第3章 第2节 第1课时 细胞器之间的分工-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物必修1 分子与细胞创新导学案word（人教版2019，单选版）

生物学　必修1 RJ（单选版） 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 1.举例说出几种主要细胞器的功能。2.制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。3.用系统观分析结构与功能的统一性。 知识点一　细胞的基本结构 知识点二　细胞器之间的分工 1.细胞器的分离方法 (1)方法：差速离心法。 (2)原理：主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。 2.细胞器之间的分工 线粒体　线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。 叶绿体　叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。 内质网　内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。有些内质网上有核糖体附着，叫粗面内质网；有些内质网上不含有核糖体，叫光面内质网。 高尔基体　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”。 溶酶体　溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，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。 液泡　液泡主要存在于植物的细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，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。 核糖体　核糖体有的附于内质网上，有的游离在细胞质基质中，是“生产蛋白质的机器”。 中心体　中心体分布在动物与低等植物细胞中，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。 知识点三　实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理 (1)叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。 (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.目的要求 (1)使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。 (2)观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。 3.材料用具 藓类叶(或菠菜叶、番薯叶等)，新鲜的黑藻。 显微镜，载玻片，盖玻片，滴管，镊子，刀片，培养皿，台灯，铅笔。 [知识拓展]　实验选材原因 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶片 菠菜叶稍带叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接用来制作临时装片 接近下表皮处为海绵组织，细胞排列疏松，易撕取，且所含叶绿体数目少，体积大，便于观察 黑藻幼嫩的小叶扁平且只有一层细胞，含有较多的叶绿体，且叶绿体体积大，易观察 4.方法步骤和实验现象 (1)制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布 (2)制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动 5.注意事项 (1)实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以保证叶绿体的正常形态及细胞的活性。 (2)显微镜的光线调节要相对暗淡，因为黑藻的细胞质是均匀透明的胶状物质，若太明亮，则影响观察。 (3)一般来说，上午10时至下午4时胞质环流速度较快，是观察的最佳时间。 (4)植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。观察时，若发现细胞质不流动，或者流动很慢，可采取适度照光、适当提高温度、切伤叶片等措施，加快细胞质流动。 1.(课本P47科学方法)根据细胞器的大小和结构，将细胞匀浆放入离心管中，逐渐提高离心速率，线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是：______________________________________。 答案：最先沉降的是叶绿体，随后是线粒体，最后是核糖体 2.(课本P53拓展应用)溶酶体内含有多种水解酶，但不会破坏自身的膜，下面提出的假说是否能解释这种现象，请判断正误： (1)溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而使酶远离自身。(　　) (2)溶酶体内的水解酶在吞噬细菌后才有活性。(　　) (3)溶酶体膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用。(　　) (4)可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√ 科学方法：分离细胞器的方法——差速离心法 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。(课本P47) 练习　(1)差速离心时，细胞核比叶绿体后实现离心分离。(　　) (2)差速离心分离细胞器时，需要先破坏细胞膜。(　　) 答案：(1)×　(2)√ 疑难一　细胞器结构与功能 1.细胞器归类分析 内容 特点 细胞器名称 分布 植物细胞特有的细胞器 叶绿体、液泡 主要分布在动物细胞中的细胞器 溶酶体 动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器 中心体 动植物细胞共有的细胞器 线粒体、内质网、核糖体、高尔基体 原核细胞与真核细胞共有的细胞器 核糖体 结构 具有单层膜结构的细胞器 内质网、液泡、高尔基体、溶酶体 具有双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体 不具有膜结构的细胞器 核糖体、中心体 成分 含有DNA的细胞器 叶绿体、线粒体 含有色素的细胞器 叶绿体、液泡 含有RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体 功能 与能量转换有关的细胞器 叶绿体、线粒体 2.利用比较法根据细胞器的种类辨析细胞的种类 判断内容 判断方法 显微结构和 亚显微结构 ①显微结构：细胞壁、细胞核、染色体、液泡、叶绿体、线粒体等；②亚显微结构：叶绿体的具体结构、线粒体的具体结构、细胞膜、内质网、高尔基体、核膜、核糖体、细胞骨架等 原核细胞和真核细胞 ①有无核膜(主要方法)；②有无多种细胞器；③有无染色体 植物细胞和动物细胞 ①有无细胞壁(主要方法)；②有无中央大液泡；③有无叶绿体 (注：植物细胞一定有细胞壁，但不一定有中央大液泡和叶绿体) 3.与细胞器有关的七个“不一定” (1)没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。 (2)没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有大液泡。 (3)有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。 (4)同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同，如洋葱根尖细胞无叶绿体。 (5)同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同，如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐退化。 (6)能进行有氧呼吸的细胞不一定含线粒体，如需氧型细菌等原核生物，细胞内无线粒体，能进行有氧呼吸，其有氧呼吸主要在细胞膜上进行。 (7)能进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝细菌属原核生物，细胞内无叶绿体，但能进行光合作用。 [例1]　古生物学家推测：被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化，反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，逐渐进化为叶绿体。下列有关说法不正确的是(　　) A.图中叶绿体来源于原核生物，故其内有核糖体、DNA、RNA B.图中的细胞膜、线粒体、叶绿体具有双层膜 C.图中叶绿体的两层膜成分上可能有差异 D.被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物提供了有机物 解析：细胞膜是单层膜结构，B错误；从图中可以看出叶绿体的两层膜分别来源于原核生物和真核生物，所以成分上可能有差异，C正确；被吞噬而未被消化的蓝细菌能进行光合作用，可为原始真核生物提供有机物，D正确。 答案：B [例2]　图甲是某种生物的细胞结构模式图，用差速离心法从该细胞中分离出3种细胞器后，测定其中3种有机物的含量，结果如图乙。下列叙述错误的是(　　) A.图甲所示的细胞不可能是哺乳动物的成熟红细胞 B.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有C C.图乙中的细胞器C对应的是图甲中的② D.细胞器A是有氧呼吸的主要场所，细胞器B可能是溶酶体 解析：图甲所示的细胞为动物细胞，但不可能是哺乳动物的成熟红细胞，因为哺乳动物的成熟红细胞中无细胞核和多种细胞器，A正确；酵母菌属于真核细胞，与动物细胞共有的细胞器不只是核糖体，B错误；图乙中的细胞器C无脂质说明无生物膜，但含有核酸，所以该细胞器是核糖体，对应图甲中的②，C正确；图乙中的细胞器来自动物细胞，所以细胞器A是线粒体，线粒体是有氧呼吸的主要场所，细胞器B有生物膜但没有核酸，可能是内质网或高尔基体或溶酶体，D正确。 答案：B 疑难二　细胞结构和功能相适应 利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性 (1)哺乳动物成熟的红细胞——没有细胞核和各种细胞器，只能进行无氧呼吸。 (2)蛔虫的体细胞——没有线粒体，只能进行无氧呼吸。 (3)飞翔鸟类的胸肌细胞、人的心肌细胞等需要消耗大量的能量的细胞——线粒体的数量较多。 (4)精子具备游向卵细胞的能力，需要消耗大量能量——精子的尾部集中大量的线粒体。 (5)具有分裂能力或代谢旺盛的细胞(包括癌细胞)，需要各种蛋白质和消耗大量的能量——核糖体、线粒体的数量较多。 (6)乳腺细胞、肠腺细胞等分泌腺细胞，分泌能力强——高尔基体的数量较多。 (7)植物形成细胞壁的时候有很多的高尔基体聚集，能得出植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。 (8)白细胞能吞噬入侵的病毒或细菌——溶酶体的数量较多。 (9)溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，这一功能是由溶酶体内部含有多种水解酶这一结构所决定的。 [例3]　结构与功能观是生物学的基本观点之一，根据细胞功能推测，下列叙述正确的是(　　) A.植物液泡中的色素决定了植物的花、叶、果实的颜色 B.内质网是内腔相通的膜性管道系统，有利于对蛋白质等大分子物质进行加工和运输 C.人的成熟红细胞中无细胞核、无任何细胞器，不具有任何的生理功能 D.汗腺细胞可分泌大量的汗液，因而细胞中的内质网、高尔基体特别发达 解析：液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，使某些植物的花、果实呈现不同的颜色，但大部分植物叶片的颜色主要是由叶绿素影响的，A错误；内质网是内腔相通的膜性管道系统，在分泌蛋白的形成过程中，该系统有利于对蛋白质进行加工和运输，B正确；人的成熟红细胞中无细胞核、无任何细胞器，目的是容纳更多的血红蛋白，有利于运输氧气，C错误；汗液的主要成分是水分和无机盐，据此推测，汗腺细胞中的内质网、高尔基体并不发达，D错误。 答案：B [例4]　在细胞分裂时，线粒体通常会均匀分配，线粒体的运动依赖于一种细胞骨架——微丝。细胞分裂时微丝会突然把线粒体向各个方向弹射出去，但一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时线粒体倾向于只进入其中之一。已知与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞需要更多的能量供应。下列说法错误的是(　　) A.微丝向各个方向弹射线粒体可保证其在细胞内均匀分布，而不是聚集在某一侧 B.在不对称分裂的细胞中，线粒体会被不均等地分配到子细胞中，从而影响细胞功能 C.推测在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征 D.用细胞松弛素破坏微丝，将造成线体聚集、运动能力下降，导致线粒体在细胞质中分布不均 解析：乳腺干细胞与成熟的乳腺组织细胞相比，后者需要更多的能量供应，由此推测在乳腺干细胞分裂过程中，接受较少线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征。 答案：C 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 题点 含有色素的细胞器 核糖体的功能 细胞器综合 细胞器综合 细胞骨架 观察叶绿体及细胞质流动实验 细胞质流动实验现象与分析 动植物细胞细胞器种类比较 细胞器结构特点 细胞器综合 差速离心法分离细胞器相关分析 溶酶体结构、功能 [基础对点] 知识点一　细胞器之间的分工 1.李清照《如梦令》词“试问卷帘人，却道海棠依旧。知否？知否？应是绿肥红瘦！”这里的“绿”和“红”分别形容叶和花，相对应的色素分别存在于细胞的(　　) A.叶绿体和液泡 B.线粒体和液泡 C.液泡和细胞质基质 D.叶绿体和细胞质基质 答案：A 2.水池内某种藻类所分泌的一种物质能抑制蝌蚪体内蛋白质的合成，从而减缓水池中蝌蚪的生长和发育。下列哪种结构最可能是该物质直接作用的目标(　　) A.中心体 B.核糖体 C.液泡 D.溶酶体 答案：B 解析：中心体与细胞的有丝分裂有关；核糖体将氨基酸脱水缩合成蛋白质；液泡能储藏营养、色素等，保持细胞形态；溶酶体内含有多种水解酶，能够分解多种物质以及衰老、损伤的细胞器。 3.真核细胞中的三种细胞器结构模式图如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.①由两个中心粒组成，与细胞的有丝分裂有关 B.②是光合作用的唯一场所，是“养料制造车间”和“细胞的动力车间” C.①②③三种细胞器中有膜结构的是②③ D.③可对蛋白质进行合成、加工、分类和包装 答案：C 4.细胞在生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化，细胞就像一个繁忙的“工厂”，下列有关这个“工厂”的结构描述错误的是(　　) A.细菌等原核细胞仅有核糖体这一种细胞器 B.叶绿体、线粒体都是具有双层膜结构的细胞器 C.细胞处于饥饿时，溶酶体可水解自身生物大分子产生营养 D.能进行有氧呼吸的细胞中均含线粒体 答案：D 解析：某些原核生物可进行有氧呼吸，但没有线粒体，D错误。 5.细胞骨架为细胞内物质和细胞器的运输及运动提供机械支撑，下列相关叙述不正确的是(　　) A.真核细胞的细胞骨架与维持细胞形态有关 B.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，在内质网中合成 C.用电子显微镜可观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构 D.线粒体能定向运输到代谢旺盛的部位与细胞骨架有关 答案：B 知识点二　实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 6.黑藻是一种分布广泛、易于取材的理想生物学实验材料，在高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动等实验中都有用到。下列说法正确的是(　　) ①先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察效果会更明显　②黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片，也不需要染色　③操作熟练的同学可以直接用高倍镜观察叶绿体的形态　④可观察到黑藻叶肉细胞中的叶绿体分布在大液泡周围　⑤在高倍镜下可观察到叶绿体中的双层膜结构 A.①③ B.④⑤ C.①④ D.②④ 答案：C 解析：先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，有利于叶绿体进行光合作用，保持细胞的活性，细胞代谢也会增强，更有利于观察叶绿体的形态和细胞质的流动，①正确；黑藻是一种多细胞藻类，其叶片是由单层细胞组成，可以直接用叶片制作成临时装片，制作临时装片时不需切片，也不需要染色，②错误；使用光学显微镜观察时必须先用低倍镜，再用高倍镜观察，③错误；叶绿体的双层膜、基粒和类囊体等细微结构，属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到，⑤错误。 7.杭州亚运会颁奖花束美观且富有寓意，其中的西湖龙井茶树叶片具有典型的地方特色，若以龙井茶树叶片叶肉细胞为材料观察细胞质流动，下列叙述错误的是(　　) ①有的细胞的细胞质能流动，有的不能流动，所以不选幼根作实验材料的原因是根细胞内无叶绿体，其细胞质也不流动　②观察叶肉细胞细胞质的流动，可将细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志　③细胞质的流动速度，在不同的温度等环境条件下有所不同　④若高倍镜下观察细胞质流动方向是逆时针，则细胞中细胞质流动方向是顺时针　⑤细胞质流动的速度与该细胞新陈代谢的强度有关 A.①② B.②④ C.①④ D.③⑤ 答案：C 解析：植物活细胞的细胞质都能流动，有的流动快，有的流动慢，不选幼根作实验材料的原因是根细胞内无叶绿体，细胞质的流动不容易观察到，①错误；细胞质的流动速度，在不同的温度等环境条件下有所不同，温度高时流动速度快，③正确；显微镜下观察到的细胞中细胞质环流方向与实际环流方向一致，④错误；细胞质流动的速度与该细胞新陈代谢的强度有关，新陈代谢越强，细胞质流动的速度越快，⑤正确。 8.细胞器是细胞质内具有一定形态和功能的微小结构，它们既有明确的分工，又有紧密的联系，共同完成细胞的生命活动。如图是唾液腺细胞和高等植物叶肉细胞的亚显微结构，请据图回答下列问题： (1)图中两种细胞模式图是在________(填“光学”或“电子”)显微镜下观察的结果绘成的。其中图A细胞表示的是唾液腺细胞，做出该判断的依据是______________________；其中图B细胞表示的是高等植物的叶肉细胞而非唾液腺细胞或低等植物细胞，做出该判断的依据是____________________________。图B细胞中与能量转换有关的细胞器有：________(填序号)。 (2)某单层膜细胞器未在图A中画出，该细胞器为____________，其功能是____________________________________________。 (3)图A中提供细胞能量的“动力车间”为[　　]________；在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的________，在其中进行着多种化学反应。 答案：(1)电子　没有细胞壁，有中心体　有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体　⑤⑦ (2)溶酶体　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 (3)②　线粒体　细胞质基质 [能力提升] 9.如图a、c为细胞中的两种细胞器，b是它们共有的特征。下列叙述不正确的是(　　) A.若b表示双层膜结构，则a、c是叶绿体和线粒体 B.若b表示含有核酸，则a、c一定是叶绿体和线粒体 C.若b表示含有色素，则a、c是叶绿体和液泡 D.若b表示磷脂，则a、c肯定不是核糖体和中心体 答案：B 解析：含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体，B错误。 10.如图中①～④表示某细胞的部分细胞器，下列叙述正确的是(　　) A.由于②的存在，可判断图示细胞一定为动物细胞 B.部分结构③的表面附着有结构④ C.②不具有膜结构，化学成分含蛋白质 D.结构④中含有DNA和蛋白质 答案：C 解析：据图分析，图中结构①表示线粒体，结构②表示中心体，结构③表示高尔基体，结构④表示核糖体。图中结构②表示中心体，有中心体的细胞不一定是动物细胞，因为图示表示某细胞的部分细胞器而不是全部，所以可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞，A错误；图中结构③表示高尔基体，结构④表示核糖体，而部分核糖体可以吸附在内质网上，但是不会吸附在高尔基体上，B错误；结构②表示中心体，无膜结构，组成成分有蛋白质，C正确；结构④表示核糖体，不含DNA，含有RNA和蛋白质，D错误。 11.如图为分离某动物细胞细胞器的过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A.该过程用密度梯度离心的方法分离各种细胞器，离心速率逐渐提高 B.破坏细胞膜后获得包括各种细胞器和物质等的细胞匀浆 C.丙试管沉淀物中的线粒体有双层膜结构，含DNA D.乙、丙、丁试管的上清液中均含核糖体 答案：A 12.细胞自噬是将细胞内受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程。溶酶体在细胞裂解和细胞自噬中发挥着重要作用。下图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程，据图回答下列问题： (1)据图分析，与溶酶体的产生直接相关的细胞结构是________。该结构的部分生物膜可以通过形成囊泡的形式在细胞中移动，与其他生物膜融合，该过程说明细胞膜的结构特点：________________。 (2)溶酶体是细胞的“消化车间”，其消化底物的来源有：一是自体____________的细胞器；二是侵入细胞的____________。 (3)溶酶体发挥着重要作用是因为其内部含有许多__________________，被溶酶体分解后的产物去向是被细胞再利用或者排出细胞外。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (4)据图描述细胞中衰老的线粒体如何被“消化”：__________________________________ ____________________。 (5)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的生长，结合图中自噬过程，推测其原因可能是__________________________________________。 答案：(1)高尔基体　具有一定的流动性 (2)衰老、损伤　病毒或细菌 (3)(酸性)水解酶　增强 (4)衰老的线粒体会被囊膜包裹形成自噬体，与溶酶体结合形成“自噬溶酶体”从而被分解 (5)促进　癌细胞利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和代谢的需要 1 学科网（北京）股份有限公司 $$