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高一生物完整讲稿:必修1 第三章第2节 细胞器之间的分工合作
高一生物完整讲稿:必修1 第三章第2节 细胞器之间的分工合作






高一生物完整讲稿:必修1 第三章第2节 细胞器之间的分工合作
开篇·教师录课开场白
同学们大家好,欢迎回到高中生物课堂。上一节课,我们学习了细胞膜的结构和功能。细胞膜相当于细胞的围墙,把整个细胞包裹起来。但是一座房子,不能只有围墙。围墙里面,需要有不同功能的房间,厨房、卧室、书房,每一个房间各司其职,分工协作,整座房子才能够正常生活。
细胞也是一模一样。细胞膜包裹的细胞质内部,不是一团混沌的液体。细胞质当中悬浮着许许多多具有特定形态、特定功能的微小结构,它们就相当于细胞内部一个个功能“车间”,这些车间,就叫做细胞器。
细胞的生命活动非常复杂:要合成蛋白质、要制造脂质、要提供能量、要分解清除废物、还要储存物质。这么多工作,不可能由某一种结构独立完成。必须由多种细胞器分工,又相互配合,才能够维持细胞完整生命活动。这就是我们本节课的主题——细胞器之间的分工合作。
【PPT出示本节课学习目标】 本节课我们要完成五大学习目标:
1.识别八种主要细胞器,掌握每一种细胞器的形态、分布、结构、生理功能,能够区分动物细胞、植物细胞细胞器的异同。
2.理解分泌蛋白的合成、加工、运输全过程,掌握细胞器之间如何协调配合。
3.掌握用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的实验原理、材料、试剂、操作步骤,这是课本重点实验,考试高频。
4.了解细胞骨架的组成以及生理作用,理解细胞质基质的功能,分清细胞质、细胞质基质、细胞器三者概念。
5.构建生物“结构与功能相适应”核心观念,整理大量易混淆概念,规避选择题、填空题易错陷阱。
课前提示:本节课知识点多、细胞器种类多,名称、功能容易记混,笔记一定要跟上。很多高一学生学到这里,最大问题就是张冠李戴,把A细胞器的功能安到B细胞器身上。本节课我们逐个拆解,同时后面专门整理全套易错清单。
第一部分:基础概念辨析——细胞质、细胞质基质、细胞器(课堂讲授)
【PPT:动物细胞、植物细胞亚显微结构图,圈出细胞质区域】 很多同学做题,经常分不清三个名词:细胞质、细胞质基质、细胞器。考试填空、选择题经常在这里丢分,我们先把概念彻底厘清。
✅细胞质:细胞膜以内,细胞核以外的全部部分,统称为细胞质。 细胞质包含两大组成:①细胞质基质;②细胞器。 也就是说:细胞质 = 细胞质基质 + 各种细胞器。
✅细胞质基质:细胞质当中,除去细胞器之外的,呈胶质状态的液态部分,就是细胞质基质。 【重点标记】细胞质基质成分:水、无机盐、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶。 细胞质基质功能: 第一,为各种细胞器提供液体生存环境; 第二,是细胞内多种化学反应的场所,比如细胞呼吸第一阶段,就在细胞质基质当中完成; 第三,可以为细胞器提供物质原料。
✅细胞器:细胞质基质当中,悬浮的,具有一定形态结构、执行特定生理功能的微小膜结构(核糖体、中心体无膜)。 高中要求掌握的八大细胞器:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体。
【思考设问】请问:细胞质基质是不是细胞器?
答案:不是!细胞质基质是胶质液体,细胞器是独立的小结构,二者属于细胞质的两个不同组分。
【易错警示】❌错误说法:细胞质就是细胞质基质。 ✅纠正:细胞质包括细胞质基质和细胞器。如果填空题写“细胞质就是细胞质基质”直接判错。
补充:我们能够看见细胞器精细结构,依靠电子显微镜(亚显微结构)。光学显微镜(普通高倍镜),只能看到叶绿体、线粒体(染色后)、大液泡;核糖体、内质网、高尔基体这些微小细胞器,光学显微镜看不见,只有电镜才能观察。 回顾上一章知识点:核糖体属于亚显微结构,光学显微镜看不到。这个点会反复考察。
第二部分:细胞器逐个精讲(八大细胞器,分膜结构分类讲解)
为方便记忆,高中生物把细胞器按照膜层数分成三类: ①双层膜细胞器:线粒体、叶绿体 ②单层膜细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ③无膜细胞器:核糖体、中心体
2.1 双层膜细胞器——线粒体(动力车间)
【PPT:线粒体亚显微结构图,标注外膜、内膜、嵴、线粒体基质】 线粒体,外号细胞的动力车间。
分布
几乎所有真核细胞都含有线粒体。动物细胞、植物细胞、真菌细胞普遍存在。 ⚠️例外:哺乳动物成熟红细胞!没有任何细胞器,自然不含线粒体。原核细胞无线粒体。
线粒体数量不是固定不变。细胞代谢越旺盛,耗能越多,线粒体数量就越多。举例:人的心肌细胞,不停收缩舒张,消耗大量ATP,心肌细胞线粒体数量非常多。皮肤表皮细胞代谢弱,线粒体数量少。 【思考设问】为什么飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量远远大于不飞翔鸟类?
解析:飞翔消耗大量能量,胸肌代谢旺盛,线粒体数目增多。体现结构与功能相适应。
结构(双层膜)
线粒体拥有外膜、内膜,两层生物膜。
•外膜:比较平滑,通透性相对较高。
•内膜向内折叠,形成大量的嵴。【重点】嵴的作用:增大内膜的表面积!内膜上面分布大量与有氧呼吸有关的酶。
•内膜包裹的内部空间叫做线粒体基质。基质当中含有:有氧呼吸相关酶、还有少量DNA和RNA、核糖体。
重要考点:线粒体含有少量DNA、RNA、核糖体,可以合成部分自身蛋白质,属于半自主性细胞器。叶绿体同样是半自主性细胞器。
功能
【重点标记】线粒体是有氧呼吸的主要场所。细胞生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体。细胞进行有氧呼吸,第二、第三阶段发生在线粒体。
注意关键词:主要场所!有氧呼吸第一阶段,在细胞质基质,不是线粒体。所以不能说“有氧呼吸全部发生在线粒体”。这个是超级高频错误选项。
【易错警示1】❌线粒体是有氧呼吸的唯一场所。 ✅纠正:有氧呼吸第一阶段细胞质基质,第二三阶段线粒体,线粒体是主要场所。
【易错警示2】❌原核生物进行有氧呼吸的场所是线粒体。 ✅纠正:原核细胞没有线粒体。部分好氧细菌,可以依靠细胞膜上的呼吸酶完成有氧呼吸。
线粒体基质、内膜都分布有氧呼吸酶。有氧呼吸第三阶段,释放能量最多,发生在线粒体内膜(嵴)上。
补充知识点:线粒体DNA属于细胞质DNA。细胞质遗传,母系遗传。受精卵的线粒体全部来自卵细胞,精子几乎不携带线粒体。
2.2 双层膜细胞器——叶绿体(养料制造车间、能量转换站)
【PPT叶绿体结构图:外膜、内膜、类囊体堆叠形成基粒、叶绿体基质】 叶绿体外号:养料制造车间、能量转换站。
分布
只分布在植物的能够进行光合作用的绿色细胞当中。⚠️易错!不是所有植物细胞都有叶绿体! 植物根尖细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞,不见光,不进行光合作用,没有叶绿体。只有叶肉细胞、保卫细胞等绿色组织才有叶绿体。
很多同学做题踩坑:洋葱表皮细胞有叶绿体。错!洋葱鳞片叶内表皮无色,没有叶绿体。 【思考设问】植物根部细胞能不能观察到叶绿体?
答案:不能,根埋在土壤不见光,无叶绿体。
结构(双层膜)
叶绿体同样是双层膜结构:外膜、内膜,两层膜都比较平滑,内膜不向内折叠成嵴(和线粒体区分!)。 叶绿体内部,有很多扁平囊状结构,叫做类囊体;许多类囊体堆叠在一起,形成基粒。 👉类囊体薄膜上面,分布大量光合色素(叶绿素、类胡萝卜素)以及光反应相关酶。光反应阶段就在类囊体薄膜上进行。类囊体之外的液态部分是叶绿体基质。叶绿体基质含有暗反应有关酶,还有少量DNA、RNA、核糖体。所以叶绿体和线粒体一样,属于半自主性细胞器。
功能
叶绿体是绿色植物光合作用的场所。 光合作用分为光反应、暗反应: 光反应 → 类囊体薄膜; 暗反应 → 叶绿体基质。 叶绿体把光能,转化成有机物当中稳定的化学能。制造糖类等有机物。
线粒体VS叶绿体对比(考试必考,一定要分清)
项目 | 线粒体 | 叶绿体 |
分布 | 几乎全部真核细胞(哺乳动物成熟红细胞除外) | 植物绿色细胞,叶肉、保卫细胞;根尖、洋葱内表皮无叶绿体 |
双层膜 | 外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴 | 外膜内膜均平滑;内部类囊体堆叠成基粒 |
内部核酸 | 含少量DNA、RNA、核糖体,半自主细胞器 | 含少量DNA、RNA、核糖体,半自主细胞器 |
生理功能 | 有氧呼吸主要场所,分解有机物,释放能量 | 光合作用场所,利用光能合成有机物,储存能量 |
能量转化 | 有机物中化学能 → ATP活跃化学能 | 光能 → 有机物稳定化学能 |
【易错警示汇总线粒体叶绿体】
1.❌植物所有细胞都有叶绿体。✅根尖、洋葱鳞片叶内表皮细胞无叶绿体。
2.❌有氧呼吸全部在线粒体。✅第一阶段细胞质基质。
3.❌叶绿体内膜向内折叠形成嵴。✅嵴是线粒体的;叶绿体是类囊体堆叠基粒。
4.❌线粒体叶绿体的蛋白质全部由细胞核DNA控制合成。✅二者有自身DNA,可以合成部分蛋白,半自主性细胞器。
5.❌原核生物蓝细菌含有叶绿体。✅蓝细菌属于原核,无叶绿体,依靠叶绿素藻蓝素光合。
小总结:线粒体消耗有机物释放能量;叶绿体制造有机物储存能量。一分解一合成。
2.3 单层膜细胞器:内质网
【PPT内质网模式图:粗面内质网(上面附着核糖体)、光面内质网】 内质网是由膜连接而成的网状结构,单层膜,是细胞内面积最大的膜结构。 分为两类:粗面内质网(也叫糙面内质网)、光面内质网(滑面内质网)。
粗面内质网
膜表面附着大量核糖体。 功能:①对核糖体合成出来的多肽链进行初步加工;②蛋白质的合成、加工场所;③运输通道,把加工后的蛋白质运送到高尔基体。主要和分泌蛋白、膜蛋白合成加工有关。
光面内质网(无核糖体附着)
功能:脂质合成的重要场所。比如磷脂、性激素这类脂质,主要在光面内质网上合成。肝脏细胞光面内质网还参与解毒。
【重点标记】内质网功能总结:
1.粗面内质网:蛋白质的加工、运输;
2.光面内质网:合成脂质; 内质网是细胞内蛋白质、脂质合成加工的“车间”和运输通道。
分布
动植物真核细胞都具备内质网;原核细胞无内质网。
【易错警示】❌光面内质网参与蛋白质加工。✅粗面内质网加工蛋白质;光面内质网主要合成脂质。
2.4 单层膜细胞器:高尔基体
【PPT高尔结构图:一堆扁平囊泡,周围有小囊泡】 高尔基体,单层膜,由一系列扁平囊和周围小囊泡组成。 ⚠️注意:高尔基体,动植物细胞都有,但是动植物细胞高尔基体功能不一样!这是高频考点!
✅动物细胞当中高尔基体功能:对来自内质网的蛋白质做进一步的加工、分类、包装、转运。可以形成囊泡,把蛋白质运送到细胞膜分泌出去,或者运送到溶酶体。简单讲:动物细胞高尔基体主要负责蛋白质的深加工、分拣发送。
✅植物细胞当中高尔基体功能:除了加工蛋白质;还有一个独有的重要功能——植物细胞有丝分裂末期,参与细胞壁的形成。合成纤维素、果胶,构建新的细胞壁。
考试经常出题:植物细胞分裂末期,哪种细胞器参与细胞壁形成?答案高尔基体。很多同学错写成叶绿体、核糖体。
【思考设问】如果植物细胞高尔基体被破坏,细胞有丝分裂末期会出现什么现象?
解析:无法正常合成细胞壁,分裂之后两个子细胞不能完全分隔,会形成多核细胞。
【易错警示】❌高尔基体只存在动物细胞。✅动植物细胞均存在,功能有差异。 ❌植物细胞高尔基体主要功能是合成脂质。✅合成脂质是光面内质网;植物高尔基体核心特有功能是参与细胞壁形成。
2.5 单层膜细胞器:溶酶体(消化车间)
【PPT溶酶体示意图,内部含有多种水解酶】 溶酶体,外号细胞的消化车间。单层膜围成的囊状小泡。
成分
溶酶体内部储存非常多种类的水解酶。注意!水解酶本质是蛋白质。溶酶体膜把水解酶包裹在内部,防止水解酶泄露,破坏细胞自身正常结构。如果溶酶体破裂,水解酶释放,会分解细胞组分,造成细胞自溶。
功能【重点必背】
1.分解衰老、损伤的细胞器。细胞里面衰老破损线粒体、内质网,被溶酶体吞噬降解。
2.吞噬并且杀死侵入细胞的病毒或者细菌。例如吞噬细胞吞噬病原体之后,依靠溶酶体水解酶分解病原体。
举例:蝌蚪发育成青蛙,尾巴消失,尾部细胞凋亡,溶酶体参与分解细胞组分。
⚠️易错:溶酶体里面是水解酶;水解酶的合成场所是核糖体。溶酶体只是储存酶,不能合成酶! ❌错误:溶酶体内的水解酶由溶酶体合成。✅水解酶(蛋白质)在核糖体合成。
分布:动植物真核细胞都有溶酶体;原核细胞无溶酶体。
2.6 单层膜细胞器:液泡
【PPT植物细胞大液泡示意图】 液泡,单层膜结构。液泡的膜叫做液泡膜。液泡内部的液体叫细胞液!
【超级高频名词辨析!考试填空经常写错】 ✅细胞液:专指植物液泡内部的液体,含有糖类、无机盐、色素、蛋白质。 ❌千万不要和细胞质基质混淆!细胞质基质是细胞膜内细胞器外的胶质;细胞液仅仅是液泡里面。 很多同学写题:“细胞质基质含有花青素”,错误!花青素存在于液泡的细胞液当中。
分布
成熟的高等植物细胞,具有大的中央液泡。幼小植物细胞液泡小而多;动物细胞液泡很小,不形成中央大液泡。
注意:成熟植物细胞,中央大液泡可以占据细胞体积90%。
液泡功能
1.调节植物细胞内的液体环境;
2.充盈的液泡,可以让植物细胞保持坚挺;
3.储存营养物质、色素(花青素)、无机盐。
花朵、果实的颜色,花青素来自液泡细胞液;注意:叶绿体里面是光合色素(叶绿素、类胡萝卜素);液泡里面是花青素等水溶性色素,二者不要混淆!
【易错警示】
1.❌花青素位于叶绿体。✅花青素在液泡的细胞液;叶绿体是光合色素。
2.❌细胞液就是细胞质基质。✅细胞液=液泡内部液体;细胞质基质是细胞器之外的细胞质部分。
3.❌动物细胞有中央大液泡。✅动物细胞没有中央大液泡。
2.7 无膜细胞器:核糖体(生产蛋白质的机器)
【PPT核糖体示意图,大亚基、小亚基组成】 核糖体,无膜结构,由rRNA(核糖体RNA)和蛋白质共同组成,分为大亚基、小亚基两个亚单位。外号“生产蛋白质的机器”。
分布
真核细胞、原核细胞都具备核糖体!原核细胞唯一细胞器就是核糖体。 在真核细胞中,核糖体存在两个位置: ①游离在细胞质基质当中:游离核糖体。主要合成胞内蛋白,供细胞自己使用,比如呼吸酶。 ②附着在内质网膜表面:附着核糖体(粗面内质网上的核糖体),主要合成分泌蛋白、膜蛋白。
区分两类核糖体产物: 游离核糖体:胞内蛋白(细胞内部使用的蛋白质); 附着在内质网上核糖体:分泌蛋白(要分泌到细胞外面,例如消化酶、抗体、部分激素)、膜蛋白。
功能:蛋白质的合成场所,翻译的场所。氨基酸脱水缩合,在核糖体上形成多肽链。
⚠️注意:核糖体只能合成多肽链,多肽链还没有成熟,需要内质网、高尔基体进一步加工,才成为有空间结构的成熟蛋白质。 ❌易错:核糖体直接合成具有空间结构成熟蛋白质。✅核糖体合成多肽,后续需要加工。
2.8 无膜细胞器:中心体
【PPT中心体示意图,两组互相垂直的中心粒】 中心体,无膜结构。由两个互相垂直排列的中心粒以及周围物质组成。
分布
动物细胞、低等植物细胞(衣藻等)含有中心体;高等植物细胞没有中心体!
这个点选择题高频。高等植物(小麦、杨树)无中心体;动物、低等植物才有。
功能:与细胞的有丝分裂有关。
细胞分裂前期,中心体发出星射线,形成纺锤体。
高等植物细胞,纺锤丝不是中心体发出。高等植物没有中心体,由细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。
【易错警示】 ❌高等植物细胞有中心体。✅只有动物、低等植物细胞才有。 ❌中心体参与高等植物有丝分裂纺锤体形成。✅高等植物无中心体。
第三部分:动植物细胞细胞器全面对比,图表梳理
【PPT表格:动物细胞vs高等植物细胞细胞器对比】 ✅动物细胞具有:线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、中心体。 ✅高等植物细胞(叶肉细胞)具有:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体。
高等植物细胞没有中心体;动物细胞没有叶绿体、没有中央大液泡。
⚠️特殊提醒:不是全部植物细胞都有叶绿体、大液泡。根尖细胞无叶绿体;未成熟分生区植物细胞没有大液泡。
【课堂判断题训练】
1.植物细胞一定含有叶绿体和大液泡(×,根尖分生区没有)
2.动物细胞含有中心体,高等植物细胞一定没有中心体(√)
3.线粒体叶绿体都含有DNA,属于半自主性细胞器(√)
4.溶酶体可以合成水解酶(×,水解酶核糖体合成)
第四部分:细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成加工运输(本节重中之重,大题高频)
什么叫分泌蛋白?在细胞内合成之后,要分泌到细胞外面发挥作用的蛋白质。 例子:消化酶(唾液淀粉酶、胃蛋白酶)、抗体、部分蛋白质类激素(胰岛素)。 与之相对的叫胞内蛋白:合成之后留在细胞内部发挥功能,例如呼吸酶、光合酶,游离核糖体合成,不需要内质网高尔基体加工分泌。
【PPT:分泌蛋白合成转运完整流程图,箭头示意物质流动,囊泡运输】 经典实验证据:豚鼠胰腺腺泡细胞放射性同位素标记实验(帕拉德实验)。
科学史考点:帕拉德使用³H标记亮氨酸(氨基酸),追踪放射性出现位置,研究分泌蛋白路径。 这个是同位素示踪技术。高考选择题科学史经常考察。
4.1 分泌蛋白完整流程,一步一步拆解(大题默写,必须背熟)
1.核糖体(附着在内质网上的核糖体):利用氨基酸,脱水缩合合成多肽链。(此时仅仅是多肽,没有高级空间结构)
2.粗面内质网:多肽进入内质网,内质网进行初步加工(折叠、糖基化),加工之后形成有一定空间结构的蛋白质。内质网出芽,形成囊泡。囊泡属于膜结构,包裹蛋白质,离开内质网。
3.囊泡移动,与高尔基体膜融合,蛋白质进入高尔基体。
4.高尔基体:对蛋白质做进一步加工、分类、包装。高尔基体再形成新的囊泡。
5.囊泡移动到细胞膜,囊泡膜和细胞膜融合,通过胞吐方式,将蛋白质分泌释放到细胞外。
完整路径: 附着核糖体 → 粗面内质网 →(囊泡)→高尔基体 →(囊泡)→细胞膜 → 细胞外。
【思考设问】整个过程,涉及哪些细胞器? ✅核糖体(合成多肽)、内质网(初加工)、高尔基体(深加工分拣)、线粒体(全程提供ATP能量!千万不要漏掉线粒体!整个转运加工消耗大量能量,线粒体供能)。 👉参与分泌蛋白合成加工运输的四种细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
⚠️【超级易错】很多同学写大题,把线粒体丢掉!囊泡移动、膜融合,全部消耗能量,能量来自线粒体有氧呼吸。
注意:细胞膜不属于细胞器!囊泡是膜泡结构,不属于独立细胞器。
4.2 膜面积变化分析(选择题难点)
在分泌蛋白合成分泌全过程,内质网、高尔基体、细胞膜三者膜面积发生改变:
1.内质网:不断出芽形成囊泡,囊泡脱离内质网,所以内质网膜面积减小。
2.高尔基体:先接受来自内质网的囊泡,膜面积增加;之后自身又形成囊泡离开,膜面积减少。高尔基体膜面积最终几乎不变(先增后减,总量平衡)。
3.细胞膜:不断接收高尔基体过来的囊泡,囊泡膜融合进细胞膜,细胞膜面积增大。
膜面积变化口诀:内质网减,细胞膜增,高尔基体基本不变。 这个知识点选择题图像题极多,给曲线图判断三种膜,一定要记牢。
【易错警示】
1.❌分泌蛋白经过的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。✅细胞膜不是细胞器,不能写进细胞器列表,必须加上线粒体供能。
2.❌高尔基体膜面积持续增大。✅高尔基体先接受囊泡,再产生囊泡,膜面积总体几乎不变。
3.❌胞吐分泌蛋白,穿过多层生物膜。✅囊泡和膜融合,胞吐过程0层生物膜!蛋白质始终在膜泡内部,没有跨膜。这个是极高难度坑点!分泌蛋白胞吐释放到细胞外,没有穿过磷脂双分子层,跨膜层数为0。
4.3 胞内蛋白vs分泌蛋白对比
类型 | 合成场所核糖体 | 是否需要内质网高尔基体加工 | 发挥作用位置 | 实例 |
分泌蛋白 | 附着在内质网上核糖体 | 需要 | 细胞外 | 抗体、消化酶、胰岛素 |
胞内蛋白 | 游离细胞质基质核糖体 | 一般不需要 | 细胞内部 | 呼吸酶、光合酶 |
补充:注意有少数胞内蛋白也会经过内质网加工,高中课本主要掌握表格主流情况。
第五部分:细胞的生物膜系统(重要概念,选择填空高频)
【PPT示意图:细胞各种膜结构联系图】
5.1 什么是生物膜系统?
【重点标记】细胞器膜、细胞膜、核膜,共同构成细胞的生物膜系统。
⚠️易错!生物膜系统,只针对真核细胞!原核细胞没有生物膜系统。原核只有细胞膜,没有核膜,也没有众多具膜细胞器,不能构成生物膜系统。
生物膜组成成分:磷脂、蛋白质、少量糖类。各种生物膜基本组成成分相似,但是蛋白质的种类数量不同,体现膜的特异性。
5.2 生物膜之间的联系
1.直接联系:内质网膜向内,和核膜外层直接相连;向外,可以和细胞膜相连。
2.间接联系:依靠囊泡进行膜的转移。内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。通过囊泡融合,实现膜成分的转化更新。
5.3 生物膜系统的三大功能【课本黑体】
① 细胞膜不仅仅把细胞分隔外界,同时在细胞和外界之间进行物质运输、信息交流。 ② 广阔的膜面积,为多种酶提供大量附着位点,有利于化学反应高效进行。(例如线粒体内膜嵴增大膜面积,附着呼吸酶) ③ 各种细胞器被膜分隔成一个个小区室,互不干扰,同时又可以相互配合,保证细胞生命活动高效、有序开展。
【易错警示】 ❌原核细胞具备生物膜系统。✅原核只有细胞膜,无核膜、细胞器膜,没有生物膜系统。 ❌生物膜系统包含细胞所有膜,包含类囊体膜、线粒体内膜,但是注意:核糖体、中心体无膜,不属于生物膜。
第六部分:实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(课本学生实验,考试高频)
【PPT实验完整流程图】
本实验:使用高倍光学显微镜。光学显微镜只能观察叶绿体、被染色之后线粒体。核糖体、内质网看不见。
6.1 实验原理
1.叶绿体:叶肉细胞叶绿体,本身含有叶绿素,呈绿色,不需要染色,可以直接制片观察。
2.线粒体:线粒体无色,本身看不到。需要使用健那绿染液染色。 ✅健那绿染液:是活细胞染料! 只能对活细胞线粒体染色,把线粒体染成蓝绿色;细胞质接近无色。 ⚠️超级重要:健那绿不能杀死细胞,如果细胞死亡,线粒体很快就不能被染色。所以整个实验材料必须保持细胞活性!不能用盐酸解离,不能加热杀死。
6.2 实验材料选择
✅观察叶绿体:新鲜的藓类的叶(或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)。
为什么选菠菜下表皮,带少量叶肉?菠菜下表皮细胞本身没有叶绿体;靠近下表皮的叶肉细胞,叶绿体大,数量少,便于观察。不要取很厚的叶肉,叶绿体重叠,看不清。藓类叶片薄,只有一两层细胞,直接制片。
❌不能选洋葱鳞片叶内表皮观察叶绿体,无叶绿体。
✅观察线粒体:人的口腔上皮细胞。动物细胞,没有叶绿体,不会产生颜色干扰。
不能用植物叶肉细胞观察线粒体!叶肉细胞叶绿体是绿色,会干扰健那绿染成的蓝绿色线粒体,颜色重叠看不清。
6.3 实验操作步骤
观察叶绿体
1.制作临时装片:载玻片滴一滴清水;镊子取藓类小叶 / 菠菜下表皮(带少量叶肉),放入清水;盖上盖玻片。全程保持有水,保证细胞存活。
2.先低倍镜找到目标,移动到视野中央,转动转换器换高倍镜,调节细准焦螺旋,观察叶绿体形态分布。
可以看到叶绿体呈椭球形,并且可以随着细胞质环流运动。
观察线粒体(口腔上皮细胞)
1.载玻片滴一滴健那绿染液;
2.消毒牙签,刮口腔内侧壁,把牙签碎屑涂抹在健那绿染液当中;
3.盖上盖玻片;
4.高倍镜观察:线粒体蓝绿色,细胞质无色。
⚠️关键点:全程活细胞,不能烘干、不能盐酸处理。健那绿是活体染色剂。
6.4 实验现象与拓展
在活细胞当中,可以看到叶绿体随着细胞质流动(细胞质环流)而移动。细胞质流动,可以作为判断细胞是否存活的标志。 如果装片当中细胞失水,细胞质流动会变慢;死亡细胞细胞质不再流动。
【全套实验易错警示】
1.❌观察线粒体可以用菠菜叶肉细胞。✅叶绿体绿色干扰,选口腔上皮细胞。
2.❌健那绿可以杀死细胞进行染色。✅健那绿是活体染料,细胞必须活。
3.❌观察叶绿体需要染色。✅叶绿体自带绿色,不需要染色。
4.❌制作装片之后,可以用盐酸解离。✅解离会杀死细胞,本实验要活细胞。
5.❌高倍镜可以转动粗准焦螺旋。✅高倍镜只允许调细准焦螺旋。
第七部分:细胞骨架(课本小字拓展,现在考试越来越常考)
【PPT细胞骨架示意图】 真核细胞细胞质中,存在由蛋白质纤维构成的网架结构,叫做细胞骨架。
细胞骨架成分:蛋白质纤维,不是膜结构!不属于细胞器。
细胞骨架三大功能:
1.维持细胞形态,锚定细胞器,保持细胞器位置;
2.与细胞运动、胞内物质运输有关;
3.参与细胞分裂。(纺锤丝本质属于细胞骨架)
⚠️易错:❌细胞骨架由磷脂构成。✅蛋白质纤维。 原核细胞**一般不存在细胞骨架(少数特例高中不考),高中阶段细胞骨架只讲真核细胞。
第八部分:课堂综合例题精讲(选择、填空大题)
例题1
下列关于细胞器说法正确的是() A. 叶绿体广泛分布于植物全部细胞 B. 线粒体是有氧呼吸的唯一场所 C. 高尔基体在动植物细胞功能不完全相同 ✔D. 溶酶体可以合成多种水解酶
解析:A根尖无叶绿体;B有氧呼吸第一阶段细胞质基质;D水解酶核糖体合成。
例题2
分泌蛋白合成分泌过程,涉及的细胞器依次() A.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 ✔B.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 C.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D.核糖体、高尔基体、内质网、线粒体
解析:细胞膜不是细胞器;顺序核糖体→内质网→高尔基体,线粒体供能。
例题3
分泌蛋白分泌,膜面积变化正确的是() A内质网增大,高尔基体减小,细胞膜不变 B内质网减小,高尔基体几乎不变,细胞膜增大 ✔C内质网不变,高尔基体增大,细胞膜增大 D全部膜面积都持续增大
例题4(实验题)
关于高倍镜观察叶绿体线粒体实验,叙述错误的是() A.观察叶绿体不需要染色 B.健那绿为活体染色剂,将线粒体染成蓝绿色 C.可以使用菠菜叶肉细胞观察线粒体 ✔D.装片要始终保持有水,维持细胞活性
例题5判断正误
1.高等植物细胞含有中心体(×)
2.液泡当中的液体叫细胞质基质(×,细胞液)
3.原核细胞具有生物膜系统(×)
4.核糖体无膜,是蛋白质合成场所(√)
5.胞吐释放分泌蛋白,穿过2层生物膜(×,0层)
6.线粒体叶绿体都含有DNA,半自主性细胞器(√)
例题6大题简答
简述分泌蛋白从合成到分泌出细胞的完整路径,写出参与的四种细胞器。
参考答案:附着在内质网上的核糖体合成多肽链,进入粗面内质网初步加工;内质网形成囊泡运输到高尔基体;高尔基体进一步加工分类包装,再形成囊泡;囊泡与细胞膜融合,胞吐释放蛋白质。参与细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(供能)。
第九部分 本节课完整知识点汇总【学生笔记打印版】
一、基础概念
1.细胞质 = 细胞质基质 + 细胞器。 细胞质基质:胶质状态,有水、酶、原料;细胞呼吸第一阶段场所,为细胞器提供环境和物质。
2.细胞器:细胞质中具有特定形态功能的结构。 八大细胞器:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体。
膜分类: 双层膜:线粒体、叶绿体(半自主性细胞器,含少量DNA、RNA、核糖体) 单层膜:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 无膜:核糖体、中心体
二、各细胞器核心要点
1.线粒体(动力车间)分布:绝大多数真核细胞,哺乳动物成熟红细胞无。代谢旺盛细胞数量多。 结构:外膜平滑;内膜向内折叠形成嵴,增大膜面积;基质含DNA、RNA、酶。 功能:有氧呼吸主要场所,有氧呼吸二、三阶段;为生命活动供能约95%。
2.叶绿体(养料制造车间、能量转换站)分布:植物绿色细胞(叶肉、保卫细胞);根尖、洋葱鳞片叶内表皮无叶绿体。 结构:双层膜均平滑;内部类囊体堆叠形成基粒;类囊体薄膜光合色素;基质含DNA、RNA、酶。 功能:绿色植物光合作用场所;光反应类囊体薄膜,暗反应叶绿体基质;光能转变成有机物化学能。
3.内质网(单层膜)粗面内质网(附着核糖体):蛋白质初步加工、运输; 光面内质网:脂质合成。
4.高尔基体(单层膜)动物细胞:对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装、转运; 植物细胞:除加工蛋白外,有丝分裂末期参与细胞壁合成(合成纤维素果胶)。
5.溶酶体(单层膜,消化车间)内含多种水解酶;水解酶核糖体合成。功能:分解衰老损伤细胞器;吞噬杀灭入侵病毒细菌。
6.液泡(单层膜)液泡内部液体叫细胞液(含花青素、糖类无机盐);成熟植物细胞中央大液泡;调节渗透压,维持细胞坚挺。 ⚠️花青素存在液泡细胞液,不是叶绿体。动物无中央大液泡。
7.核糖体(无膜,大亚基+小亚基;rRNA+蛋白质)游离核糖体:合成胞内蛋白; 附着内质网核糖体:合成分泌蛋白、膜蛋白; 功能:氨基酸脱水缩合,合成多肽链(蛋白质合成场所)。
8.中心体(无膜,两组垂直中心粒)分布:动物细胞、低等植物细胞;高等植物无。 功能:和细胞有丝分裂有关;发出星射线形成纺锤体。
三、分泌蛋白的合成、加工、运输
1.分泌蛋白例子:抗体、消化酶、胰岛素;胞内蛋白:呼吸酶。
2.路径:附着核糖体 →粗面内质网(初加工)→囊泡→高尔基体(深加工、分拣)→囊泡→细胞膜→胞吐释放细胞外。
3.参与细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(供能)。细胞膜不属于细胞器。
4.膜面积变化:内质网膜面积减小;高尔基体膜面积几乎不变;细胞膜面积增大。
5.胞吐跨膜层数:0层,囊泡和膜融合,不穿过磷脂双分子层。
6.实验证据:帕拉德,同位素标记³H‑亮氨酸,同位素示踪法。
四、生物膜系统
1.真核细胞才有生物膜系统:细胞膜 + 核膜 + 各种细胞器膜。原核细胞无生物膜系统。
2.联系:内质网向内连核膜,向外连细胞膜;依靠囊泡间接实现膜成分转换。
3.三大功能:物质运输信息交流;给酶提供附着位点;区室化,保障反应高效有序。
五、实验《高倍镜观察叶绿体和线粒体》
1.叶绿体:本身绿色,不用染色。选材:藓类叶 /菠菜叶稍带叶肉的下表皮。
2.线粒体:无色;健那绿(活体染料)染成蓝绿色;选材人的口腔上皮细胞。 ⚠️不能用菠菜叶肉观察线粒体,叶绿体绿色干扰。 ⚠️全程活细胞,不能解离、不能杀死。高倍镜禁止粗准焦螺旋。 现象:叶绿体随细胞质环流运动,细胞质流动是活细胞标志。
六、细胞骨架
真核细胞质,蛋白质纤维构成网架;维持细胞形态、锚定细胞器、参与物质运输、参与细胞分裂。原核高中阶段不考虑细胞骨架。
第十部分:全套高频易错点汇总(背诵清单,考试丢分陷阱)
本部分是高一月考、期中期末选择题、填空题最高频错误,逐条辨析。
1.❌细胞质等同于细胞质基质。✅细胞质 = 细胞质基质 + 细胞器。
2.❌植物所有细胞都含有叶绿体。✅根尖、洋葱鳞片叶内表皮无叶绿体,只有绿色光合细胞才有。
3.❌线粒体是有氧呼吸唯一场所。✅有氧呼吸第一阶段细胞质基质,线粒体是主要场所。
4.❌线粒体内膜向内折叠形成基粒,叶绿体类囊体堆叠成嵴。✅记反!线粒体内膜→嵴;叶绿体类囊体→基粒。
5.❌叶绿体、线粒体全部蛋白质都由细胞核DNA编码。✅二者含少量DNA、核糖体,半自主性细胞器,可以合成部分自身蛋白。
6.❌原核细胞有线粒体,用来完成有氧呼吸。✅原核无线粒体,好氧细菌依靠细胞膜上酶完成有氧呼吸。
7.❌光面内质网加工蛋白质;粗面内质网合成脂质。✅粗面内质网加工蛋白质;光面内质网主要合成脂质。
8.❌高尔基体功能动植物完全一致。✅动物加工分拣蛋白;植物额外参与细胞壁合成。
9.❌溶酶体可以合成内部的水解酶。✅水解酶本质蛋白质,核糖体合成;溶酶体只储存水解酶。
10.❌液泡内部液体叫细胞质基质。✅液泡内叫细胞液;花青素储存在细胞液。
11.❌花青素存在叶绿体。✅叶绿体是光合色素;花青素水溶性色素,存在液泡。
12.❌动物细胞存在中央大液泡。✅动物细胞没有中央大液泡。
13.❌核糖体有膜结构。✅核糖体无膜;由rRNA+蛋白质组成。
14.❌游离核糖体合成抗体、消化酶等分泌蛋白。✅附着内质网上核糖体合成分泌蛋白;游离核糖体合成胞内蛋白。
15.❌高等植物细胞含有中心体。✅中心体分布:动物、低等植物细胞,高等植物无。
16.❌分泌蛋白经过细胞器包括细胞膜。✅细胞膜不属于细胞器;参与细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
17.❌分泌蛋白胞吐释放穿过2层生物膜。✅囊泡与细胞膜融合,跨膜层数0。
18.❌分泌蛋白转运,高尔基体膜面积持续变大。✅高尔基体先接受囊泡,再产生囊泡,膜面积几乎不变;内质网减小,细胞膜增大。
19.❌原核细胞具有生物膜系统。✅生物膜系统需要细胞膜、核膜、具膜细胞器,原核无核膜、无具膜细胞器,无生物膜系统。
20.❌观察线粒体实验可以选用菠菜叶肉细胞。✅叶绿体绿色干扰,选用人的口腔上皮细胞。
21.❌健那绿染液可以杀死细胞再染色。✅健那绿是活体染色剂,必须保持细胞存活。
22.❌观察叶绿体需要染色。✅叶绿体自带绿色,不需要染色。
23.❌细胞骨架由磷脂分子组成。✅细胞骨架是蛋白质纤维网架。
24.❌可以用盐酸解离本实验材料。✅解离杀死细胞,本实验必须活细胞。
25.❌光学显微镜可以观察核糖体、内质网。✅核糖体、内质网属于亚显微结构,必须电子显微镜,光学显微镜看不到。
第十一部分:课堂结尾总结 + 课后作业布置
同学们,本节课我们完成了第三章第二节细胞器之间的分工合作全部内容。我们先分清细胞质、细胞质基质、细胞器的概念;逐个学习八大细胞器,区分双层膜、单层膜、无膜;区分动植物细胞细胞器分布差异。 然后重点学习分泌蛋白的合成加工运输,这条链条是大题必考,一定要记清楚路径、参与细胞器、膜面积变化,特别注意线粒体供能,胞吐跨膜0层。 之后我们学习生物膜系统,记住只有真核细胞才有;还有高倍镜观察叶绿体线粒体的实验,牢记实验材料、健那绿活体染料,各种实验陷阱。最后补充细胞骨架。
本节课知识点非常多,最容易犯的错误就是张冠李戴,把A细胞器的功能安到B上面。课后复习建议:
1.对照知识点汇总,整理笔记,把八大细胞器列表对比记忆。
2.通读全套易错点清单,把自己做错题目对应到易错陷阱。
3.完成课后习题,重点练习分泌蛋白大题、细胞器识别图题、实验选择题。
4.拓展思考:为什么心肌细胞线粒体数目远多于表皮细胞?体现结构和功能相适应的什么观念?
下一节课,我们学习细胞核,了解细胞的“大脑”,遗传信息储存的场所。今天课程到此结束。