2023新教材高中生物第3章细胞的基本结构第2节细胞器之间的分工合作Ⅰ课堂互动探究案新人教版必修1

第2节细胞器之间的分工合作(Ⅰ)

课程标准

阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转化和信息传递等生命活动。

素养达成

设疑激趣

C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、特种材料及工艺技术、机载系统研发、总装制造等部门。细胞内也存在类似的部门或车间吗？你能举出例子吗？

细胞内各种不同的细胞器类似不同的生产车间，大家分工合作共同完成细胞的相关生命活动。本节课我们共同学习细胞器。

夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂

探究点一各种细胞器的结构和功能

1.细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化，其内部就像一个繁忙的工厂。阅读教材，结合材料思考：

(1)如果把细胞看作一个鱼缸的话，缸体就是细胞膜，里面的水(代表着________)和各种鱼(代表着________)就构成了细胞质。

(2)绿色植物所有的细胞中都有叶绿体吗？举例说明。

(3)叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，没有叶绿体的细胞是否一定不能进行光合作用？

(4)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。那么，进行有氧呼吸的细胞一定有线粒体吗？

(5)心肌细胞中线粒体数量显著多于腹肌细胞的，为什么？

2．如图是某种生物的细胞亚显微结构示意图，试据图回答下列问题：

(1)该细胞是哪种细胞？说明判断的理由。

(2)图中[1]和[2]的主要成分分别是什么？与[2]形成有关的细胞器是哪种？

(3)若该细胞是西瓜的红色果肉细胞，则色素存在于哪种细胞器？

(4)若该细胞是洋葱的根尖细胞，则图中不应该具有哪种细胞器？

(5)光合作用和细胞呼吸的主要场所分别是图中的哪个细胞器？它们有什么共同点？

[归纳总结]

巧记细胞器

[易错提醒]

关于细胞器的三点提醒

(1)低等植物(如衣藻等)既含有叶绿体，也含有中心体，所以它们的细胞器种类最全，故不能认为含有中心体的一定是动物细胞。

(2)据分布位置不同，核糖体有两类：一类是附着在内质网上的核糖体，一类是游离的核糖体。

(3)动植物细胞中高尔基体的作用不同：植物细胞中与细胞壁的形成有关；动物细胞中与分泌物的形成有关。

[名师提醒]

(1)判断某细胞是否是植物细胞主要看有无细胞壁、叶绿体、液泡。

(2)不是所有的植物细胞都有叶绿体，非绿色器官不含叶绿体。

(3)叶绿体和线粒体都含有DNA、RNA和核糖体，都可控制部分蛋白质合成，又称为半自主性细胞器。

1.各类细胞器的模式图

2．分离细胞器的方法——差速离心法

(1)原理

主要采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。

(2)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，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。3．线粒体和叶绿体的比较

4.细胞器归类分析(1)

(2)

(3)

(4)

5．细胞骨架

细胞骨架⎩⎪⎨⎪⎧含义：由蛋白质纤维组成的网架结构

功能⎩⎪

⎨⎪⎧①维持细胞形态，锚定并支撑许 多细胞器

②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

1．(合格考)下列各组细胞器均具单层膜的是( ) A ．液泡和核糖体B ．中心体和叶绿体 C ．溶酶体和高尔基体D ．内质网和线粒体

2．(合格考)下面的模式图表示几种细胞器，有关说法不正确的是( )

A ．蓝细菌没有e 也能进行光合作用

B ．细胞器b 、f 的化学成分中不含磷脂

C ．植物细胞都含有c 、e 、f

D ．a 、d 都是单层膜结构

3．(合格考)“分子伴侣”是一类在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽转运、折叠或组装的蛋白质，

但其本身不参与最

终产物的形成。根据所学知识推测“分子伴侣”主要存在于( )

A．内质网B．高尔基体

C．核糖体D．溶酶体

4．(等级考)(不定项)根据细胞器的功能推测，下列叙述正确的是( )

A．汗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

探究点二实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动

1.观察叶绿体时选用藓类的叶、黑藻的叶。这些材料有什么优点？用菠菜叶做该实验材料应如何处理？

2.细胞质中的叶绿体是不是静止不动的？

3．在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构？

4．为什么观察叶绿体的临时装片，在实验过程中要始终保持有水状态？

, [名师点拨]

(1)动植物细胞需用不同的溶液保持细胞活性，不要误认为都用生理盐水，植物细胞用清水，动物细胞用生理盐水。

(2)使用高倍显微镜观察叶绿体时，不能用高倍显微镜直接观察，应先用低倍显微镜找到目标，然后换用高倍显微镜进行观察。

[易混辨析]

细胞的显微结构和亚显微结构

(1)显微结构：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。

(2)亚显微结构：指在电子显微镜下才可以观察到的直径小于0.2微米的细胞结构。

1.实验材料的选取

2.实验原理

(1)叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，散布于细胞质基质中，可在高倍显微镜下观察它的形态和分布。

(2)细胞质流动是一种生命现象。随其流动，悬浮于细胞质基质中的叶绿体等细胞器也

会运动，因此，观察细胞质流动可以叶绿体作为参照物进行。

3．实验注意事项

(1)制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持有水状态，以免影响细胞活性。

(2)盖盖玻片时，使盖玻片与载玻片成45°夹角，一侧先接触液滴，然后缓慢放下，防止产生气泡。

(3)观察细胞质流动时，首先要找到叶肉细胞中的叶绿体，然后以叶绿体作为参照物，在观察时眼睛注视叶绿体，再来观察细胞质的流动。最后，仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。

4．细胞质流动的影响因素

(1)实验前必须检查供实验用的黑藻叶片细胞质的流动情况，如果发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，加速其细胞质的流动。方法有三种：一是进行光照，即在阳光或灯光下放置15～20min；二是提高水温，可加入热水将水温调至25℃左右；三是切伤一小部分叶片。

(2)细胞质流动与新陈代谢有密切关系，呼吸越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞质流动可朝一个方向，也可朝不同的方向，其流动方式为转动式。这时细胞器随细胞质基质一起运动，并非只是细胞质的运动。

1．(合格考)关于观察叶绿体的形态和分布的实验，下列说法正确的是( )

A．观察叶绿体需要染色观察

B．活细胞中，细胞质基质中的叶绿体是静止不动的

C．选用含叶绿体大而少的细胞来观察

D．制片时叶片应保持干燥

2．(合格考)把叶绿体作为观察细胞质流动的标志物是因为( )

A.叶绿体在不同强度的光下会以不同的面朝向光源

B．如果没有标志物，细胞质的流动就难以察觉

C．只有叶绿体等颗粒可以移动，细胞质基质不流动

D．细胞质基质是流动的，细胞器是不运动的

3．(合格考)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

4．(等级考)(不定项)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，不正确的是( )

A．为了用高倍镜观察低倍镜视野中左上方的一个细胞，在换用高倍镜前应先向左上方移动装片

B．观察细胞质流动时，应以液泡的运动为参照物

C．与低倍镜相比，高倍镜下视野变暗，但细胞变大，数目减少

D．每个细胞的细胞质流动的方向是一致的，且流动速度与温度等条件无关

强化落实·学业达标——归纳·提升·素养

高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈

1.下列说法中，不正确的是( )

A．人们把叶绿体比喻成“养料制造车间”

B．人们把内质网比喻成“消化车间”

C．人们把核糖体比喻成“生产蛋白质的机器”

D．人们把高尔基体比喻成蛋白质的“加工厂”

2．下列关于细胞结构和功能的叙述，正确的是( )

A．有内质网的细胞不一定是真核细胞

B．有中心体的细胞一定是动物细胞

C．有高尔基体的细胞不一定有分泌功能

D．有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白

3．某班级11月中旬做观察细胞质流动实验，于1周前购买菠菜，以菠菜叶下表皮为材料。结果发现大部分同学没有观察到细胞质的流动。分析其原因不合理的是( ) A．细胞死亡，细胞质不再流动

B．没有染色，观察不到细胞质流动

C．细胞重叠，细胞图像不清晰

D．温度太低，细胞质流动不明显

4．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

5．如图表示几种细胞器的模式简图，据图回答下面的问题：

(1)能进行光合作用的细胞器是[ ]________。

(2)细胞生命活动所需的能量，大约95%来自[ ]________。

(3)[ ]________是细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。

(4)对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”是[ ]________。

(5)图示中含有双层膜的细胞器是________(填字母)，含有DNA的细胞结构是________(填字母)。

(6)图示中的[E]存在于________细胞和________细胞中。

疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材

问题探讨

1．提示：研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要若干部门的分工与合作，缺少任何一个部门都难以完成研制工作。

2．提示：细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，相互配合完成生命活动。例如，分泌蛋白质的合成中，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

1．提示：叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用，例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片细胞的栅栏组织(接近上表皮)中的叶绿体较海绵组

织(接近下表皮)中的多，这使得叶片的叶绿体能够接收更多的光照进行光合作用。

2．提示：细胞质中含有细胞代谢所需的原料、代谢所需的酶和细胞器等。细胞质的流动，为细胞内物质运输和结构移动创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。

第2节细胞器之间的分工合作(Ⅰ)

夯基提能·分层突破

探究点一

【师问导学】

1．(1)细胞质基质细胞器

(2)不一定。如根尖细胞中没有叶绿体。

(3)不一定，如蓝细菌。

(4)不一定，如醋酸杆菌。

(5)因为心肌细胞不停收缩，消耗大量能量，所以需要更多的“动力车间”——线粒体，为细胞提供能量。

2．(1)高等植物细胞。理由是该细胞有细胞壁、叶绿体和大液泡，没有中心体。

(2)[1]是细胞膜，主要成分是脂质和蛋白质；[2]是细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，其形成和高尔基体有关。

(3)[14]液泡。

(4)[4]叶绿体。

(5)分别是[4]叶绿体和[11]线粒体。它们都具有双层膜；都含有DNA和RNA；都与能量转换有关。

【随堂检测】

1．解析：液泡是单层膜结构，核糖体无膜结构；中心体无膜结构，叶绿体具有双层膜；溶酶体和高尔基体都有单层膜；内质网是单层膜结构，线粒体具有双层膜。

答案：C

2．解析：e是叶绿体，蓝细菌尽管没有叶绿体，但含有藻蓝素和叶绿素，也能进行光

合作用，A正确；b是中心体，f是核糖体，两者均不具有膜结构，故化学成分中不含有磷脂，B正确；c是线粒体，f是核糖体，绿色植物根尖细胞不含有e叶绿体，C错误；a是高尔基体，d是内质网，两者都是单层膜结构，D正确。

答案：C

3．解析：内质网能对多肽进行加工，所以由“分子伴侣能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽”可推知“分子伴侣”主要存在于内质网，A正确；高尔基体对蛋白质有加工和转运的功能，但不能帮助这些多肽折叠、组装，B错误；核糖体只能合成多肽，但不能帮助这些多肽折叠、组装或转运，C错误；溶酶体是“消化车间”，不能对多肽进行加工，D错误。

答案：A

4．解析：细胞的功能不同，所含细胞器的种类和数量也不同。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中的少，A错误；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，B正确；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，因此其高尔基体的数量比心肌细胞的多，C正确；生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老细胞，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，D正确。

答案：BCD

探究点二

【师问导学】

1．这些材料的叶片很薄，由一两层细胞组成，叶绿体较大，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮。

2．不是静止不动的，它会随着细胞质的流动而运动。

3．不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构，只有用电子显微镜才能看到。

4．防止细胞内的叶绿体失水，如果叶绿体失水，叶绿体就缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。

【随堂检测】

1．解析：叶绿体本身是绿色，无需染色，A错误；选材时应选用叶绿体大而少的细胞来观察，C正确；临时装片中的叶片要保持有水的状态，以使叶片保持正常的生活状态，活

细胞的叶绿体会随着细胞质的流动而流动，并且叶绿体可根据光的强弱调整其椭球体的方向，B、D错误。

答案：C

2．解析：细胞质包括细胞器和细胞质基质，细胞质基质是不断流动的，悬浮在基质中的细胞器也会随之运动，所以叶绿体等颗粒位置的改变证明了细胞质是流动的，由于细胞质流动的速度慢，无标志物难以察觉，而选择体积较大的细胞器如叶绿体等作为标志物有利于观察。

答案：B

3．解析：叶绿体在细胞内是能够运动的，A不正确；叶绿体在细胞内向适宜光照的地方移动，是不均匀分布的，B不正确；叶绿体呈绿色，观察叶绿体的分布时不需染色，C正确；叶肉细胞含有叶绿体和线粒体，D不正确。

答案：C

4．解析：显微镜成像是倒像，应向左上方移动装片，A正确；因叶绿体有颜色、便于观察，应以叶绿体的运动作为参照物，B错误；流动速度与温度等条件有关，一定范围内温度越高、流动越快，D错误。

答案：BD

高效课堂·实践运用

1．解析：“消化车间”指的是溶酶体。

答案：B

2．解析：内质网是真核细胞特有的，原核细胞只有核糖体，A错误；中心体存在于动物和低等植物细胞中，B错误；植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关，动物细胞中的高尔基体与分泌物的形成有关，C正确；细菌等原核生物有核糖体但没有内质网和高尔基体，就不能合成分泌蛋白，D错误。

答案：C

3．解析：菠菜已经放置一周，有可能已经死亡，所以细胞质不再流动无法观察，A正确；观察细胞质的流动是以叶绿体为参照对象，不需要进行染色，B错误；由于菠菜叶片较厚，制作装片时可能导致细胞重叠，不易观察，C正确；11月中旬时温度太低，细胞活性较弱，所以细胞质流动减缓，D正确。

答案：B

4．解析：核糖体将氨基酸缩合成蛋白质，B符合题意。

答案：B

5．解析：题图中A为线粒体、B为高尔基体、C为叶绿体、D为内质网、E为中心体。答案：(1)C 叶绿体(2)A 线粒体(3)D 内质网

(4)B 高尔基体(5)AC AC (6)动物低等植物