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3.2细胞器之间的分工合作
2023-2024学年高一生物学人教版（2019）必修一
【新知导学】
细胞器之间的分工
1.分离细胞器的常用方法： 。
2.各种细胞器的结构和功能
名称 分布 形态结构 功能
线粒体 动植物细胞 双层膜 有氧呼吸的主要场所，“动力车间”
叶绿体 植物细胞 双层膜 光合作用的场所，“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网 动植物细胞 由膜连接而成的网状结构 细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所
高尔基体 动植物细胞 ，由扁平囊和小泡组成 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
液泡 主要在 细胞中 单层膜 调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺
溶酶体 主要在动物细胞中 内部含有多种水解酶，“消化车间”
核糖体 动植物细胞 不具有膜结构颗粒状，附着在内质网上或游离在细胞质基质中 氨基酸合成蛋白质的场所
中心体 动物细胞和某些低等植物细胞 不具有膜结构，由两个互相垂直的中心粒及周围物质构成 与细胞的有丝分裂有关
3.细胞骨架：是由 组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
4.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理
（1）观察叶绿体
①形态：扁平的椭球形或球形。
②分布：主要在绿色植物 细胞中。
③颜色：绿色。
（2）观察细胞质的流动
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的 的运动作为标志。
2.实验选材
藓类叶（或菠菜叶、番薯叶）、新鲜的黑藻
3.实验流程
（1）观察叶绿体
载玻片中央滴一滴清水
↓
藓类小叶（或菠菜叶丽稍带些叶肉的下表皮）
↓放入水滴中
盖上盖玻片
↓
先用低倍显微镜观察，再用高倍显微镜观察
（2）观察细胞质的流动
将实验用的黑藻放在光照、室温条件下培养
↓
载玻片中央滴一滴清水
↓
幼嫩小叶
↓放入水滴中
盖上盖玻片
↓
先在低倍镜下找到黑藻叶肉细胞，再用高倍镜观察
细胞器之间的协调配合
一、细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白：
（1）概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
（2）举例：消化酶、抗体和一部分激素等。
2.分泌蛋白的合成与运输：
（1）研究方法： 。
（2）分泌蛋白合成和分泌的过程
[④] ：氨基酸经过脱水缩合、形成肽链
↓
[⑤] ：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质
↓囊泡
[③] ：对来自内质网的蛋白质进行加工、包装和分类
↓囊泡
[①] ：将蛋白质分泌到细胞外
（3）提供能量的细胞器：[⑦] 。
二、细胞的生物膜系统
1.组成：细胞器膜、 和核膜等结构。
2.特点：（1）各种生物膜的组成成分和结构很相似。
（2）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，同时在细胞的物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。
（2）广阔的膜面积为多种 提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。
（3）把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【问题思考】
1.没有叶绿体的细胞是否一定不能进行光合作用？没有线粒体的细胞是否一定不能进行有氧呼吸？请举例说明？
2.“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。”莲叶与荷花的颜色与细胞中的色素有关。决定莲叶与荷花颜色的色素存在部位是否相同？说出你的理由？
3.在分泌蛋白的加工、运输过程中，内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积如何变化？
【易错辨析】
1.核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所。（ ）
2.叶绿体和线粒体都由两层膜构成，都与能量转换有关。（ ）
3.中心体只存在于动物细胞中。（ ）
4.内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。（ ）
5.正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用。（ ）
6.健那绿染色后，细胞仍然处于生活状态。（ ）
【成果检测】
1.真核细胞的细胞质中有行使各种功能的“车间”，下列各项匹配错误的是( )
A.“养料制造车间”——叶绿体
B.“蛋白质分类、包装车间”——高尔基体
C.“细胞的动力车间”——线粒体
D.“细胞的消化车间”——内质网
2.使荷叶呈绿色、荷花呈红色的物质，分别分布在哪里？( )
A.叶绿体和细胞质基质 B.叶绿体和线粒体
C.叶绿体和液泡 D.细胞核和细胞质基质
3.如图表示在高倍显微镜下观察到的黑藻叶肉细胞，细胞质处于不断流动的状态，下列有关叙述不正确的是( )
A.图中所标记的叶绿体实际所处的位置是右下角
B.此时细胞质流动的实际方向与显微镜下观察到的流动方向是一致的
C.仔细观察，能看到叶绿体具有双层膜结构
D.要将标记的叶绿体移向视野中央，应向左上方移动载玻片
4.玉米根细胞中，具有双层膜的结构有( )
A.线粒体和叶绿体 B.线粒体 C.细胞膜和线粒体 D.线粒体和细胞核
5.不同膜结构之间互相转化，以“囊泡”方式进行的是( )
①核膜和内质网膜
②高尔基体膜和细胞膜
③内质网膜和高尔基体膜
④细胞膜和线粒体膜
A.②③ B.②④ C.③④ D.①②
6.下列关于细胞骨架的叙述中，不正确的是( )
A.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构
B.细胞骨架与细胞的物质运输、能量转化无关
C.细胞骨架有维持细胞形态的功能
D.细胞骨架锚定并支撑着许多细胞器
7.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是( )
A.有内质网的细胞一定是真核细胞
B.有高尔基体的细胞一定具有分泌功能
C.有中心体的细胞一定是动物细胞
D.有核糖体的细胞一定能合成分泌蛋白
8.图1是分泌蛋白的合成、加工、分泌过程示意图，图2表示某细胞的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
（1）分泌蛋白从产生到分泌出细胞所经过的细胞器依次为_____（填名称），该过程需要图2中_____（填标号）提供能量。
（2）蓝细菌细胞与图2细胞在结构上最主要的区别是_____，假如图2为高等动物细胞，不应有的结构是_____（填标号），应该添加的结构是_____（填名称）。
（3）假设图1过程中合成了一条含有2个天冬氨酸（R基为—C2H4ON）、分子式为CxHyOzN17S2的多肽链，已知氨基酸的平均分子质量为126，则该多肽链形成过程中失去的水分子的相对分子质量最大为_____。
（4）用台盼蓝对某细胞进行染色，发现死细胞被染成蓝色，而活细胞不着色，这一现象说明细胞膜具有_____的功能，研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，分离细胞器常用的方法是_____。
答案以及解析
【新知导学】
差速离心法 单层膜 植物 单层膜 蛋白质纤维 叶肉 叶绿体 同位素标记法 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 线粒体 细胞膜 酶
【问题思考】
1.均不一定。蓝藻没有叶绿体，但能进行光合作用。一些好氧型细菌没有线粒体，但能进行有氧呼吸。
2.不同。决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中。
3.内质网膜面积减少，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积增大。
【易错辨析】
× √ × √ × √
【成果检测】
1.答案：D
解析：叶绿体是进行光合作用的场所，把光能转变为有机物的化学能，被称为“养料制造车间”，A正确；高尔基体能对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装，所以称为“蛋白质分类、包装车间”，B正确；线粒体是需氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需能量大约95%来自线粒体，所以称线粒体为细胞的“动力车间”，C正确；内质网是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”，细胞的“消化车间”应该是溶酶体，溶酶体主要分布在动物细胞中，能消化分解入侵的病毒和细菌，还能分解衰老、损伤的细胞器，D错误。
2.答案：C
解析：使荷叶呈绿色的物质在叶绿体中，使荷花呈红色的物质在液泡中，C正确。
3.答案：C
解析：显微镜下观察到的是全方位倒像，图中所标记的叶绿体位于视野的左上方，其实际所处的位置是右下角，A正确；显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像，因此观察到的细胞质流动方向与实际流动方向是一致的，B正确；叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，C错误；观察到的标记的叶绿体位于视野左上角，要将其移向视野中央，应向左上方移动载玻片，D正确。
4.答案：D
解析：本题考查细胞结构的相关内容。细胞结构中线粒体、叶绿体和细胞核均具有双层膜结构，而玉米根细胞中没有叶绿体，所以玉米根细胞中具有双层膜的结构为线粒体和细胞核。
5.答案：A
解析：核膜的外膜和内质网相连，可以直接转化，故①错误；分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。由此可见，内质网膜与高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜之间是以“出芽”的方式进行相互转化的，故②正确；内质网膜和高尔基体膜之间是以“出芽”的方式进行相互转化的，故③正确；内质网膜和细胞膜在结构上是相连的，所以它们之间的转变是直接转变，故④错误。
6.答案：B
解析：细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞的运动、分裂、分化及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，B错误。
7.答案：A
解析：原核细胞只有一种细胞器——核糖体，故有内质网的细胞一定是真核细胞，A正确；高尔基体在动物细胞中与分泌物的形成有关，在植物细胞中与细胞壁的形成有关，B错误；中心体存在于动物和低等植物细胞中，C错误；有核糖体就能合成蛋白质，但不是所有的细胞都具有合成分泌蛋白的功能，分泌蛋白需要经过内质网、高尔基体的加工，D错误。
8.（1）答案：核糖体→内质网→高尔基体；4
解析：分泌蛋白从产生到分泌出细胞所经过的细胞器依次为核糖体→内质网→高尔基体，该过程需要题图2中的4（线粒体）提供能量。
（2）答案：蓝细菌细胞无以核膜为界限的细胞核；1、3、9；中心体
解析：蓝细菌细胞属于原核细胞，题图2细胞属于真核细胞，二者在结构上最主要的区别是蓝细菌细胞无以核膜为界限的细胞核。假如题图2为高等动物细胞，在1 9结构中不应有的结构是1（细胞壁）、3（叶绿体）和9（液泡），应该添加的结构是中心体（中心体存在于动物和某些低等植物细胞中）。
（3）答案：252
解析：天冬氨酸的R基（—C2H4ON）中含有1个氮原子，故其分子式中含有2个氮原子，若题图1过程中合成了一条含有2个天冬氨酸、分子式为CxHyOzN17S2的多肽链，可知该多肽链中最多含有的氨基酸数=17-2=15个，进而推测形成该多肽链最多脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=15-1=14个，因此该多肽链形成过程中失去的水分子的相对分子质量最大为14×18=252。
（4）答案：控制物质进出细胞；差速离心法
解析：用台盼蓝对细胞进行染色，发现死细胞被染成蓝色，而活细胞不着色，这一现象说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能；研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，分离细胞器常用的方法是差速离心法。

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