻的葉子薄而小，葉綠體清楚，可取整個小葉直接制片帶葉肉是因為表皮細胞不含葉綠體。用高倍顯微鏡可觀察到葉綠體形態(tài)和分布,但不能觀察到葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)。3春天，用顯微鏡觀察植物地下根毛細胞，下列結(jié)構(gòu)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)C三、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合——如分泌蛋白的合成與運輸研究方法：同位素標記法在同一元素中，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子為同位素，如16O與18O，14C與12C。同位素的物理性質(zhì)可能有差異，但組成的化合物化學(xué)性質(zhì)相同。用物理性質(zhì)特殊的同位素來標記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向，就是同位素標記法。用位素標記可用于示蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清楚化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。生物學(xué)研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性，是穩(wěn)定同位素，如15N、18O等?？茖W(xué)家用３Ｈ標記亮氨酸供給豚鼠的胰腺細胞以合成蛋白質(zhì)3分鐘后標記的氨基酸出現(xiàn)在附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。17分鐘后，標記的氨基酸出現(xiàn)在高爾基體中。117分鐘后，標記的氨基酸出現(xiàn)在細胞膜內(nèi)側(cè)運輸?shù)鞍踪|(zhì)的囊泡及細胞外的分泌物中。修飾加工、分類、包裝蛋白質(zhì)分泌蛋白合成及運輸過程核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜合成多肽鏈加工、折疊形成具空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分泌至細胞外囊泡囊泡細胞器之間的協(xié)調(diào)配合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細胞膜可以相互轉(zhuǎn)化4如圖表示分泌蛋白的合成、加工和運輸過程，①②③表示細胞器，a、b、c表示某些過程。下列說法中錯誤的是A．①②③分別是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體B．該過程可以說明細胞器的結(jié)構(gòu)和功能之間具有密切的聯(lián)系C．a(chǎn)表示脫水縮合過程，b、c表示蛋白質(zhì)的加工及運輸過程D．圖解中的過程在原核細胞中也可以進行D5牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物質(zhì)，在奶牛的乳腺細胞中，與上述物質(zhì)的合成和分泌有密切關(guān)系的細胞結(jié)構(gòu)是A．核糖體、線粒體、中心體、染色體B．線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核膜C．核糖體、線粒體、質(zhì)體、高爾基體 D．核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體D四、生物膜系統(tǒng)核膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜細胞膜細胞器膜和細胞膜、核膜等，共同構(gòu)成細胞的生物膜系統(tǒng)。生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)很相似細胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜核膜高爾基體膜通過囊泡相連相連通過囊泡結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，體現(xiàn)了細胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)與配合。注意：生物膜系統(tǒng)是真核生物獨有的，原核生物中只有細胞膜這一種生物膜，不存在生物膜系統(tǒng)。生物膜系統(tǒng)的功能（1）使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。（2）許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了附著位點。（3）將細胞分成一個個小區(qū)室，使得細胞內(nèi)能同時進行多種化學(xué)反應(yīng)，而互不干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。研究生物膜的意義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，借助于膜的選擇透過性功能，設(shè)計出具有這一功能的膜結(jié)構(gòu)，可以對各種水進行過濾、分離，從而對水質(zhì)進行純化處理。2在農(nóng)業(yè)方面：通過生物膜的改變來尋找改善農(nóng)作物品質(zhì)的途徑，例如：生物膜上的蛋白質(zhì)如果都能轉(zhuǎn)變成抗凍蛋白質(zhì)，就有望培育出抗寒新品種。3醫(yī)學(xué)方面：用人工合成的膜材料來代替人體病變器官，從而達到