1、课时2 叶绿体、溶酶体、中心体、液泡、细胞溶胶及细胞骨架的结构与功能 1.列表比较叶绿体、溶酶体、中心体及液泡四种细胞器的结构与功能差异。2.说出细胞溶胶、细胞骨架的组成及在细胞中的生理作用。3.分析及讨论观察叶绿体和细胞质流动实验过程中的现象,并对所观察到的现象作出分析。1.归纳比较叶绿体、溶酶体、中心体及液泡四种细胞器的结构与功能,分析其在细胞生理代谢中的作用。2.观察细胞中的叶绿体,并能对实验流程和实验结果进行分析讨论。3.归纳、概括细胞溶胶及细胞骨架的组成,分析其在细胞代谢中的作用。4.基于某一现象,能利用细胞的结构与功能关系作出合理分析与解释。一、溶酶体、叶绿体、液泡、中心体1.溶酶
2、体(1)形态结构。具有一层膜结构的细胞器。(2)特点。几乎存在于所有动物细胞中,内含60种以上的水解酶。(3)功能。进行细胞内消化,能消化细胞从外界吞入的颗粒、自身衰老的细胞器和碎片。2.叶绿体(1)形态结构。呈球形或椭球形,具有双层膜结构。(2)特点。叶绿体基质中具有复杂的膜结构,称为类囊体,该结构可堆叠成基粒,附着有与光合作用有关的色素。叶绿体基质中也具有DNA、RNA和核糖体。(3)功能。植物细胞进行光合作用的场所。3.液泡(1)形态结构。由单层膜构成的充满水溶液的泡状细胞器。(2)特点。刚分裂形成的细胞中,具有小而多的液泡。随着植物细胞逐渐成熟,小液泡融合成大液泡,并占据细胞中央。(3
3、)功能。含有色素使某些植物的花、叶和果实呈现不同的颜色。为植物细胞储存水分和营养物质。调节细胞渗透压平衡、酸碱平衡、离子平衡,维持细胞正常形态。富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器,类似动物细胞的溶酶体。4.中心体(1)形态结构。是一种无膜结构的细胞器,由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成。(2)特点。主要存在于动物细胞和低等植物细胞中。(3)功能。在细胞增殖中起重要作用。1.正常生长的月季,叶片呈现绿色,这与叶肉细胞中哪种细胞器有关?开花后花瓣具有鲜艳的颜色,这是哪种细胞器中色素的作用?提示:月季叶片呈绿色与叶绿体有关。花瓣呈现鲜艳的颜色与液泡中的色素有关。2.小麦的根尖分生区细胞中是否存在
4、中心体?判断的依据是什么?提示:不存在;中心体主要存在于动物细胞和低等植物细胞中,小麦是高等植物。二、细胞溶胶与细胞骨架1.细胞溶胶是细胞代谢的主要场所(1)细胞溶胶又称细胞质基质,是细胞内除去细胞器以外的胶状物质。(2)物质组成。含水量占细胞总体积的70%左右,多数水分子以结合水的形式附着于蛋白质等大分子表面,只有部分水分子是游离的,所以细胞溶胶是一种黏稠的胶体。含有丰富的蛋白质,还含有糖类、氨基酸、无机盐等多种营养物质。(3)功能。是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质。是许多代谢反应的重要场所,如真核生物的需氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体。细胞溶
5、胶中游离核糖体上能合成多种蛋白质。参与某些脂质的合成、蛋白质的加工和降解、大分子物质和细胞器的移动等。2.细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输(1)组成:由蛋白质纤维交错连接的网络结构构成。微丝和微管是构成细胞骨架的重要结构。(2)功能。微丝的功能。a.具有支撑、维持细胞形态的作用b.参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动、肌肉细胞的收缩等一系列生理功能。微管的作用。a.参与中心体、纺锤体等结构构成。b.在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用,如线粒体和囊泡沿微管移动。微管由微管蛋白组成,是细胞骨架的重要组成成分,在细胞器的运动、囊泡的移动等方面具有重要作用。现已知秋水仙素可阻碍微管的形
6、成,用秋水仙素处理细胞后,会产生什么样的结果?提示:秋水仙素处理后,微管不能正常形成,细胞内的囊泡移动、细胞器的运动等生理现象均会受到影响。三、活动:观察叶绿体和细胞质流动1.实验目的(1)观察黑藻叶肉细胞中叶绿体的形态和分布。(2)观察黑藻细胞中胞质环流现象。2.方法步骤(1)预处理:将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养。(2)取材:用镊子从黑藻新鲜枝条上取一片幼嫩的小叶。(3)制片:在载玻片中央滴一滴清水,将小叶放入其中,盖上盖玻片,制作临时装片。(4)观察:先在低倍镜下找到叶肉细胞,然后转换高倍镜观察叶绿体形态、颜色、分布和运动。3.实验结论(1)叶绿体在细胞质中的颜色是绿色的,形态
7、呈椭球形或球形。(2)黑藻叶片处于有充足水分的状态时,细胞质沿一定的方向处于环形流动状态。1.观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么?提示:保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞溶胶中,否则细胞失水皱缩,将影响对叶绿体形态的观察。2.若给予不同光强度变化的影响,叶绿体形态分布是否变化?提示:叶绿体的形态和分布随光照的强度和方向的改变而改变光照强时常以侧面朝向光源,光照弱时常以正面对准光源,以增大受光面积。自主学习检测教材基础熟记于心1.叶绿体的色素存在于叶绿体的内膜和外膜上。()提示:叶绿体色素仅分布在类囊体膜上。2.叶绿体是植物细胞特有的结构,存在于植物的各
8、种细胞中。()提示:叶绿体并非存在于植物的各种细胞中,如植物的根部细胞不含有叶绿体。3.液泡中含有多种色素,使得植物的花、果实和叶有不同的颜色。()4.溶酶体能与吞噬泡融合,进而降解吞噬泡中的物质。()5.细胞溶胶中含量最多的化合物是蛋白质。()提示:细胞溶胶中含量最多的化合物是水,大部分水以结合水状态存在。6.光学显微镜下可观察到由微丝和微管构成的细胞骨架。()提示:光学显微镜下不能观察到细胞骨架。7.细胞中的胞质环流、某些细胞器的运动都与细胞骨架有关。()8.中心体是动物和各种植物细胞中与分裂有关的一种细胞器。()提示:中心体与动物和低等植物细胞的分裂有关,高等植物中不存在中心体。任务一探
9、究液泡、叶绿体、溶酶体及中心体的结构与功能任务突破1列表比较叶绿体、液泡、溶酶体及中心体的结构与功能项目叶绿体液泡溶酶体中心体膜的层数2110分布植物细胞植物细胞动物、真菌动物细胞和低等植物细胞主要功能光合作用的场所储存水分和营养物质,使植物细胞保持坚挺,使得植物的花、果实和叶呈现不同的颜色消化细胞从外界吞入的颗粒和自身衰老的细胞器和碎片与细胞有丝分裂有关迁移应用典例1-1 图1中a、b、c表示细胞中的部分细胞器,图2表示吞噬细胞中溶酶体发挥作用的示意图,下列叙述正确的是(A)A.图1中的a、b、c三种细胞器可同时出现在一个细胞中B.图2中细菌被吞噬细胞吞噬最终与溶酶体融合穿过2层膜C.图1中
10、a是光合作用的场所,含c的细胞也含有aD.图1和图2中的细胞器均含有磷脂成分解析:分析图示可知,a表示叶绿体,b表示中心体,c表示液泡,低等植物细胞可同时具备这三种细胞器;图2中细菌被吞噬细胞吞噬最终与溶酶体融合体现了膜的流动性,不穿膜;含有液泡的细胞,不一定含有叶绿体,只有能进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体;磷脂分子参与膜的构成,中心体不具有膜结构,不含磷脂。任务突破2运用归纳与概括对细胞器进行多角度分类和比较内容特点细胞器名称分布动、植物细胞共有的细胞器线粒体、内质网、高尔基体、核糖体植物细胞特有的细胞器叶绿体、液泡动物和低等植物细胞特有的细胞器中心体原核细胞和真核细胞共有的细胞器核糖体
11、结构具有单层膜结构的细胞器内质网、高尔基体、溶酶体、液泡具有双层膜结构的细胞器线粒体、叶绿体无膜结构的细胞器核糖体、中心体功能与能量转换有关的细胞器线粒体、叶绿体与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器核糖体、内质网、高尔基体、线粒体成分含有DNA的细胞器线粒体、叶绿体含有RNA的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体含有色素的细胞器叶绿体、液泡迁移应用典例1-2 下列关于细胞器的说法中,正确的是(D)A.在光学显微镜下都能看见B.都具有生物膜结构C.真核细胞中的细胞器种类都相同D.各种细胞器的形态结构不同解析:细胞器中的线粒体、叶绿体、液泡可以在光学显微镜下观察到,但核糖体、内质网等其他细胞器属于亚显微结构
12、,在光学显微镜下观察不到;核糖体和中心体这两种细胞器不具有生物膜结构;真核细胞中的细胞器种类不都相同,如高等植物叶肉细胞含有叶绿体和液泡,但没有中心体,而动物细胞有中心体,但没有叶绿体和液泡;各种细胞器的形态、结构和功能各不相同。例1-3 将某种动物组织的细胞匀浆分离后,取三种细胞器测定其蛋白质、脂质和核酸的含量,结果如下表。下列叙述错误的是(D)种类蛋白质/%脂质/%核酸/%细胞器甲6720微量细胞器乙59400细胞器丙46054A.细胞器甲可能是线粒体B.细胞器乙可能与细胞吞噬物的消化有关C.细胞器丙与蛋白质的合成有关D.细胞器甲和细胞器丙均有DNA解析:细胞器甲含有膜结构,且含有微量的核
13、酸,可能为线粒体;细胞器乙有膜结构,但不含核酸,可能是溶酶体,因此可能与细胞吞噬物的消化有关;细胞器丙不具有膜结构,其组成成分是蛋白质和核酸,应为核糖体,与蛋白质的合成有关;细胞器甲为线粒体,含有DNA,而细胞器丙为核糖体,不含DNA。任务突破3基于差速离心法对细胞结构进行分离和研究(1)差速离心的原理。差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速度离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。(2)叶肉细胞的差速离心操作。(3)离心结果分析。P1中能得到细
14、胞壁和细胞核,其他细胞器仍存在于S1中。P2中能得到叶绿体,其他的细胞器存在于S2中。P3中能得到线粒体,此外的细胞器存在于S3中。同理,P4中得到核糖体,此外的细胞器存在于S4中。迁移应用典例1-4 在适宜的条件下,研磨绿色植物的叶肉细胞,放入离心管中并依次按图示处理。下列叙述错误的是(B)A.图示分离出不同细胞器的方法叫差速离心法B.将叶肉细胞直接放在水中吸水涨破释放细胞器C.图中S1中含有进行光合作用的细胞器D.P3结构是真核细胞需氧呼吸的主要场所解析:不同细胞器的密度不同,可采用差速离心法将不同的细胞器沉淀分离;由于细胞壁有支持和保护作用,所以将叶肉细胞直接放在水中吸水不会涨破;S1离
15、心可得到P2(叶绿体),即S1中含有叶绿体;P3所示结构为线粒体,线粒体是真核细胞需氧呼吸的主要场所。任务突破4明确溶酶体与细胞自噬的关系细胞自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞自身物质的过程。细胞自噬可以清除细胞受损或多余的细胞器,清除入侵微生物等,以维持细胞内的稳态。在遭受各种细胞外或细胞内刺激(如缺营养)时细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。迁移应用典例1-5 如图为细胞自噬的相关示意图。下列说法错误的是(C)A.图示过程主要发生在动物细胞中B.图中自噬体膜由4层磷脂分子构成C.图示过程依赖于生物膜的选择透过性D.图示过程有利于维持细胞内部环境的相对稳定解析:由于溶酶体主要分布在动物细胞
16、中,因此图示过程主要发生在动物细胞中;自噬体是双层膜结构,由4层磷脂分子构成;由图可知,吞噬衰老细胞器的过程体现了膜的流动性;细胞自噬可以及时清除细胞中衰老、损伤的细胞器及侵入的病原体,有利于维持细胞内部环境的相对稳定。任务二观察叶绿体和细胞质流动任务突破“观察叶绿体和细胞质流动”实验中的操作要点(1)材料选择。观察叶绿体,最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物材料,如选择苔藓或黑藻叶片,可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位,若用菠菜等高等植物叶片,撕取下表皮稍带些叶肉细胞,因为叶表皮细胞没有叶绿体。选择幼嫩叶片而不是老叶片,幼嫩叶片叶绿体数量相对较少,易于观察。(2)材料处理:
17、在光照充足的条件下处理材料,以便于叶绿体分散,利于观察。(3)临时装片制作: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,防止装片下产生气泡。由于观察叶绿体的临时装片已经是单层细胞,因此不需要按压盖玻片。(4)选定好参照物,运动的、易于观察的叶绿体的运动方向就是细胞质流动的方向。迁移应用典例2 以黑藻为实验材料进行“观察叶绿体”活动。下列有关叙述错误的是(B)A.观察前可将黑藻放在光照充足、温度适宜条件下培养一段时间B.将小叶放在载玻片水滴中盖上盖玻片,再轻压盖玻片使细胞分散成单层C.观察到的叶绿体呈扁平的椭球形或球形,围绕液泡沿细胞边缘分布D.叶绿体的形态和分布有利于接受
18、光照,完成光合作用解析:实验前,将观察用的黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养;将小叶放在载玻片水滴中盖上盖玻片,由于黑藻的小叶片已是单层细胞,因此不需要再轻压盖玻片;观察到的叶绿体呈扁平的椭球形或球形,围绕液泡沿细胞边缘分布;叶绿体的形态和分布有利于接受光照,完成光合作用。任务三探究细胞溶胶、细胞骨架的组成及功能任务突破明确细胞溶胶与细胞骨架的结构与功能(1)细胞溶胶是一种黏稠的胶体,其中含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质,是细胞代谢的主要场所。(2)细胞溶胶所承担的功能往往不是孤立单一的,而是与细胞内其他结构相配合,协同完成各项生命活动。(3)细胞骨架的存在为细胞提供了一个支架,具有维持细胞形态的重要作用,同时细胞骨架也构建了细胞中的运动网络。细胞骨架的运动性,是细胞存在胞质环流现象,囊泡和细胞器有规律性运动的基础。迁移应用典例3 下列关于细胞溶胶和细胞骨架的叙述,错误的是(A)A.细胞溶胶中有多种酶,所以被称为酶的仓库B.细胞溶胶是细胞质中除细胞器以外的液体部分C.细胞骨架主要由微丝和微管组成D.细胞骨架决定细胞的形状并能防止细胞器漂移解析:酶的仓库是溶酶体;细胞溶胶是细胞质中除细胞器以外的液体部分;细胞骨架主要由微丝和微管组成,在细胞形态维持及细胞内囊泡、细胞器的运动上具有重要作用。