(高三生物核心素养教案)第二单元 第5讲 细胞器与生物膜系统

第5讲细胞器与生物膜系统
一、考纲要求：
1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)。

2.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。

3.实验：观察线粒体和叶绿体。

二、教学目标：
1.举例说明几种细胞器的结构和功能。

2.了解分离各种细胞器的科学方法。

3.了解植物细胞与动物细胞的区别。

4.各种生物膜在结构和功能上的联系。

三、教学重、难点：
1.教学重点：
几种细胞器的结构和功能。

各种生物膜在结构和功能上的联系。

细胞的生物膜系统的重要作用。

2.教学难点：
几种细胞器的结构和功能。

植物细胞与动物细胞的区别。

四、课时安排：2课时
四、教学过程：
考点一主要细胞器的结构和功能
（一）知识梳理：
1．细胞质的组成
细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。

2．细胞器之间的分工
(1)线粒体和叶绿体的比较
项目线粒体叶绿体
亚显微
结构图
增大膜面
积方式
内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒
生理功能有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼
吸的第二、三阶段
光合作用的场所，完成光合作用的
全过程
酶的种类和分布与有氧呼吸有关的酶分布于内膜和
基质中
与光合作用有关的酶分布于类囊
体薄膜和基质中
相同点①均具有双层膜；②都含有少量DNA，是半自主性细胞器；③都能产生ATP，与能量转换有关
(2)其他细胞器的功能分析
内质网蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”
高尔基体蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
溶酶体“消化车间”、“酶仓库”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
液泡调节植物细胞内的环境，使细胞保持坚挺
核糖体蛋白质的合成场所
中心体与细胞的有丝分裂有关
知识拓展(1)线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内。

因此二者被称为半自主性细胞器。

(2)真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。

(3)内质网有两类：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。

(4)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。

植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。

(5)液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。

(6)溶酶体起源于高尔基体。

3．细胞器的不同分类
拓展：
据图分析细胞器的功能
(1)图中能发生碱基互补配对的细胞器有①②⑦。

(2)能产生ATP的细胞器有①②。

(3)③和⑥的关系是⑥起源于③。

(4)真核细胞中面积最大的膜结构是④。

(5)与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有①③⑦⑧。

(6)与花瓣颜色有关的色素分布于⑤中。

[特别提醒]
1.与细胞器有关的五个“不一定”
(1)没有叶绿体或大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。

(2)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，如真菌细胞、细菌细胞等都有细胞壁。

(3)没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用，如蓝藻。

(4)没有叶绿体或光合色素不一定不能将无机物转化为有机物，如进行化能合成作用的硝化细菌。

(5)没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸，如需氧型的原核生物。

2.注意特殊细胞的特殊结构
(1)植物细胞
①根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，不见光的部位都无叶绿体。

②叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。

(2)动物细胞
①肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体数量多；肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、高尔基体数量多、内质网发达。

②蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸；人的成熟红细胞无细胞核，不再进行分裂，不具有全能性。

③癌细胞因能无限增殖，需要不断合成蛋白质，故核糖体的数量多而且代谢旺盛，核仁较大。

3.不同类型细胞图像的识别
(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断
是否表示出细胞器的结构表示出→亚显微结构模式图未表示出→显微结构模式图)
(2)真、原核细胞及动、植物细胞的判断
命题探究：
命题点一主要细胞器的结构与功能分析
1．(经典易错题)下图是植物细胞部分膜结构示意图，①②③④分别属于( D )
A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
B．细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
C．核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜
D．叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜、核膜
2．(2017·黑龙江实验中学开学考)下列关于细胞器的描述，错误的是( D )
A．溶酶体内含有多种水解酶，可以将细胞内衰老的细胞器吞噬处理
B．动物、低等植物细胞都有两个中心粒，分裂前期发出星射线形成纺锤体
C．存在碱基互补配对的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体
D．酶、抗体、激素都在核糖体上合成，经内质网加工、高尔基体分泌到细胞外起作用
命题点二细胞亚显微结构模式图的分析
3．结合下图分析下列说法正确的是( B )
A．若判断甲是否为需氧型生物，依据的是细胞中是否含有结构①
B．若判断乙是否为植物细胞，并不能仅依据细胞中是否含有结构②
C．用电子显微镜观察不能区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物
D．根据细胞中是否含有结构③，可将甲、乙、丙三种生物分为真核生物和原核生物两个类群
4．(2018·中山质检)下列分析正确的是( B )
A．该图为光学显微镜下所观察到的动物细胞结构图
B．外界溶液浓度大于③内液体浓度时，可能发生质壁分离现象
C．该细胞中能产生ATP的部位是⑤、⑥、⑨和⑩
D．该细胞可能取自茎尖分生区或根尖成熟区
考点二细胞器之间的协调配合及生物膜系统
（一）知识梳理：
1．各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。

②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。

(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。

②在结构上具有一定的连续性，图示如下：
(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)
2．细胞的生物膜系统
(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

(2)功能
②其他膜—⎣⎢
⎡
酶附着的支架——为生化反应的进行创造条件
使细胞内部区域化——保证化学反应高效、有序地进行
拓展：
如图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图(其中物质X 代表氨基酸，a 、b 、c 、d 、e 表示细胞结构)，请分析：
(1)图中a 、b 、c 、d 、e 依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体。

(2)a 、b 、c 分别担负着怎样的功能？
提示 a 为合成蛋白质，b 为初步加工蛋白质，c 为蛋白质加工、分类、包装及发送。

(3)图中b 、c 、d 、e(填字母)参与了生物膜系统的构成。

[特别提醒]
1．分泌蛋白合成和运输的实验分析 (1)研究手段——放射性同位素标记法
在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3
H 标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。

(2)实验结果
放射性最先出现在附着在内质网上的核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。

2．图解分泌蛋白的加工与运输
分泌蛋白依次经过图中①②③④⑤⑥⑦，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、
细胞膜、细胞外，⑧是线粒体，为该过程提供能量。

3．分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图
分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。

（二）命题探究：
命题点一细胞器之间的协调配合
1．真核细胞的结构与功能如下图所示，其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流，关于细胞的结构及膜流的叙述正确的是(D )
A．需氧型生物细胞中均含有结构e
B．所有细胞均能发生膜流现象
C．膜流体现了生物膜的结构特点，质壁分离与复原过程中发生了膜流
D．细胞膜蛋白的更新与f→h→c途径有关
2. 2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位研究囊泡运输机制的科学家。

下列生理过程与囊泡无关的是( B )
A．突触前膜释放神经递质
B．生长素的极性运输
C．内质网膜转化成高尔基体膜
D．胰岛B细胞分泌胰岛素
命题点二分泌蛋白的形成和分泌过程分析
3．下图A、B、C、D表示细胞内几种蛋白质的合成和转运过程，图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构。

下列叙述正确的是( B )
A．在①结构上发生的是转录和翻译的过程
B．B物质可能为RNA聚合酶
C．有氧呼吸第二阶段的酶、ATP合成酶属于A类物质，胃蛋白酶属于D类物质
D．③和④结构可以对蛋白质进行加工，蛋白质每次进出均需要穿过一层生物膜
4．下图是某细胞在某项生命活动的前后，几种生物膜面积的变化图。

该过程中最可能合成( B )
A．呼吸酶 B．抗体 C．性激素 D．胆固醇
考点三用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
（一）实验解读：
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需要染色，制片后直接观察。

(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。

2．实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
归纳：
(1)观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选
择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。

若用菠菜等高等植物叶片，撕取的表皮上一定要稍带些叶肉细胞，这是因为靠近叶下表皮的是栅栏组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为叶片表皮细胞不含叶绿体。

(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。

(3)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。

观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。

(4)观察线粒体时，要漱净口腔，防止杂质对显微观察造成干扰。

[特别提醒]
观察叶绿体和线粒体的四点提醒
(1)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态，否则细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。

(2)健那绿染色剂发挥作用时，不需要破坏细胞，因为健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。

(3)由于高等植物细胞中既含有叶绿体又含有线粒体，所以观察线粒体时不宜选用，否则叶绿体的颜色会影响线粒体的观察。

(4)制作观察线粒体的临时装片时，是滴一滴健那绿染液于载玻片中央用于染色，而不是滴一滴生理盐水。

（二）命题探究：
命题点一实验基础
1．用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是( C )
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
2．下列关于用光学显微镜观察人的口腔上皮细胞线粒体实验的说法，不正确的是( D ) A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性
B．制装片时在载玻片中央滴一滴健那绿染液，目的是对线粒体进行染色
C．在高倍镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色
D．在高倍光学显微镜下可以观察到线粒体有2层膜
命题点二实验拓展
3．某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。

下列描述正确的是( C )
A．经蒸馏水处理，可观察到细胞吸水涨破
B．经健那绿染液染色，可观察到绿色的线粒体
C．经甲基绿吡罗红染色，可观察到绿色的细胞核，红色的细胞质
D．经苏丹Ⅲ染液染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
4．春天，用电子显微镜观察高等植物地下根毛细胞，下列结构中均不能观察到的是( C ) A．液泡和中心体B．高尔基体和核糖体
C．叶绿体和中心体D．液泡和内质网
六、布置作业：
1.讲义：P33 重温高考，演练模拟
2.课时作业：PP311-312
3.选做：P29 2/3/5/6；P31 1/4；P32 1/3/4
七、教学反思：。