2021版高中生物新教材浙科版必修第一册教案：第2章 第3节 细胞质是多项生命活动的场所 (含解析)

第三节细胞质是多项生命活动的场所
课标内容要求核心素养对接
1.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
换和信息传递等生命活动。

2．观察叶绿体和细胞质流动。

1.阐明细胞各部分结构通过分工，实现细
胞水平的各项生命活动。

(生命观念、科
学思维、科学探究)
2．通过观察叶绿体和细胞质流动，厘清
原理与操作流程。

(科学思维、科学探究)
·细胞质是细胞进行生命活动的主要场所，正常状态下为透明的胶状物，内含细胞新陈代谢所需的多种营养物质。

·细胞质包含多种细胞器和细胞溶胶。

一、细胞质中有多种细胞器
细胞器分布于细胞质内，具有特定的形态结构和功能，在细胞生命活动中发挥着重要的作用。

1．内质网
(1)名称由来科学家用电子显微镜观察小鼠细胞时，发现细胞质内具有极其发达的网状结构，称之为内质网。

(2)组成与功能内质网是由一系列片状的膜囊和管状的腔组成，向内连接细胞核的核膜，向外连接细胞膜，并与高尔基体相互联系，构成了细胞内庞大的物质运输通道。

(3)类型与各自的作用内质网有两种类型，光面内质网常为管状，是运输蛋白质和合成脂质的重要场所。

构成生物膜的磷脂和胆固醇几乎全部由光面内质网合成。

粗面内质网多呈扁囊状，因表面附着许多核糖体，由核糖体合成的蛋白质进入内质网，进一步被加工和运输。

2．核糖体
(1)组成核糖体是一种无膜的细胞器，由RNA和蛋白质构成。

(2)功能是合成蛋白质的场所。

(3)存在形式与各自的作用核糖体有两种存在形式，合成的蛋白质功能有所不同：游离于细胞溶胶的核糖体合成的蛋白质，通常用于细胞自身或构成自身结构；附着于粗面内质网等结构的核糖体合成的蛋白质，被运输至胞外或细胞的其他部位。

3．高尔基体
(1)名称由来高尔基体是意大利医生高尔基在1898年观察神经细胞时发现的。

(2)组成由一系列扁平膜囊和大小不一的囊泡构成。

(3)功能高尔基体主要对由内质网运入的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。

此外，在植物细胞中，高尔基体与纤维素的合成有关，参与细胞壁的构建。

4．溶酶体
(1)存在溶酶体几乎存在于所有动物细胞中。

(2)成分与作用溶酶体内含60种以上的水解酶，能催化多糖、蛋白质、脂质、DNA和RNA等物质的降解。

(3)主要功能进行细胞内消化，它能消化细胞从外界吞入的颗粒、自身衰老的细胞器和碎片。

细胞从外界吞入物质后形成吞噬泡，吞噬泡与溶酶体融合，其中的水解酶便将吞噬泡中的物质降解。

(4)意义溶酶体可将消化作用局限在特定结构中，这对保证细胞中其他结构的完整性具有重要意义。

5．线粒体
(1)性状与大小一般呈颗粒状或短杆状，相当于一个细菌的大小。

(2)组成与特点由内、外两层膜构成。

外膜平整，内膜向内凹陷形成嵴。

嵴的形成有助于增大内膜的表面积，有利于生化反应的进行。

内、外膜之间及内部是液态的基质，富含多种酶。

线粒体基质中具有DNA、RNA和核糖体，能合成一部分自身所需的蛋白质。

(3)功能线粒体是细胞能量代谢中心，是需氧呼吸的主要场所。

6．叶绿体
(1)存在与功能叶绿体是存在于植物细胞中进行光合作用的细胞器，呈球形或椭球形。

(2)组成与特点具有双层膜结构，内部是液态的基质。

基质中具有复杂的膜
结构，称为类囊体，与光合作用有关的色素附着于这些膜上。

类囊体可堆叠成基粒。

叶绿体基质中也具有DNA、RNA和核糖体。

7．液泡
(1)存在主要存在于植物细胞中。

(2)组成与特点液泡是由单层膜构成的充满水溶液的泡状细胞器，具有中央大液泡是成熟植物细胞的显著特征。

(3)成分植物细胞液泡中的水溶液称为细胞液，含有无机盐、糖类、氨基酸、色素等。

(4)功能
液泡中的色素使某些植物的花、叶、果实呈现不同的颜色。

液泡中的细胞液为植物细胞储存水分和营养物质，调节细胞渗透压平衡、酸碱平衡，离子平衡，维持细胞正常形态。

液泡还富含水解酶，能吞噬衰老的细胞器，其作用与动物细胞的溶酶体相似。

8．中心体
(1)组成中心体是一种无膜结构的细胞器，由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成。

每个中心粒包含由蛋白质构成的若干组管状结构。

(2)存在中心体主要存在于动物细胞和低等植物细胞中，在细胞增殖中起重要作用。

二、观察叶绿体和细胞质流动
1．胞质环流的生理意义
胞质流动使叶绿体移动到光照充足的位置进行光合作用；不断分配各种营养物质，使其在细胞内均匀分布，促使基质内的一系列代谢反应高效有序地进行。

2．观察材料
黑藻叶片小而薄，叶肉细胞的叶绿体大而清晰，是观察叶绿体和胞质环流的好材料。

3．方法步骤
(1)预处理：将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养。

(2)取材：用镊子从黑藻新鲜枝条上取一片幼嫩的小叶。

(3)制片：在载玻片中央滴一滴清水，将小叶放入其中，盖上盖玻片，制作临时装片。

(4)观察：在低倍镜下找到叶肉细胞，转换高信镜观察叶绿体形态、颜色、分布和运动。

三、细胞溶胶是细胞代谢的主要场所
1．含义
细胞溶胶又称细胞质基质，是细胞内除去细胞器以外的胶状物质。

2．成分
细胞溶胶含有丰富的蛋白质，还含有糖类、氨基酸、无机盐等多种营养物质。

3．功能
(1)是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质。

(2)细胞溶胶也是许多代谢反应的重要场所。

四、细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输
1．存在与成分
细胞骨架存在于细胞质中，是由蛋白质纤维交错连接的网络结构。

2．功能
细胞骨架给细胞提供一个支架，在维持细胞形态、胞内运输、变形运动等方面发挥着重要的作用。

3．微丝和微管
是构成细胞骨架的重要结构
(1)微丝是一种纤维，具有多种功能，它们不仅起支撑、维持细胞形态的作用，还参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动与肌肉细胞的收缩等一系列生理功能。

(2)微管是一种管状结构，中心体、细胞分裂时形成的纺锤体等结构都是由微管构成的。

大部分微管是一种暂时性的结构，可以快速解体和重排，在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．一些内分泌细胞的光面内质网可以合成胰岛素。

() 2．红细胞中的血红蛋白、肌细胞的肌纤维蛋白是由粗面内质网上的核糖体合成的。

() 3．核糖体在细胞中的位置并不是固定不变的，两种存在形式可以相互转化。

() 4．植物根尖，茎尖等部位刚分裂形成细胞中，没有液泡。

() 5．真核生物的需氧呼吸就是在细胞溶胶和线粒体内进行的。

() 6．线粒体和囊泡是沿微丝移动的。

() 提示：1.×胰岛素是蛋白质，光面内质网可以合成类固醇激素。

2．×游离核糖体通常用于细胞自身蛋白质的合成，红细胞中的血红蛋白、肌细胞的肌纤维蛋白属于自身的胞内蛋白，粗面内质网上核糖体合成的蛋白质大多是胞外蛋白。

3．√
4．×液泡很小，但数量很多。

5．√
6．×线粒体和囊泡是沿微管移动的。

各种细胞器的分布、结构与功能的比较
细胞器分布形态结构功能
线粒体动植物细胞双层膜结构
线粒体是细胞能量代谢中心，是需氧呼吸的主要场所
叶绿体植物叶肉细胞双层膜结构是进行光合作用的细胞器
内质网动植物细胞单层膜形成的网状
结构
光面内质网是运输蛋白质和合
成脂质的重要场所，粗面内质网
由核糖体合成的蛋白质进入内
质网，进一步被加工和运输
高尔基体动植物细胞
单层膜构成的囊状
结构
由内质网运入的蛋白质进行加
工、分类、包装和运输。

此外，
在植物细胞中，高尔基体与纤维
素的合成有关，参与细胞壁的构
建
核糖体动植物细胞
无膜结构，有的附
着在内质网上，有
的游离在细胞质中
合成蛋白质的场所
溶酶体动植物细胞
单层膜形成的泡状
结构
进行细胞内消化，它能消化细胞
从外界吞入的颗粒、自身衰老的
细胞器和碎片。

细胞从外界吞入
物质后形成吞噬泡，吞噬泡与溶
酶体融合，其中的水解酶便将吞
噬泡中的物质降解
液泡
成熟植
物细胞
单层膜形成的泡状
结构；内含细胞液
(氨基酸、糖类、无
机盐、色素等)
液泡中的色素使某些植物的花、
叶、果实呈现不同的颜色。

液泡
中的细胞液为植物细胞储存水
分和营养物质，调节细胞渗透压
平衡、酸碱平衡、离子平衡，维
持细胞正常形态。

液泡还富含水
解酶，能吞噬衰老的细胞器，其
作用与动物细胞的溶酶体相似中心体
动物或某些低
等植物细胞
无膜结构；由两个
互相垂直的中心粒
及其周围物质组成
在细胞增殖中起重要作用合作探究：1.下图表示的是几种细胞器，据图回答下列问题：
(1)确定上述细胞器的名称。

提示：根据细胞器的形态，可判断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。

(2)说出a、d的功能。

提示：a的功能是对由内质网运入的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。

此外，在植物细胞中，高尔基体合成纤维素，参与细胞的构建；d光面内质网是运输蛋白质和合成脂质的重要场所，粗面内质网由核糖体合成的蛋白质进入内质网，进一步被加工和运输。

2．从线粒体功能的角度分析，为什么飞翔鸟类的胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔的鸟类多，运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多？
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需要的能量。

鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量，因此飞翔鸟类的胸肌细胞和运动员的肌细胞中线粒体数量较多。

3．溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。

提示：溶酶体膜在结构上比较特殊，如经过修饰，不会被溶酶体内的水解酶水解。

1．下图展示了四种细胞器的电镜照片，关于这四种细胞器的说法错误的是()
A．②和④分别是高尔基体和内质网，它们之间的膜可以通过囊泡进行转化B．①为线粒体，是细胞的“动力车间”，所有细胞的生命活动都离不开它C．④可与核膜直接相连，与细胞中其他膜结构共同构成生物膜系统
D．③是光合作用的场所，是细胞内“养料制造车间”、“能量转换站”
B[②为高尔基体，④为内质网，二者属于生物膜，基本成分相同，都属于生物膜系统，二者可以通过囊泡进行转化，A正确；①为线粒体，作用是为细胞
生命活动提供能量，但细胞中不是所有的生理活动都需要能量，例如扩散，B错误；内质网在细胞中和核膜直接相连，与细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成生物膜系统，C正确；叶绿体可以将光能转化成化学能，同时生成了有机物，因此是细胞内“养料制造车间”、“能量转换站”，D正确。

]
2．下列有关细胞器的说法正确的是()
A．液泡主要存在于植物细胞中，含有无机盐、蛋白质和色素等物质
B．根尖细胞中具有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体
C．中心体仅存在于动物细胞中
D．溶酶体合成多种水解酶参与降解失去功能的细胞组分
A[液泡主要存在于高等植物的成熟细胞中，含有细胞液(氨基酸、糖类、无机盐、色素等)，调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，A正确；植物根尖细胞没有叶绿体，B错误；中心体还存在于低等植物细胞中，C错误；水解酶的本质是蛋白质，在核糖体合成，D错误。

]
3.图a、c表示细胞中的两种结构，b是它们共有的特征。

下列有关叙述正确的是()
A．若b表示双层膜结构，则a、c肯定是叶绿体和线粒体
B．若b表示细胞器中含有的核酸，则a、c肯定是叶绿体和线粒体
C．若b表示产生水分子的生理过程，则a、c不可能是核糖体和高尔基体
D．若b表示磷脂，则a、c肯定不是核糖体和中心体
D[图中b如果表示两层膜，则a、c是线粒体、叶绿体、细胞核中的两种，A错误；核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA，如果b表示细胞器中含有的核酸，则a、c可能是叶绿体、线粒体或核糖体，B错误；若b表示产生水分子的生理过程，则a、c可能是核糖体和高尔基体，因为核糖体中蛋白质脱水缩合过程中
产生水，高尔基体中形成糖类过程中产生水，C 错误；核糖体和中心体不具有膜结构，如果b 表示磷脂，a 、c 肯定不是核糖体和中心体，D 正确。

]
多种角度对细胞器进行归类
(1)结构⎩⎪⎨⎪⎧ 不含膜结构的细胞器：②含有单层膜的细胞器：⑤
含有双层膜的细胞器：④
(3)成分⎩⎪⎨⎪⎧
含有DNA 的细胞器：④含有色素的细胞器：①
动植物细胞亚显微结构的判断
1．显微结构与亚显微结构模式图的判断
2．真、原核细胞及动、植物细胞的判断
合作探究：如图是动植物细胞亚显微结构模式图。

据图回答下列问题：
(1)图示为________细胞结构模式图，判断依据是________________(答三点)。

若该细胞为某些低等植物细胞，其细胞质中还应具有的细胞器是________________。

(2)若该细胞是紫色洋葱鳞片叶外表皮，则色素主要存在于[]________________，如果是植物的根毛细胞，则图中不应有的结构是[]________________。

(3)图中含有少量DNA的细胞器是________________(填序号)。

提示：(1)植物有细胞壁、大液泡、叶绿体中心体(2)12液泡4叶绿体(3)4、9
1．下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是()
A．有中心体的细胞不一定是动物细胞
B．有细胞壁的细胞不一定是植物细胞
C．核糖体在真核细胞与原核细胞中具有相同的功能
D．没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸
D[中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，因此有中心体的细胞不
一定是动物细胞，A正确；有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，也可能是蓝细菌等原核细胞，B正确；核糖体在真核细胞与原核细胞中具有相同的功能，都是合成蛋白质的场所，C正确；没有线粒体的细胞也可能进行有氧呼吸，如硝化细菌的细胞内没有线粒体，但可进行有氧呼吸，D错误。

]
2．如图为电子显微镜视野中观察到的某细胞的一部分结构，下列关于该细胞叙述正确的是()
A．图中①具有双层膜，是进行光合作用的场所
B．图中②是中心体，该细胞可能是衣藻细胞
C．图中③是核糖体，与蛋白质的加工有关
D．图中④是高尔基体，不具有膜结构
B[图中①是线粒体，线粒体是具有双层膜结构的细胞器，是进行有氧呼吸的主要场所，A错误；图中②是中心体，该细胞可能是动物细胞或者是某些低等的植物细胞，而衣藻细胞是低等植物细胞，B正确；图中③是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所，C错误；图中④是高尔基体，高尔基体是具有单层膜结构的细胞器，D错误。

]
3．电子显微镜下观察狗尾草根细胞，可观察到的结构有()
A．①②③④⑤B．①②③④
C．①③④D．①②③⑤
C[在狗尾草根细胞中存在线粒体、内质网、高尔基体等细胞器，因此可以观察到图中①③④等亚显微结构；叶绿体存在于植物的光合细胞中，中心体存在
于动物和低等植物细胞中，故该细胞中不存在叶绿体和中心体，因此不可以观察到②⑤结构，综上分析，C正确，ABD错误。

]
关于细胞结构与功能的4个易错点
(1)在动植物细胞中，有细胞壁的细胞是植物细胞，没有细胞壁的细胞是动物细胞。

(2)在动植物细胞中，有叶绿体的细胞是植物细胞，没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如植物的根细胞不进行光合作用，没有叶绿体。

(3)在动植物细胞中，有大液泡的细胞是植物细胞，没有大液泡的细胞不一定是动物细胞，植物的未成熟细胞也没有大液泡，如根尖分生区细胞。

(4)在动植物细胞中，有中心体的细胞可能是动物细胞或低等植物细胞，没有中心体的细胞是高等植物细胞，中心体不能作为鉴别动物细胞和植物细胞的依据，但可以用作鉴别动物细胞和高等植物细胞的依据。

观察叶绿体和细胞质流动
1．胞质环流是植物细胞的正常生理活动，它对于促进细胞代谢具有重要意义。

2．适合观察胞质环流的实验材料种类很多，例如，百合花药萌发的花粉管，向日葵舌状花花冠的表皮，新鲜大白菜内层叶片中脉处的表皮，藓类的小叶片等。

黑藻叶片小而薄，叶肉细胞的叶绿体大而清晰，是观察叶绿体和胞质环流的好材料。

合作探究：1．说出观察叶绿体与细胞质流动的依据。

提示：观察叶绿体的依据是叶肉细胞中的叶绿体呈扁平的椭球形或球形，绿色，散布于细胞质基质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。

观察细胞质流动的依据是随细胞质的流动，悬浮于细胞质基质中的叶绿体等细胞器也会运动，因此，观察细胞质的流动可以以叶绿体作为参照物进行观察。

2．为什么用菠菜叶稍带叶肉的下表皮观察叶绿体？
提示：接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，且含叶绿体大而数目少。

3．观察叶绿体时，为什么临时装片中始终保持有水状态？
提示：保证植物细胞正常形态，否则细胞会失水皱缩影响观察。

1．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．叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因
D．叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体
C[活细胞的细胞质处于不断流动的状态，叶绿体随着细胞质的流动而运动，A项错误；叶绿体在细胞内的分布不是均匀的，B项错误；叶绿体内含有色素，使叶片呈绿色，C项正确；叶肉细胞中含有叶绿体，也含有线粒体，只是线粒体无色，未经染色等处理，不能被观察到，D项错误。

]
2．下列与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述，正确的是()
A．用幼根作为实验材料可观察到叶绿体但其细胞质不流动
B．若高倍显微镜下细胞质流动方向是逆时针的，则细胞中细胞质流动方向是逆时针的
C．细胞质流动的速度与环境温度的变化无关
D．细胞质流动的速度与该细胞新陈代谢的强度无关
B[幼根中无叶绿体，因此用幼根作为实验材料不能观察到叶绿体，A项错误；若在显微镜下观察到细胞质逆时针方向流动，则其实际流动方向也是逆时针，B项正确；细胞质流动是所有活细胞具有的现象，细胞质流动的速度与环境温度和细胞新陈代谢强度等因素有关，C、D项错误。

]
[课堂小结]
知识网络构建核心语句背诵
1.内质网是由一系列片状的膜囊和管状的腔组成，向内连接细胞核的核膜，向外连接细胞膜，并与高尔基体相互联系，构成了细胞内庞大的物质运输通道。

光面内质网常为管状，是运输蛋白质和合成脂质的重要场所。

构成生物膜的磷脂和胆固醇几乎全部由光面内质网合成。

粗面内质网多呈扁囊状，因表面附着许多核糖体，由核糖体合成的蛋白质进入内质网，进一步被加工和运输。

2.核糖体是一种无膜的细胞器，由RNA和蛋白质构成，是合成蛋白质的场所。

游离于细胞溶胶的核糖体合成的蛋白质，通常用于细胞自身或构成自身结构；附着于粗面内质网等结构的核糖体合成的蛋白质，被运输至胞外或细胞的其他部位。

3.高尔基体由一系列扁平膜囊和大小不一的囊泡构成。

主要对由内质网运入的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。

此外，在植物细胞中，高尔基体与纤维素的合成有关，参与细胞壁的构建。

4.溶酶体几乎存在于所有动物细胞中，主要功能是进行细胞内消
液，含有无机盐、糖类、氨基酸、色素等。

液泡中的色素使某些植物的花、叶、果实呈现不同的颜色。

液泡中的细胞液为植物细胞储存水分和营养物质，调节细胞渗透压平衡、酸碱平衡、离子平衡，维持细胞正常形态。

8.中心体是一种无膜结构的细胞器，由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成。

每个中心粒包含由蛋白质构成的若干组
管状结构。

主要存在于动物细胞和低等植物细胞中，在细胞增殖中起重要作用。

9.细胞溶胶是细胞代谢的主要场所，含有丰富的蛋白质，还含有糖类、氨基酸、无机盐等多种营养物质，是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物
质运输、能量交换和信息传递的重要介质，也是许多代谢反应的重要场所。

10.细胞骨架维持细胞形态并控
制细胞运动和胞内运输，存在于细胞质中，是由蛋白质纤维交错连接的网络结构。

微丝和微管是构成细胞骨架的重要结构。

1．下列关于细胞内结构的叙述，正确的是()
A．细胞质中除细胞器以外的液体称为细胞液
B．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与多种生命活动密切相关
C．线粒体的两层膜之间及嵴的周围都是线粒体基质
D．内质网与蛋白质、脂质、核酸等多种物质合成有关
B[细胞质中除细胞器以外的液体称为细胞溶胶，液泡内的液体称为细胞液，A错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化等多种生命活动密切相关，B正确；在线粒体中，嵴的周围充满了液态的线粒体基质，C错误；内质网与蛋白质、脂质等物质的合成有关，D错误。

]
2．可以与细胞膜形成的吞噬泡融合，并消化掉吞噬泡内物质的细胞器是() A．线粒体B．溶酶体
C．高尔基体D．内质网
B[线粒体能为细胞生命活动提供能量，但不能与细胞膜形成的吞噬泡融合，A错误；溶酶体可以与细胞膜形成的吞噬泡融合，并消化吞噬泡内物质，B正确；高尔基体动物细胞中与分泌物的形成有关，但不能与细胞膜形成的吞噬泡融合，C 错误；内质网能对来自核糖体的蛋白质进行加工，但不能与细胞膜形成的吞噬泡融合，D错误。

]
3．下列有关细胞器的说法正确的是()
A．洋葱根尖细胞中的DNA存在于线粒体和细胞核中
B．细胞质包括细胞器和叶绿体基质
C．内质网与脂质合成无关
D．植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成无关
A[洋葱根尖没有叶绿体，因此DNA存在于细胞核和线粒体中，A正确；细胞质包括细胞溶胶和细胞器，B错误；内质网与蛋白质、脂质的合成有关，C错误；高尔基体与植物细胞壁的形成有关，D错误。

]
4．如图是几种细胞器的模式图，下列说法正确的是()。