自主梳理
一、細胞器之間的分工
1.線粒體:是細胞有氧呼吸的主要場所,細胞所需能量的95%來自線粒體,是細胞的“動力車間”,復(fù)雜的雙層膜結(jié)構(gòu),廣泛分布動植物細胞中。
2.葉綠體:是光合作用的場所。是植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”,復(fù)雜的雙層膜結(jié)構(gòu),存在于綠色植物細胞。
3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng):是由膜連接成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,以及脂質(zhì)合成的車間。增大了細胞內(nèi)的膜面積,為各種反應(yīng)提供條件。
4.高爾基體: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,由單層膜圍成的扁平囊和小泡組成。
5.核糖體:是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”。有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及核膜表面,有些游離在細胞質(zhì)中。
6.溶酶體:是細胞內(nèi)的“消化車間”,內(nèi)含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入人體的病毒或病菌。
7.液泡:主要存在于植物細胞中,內(nèi)有細胞液 ,含糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì),調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境,充盈的液泡還可以使細胞保持堅挺。
8.中心體:常見于動物細胞和 低等植物細胞中,由兩個互相垂直的中心粒及周圍物質(zhì)組成,與細胞的有絲分裂有關(guān)。
[互動探究] 各種細胞器的比較說明不同細胞器結(jié)構(gòu)和功能各不相同 ,如何獲得相應(yīng)的細胞器?
[提 示] 采用差速離心法,即依據(jù)各種細胞器的密度不同,采用不同的轉(zhuǎn)速分離出相應(yīng)的細胞器。
二、細胞質(zhì)基質(zhì)
1.形態(tài):膠質(zhì)狀態(tài)。
2.成分:無機鹽、水、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等。
3.功能:進行多種化學反應(yīng)的場所。
三、細胞器之間的協(xié)調(diào)配合
1.有些蛋白質(zhì)是在細胞內(nèi)合成后,分泌到細胞外起作用,這類蛋白質(zhì)叫分泌蛋白,如消化酶。
2.分泌蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體,運輸途徑是先到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)再到高爾基體,對其進行修飾加工后,形成囊泡,移動到靠近細胞膜內(nèi)側(cè),與細胞膜結(jié)合,釋放到細胞外。此過程消耗的能量是由線粒體提供的。
[互動探究1] 細胞質(zhì)基質(zhì)的重要作用表現(xiàn)在哪些方面?
[提示] 細胞質(zhì)基質(zhì)是活細胞進行新陳代謝的主要場所,其為新陳代謝的進行提供所需要的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。例如,提供ATP、核苷酸、氨基酸等。
2.細胞器也是有壽命也會凋亡的嗎?21世紀教育網(wǎng)
[提示] 細胞器也會凋亡,每天身體都會有舊的細胞器死亡,也會有新的細胞器再生,死亡的細胞器會被溶酶體消化,廢物排出細胞外。
四、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體
1.分布、形狀
(1)葉綠體分布于葉肉細胞中,呈扁平的橢球形或球形。
(2)線粒體分布于動、植物細胞中,呈短棒狀、圓球狀等。21世紀教育網(wǎng)
2.染色、觀察
(1)葉綠體呈現(xiàn)綠色,容易觀察,不需染色。
(2)健那綠染液是專一性染線粒體的活細胞染料,可以使 活細胞中的線粒體呈現(xiàn)藍綠色,而細胞質(zhì)接近于無色。
(3)葉綠體的分布是圍繞液泡而散亂分布。
[互動探究] 為什么選用蘚類的葉進行觀察?
[提示] 選用蘚類的葉的優(yōu)點是葉片由單層細胞構(gòu)成,葉綠體呈現(xiàn)綠色,容易觀察。21世紀教育網(wǎng)
要點歸納
一、細胞內(nèi)各種細胞器的歸納比較
種類項目存在位置膜結(jié)構(gòu)功能
線粒體動、植物細胞雙層膜[來源:21世紀教育網(wǎng)]與能量代謝有關(guān),有少量遺傳物質(zhì)21世紀教育網(wǎng)有氧呼吸主要場所[來源:21世紀教育網(wǎng)][來源:21世紀教育網(wǎng)]
葉綠體[來源:21世紀教育網(wǎng)]21世紀教育網(wǎng)植物細胞[來源:21世紀教育網(wǎng)]光合作用的場所
液泡單層膜調(diào)節(jié)細胞環(huán)境,與滲透作用有關(guān)
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)動、植物細胞與物質(zhì)合成、運輸有關(guān)
高爾基體
與動物細胞分泌物形成有關(guān);與植物細胞壁形成有關(guān)
核糖體無膜合成蛋白質(zhì)的場所
中心體動物細胞、低等植物細胞與細胞有絲分裂有關(guān)
溶酶體動、植物細胞單層膜含多種水解酶,分解多種物質(zhì)
二、葉綠體與線粒體的比較
1.共性
(1)均具有能量轉(zhuǎn)換功能:葉綠體將光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能;而線粒體則將有機物中穩(wěn)定的化學能→ATP中活躍的化學能,為各項生命活動提供動力。
(2)均具有雙層膜結(jié)構(gòu)。
(3)均含有少量的DNA,具有自主遺傳特性。
(4)均參與碳循環(huán)過程。
(5)均既消耗水又產(chǎn)生水。
2.差異性
項目名稱葉綠體線粒體
增大內(nèi)膜面積的方式囊狀結(jié)構(gòu)堆疊形成基粒內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴
完成生理過程光合作用有氧呼吸第二、三階段
形成的ATP用途用于暗反應(yīng)中C3的還原用于除光合作用暗反應(yīng)外的各項生命活動
作用時間有光條件下時時刻刻
作用性質(zhì)趨向于同化作用趨向于異化作用
感悟拓展
1.植物細胞特有的細胞結(jié)構(gòu)有:細胞壁、葉綠體、液泡,其中一定具有的是細胞壁。
2.能產(chǎn)生水的細胞結(jié)構(gòu)有:線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體、細胞核( 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄時)。
3.與分泌蛋白合成、分泌相關(guān)的細胞結(jié)構(gòu)有:核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、囊泡和細胞膜。
4.產(chǎn)生ATP的細胞結(jié)構(gòu)有:細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。
5.具有雙層膜的細胞結(jié)構(gòu)有:細胞核、線粒體、葉綠體。
6.利用葉綠體和線粒體的比較,可解決光合作用和細胞呼吸中氣體的來源和去路問題,是高考識圖分析的 依據(jù)。
典例導(dǎo)悟
例一 線粒體是生物細胞中的“供能工廠”,是一種半自主細胞器。下列有關(guān)線粒體的敘述正確的是( )
A.線粒體能自我復(fù)制,它的遺傳符合孟德爾遺傳規(guī)律
B.線粒體能為生命活動提供ATP,故一切細胞都有線粒體
C.線粒體內(nèi)的部分酶是由線粒體內(nèi)的核糖體合成的
D.線粒體內(nèi)具有參與有氧呼吸的所有酶
解析 線粒體含有少量DNA,可以自我復(fù)制,不符合孟德爾遺傳規(guī)律。線粒體能為生命活動提供ATP,但原核生物無線粒體;線粒體基本可在線粒體 內(nèi)完成表達過程。線粒體內(nèi)只進行有氧呼吸的第二、三階段反應(yīng),也就無第一階段的酶。
答案 C
人體白細胞能吞噬入侵的細菌、細胞膜片或衰老的紅細胞,在白細胞中與這些物質(zhì)消化有密切關(guān)系的細胞器為( )
A.溶酶體 B.核糖體 C.液泡 D.中心體
答案 A
解析 溶酶體中含有多種消化酶,是細胞內(nèi)的“消化車間”。
三、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體
1.實驗?zāi)康?br>(1)了解葉綠體和線粒體的形態(tài)和分布,增強對葉綠體和線粒體的感性認識。
(2)學習制作臨時裝片,并能在光學顯微鏡下觀察葉綠體和線粒體。
2.實驗原理
(1)葉肉細胞中的葉綠體,呈綠色、扁平的橢球形或球形,散布于細胞質(zhì)中,可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)。
(2)線粒體普遍存在于動物細胞和植物細胞中,健那綠染液能使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)藍 綠色。通過染色,可以在高倍顯微鏡下觀察到處于生活狀態(tài)的線粒體的形態(tài)有短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等。
3.實驗材料的選取:觀察 葉綠體時,常選用蘚類葉片,這是因為蘚類葉片很薄,僅有一兩層葉肉細胞。若選用菠菜葉作材料,撕取少許葉肉的下表皮,因為接近下表皮的葉肉細胞是海綿組織,細胞排列疏松,細胞分散,易撕取,便于觀察。
4.染色劑:觀察葉綠體時,由于葉綠體本身含有色素,呈綠色,所以不需要染色。觀察線粒體時,用健那綠染液染色,健那綠染液是專一性用于線粒體染色的活細胞染料,能將線粒體染成藍綠色。
5.實驗過程
①觀察 葉綠體
制作臨時裝片 :(載玻片中央滴一滴清水, 取蘚類小葉?或菠菜稍帶葉肉的下表皮?,放入水滴中,蓋上蓋玻片)
觀察:先用低倍鏡觀察后再用高倍觀察
②觀察線粒體
制作臨時裝片載玻片:中央滴一滴健那綠染液, 用牙簽刮口腔內(nèi)側(cè)壁后涂于染液中, 蓋上蓋玻片)
觀察:高倍鏡下可見被染成藍綠色的線粒體
(2)實 驗拓展應(yīng)用
根據(jù)本實驗原理,可以解決以下問題
①觀察光 照對葉綠體分布的影響。
②線粒體數(shù)量與細胞功能的關(guān)系。
四、細胞的生物膜系統(tǒng)
1.生物膜在化學組成上的聯(lián)系
(1)相似性:各種生物膜在組成成分的種類上基本相同,都均由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和少量糖類組成。
(2)差異性:各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異。這與不同生物膜功能復(fù)雜程度有關(guān)。功能越復(fù)雜的生物膜中,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多;具有識別功能的細胞膜中多糖含量較多。
2.生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系
(1)各種生物膜在結(jié)構(gòu)上大致相同,都是由磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架,蛋白質(zhì)分布其中,具有一定的流動性。
(2)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系
(3)功能上的聯(lián)系:在分泌蛋白的合成、運輸、加工、分泌等過程中,各細胞器之間協(xié)調(diào)配合。
感悟拓展
1.用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體
①臨時裝片應(yīng)隨時保持有水狀態(tài),以免影響細胞的活性。
②要漱凈口腔,防止雜質(zhì)對觀察物像的干擾。
③必須先在低倍鏡下將目標移到視野中央,然后再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器換用高倍物鏡。
④換上高倍鏡后,只能轉(zhuǎn)動細準焦螺旋使圖像清晰。
2.生物膜系統(tǒng)
應(yīng)用該要點可以解決分泌蛋白的合成、加工和運輸?shù)纫幌盗袉栴},解決時應(yīng)注意以下五點:
(1)與分泌蛋白質(zhì)合成運輸有關(guān)的細胞器有四種:線粒體(供能)、核糖體(合成)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(加工、運輸)、高爾基體(分泌)。
(2)分泌蛋白經(jīng)過細胞膜的運輸方式為外排,需消耗能量,體現(xiàn)了細胞膜具有流動性的結(jié)構(gòu)特點。
(3)運輸?shù)姆较颍汉颂求w→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜。
(4)研究手段為同位素示蹤技術(shù)。
(5)空間結(jié)構(gòu)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成,成熟蛋白質(zhì)在高爾基體形成。
典例導(dǎo)悟
例二 下列有關(guān)生物膜系統(tǒng)的敘述中,不 正確的是( )
A.細胞膜使 細胞有相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境B.細胞內(nèi)的DNA復(fù)制是在生物膜表面上進行的
C.生物膜系統(tǒng)把細胞分成許多小室 D.廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點
解析 細胞膜使細胞內(nèi)部環(huán)境相對穩(wěn)定,細胞內(nèi)的生物膜可使細胞分成許多小室,同時擴大的膜面積為酶提供了大量的附著位點,促進化學反應(yīng)的進行。但DNA復(fù)制主要是在細胞核內(nèi)完成的,不是在生物膜上進行的。
答案 B
關(guān)于觀察葉綠體的形態(tài)和分布的實驗中,下列說法正確的是( )
A.選用含葉綠體少而小的細胞來觀察 B.活細胞中,細胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體是靜止不動的
C.選用含葉綠體大而少的細胞來觀察 D.制片時葉片應(yīng)保持干燥
答案 C
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