2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第3章第2节 第1课时细胞器之间的分工（教师备课专用）

2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第3章第2节 第1课时细胞器之间的分工（教师备课专用）

www.ks5u.com 第2节　细胞器之间的分工合作 第1课时　细胞器之间的分工 课标要求 核心素养 ‎1.举例说出几种细胞器的结构和功能。‎ ‎2.制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。‎ ‎1.生命观念——结构与功能观：各种细胞器的结构与功能的关系。‎ ‎2.科学思维——归纳与概括：对比分析各种细胞器的结构、功能、分布。‎ ‎3.科学探究——制作临时装片，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。‎ 知识导图 新知预习·双基夯实 一、细胞器之间的分工 ‎1．细胞质的组成 ‎(1)组成：主要包括__细胞器__和__细胞质基质__。‎ ‎(2)细胞质基质存在状态：__胶质__状态。‎ ‎2．细胞器的分离方法：__差速离心__法。‎ ‎3．几种重要细胞器的分工 图示 名称 功能 分布 ‎__线粒体__‎ 细胞进行__有氧呼吸__的主要场所 动植物细胞 ‎__叶绿体__‎ 植物细胞进行__光合作用__的结构 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎细胞 ‎__内质网__‎ 细胞内__蛋白质__等大分子物质的合成，加工场所和运输通道 动植物细胞中 ‎__高尔基体__‎ 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”__‎ 动植物细胞中 ‎4.其他细胞器的分工 核糖体 ‎“生产__蛋白质__的机器”，有的附于粗面内质网上，有的游离在__细胞质基质__中，原、真核细胞中分布 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，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，主要分布在动物细胞中 液泡 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，主要存在于植物细胞中 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，分布于__动物__和某些__低等植物__的细胞中 ‎5.细胞骨架 ‎(1)成分：__蛋白质纤维__。‎ ‎(2)形态：网架结构。‎ ‎(3)作用：①维持__细胞形态__，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞__运动、分裂、分化__以及物质运输、能量转换、__信息传递__等生命活动密切相关。‎ 二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 观察对象 叶绿体 细胞质的流动 选取材料 新鲜的__藓类__的叶 新鲜的__黑藻__‎ 染色 不需染色 不需染色 显微镜 高倍显微镜 ‎__高倍显微镜__‎ 现象 扁平的椭球形、球形 细胞质按逆时针方向流动 ‎┃┃活学巧练__■‎ ‎(1)细胞质基质中的液体称为细胞液。(×)‎ ‎(2)线粒体和叶绿体都可进行能量转换。(√)‎ ‎(3)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器。(×)‎ ‎(4)胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中内质网上核糖体的数量相同。(×)‎ ‎(5)叶绿体中有色素，用显微镜观察时不需要染色。(√)‎ ‎(6)秋天枫叶变成红色，主要是由液泡中的色素引起的。(√)‎ ‎(7)细胞骨架的本质就是蛋白质纤维。 (√)‎ 思考：‎ ‎1．飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人的多，探讨其原因是什么。‎ 提示：‎ 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所需要的能量。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以及运动员的肌细胞中线粒体多。‎ ‎2．在高倍镜下能否观察到叶绿体的基粒？‎ 提示：不能，基粒的结构太小，要借助电子显微镜才能观察到。‎ ‎3．观察时发现叶绿体多分布于植物细胞边缘，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？‎ 提示：叶绿体主要分布在细胞的四周，光线较弱时以面积较大的正面对准光源，光线较强时以面积较小的侧面对准光源或相互聚集成团，这样既能保证光合作用的需要，又可避免被强光所灼伤。‎ 学霸记忆·素养积累 重点呈现 ‎1．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。‎ ‎2．内质网是细胞内蛋白质的加工以及脂质合成的“车间”。‎ ‎3．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。‎ ‎4．核糖体是蛋白质的合成场所，中心体与动物和某些低等植物细胞有丝分裂有关。‎ ‎5．溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒。‎ 课内探究·名师点睛 知识点 细胞器之间的分工 ‎1．叶绿体与线粒体 项目 叶绿体 线粒体 不同点 结构 分布 主要存在于绿色植物的叶肉细胞内 普遍存在于动植物细胞内 内膜 没有折叠，选择性很强 内膜向内腔折叠形成嵴，增大了膜面积 酶 与光合作用有关，分布在基粒上和基质中 与有氧呼吸有关，分布在基质中和嵴上 色素 叶绿素、类胡萝卜素，分布在基粒上 ‎—‎ 功能 光合作用的场所 有氧呼吸的主要场所 共同点 ‎①均具有双层膜结构；②均具有能量转换功能；③‎ 都含磷脂、蛋白质、少量的DNA和RNA等，能合成自身的部分蛋白质，能自主复制，具有一定的独立性。这是细胞质遗传的基础 拓展 ‎(1)在线粒体和叶绿体中都有少量的DNA和RNA，且均含有核糖体，故在其内部可控制合成部分蛋白质，具有一定的独立性，因此又称为半自主性细胞器。‎ ‎(2)叶绿体和线粒体的分布：对于植物叶片，上表皮叶绿体分布较多，便于吸收光能进行光合作用。线粒体在细胞中的分布是不均匀的，代谢旺盛的部位线粒体较多。‎ ‎2．其他几种细胞器 内质网 核糖体 高尔基体 中心体 溶酶体 拓展 细胞器的分离 ‎(1)方法：差速离心法。‎ ‎(2)原理：利用不同的离心速度，将各种细胞器分离开。‎ ‎(3)过程：①将细胞膜破坏，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。②将匀浆放入离心管中，用离心机在不同的转速下进行离心。③分离得到各种细胞器。‎ ‎3．细胞骨架 组成：由蛋白质纤维组成的网架结构。‎ 功能：维持细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，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密切相关。‎ ‎4．动植物细胞的比较 项目 动物细胞 植物细胞 不同点 没有细胞壁，没有叶绿体，有中心体，某些低等动物有液泡 有细胞壁，叶肉细胞等有叶绿体，有液泡，高等植物细胞无中心体 相同点 细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等 特别提醒：(1)真核生物：无叶绿体则不能进行光合作用；无线粒体则不能进行有氧呼吸(如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞)。‎ ‎(2)原核生物：有些原核生物无叶绿体，但含光合色素和光合酶，可进行光合作用(如蓝细菌)；有些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸(如硝化细菌等)。‎ ‎(3)‎ 高尔基体在动植物细胞中都含有，但功能有所不同：动物细胞中高尔基体与细胞分泌物的形成及分泌有关，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。‎ ‎(4)粗面内质网上有核糖体，主要参与合成某些输送到细胞外的分泌蛋白，如抗体、某些激素、酶原；而光面内质网上无核糖体，主要与糖类和脂质的合成及解毒作用有关：‎ ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例1 (陕西宝鸡金台区高一期末改编)下图表示几种细胞器模式图，下列有关说法中不正确的是(　C　)‎ A．细胞器D是蛋白质加工以及脂质合成的场所 B．细胞器B、F不含磷脂 C．植物的细胞都含有E D．A与植物细胞壁的形成有关 解析：分析题图可知，A是高尔基体，B是中心体，C是线粒体，D是内质网，E是叶绿体，F是核糖体。内质网是蛋白质合成和加工、以及脂质合成的场所，A说法正确。中心体、核糖体都是无膜的细胞器，都不含磷脂，B说法正确。不是所有的植物细胞都含有叶绿体，如根细胞没有叶绿体，C说法错误。高尔基体与植物细胞壁的形成有关，D说法正确。‎ 方法指导：对各种细胞器结构图的识别是学习细胞结构与功能的基础，正确解答此类试题的关键是结合教材中的文字说明与插图，多记、多画，在此基础上熟记、理解各种细胞器的功能，并能对不同类型细胞的共同点与不同点进行比较、分析。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎1．(2019·安徽怀宁二中高一周练)根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是(　A　)‎ A．汁腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体 B．心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体 C．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体 D．生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体 解析：核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量多。肠腺细胞需合成多种消化酶，而汗腺细胞分泌物中无蛋白质，所以汗腺细胞中核糖体数量比肠腺细胞少。代谢旺盛的细胞中含线粒体多，心肌细胞的代谢强度高于骨骼肌细胞，因此心肌细胞中含有更多的线粒体。高尔基体与细胞分泌物的形成有关，胰腺细胞具有较强的分泌功能，因此高尔基体的数量比心肌细胞多。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞，因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体。‎ 知识点 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 ‎1．实验材料 新鲜的藓类叶(或菠菜叶)、新鲜的黑藻。‎ ‎2．实验原理 ‎(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形。‎ ‎(2)实验原理：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，可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志。‎ ‎3．实验过程 ‎(1)观察植物细胞中的叶绿体：‎ ‎4．注意事项 ‎(1)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，且叶绿体少而大。若选用菠菜叶作材料，一般撕取带有少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，易撕取，细胞排列疏松、分散，也便于观察。‎ ‎(2)实验材料要保证鲜活：临时装片应随时保持有水状态，避免细胞活性受影响。‎ ‎(3)为提高细胞质的流动性，可事先放在光照、室温条件下培养，或观察时提高盛放黑藻的水温，也可切伤一小部分叶片。‎ ‎(4)观察——寻找三“最佳”‎ ‎①寻找最佳参照物——叶绿体：视其叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。‎ ‎②寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，细胞质流动更明显，容易观察到细胞质流动。‎ ‎③寻找最佳视野——相对较暗：高倍显微镜下的观察一般要调出较暗的视野，这样有利于辨别物像的动态变化。‎ 拓展 叶绿体在不同光照条件下可以运动。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源；而在弱光下，则以其椭球体的正面朝向光源，以充分接受光照。若用灯光照射，灯泡不能离装片太近，否则，叶绿体会被强光灼伤而解体。‎ ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例2 下列是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述，其中正确的是(　C　)‎ A．不选幼根作实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动 B．此时若看到中央液泡外周的细胞质沿顺时针方向流动，则该细胞中细胞质的实际流动方向是逆时针方向 C．细胞中叶绿体的移动是细胞质流动的标志 D．需要对细胞进行染色 解析：细胞质流动是活细胞所具有的特征，A错误；显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际细胞质的流动方向一致，B错误；叶绿体本身有颜色，因此细胞中叶绿体的位置移动可以作为细胞质流动的标志，C正确；叶绿体本身有颜色，不需要染色，D错误。‎ 方法指导：(1)显微镜成倒立的像，“倒立”不是相反，是旋转180度后得到的像，即上下相反、左右相反。因此，显微镜下观察到的细胞质的流动方向是顺时针方向，则旋转180度后还是顺时针方向。(2)观察细胞质流动时，需要以叶绿体为标志。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎2．(不定项)下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的说法，正确的是(　ABC　)‎ A．观察细胞质流动时，若视野太亮，可用反光镜的平面镜 B．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚 C．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉 D．观察叶绿体，可用高倍镜直接观察 解析：若视野太亮，宜用平面镜减少进光量，A项正确；藓类的叶或黑藻的叶片薄而小，可直接制作装片观察，B项正确；菠菜叶的下表皮处的叶肉细胞内叶绿体数目少，体积大，容易观察，C项正确；制作的临时装片要先在低倍镜下找到合适的视野，再换用高倍镜，不能直接用高倍镜观察，D项错误。‎ 知识点 细胞壁的成分和功能 ‎1．成分：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。‎ ‎2．功能 细胞壁较坚韧，对植物细胞有支持和保护作用，能够维持细胞正常的形态。‎ ‎3．特性：全透性。‎ 拓展 ‎(1)植物细胞壁的合成：与高尔基体密切相关。‎ ‎(2)细胞壁的主要成分：细胞壁并不是植物细胞所特有的结构，在不同种类的生物细胞中细胞壁的成分不同。例如，植物细胞—纤维素和果胶；细菌——肽聚糖；根霉——几丁质；酵母菌—葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、类脂和几丁质等。‎ ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例3 从植物细胞系统边界的角度来考虑，细胞壁与细胞膜最大的区别是(　B　)‎ A．细胞壁位于细胞最外层，对细胞起保护作用 B．细胞膜能控制物质进出细胞，而细胞壁是全透性的 C．光学显微镜下，可以观察到细胞壁，而不易观察到细胞膜 D．组成细胞壁和细胞膜的化学成分不同 解析：细胞膜作为系统的边界，不仅能将细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞的作用，以保证细胞内部环境的相对稳定。细胞壁是全透性的，无法将细胞与外界环境分隔开。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎3．任何系统都有边界，边界对系统的稳定至关重要，细胞作为一个最基本的生命系统，它的边界是(　D　)‎ A．植物细胞的细胞壁　 B．动物细胞的细胞膜 C．细胞核 D．所有细胞的细胞膜 解析：所有细胞的边界都是细胞膜。‎ 指点迷津·拨云见日 一、多角度比较各种细胞器：‎ 典例4 细胞内与能量转换有关的细胞器是(　A　)‎ A．线粒体、叶绿体　　　 B．内质网、核糖体 C．高尔基体、线粒体 D．叶绿体、内质网 解析：线粒体是细胞的“动力车间”、叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。‎ 二、常见细胞结构图像的辨别方法：‎ 典例5 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精准。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)该细胞与高等植物的叶肉细胞相比，具有[__④__]__中心体__细胞器，而缺少__叶绿体__、__液泡__两种细胞器。‎ ‎(2)图中①主要由__脂质和蛋白质__组成，其功能越复杂，__蛋白质的种类和数量__越多。‎ ‎(3)该细胞中还应有溶酶体，其功能是：__分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌__。‎ ‎(4)为研究细胞内各种组成成分和功能，需将细胞器分离，分离细胞器常用的方法是__‎ 差速离心法__。‎ 解析：(1)该细胞为动物细胞，与高等植物的叶肉细胞相比，多了[④]中心体，而少了高等植物细胞特有的叶绿体和液泡两种细胞器。(2)图中①为细胞膜，主要由脂质和蛋白质组成，细胞膜的功能越复杂，其膜上蛋白质的种类和数量越多。(3)溶酶体的作用是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。(4)分离细胞器常用的方法是差速离心法。‎ 解疑答惑　　‎ 问题探讨⇨P47‎ ‎1．提示：一件产品是由多个零部件组成的，飞机制造过程中任何一个零件都不可缺少。因此，缺少某个部门后，C919飞机将不能制造成功。‎ ‎2．提示：细胞中也存在不同的部门。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”协调配合完成的。‎ 探究·实践⇨P50‎ ‎1．叶绿体的形态和分布有利于对光能的吸收、利用。‎ ‎2．细胞质的流动，对于营养物质的运输、代谢废物的排出、细胞间的信息交流都具有重要意义。‎ 训练巩固·课堂达标 ‎1．下面是几种细胞器的结构图示，被称为有机物合成“车间”的是(　D　)‎ 解析：内质网是有机物合成“车间”。‎ ‎2．下列关于用高倍镜观察叶绿体实验的叙述，不正确的是(　C　)‎ A．以黑藻叶为实验材料就可达到实验目的 B．在高倍镜下可观察不到叶绿体的类囊体 C．视野中观察到的叶绿体环流方向与实际相反 D．细胞在实验过程中要始终保持活性 解析：以黑藻叶为实验材料可观察叶绿体，A项正确；叶绿体的类囊体只能在电子显微镜下才能看到，B项正确；虽然显微镜下呈倒像，但叶绿体环流方向与实际方向是相同的，C项错误；观察叶绿体的实验过程中，细胞始终保持活性，D项正确。‎ ‎3．下列A、B两图是细胞的亚显微结构图，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图A是__动物__(填“植物”或“动物”)细胞，其主要依据是__无细胞壁、叶绿体和液泡，有中心体__。‎ ‎(2)图A中⑥所指的是__核糖体__，它是细胞合成__蛋白质__的场所。‎ ‎(3)图B中⑤是__线粒体__，它是细胞进行__有氧呼吸__的主要场所。‎ ‎(4)若图B是紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的一部分，则色素主要存在于[__⑥__]__液泡__中。如果图B是植物的根毛细胞，则图中不应有的结构是[__⑦__]__叶绿体__。‎