第二课时 细胞器系统内的分工合作知识诠释 思维发散一、细胞器之间的分工1.分离细胞器常用的方法是差速离心法。2.细胞器之间的分工双层膜线粒体细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”叶绿体植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”种类功能单层膜内质网细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的“车间”高尔基体 主要是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”液泡调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可使植物细胞变得坚挺溶酶体“消化车间”,内部含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬或杀死侵入细胞的病毒或病菌无膜核糖体合成蛋白质的场所,“生产蛋白质的机器”中心体与细胞的有丝分裂有关3.细胞质基质的主要成分有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。二、细胞器之间的协调配合1.有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到 细胞外起作用的,这类蛋白质叫做分泌蛋白,如 消化酶、抗体、一部分激素等。2.分泌蛋白的合成和运输 (1)分泌蛋白最初是在 内质网上的 核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质。(2)内质网可以“出芽”形成囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达 高尔基体并与其膜融合。 (3)高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。(4)在分泌蛋白的 合成、加工和 运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。1.生物膜系统的组成生物膜 系统2.生物膜系统的作用(1) 细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环三、细胞的生物膜系统境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。(2)细胞内广阔的膜面积为 多种酶提供了大量的附着位点。(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,保证了细胞生命活动 高效、有序地进行。核心突围 技能聚合一、细胞器之间的分工1.线粒体与叶绿体的辨别比较线粒体叶绿体形态短棒状、哑铃形等椭球形、球形结构成分内膜:有氧呼吸有关的酶基质类囊体薄膜基质增大膜面积方式内膜向内凹陷形成嵴囊状结构堆叠形成基粒能量转换 稳定化学能ATP光能ATP稳定化学能物质转换 有机物无机物无机物有机物共同点都具有双层膜都与能量转换有关,都能产生ATP都含有DNA,可以自主复制与表达,是细胞质遗传的物质基础思维误区规避能进行光合作用的细胞不一定含有叶绿体,如蓝藻;能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体,如蓝藻、硝化细菌等。2.细胞器的归类分布 原核细胞的细胞器核糖体植物细胞特有的细胞器叶绿体、大液泡动物和低等植物特有的细胞器 中心体动植物细胞共有的细胞器线粒体、高尔基体、内质网、核糖体和溶酶体结构不具膜结构的细胞器核糖体、中心体具单层膜的细胞器内质网、高尔基体、液泡、溶酶体具双层膜的细胞器线粒体、叶绿体光镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡膜面积最大的细胞器内质网 成分含DNA的细胞器线粒体、叶绿体含RNA的细胞器线粒体、叶绿体和核糖体含色素的细胞器叶绿体、液泡功能 能产生水的细胞器线粒体、核糖体、高尔基体、叶绿体等能产生ATP的细胞器线粒体、叶绿体能进行能量转换的细胞器线粒体、叶绿体与碳循环密切相关的细胞器线粒体、叶绿体能复制的细胞器线粒体、叶绿体、中心体功能 能合成糖类、脂质和蛋白质等有机物的细胞器叶绿体(糖类)、高尔基体(糖类)、内质网(脂质等)、核糖体(蛋白质)动植物细胞中均有,但功能不同的细胞器高尔基体能发生碱基互补配对的细胞器 线粒体、叶绿体和核糖体与分泌蛋白的合成与分泌有关的细胞器核糖体、内质网、高尔基体、线粒体与主动运输有关的细胞器核糖体(载体蛋白)、线粒体(能量)规律精讲精析细胞器与细胞功能的关系1.不同的细胞中线粒体的数量不同,在生命活动旺盛的细胞中,线粒体的数量多。如人的心肌细胞、肾小管管壁细胞等含线粒体较多。2.具分泌功能的细胞中高尔基体的数量较多。3.原核细胞无叶绿体和线粒体,但有些原核生物仍能进行光合作用和有氧呼吸。4.高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关;而在动物细胞中则与细胞分泌物的形成有关。5.叶绿体是植物细胞所特有的细胞器,但并不是所有的植物细胞都有叶绿体。如植物不见光部位的细胞、木质部等处的细胞没有叶绿体。含有叶绿体的细胞通常为幼嫩的皮层细胞、叶肉细胞等。3.原核细胞、真核细胞及动植物细胞的辨别典例1 (2011年江苏高考)关于人体细胞结构和功能的叙述,正确的是 ( )A.在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息B.核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所C.线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜D.高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关【思路剖析】能传递和表达遗传信息的是遗传物质,而细胞核内的遗传物质是DNA而不是RNA,故A项错误;核糖体是蛋白质合成的场所,但蛋白质加工的场所为内质网和高尔基体,故B项错误;因线粒体内膜上分布有氧呼吸第三阶段的酶,故其蛋白质含量高于外膜,故C项正确;中心体与有丝分裂中纺锤体的形成有关,故D项错误。【答案】C典例2 (2011年福建理综)下列关于人体细胞代谢场所的叙述,正确的是 ( )A.乳酸产生的场所是线粒体B.雌性激素合成的场所是核糖体C.血红蛋白合成的场所是高尔基体D.胰岛素基因转录的场所是细胞核【思路剖析】本题考查一些化合物的本质及细胞的结构与功能,意在考查考生识记、理解能力。解答本题的关键是正确区分不同物质的化学本质和不同生理过程的场所。A项,人体细胞无氧呼吸产生乳酸的场所是在细胞质基质;B项,雌性激素属于脂质,而脂质的合成场所是内质网;C项,血红蛋白的合成场所应是核糖体;D项,胰岛素基因存在于细胞核中,其复制与转录过程都是在细胞核中完成的。【答案】D1.分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程二、细胞器之间的协调配2.从分泌蛋白的合成到运输的分析(1)从分泌蛋白合成到分泌至细胞外的途径为:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。(2)与分泌蛋白的合成和分泌有关的结构为:细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体。(3)与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器为:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(4)与分泌蛋白的合成和分泌有关的具膜细胞器为:内质网、高尔基体、线粒体。3.在细胞内,囊泡像深海中的潜艇,高尔基体起交通枢纽的作用。4.直接相连的膜结构(如内质网膜和核膜、内质网膜和细胞膜)之间可直接进行膜的转移,间接相连的膜结构(内质网膜与高尔基体膜、高尔基体膜与细胞膜)之间可通过“出芽”形成囊泡(具膜小泡)间接进行转移,膜的转移过程中伴随着膜成分的更新。A.植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新典例3 (2011年四川理综)下列有关生物膜结构和功能的描述,不正确的是 ( )【思路剖析】植物原生质体的融合首先是细胞膜的融合,依赖细胞膜的流动性完成。固醇类激素属于脂质,而内质网是脂质的合成车间,故合成固醇类激素的分泌细胞内质网发达。分泌蛋白的合成是在核糖体上完成的,但需内质网的初步加工和高尔基体的进一步加工才能成熟。内质网可通过出芽形成具膜小泡转移到高尔基体,高尔基体也可通过出芽形成具膜小泡转移到细胞膜,故生物膜之间可通过具膜小泡实现膜成分的更新。【答案】B典例4 下列有关原核细胞与真核细胞合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程中的叙述,正确的是( )A.都可以由染色体上的基因控制合成 B.都是在内质网上的核糖体合成C.都是通过主动运输的方式把分泌蛋白排出细胞外 D.整个过程都是穿过了0层膜 【思路剖析】原核生物分泌蛋白是由拟核中的DNA控制合成的,其内没有内质网,只有核糖体,因而是在游离的核糖体上合成的,故A、B项错误;分泌蛋白是通过胞吐的方式排出细胞外的,故C项错误;胞吐是依靠膜的流动性,在整个过程中共穿过0层膜,故D项正确。【答案】D1.各种生物膜之间的联系(1)在化学组成上的联系相似性: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。差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同的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就越多。三、细胞的生物膜系统各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。在结构上具有一定的连续性(2)在结构上的联系(3)在功能上的联系在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中,生物膜系统各部分之间协调配合,如下图所示:思维误区规避生物膜的组成成分和结构是很相似(而不是完全相同)的;生物膜是对细胞内(而不是生物体内)所有膜结构的统称。2.研究生物膜的重要意义(1)理论上,有助于阐明细胞的生命活动规律。(2)实践中,进行海水淡化处理,污水过滤、分离;研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理,改善农作物的品质;人工膜材料替代病变器官行使正常生理功能。典例5 (2012年广东东莞五校联考)下图为细胞的生物膜系统的概念图,相关叙述错误的是 ( )A.图中a、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器B.图中m是指叶绿体的类囊体膜C.图中p是指线粒体的内膜D.图中的f和h分别是指内质网和高尔基体【思路剖析】本题考查细胞生物膜系统的组成及其上发生的生理过程,意在考查考生的识图分析能力。解答本题的关键是确定a、b、c分别代表生物膜系统的哪部分,m和p上发生的变化分别属于哪项生理过程。图示可见a、b、c依次为核膜、细胞器膜和细胞膜;m上发生的变化是光合作用的光反应,故d为叶绿体膜,其中的m为叶绿体的类囊体膜;有氧呼吸的第三阶段产生ATP的部位是在线粒体内膜上进行的,故e为线粒体,p是线粒体的内膜;性激素的本质是脂质中的固醇,而脂质的合成“车间”是内质网。【答案】A典例6 (2012年深圳实验中学段考)生物膜是生物学研究的一个重要领域。下面对此叙述合理的是 ( )A.生物膜是生物体内所有膜结构的统称B.细胞的各种生物膜功能的差异是磷脂分子种类不同造成的C.生物膜在结构和功能上是分工合作、紧密联系的D.液泡膜不是选择透过性膜【思路剖析】本题考查对细胞生物膜系统中生物膜的理解,意在考查考生的分析理解能力。解答本题的关键是正确理解生物膜系统的概念,各种不同生物膜的成分、结构与功能不完全相同,最主要取决于细胞膜中蛋白质的种类和数量的不同。A项错误:生物膜不是生物体内而是细胞内所有膜结构的统称,如口腔黏膜等不属于生物膜。B项错误:不同生物膜的磷脂分子是相同的,不同的是蛋白质的种类和功能。C项正确:如分泌蛋白的合成和分泌过程体现了内质网膜、高尔基体膜和细胞膜等生物膜在结构和功能上是分工合作、紧密联系的。D项错误:液泡膜也属于生物膜,具有选择透过性。【答案】C 1.原理解读(1)叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。(2)线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,线粒体的形态多样,有短棒状、圆球状、线形和哑铃形等。健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。通过染色,可以在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体形态和分布。四、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体2.材料选取:观察叶绿体时,常选用藓类叶片,这是因为藓类叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞。若选用菜叶作材料,撕取少许叶肉的下表皮,因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织,细胞排列疏松,细胞分散,易撕取,便于观察。不选取植物叶肉细胞观察线粒体是因为植物细胞线粒体相对较少,同时叶绿体呈现出的绿色与健那绿将线粒体染成的蓝绿色相近,易掩盖和影响对线粒体的观察。3.染色处理:观察叶绿体时,由于叶绿体本身含有色素,呈绿色,所以不需要染色。观察线粒体时,用健那绿染液染色,健那绿