人教新课标高中生物必修一章节知识要点（细胞器——系统内的分工合作）.doc

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［教材优化全析］
问题探究：
细胞是一个基本的生命系统，那么它的生命现象是如何体现出来的?细胞内物质的合成与分解、能量的贮存和释放是如何实现的呢?
细胞在生命活动中不停地发生着物质和能量的复杂变化，在细胞的内部有许多的小结构，它们都有一定的形态、一定的结构、一定的功能，它们统称为细胞器。如：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等（如下图所示）。

植物细胞结构模式图（示各种细胞器）

动物细胞结构模式图（示各种细胞器）
全析提示
细胞器的概念和种类。
思维训练：
要研究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，用什么方法呢?
提示：常用的方法是差速离心法。
一、细胞器之间的分工
1.线粒体（如下图所示）

线粒体呈颗粒状或短杆状，相当于一个细菌的大小，由双层膜构成。内膜向内折入形成嵴，嵴的存在大大增加了内膜的表面积，有利于生物化学反应的进行。线粒体是细胞呼吸及能量代谢的中心，内含代谢所需的各种酶，此外线粒体内还含有DNA分子和核糖体。

线粒体的结构特点和功能。
细胞内线粒体的多少与细胞的生命活动状况有关，生命活动旺盛，线粒体就多。
实例说明：
①大鼠肝细胞中线粒体可多到800多个。
②飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。
③精子的尾部含大量线粒体。
④某些鞭毛虫细胞只有一个线粒体。
2.叶绿体（如下图）

细胞内线粒体的多少与细胞的生命活动状况有关。
叶绿体是进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。高等植物细胞中叶绿体通常呈椭圆形，外面有两层膜，内部有圆柱状结构，称为基粒。叶绿体中也有环状的DNA和核糖体。
知识拓展：
叶绿体的结构和功能。
高等植物细胞中叶绿体含量较多，少者20个，多者可达100个。叶绿体在细胞中的分布与光照有关，有光照时，叶绿体常分布在细胞外周，黑暗时，叶绿体常流向细胞的内部。
叶绿体的数目和分布特点。
叶绿体是绿色植物细胞所特有的细胞器，其主要功能是进行光合作用。叶绿体由双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的小囊状结构，许多类囊体叠合而成基粒。基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。基质中还含有DNA。
3.内质网（如下图）
内质网广泛地分布在细胞质基质内。内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附着很多种酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利的条件。内质网与蛋白质、脂质和糖类的合成有关，也是物质的运输通道。
叶绿体的结构和功能是相适应的。
内质网是由膜连接而成的网状结构，其结构与核膜、质膜等一样，是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间”。

内质网的结构和功能。
知识拓展：
内质网分为光面和糙面两种类型。光面内质网的膜上没有核糖体颗粒，这种内质网与脂质代谢有关；糙面内质网膜上附有颗粒状核糖体，核糖体是细胞合成蛋白质的场所，所以糙面内质网的功能是合成并运输蛋白质。
内质网的种类及其功能。
4.核糖体（如上图）

核糖体有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中，是细胞内合成蛋白质的场所。
知识拓展：
核糖体是蛋白质的合成场所，无论真核细胞还是原核细胞，甚至线粒体和叶绿体中，都有核糖体存在。核糖体的直径约为25 nm，由核糖核酸（RNA）和蛋白质共同组成。原核细胞和真核细胞的核糖体结构基本相同，都由大亚基和小亚基组成。不进行蛋白质合成时，核糖体的大、小亚基是单独存在的；在蛋白质合成过程中，大、小亚基结合在一起，共同完成蛋白质的合成。

5.高尔基体（如下图）

核糖体分布场所。

核糖体的组成和特点。

高尔基体的形态、结构及功能特点。
高尔基体普遍存在于真核细胞中，由一些扁平小囊和小泡构成。细胞中的高尔基体一般与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运的功能。高尔基体与植物细胞壁的形成有关。分泌越旺盛的细胞，高尔基体越发达。高尔基体是细胞分泌物的最后加工和包装的场所。
知识拓展：
高尔基体普遍存在于动、植物细胞中。高尔基体没有合成蛋白质的功能，但能合成多糖。

例如植物细胞的各种细胞外多糖就是高尔基体分泌产生的。植物细胞分裂时，新的细胞膜和细胞壁的形成，都与高尔基体的活动有关。动物细胞分裂时横缢的产生以及新细胞膜的形成所需物质，也是由高尔基体提供的。
6.溶酶体（如下图）
高尔基体在动、植物细胞中作用的异同。
溶酶体是1955年大卫等在鼠肝细胞内发现的。溶酶体并不是在电镜下被直接观察到的，而是应用新发展的细胞分级分离技术分离出来的。这种存在于细胞质中的微小颗粒，由于含有各种水解酶，具有溶解或消化作用的功能，因此，人们将这种颗粒命名为“溶酶体”，含义是溶解或消化小体。

溶酶体（lysosome）是由粗面内质网和高尔基体产生的，普遍存在于真核细胞（哺乳动物的成熟红细胞除外）中。它的结构是怎样的?
溶酶体的发现与生物新技术有关。
溶酶体是细胞内的一种细胞器，是单层膜小泡，大小为0.2～0.8μm。溶酶体内含60多种酶，主要有蛋白酶、脂酶、磷酸酶、糖苷酶、溶菌酶等，在酸性环境下，它们可将蛋白质、脂质、糖类和核酸等多种物质分解。酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶。
溶酶体的产生、结构特点和功能。
知识拓展：

溶酶体是一些单层膜包裹的小泡。溶酶体是酸性的，它通过膜上的H+泵使氢离子从细胞质基质进入溶酶体内，使其pH保持在4.8或更低的水平。溶酶体的各种酶只有在酸性环境中才有活性。它们如果漏出而进入中性的细胞溶质中（pH 7.0~7.3），则会失去活性。
溶酶体如果发育不全，所含的酶种类不全，就可引起疾病。
溶酶体的特点：溶酶体是酸性的。
另外：植物细胞中还有液泡，动物和某些低等植物的细胞中还含有中心体。
实验：用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体
（一）目的要求：使用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的形态和分布。
（二）材料用具：
新鲜的藓类的叶（菠菜叶、黑藻叶等），新配制的质量分数为1%的健那绿染液。
显微镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、消毒牙签。
（三）方法步骤：
液泡和中心体也是重要的细胞器。
1.制作临时装片
注意：①盖盖玻片的正确方法。
②临时装片中的叶片要保持有水状态。
2.观察叶绿体
注意：①正确对光。
②先用低倍镜，后用高倍镜。
③换上高倍镜后，不要再动粗准焦螺旋。
3.制作人的口腔上皮细胞临时装片。
注意：①盖玻片下两侧要放头发丝支撑、以免压迫细胞。
②观察过程中，可适当添加染液。
4.观察线粒体
注意：①线粒体被染成蓝绿色。
②健那绿有轻微毒性，如果染色过久线粒体可能被破坏，出现空泡。
讨论答案：（课本P47）
叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色扁平的椭球形或球形。藻类一般每个细胞只有一个、两个或少数几个叶绿体。高等植物细胞中叶绿体通常呈椭圆形，数目较多，20~100个。
线粒体的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
二、细胞器之间的协调配合
细胞内的各种细胞器在行使功能时，它们之间是互相配合的，从而形成多条“生产线”。分泌蛋白的合成和运输就是一个典型的例子（如下图）。

合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
从课本P48“资料分析”可知：分泌蛋白的合成和运输过程可简单表示如下：

在此过程中，需要的能量由线粒体来提供。
可见，细胞内某一功能的完成需要多种细胞器的协调配合。
讨论（课本P48）
答案：1.线粒体。
2.核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成，然后进入内质网进行加工，之后内质网“出芽”形成囊泡包裹着分泌蛋白，离开内质网，到达高尔基体，并在此进一步修饰加工。然后再由囊泡包裹着离开高尔基体到达细胞膜而分泌到细胞外。
3.需要能量。能量由线粒体来提供。
实验方法步骤及注意事项。
三、细胞的生物膜系统
1.概念：（略）
2.特点：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许多化学反应都在生物膜上进行，广阔的膜面积为各种酶提供了大量的附着位点。
③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，这样就使细胞内能够同时进行各种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
知识应用举例：
生物膜系统的概念、特点、功能。
1.在工业方面，人们研制出选择透过性膜，滤去海水中的盐分，淡化海水或处理污水。
2.在医学方面，科学家研制了一种透析型人工肾，来治疗肾病，其中起关键作用的是一种人工合成的膜材料——血液透析膜。
生物膜的知识在实践中的应用。

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