全章复习与测试教学实录与评析

第三章细胞的基本结构

一、主要细胞器的结构和功能

1．细胞器的分离方法：差速离心法。

2．细胞器的形态、结构和功能

3．细胞质基质

(1)成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。

(2)功能：是多种化学反应进行的场所。

■教材易漏全关注

(1)教材P44为什么能用差速离心法把各种细胞器分离开来？

提示：不同细胞器质量不同。

(2)教材P45的侧栏思考题揭示了怎样的生物学观点？

提示：结构与功能相适应的观点。

(3)教材P45线粒体与叶绿体在表述方面存在怎样的差异？为什么？

提示：线粒体是有氧呼吸的主要场所，即无氧呼吸不在线粒体内进行，有氧呼吸的第二、三阶段才在线粒体内完成。叶绿体是进行光合作用的完整细胞器。

(4)教材P45图3－5内质网能直接合成蛋白质和脂质吗？

提示：核糖体合成蛋白质，内质网参与加工、运输。脂质应是在没有核糖体附着的滑面内质网上合成的。

(5)教材P47中细胞骨架与教材P68中生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同？

提示：细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，生物膜基本支架是由磷脂双分子层组成。

[科学思维]

重难精讲

强化核心素养

1．列表比较线粒体与叶绿体的异同点

项目

线粒体

叶绿体

亚显微

结构图

增大膜

面积方式

生理

功能

酶的种

类和分布

内膜向内腔

折叠形成嵴

有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段

与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中

由囊状结构的

薄膜堆叠而成基粒

光合作用的场所，完成光合作用的全过程

与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中

①均具有双层膜；②都含少量DNA和RNA，是半自主性细胞器；③相同点

都能产生ATP，与能量转换有关；④都参与碳循环；⑤都既有水消耗又有水产生

2.多角度比较细胞器

(2)

(4)从功能上分析

与主动运输①有关的细胞器

线粒体供能

核糖体合成载体蛋白

中心体：动物低等植物细胞分裂前期参与细胞有丝形成纺锤体②分裂的高尔基体：植物细胞分裂末期与细胞壁细胞器形成有关线粒体：供能生理活动中发生碱基互③补配对现象的细胞器线粒体和叶绿体DNA复制和基因

表达、核糖体翻译。核糖体：间期合成蛋白质

线粒体有氧呼吸、产生水核糖体脱水缩合、④的结构叶绿体光合作用、高尔基体合成多糖等。3．规避五个常见的思维误区

误区1：没有叶绿体或中央液泡的细胞是动物细胞。反例：根尖分生区细胞。

误区2：具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例：真菌细胞、细菌等都有细胞壁。(注意细胞壁的组成成分不同) 误区3：没有叶绿体的细胞不能进行光合作用。反例：蓝藻。

误区4：没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物。反例：进行化能合成作用的细菌。

误区5：没有线粒体不能进行有氧呼吸。反例：大多数原核生物是需氧型的。

■科学探究

在低温条件下，将叶片置于研钵中，加入某种溶液研磨后，用离心法进行分离。第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上清液S1；随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上清液S2；第三次将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上清液S3；最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上清液S4。现请回答下列问题(填入相应的字母符号，如S1～S4，P1～P4)。

(1)此题用于分离各种细胞器的方法是________。

(2)细胞的DNA主要存在于________部分。

(3)若要继续分离得到与光合作用有关的酶，应选取________部分。

(4)若要研究合成蛋白质的细胞器，应选取________部分。

(5)含有与有氧呼吸有关的细胞器的是________。

提示：(1)差速离心法

(2)P1

(3)P2

(4)P4

(5)S1、S2、P3

二、细胞器之间的协调配合及生物膜系统

1．细胞器之间的协调配合

(1)分泌蛋白：

①概念：指有些在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。

②实例：如消化酶、抗体和一部分激素。

(2)分泌蛋白的合成与运输：

①合成场所：附着在内质网上的核糖体。

②加工运输过程：

核糖体—氨基酸经脱水缩合形成肽链

内质网—进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质

囊泡

高尔基体—做进一步的修饰加工

囊泡

细胞膜—将蛋白质分泌到细胞外

③提供能量的细胞器：线粒体。

2．细胞的生物膜系统

(1)组成：

各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。

(2)结构特点：

各种生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。

(3)功能：

①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。

②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点，有利于许多重要化学反应的进行。

③生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

■教材易漏全关注

(1)教材P48资料分析中科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是什么？如果用人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗？为什么？

提示：放射性同位素标记法；不可以，口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白。

(2)教材P49图3－8中思考分泌蛋白从合成至运输到细胞外的过程中内质网、高尔基体、细胞膜的面积会发生变化吗？如果变化，会发生怎样的变化？

提示：内质网面积减小，高尔基体面积不变，细胞膜面积增大。

(3)教材P49相关信息中包裹药物的小球膜与细胞膜融合，融合的原因是什么？

提示：生物膜的流动性。

(4)教材P50与社会的联系中血液透析膜的功能特点是什么？

提示：把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。

1．利用图示法加深理解分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积的变化

(1)分泌蛋白合成、加工、运输过程(如图1) 核糖体―→内质网――→高尔基体――→细胞膜

囊泡囊泡“出芽”“出芽”

(2)图2表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。

(3)图3和图4分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小(只发出囊泡)，高尔基体膜面积基本不变(先接受囊泡，后发出囊泡)，细胞膜面积相对增大(只接受囊泡)。

2．规避四个思维误区

误区1：原核细胞只有细胞膜这种生物膜，不具备生物膜系统。

误区2：在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。

误区3：混淆两种核糖体和两种内质网的功能。

误区4：混淆与分泌蛋白形成的“有关细胞器”、“有关结构”和“有关膜结构”。

①有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。

②有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。

③有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。

三、(实验)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

[实验原理]

(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，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。

[实验流程]

(1)观察叶绿体

①在洁净的载玻片中央滴一滴清水制作藓类叶②用镊子取一片藓类的小叶，或取菠菜叶片临时装片

稍带些叶肉的下表皮，放入水滴中③盖上盖玻片

低倍显微镜下找到叶肉细胞

↓

高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布

(2)观察线粒体

制作人的口腔上皮细胞临时装片

↓

低倍显微镜下找到口腔上皮细胞

↓

线粒体被染成蓝绿色高倍显微镜下观察

细胞质接近无色①在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液②用消毒牙签刮自己漱净的口腔内侧壁后

涂抹于染液中③盖上盖玻片

[深度点拨]

1．实验材料的选取

实验

选材

藓类叶片

叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片

观察叶绿体

菠菜叶稍带些叶肉的下表皮

(1)细胞排列疏松易撕取；

(2)下表皮附带的叶肉细胞含叶绿体数目少且个体大

观察线粒体

人的口腔上皮细胞

(1)没有颜色，便于观察；

(2)易取材

原因

2.线粒体和叶绿体观察实验成功的四个关键点

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

(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。

(3)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源，以避免被灼伤。

(4)盖盖玻片时，一定要缓慢且与载玻片成45°夹角，盖玻片一侧先接触液滴，然后慢慢放平，防止装片下产生气泡。

■创新思考

(1)口腔上皮细胞相对比较透明，在实验过程中，应把视野调暗，该怎样操作？

提示：调暗视野有两种方法：一是转动反光镜使进光量减少；二是选择小的光圈，减少进光量。

(2)若在显微镜视野中观察到叶绿体的流动方向如图所示，那么叶绿体的实际流动方向是什么？

提示：顺时针方向。

(3)如果使用了龙胆紫溶液染色口腔上皮细胞，能在显微镜下观察到染色体吗？为什么？