新教材高中生物第二章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動第二節(jié)第3課時細(xì)胞核和細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)課件蘇教必修110271375

第3課時細(xì)胞核和細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)第二章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過探究細(xì)胞核功能的經(jīng)典實驗,闡明細(xì)胞核的功能,認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞生命系統(tǒng)的控制中心。2.通過細(xì)胞核電鏡照片及結(jié)構(gòu)模式圖和相關(guān)經(jīng)典實驗,理解細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。3.通過分泌蛋白的分泌過程,闡明生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點討論結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。4.通過對細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌模式圖的分析,理解原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別。課前篇自主預(yù)習(xí)一、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)

二、細(xì)胞核的功能1.經(jīng)典實驗分析實驗內(nèi)容實驗方法實驗結(jié)果實驗結(jié)論變形蟲分割實驗將變形蟲分割成兩部分,一部分有完整的細(xì)胞核,一部分無細(xì)胞核有核部分能攝取和消化食物,生長到正常大小,并產(chǎn)生新一代變形蟲;無核部分許多細(xì)胞器退化,對外界刺激不再產(chǎn)生反應(yīng),生命活動減弱,不久便死亡細(xì)胞核可以調(diào)控細(xì)胞的代謝過程實驗內(nèi)容實驗方法實驗結(jié)果實驗結(jié)論傘藻移植實驗實驗一:切除甲傘藻和乙傘藻的帽,繼續(xù)培養(yǎng)實驗二:將甲傘藻的假根(含細(xì)胞核)切下,將乙傘藻的柄移植到甲傘藻的假根上,繼續(xù)培養(yǎng)實驗一:甲傘藻和乙傘藻的剩余部分分別長出傘形帽和菊花形帽實驗二:“移植體”長出了傘形帽傘藻帽的形態(tài)是由細(xì)胞核控制的2.利用甲基綠一派洛寧染色液染色DNA和RNA3.細(xì)胞核的功能細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的調(diào)控中心。三、模型1.概念:模型模擬的是被研究事物(原型)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、生理形態(tài)或運動形態(tài),是原型的某個表征和特征,也是對原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征,但能體現(xiàn)原型的本質(zhì)特征。2.類型:物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等。如生物學(xué)中的實物模型(如生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的模型)就是一種物理模型。四、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)1.生物膜系統(tǒng)的組成2.生物膜系統(tǒng)的功能(1)細(xì)胞質(zhì)膜把細(xì)胞與外部環(huán)境分隔開,不僅使細(xì)胞具有相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,還在細(xì)胞與外部環(huán)境的物質(zhì)交換和信息交流等方面發(fā)揮重要作用。(2)細(xì)胞器膜把細(xì)胞內(nèi)的各種細(xì)胞器分隔開。(3)各種細(xì)胞器所具有的廣闊膜面積為多種酶提供了附著位點,不同的細(xì)胞器使多種化學(xué)反應(yīng)被限制在一定空間內(nèi)而互不干擾,保證了細(xì)胞內(nèi)的多種化學(xué)反應(yīng)能同時、高效、有序地進行。3.分泌蛋白的運輸和釋放過程

如圖是豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞,向細(xì)胞內(nèi)注射用放射性同位素3H標(biāo)記的亮氨酸,一段時間后,在細(xì)胞外檢測到含有放射性的物質(zhì)。(1)圖中⑦是分泌蛋白,最初在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的[①]核糖體中合成。(2)③和⑥都叫囊泡,分別由圖中的[②]內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和[④]高爾基體形成。(3)⑦這種物質(zhì)在合成、加工和運輸過程中所需的大量能量是由[⑧]線粒體供給的。(4)由此可以看出,細(xì)胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上具有緊密聯(lián)系。五、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的主要區(qū)別1.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較項

目原核細(xì)胞真核細(xì)胞本質(zhì)區(qū)別無核膜包被的細(xì)胞核有核膜包被的細(xì)胞核大小較小較大細(xì)胞壁有(支原體除外)植物細(xì)胞和真菌細(xì)胞有,動物細(xì)胞無細(xì)胞質(zhì)有核糖體,無其他細(xì)胞器有核糖體及其他細(xì)胞器核區(qū)無核膜、核仁、染色質(zhì)有核膜、核仁、染色質(zhì)實例細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌動物、植物、真菌2.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的共性:均含有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)中均含有核糖體,二者都含有DNA。預(yù)習(xí)反饋1.判斷。(1)細(xì)胞核是遺傳信息儲存和細(xì)胞代謝的主要場所。(×)(2)染色質(zhì)和染色體是細(xì)胞中同一物質(zhì)在不同時期的兩種不同形態(tài)。(√)(3)核孔是生物大分子可以選擇性進出細(xì)胞核的通道。(√)(4)核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體是分泌蛋白的合成場所。(×)(5)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜之間可以以囊泡的形式相互轉(zhuǎn)化。(×)(6)細(xì)胞質(zhì)膜把各種細(xì)胞器分隔開,使細(xì)胞內(nèi)部區(qū)域化。(×

)(7)藍(lán)細(xì)菌無葉綠體,可以進行光合作用,乳酸菌無線粒體,不能進行有氧呼吸。(√)(8)在電子顯微鏡下,藍(lán)細(xì)菌和水綿細(xì)胞中都能被觀察到的細(xì)胞器是核糖體。(√)2.以下關(guān)于物理模型的說法,正確的是(

)A.通過抽象的形式來表達(dá)認(rèn)識對象的特征B.把事物的共同特點抽出來加以描述C.用空間形式與數(shù)量關(guān)系來描述認(rèn)識現(xiàn)象的特征D.以實物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征答案

D解析

以實物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征,這種模型就是物理模型。3.分泌蛋白由核糖體合成之后,其運輸方向是(

)A.細(xì)胞質(zhì)膜→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞質(zhì)膜C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→細(xì)胞質(zhì)膜→高爾基體D.高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→細(xì)胞質(zhì)膜答案

B解析

分泌蛋白合成與分泌過程:附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成蛋白質(zhì)→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行粗加工→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成囊泡→高爾基體進行再加工形成成熟的蛋白質(zhì)→高爾基體出芽形成囊泡→細(xì)胞質(zhì)膜,整個過程還需要線粒體提供能量。4.下面關(guān)于綠藻和藍(lán)細(xì)菌的敘述,不正確的是(

)A.綠藻和藍(lán)細(xì)菌都能進行光合作用,這與它們含有葉綠體有關(guān)B.綠藻和藍(lán)細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所都是核糖體C.綠藻有核膜、核仁,而藍(lán)細(xì)菌沒有D.藍(lán)細(xì)菌的大爆發(fā)與水體富營養(yǎng)化有關(guān)答案

A解析

綠藻屬于真核生物中的單細(xì)胞藻類,而藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物,原核細(xì)胞中不存在葉綠體,A項錯誤;原核細(xì)胞和真核細(xì)胞均具有核糖體,核糖體是蛋白質(zhì)的合成場所,B項正確;真核生物細(xì)胞核結(jié)構(gòu)中有核膜、核仁,原核細(xì)胞沒有,C項正確;在水體中無機養(yǎng)料N、P、K等過多時,會導(dǎo)致水體中的綠藻和藍(lán)細(xì)菌等大爆發(fā),D項正確。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能對于細(xì)胞核功能的研究,科學(xué)史上有許多經(jīng)典實驗。請認(rèn)真研讀教材P50~51提供的變形蟲切割實驗和傘藻移植實驗,討論解決下列問題。1.在變形蟲的切割實驗中,若要進一步證實細(xì)胞核在變形蟲代謝和繁殖中的作用,你會怎么做?答案

可以把細(xì)胞核移植到變形蟲的無核部分,培養(yǎng)一段時間后,觀察其存活狀況。2.在傘藻移植實驗過程中已經(jīng)做了傘藻的傘柄與假根的嫁接實驗,還有必要再做核移植實驗嗎?說出你的理由。答案

有必要再做核移植實驗。通過核移植實驗可以排除傘藻的假根中其他物質(zhì)的影響,確定傘帽形態(tài)由細(xì)胞核決定。3.選擇傘藻作為研究細(xì)胞核有關(guān)功能的實驗材料有什么優(yōu)點?(要求寫兩點)答案

大型單細(xì)胞生物;傘帽形態(tài)差異明顯;不同傘藻間容易嫁接。(任寫兩種,其他合理答案均可)4.細(xì)胞核是遺傳和代謝的調(diào)控中心,細(xì)胞核實現(xiàn)其控制作用的重要結(jié)構(gòu)是什么?答案

細(xì)胞核實現(xiàn)其控制遺傳和代謝的重要結(jié)構(gòu)是染色質(zhì)。染色質(zhì)上有DNA,DNA上儲存著遺傳信息,在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有十分重要的作用。正是由于DNA主要位于細(xì)胞核里,細(xì)胞核才具有控制遺傳和代謝的功能。歸納提升1.細(xì)胞核的分布除了高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等極少數(shù)細(xì)胞外,真核細(xì)胞都有細(xì)胞核。2.細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能

名稱特

點功

能核膜和核孔①核膜是雙層膜,外膜表面有核糖體附著②核膜不是連續(xù)的,其上有核孔①化學(xué)反應(yīng)的場所,核膜上有酶附著,利于多種化學(xué)反應(yīng)的進行②控制物質(zhì)進出,小分子、離子通過核膜進出,大分子如蛋白質(zhì)、RNA通過核孔進出核仁①球狀或橢球狀的顆粒結(jié)構(gòu)②沒有膜包被與核糖體中RNA的合成、加工以及核糖體的形成有關(guān)染色質(zhì)①易被堿性染料染成深色②主要由DNA和蛋白質(zhì)組成遺傳物質(zhì)的主要載體誤區(qū)警示

有關(guān)細(xì)胞核的易錯點(1)物質(zhì)進出細(xì)胞核并非都通過核孔。①核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子進出細(xì)胞核的通道。②小分子物質(zhì)可通過核膜進出細(xì)胞核。(2)并不是所有物質(zhì)都能進出核孔。核孔是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出明顯的選擇性,如細(xì)胞核中的DNA不能通過核孔進入細(xì)胞質(zhì)。(3)核仁不是遺傳物質(zhì)的儲存場所。核仁參與核糖體中RNA的合成、加工及核糖體的形成,細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)分布于染色體(染色質(zhì))上。(4)誤認(rèn)為核孔的數(shù)量和核仁大小是固定的。核孔的數(shù)量、核仁的大小與細(xì)胞代謝有關(guān),如代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細(xì)胞,核孔數(shù)多,核仁較大。探究應(yīng)用1.細(xì)胞代謝和遺傳的調(diào)控中心是(

)A.高爾基體

B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C.中心體

D.細(xì)胞核答案

D解析

細(xì)胞核是遺傳信息庫,是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。2.下圖所示為科學(xué)家進行的變形蟲切割實驗,該實驗最能說明(

)A.細(xì)胞核控制細(xì)胞的分裂B.細(xì)胞質(zhì)控制細(xì)胞的遺傳C.細(xì)胞核控制細(xì)胞的生命活動D.細(xì)胞質(zhì)控制細(xì)胞的分化答案

C解析

由題圖實驗可知,變形蟲被切割后,含有細(xì)胞核的部分能正常生長、攝食,不含有細(xì)胞核、只有細(xì)胞質(zhì)的部分不能攝食,也不能生長,這說明細(xì)胞核對于控制細(xì)胞生命活動具有重要作用。3.下圖表示細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的敘述,錯誤的是(

)A.③能夠?qū)⒑藘?nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開B.④主要由RNA和蛋白質(zhì)組成C.⑤在細(xì)胞分裂過程中會出現(xiàn)周期性消失和重建D.⑥在控制物質(zhì)進出時具有選擇性答案

B解析

③是核膜,能夠?qū)⒑藘?nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開,A項正確;④是染色質(zhì),主要由DNA和蛋白質(zhì)組成,B項錯誤;⑤是核仁,在細(xì)胞分裂過程中會出現(xiàn)周期性消失和重建的現(xiàn)象,C項正確;⑥是核孔,是大分子物質(zhì)進出細(xì)胞核的通道,具有選擇性,D項正確。探究點二分泌蛋白的合成與分泌過程及生物膜系統(tǒng)科學(xué)家在研究分泌蛋白的合成和分泌時,利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù),向豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸,然后在不同的時間分別檢測放射性標(biāo)記物出現(xiàn)的部位,發(fā)現(xiàn)隨著時間的延續(xù),帶有放射性標(biāo)記的物質(zhì)先后出現(xiàn)在不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中,最后出現(xiàn)在釋放到細(xì)胞外的分泌物中。請結(jié)合教材P53有關(guān)內(nèi)容,討論解決下列問題。1.科學(xué)家注射3H標(biāo)記的亮氨酸進行研究,從氨基酸的組成元素分析,能否利答案

生物學(xué)研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是穩(wěn)定同位素,如15N、18O等。本實驗是通過檢測放射性情況來示蹤物質(zhì)運行經(jīng)歷的細(xì)胞結(jié)構(gòu),因此沒有放射性的同位素(18O、15N)不可用,亮氨酸不含S,因此也不能用35S。2.分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外,離不開多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合,請構(gòu)建它們協(xié)調(diào)配合的模型。答案

3.什么是細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)?所有細(xì)胞都具有生物膜系統(tǒng)嗎?答案

在真核細(xì)胞中,許多細(xì)胞器都是由膜包被而成的,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細(xì)胞器膜和細(xì)胞質(zhì)膜、核膜等膜結(jié)構(gòu),共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。只有真核細(xì)胞中存在生物膜系統(tǒng),原核細(xì)胞中只有細(xì)胞質(zhì)膜一種膜結(jié)構(gòu),因此沒有生物膜系統(tǒng)。歸納提升1.分泌蛋白的合成和分泌(1)過程(2)生物膜面積變化①直方圖②曲線圖特別提醒

(1)蛋白質(zhì)的合成都是在核糖體上進行的,但游離的核糖體和附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)種類不同。(2)并非所有蛋白質(zhì)的合成都需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的參與,如原核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成。2.生物膜系統(tǒng)(1)化學(xué)組成上的聯(lián)系①相似性:各種生物膜在組成成分的種類上基本相同,都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。②差異性:各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異,功能越復(fù)雜的生物膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。(2)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系

(3)在功能上的聯(lián)系:在分泌蛋白合成、加工、運輸、分泌等過程中,各生物膜之間協(xié)調(diào)配合。探究應(yīng)用1.下列有關(guān)分泌蛋白的敘述,錯誤的是(

)A.分泌蛋白在細(xì)胞內(nèi)的合成需要核糖體的參與B.線粒體能為分泌蛋白的合成和運輸提供能量C.分泌蛋白先經(jīng)過高爾基體,再經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌到細(xì)胞外D.分泌蛋白從細(xì)胞內(nèi)排出時,囊泡的膜可與細(xì)胞質(zhì)膜融合答案

C解析

分泌蛋白在核糖體上合成,然后依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞質(zhì)膜排出細(xì)胞,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞質(zhì)膜之間以囊泡的形式進行轉(zhuǎn)移。該過程需要線粒體提供能量。2.科學(xué)家用含3H標(biāo)記的亮氨酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞,下表為在腺泡細(xì)胞幾種結(jié)構(gòu)中最早檢測到放射性的時間表。下列敘述正確的是(

)細(xì)胞結(jié)構(gòu)附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體靠近細(xì)胞質(zhì)膜的囊泡時間/min317117A.形成分泌蛋白的多肽最早在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)合成B.高爾基體膜向內(nèi)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連,向外與細(xì)胞質(zhì)膜相連C.高爾基體具有運輸分泌蛋白的作用D.分泌蛋白合成過程中不需要能量答案

C解析

分泌蛋白是指分泌到細(xì)胞外的蛋白質(zhì),它是由附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的,其路徑可以表示為核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→囊泡→高爾基體→囊泡→細(xì)胞質(zhì)膜,按照次序存在時間差;高爾基體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)膜之間以囊泡的形式相聯(lián)系,而并非直接相連;分泌蛋白合成過程中由線粒體提供能量。3.經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進入高爾基體后,S酶會在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標(biāo)志。具有該標(biāo)志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識別,經(jīng)高爾基體膜包裏形成囊泡,在囊泡逐漸轉(zhuǎn)化為溶酶體的過程中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶;不能發(fā)生此識別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運往細(xì)胞膜。下列說法錯誤的是(

)A.M6P標(biāo)志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性B.附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成C.S酶功能喪失的細(xì)胞中,衰老和損傷的細(xì)胞器會在細(xì)胞內(nèi)積累D.M6P受體基因缺陷的細(xì)胞中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)會聚集在高爾基體內(nèi)答案

D解析

進入高爾基體的蛋白質(zhì)并非都被S酶作用而帶上M6P標(biāo)志,說明S酶與相應(yīng)蛋白質(zhì)之間發(fā)生了特異性識別,體現(xiàn)了S酶的專一性,A項正確;在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行加工的蛋白質(zhì)由附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與合成,B項正確;溶酶體含有大量的水解酶,可以分解衰老和損傷的細(xì)胞器,也能吞噬侵入細(xì)胞的細(xì)菌和病毒,由題意可知,S酶功能喪失的細(xì)胞不能產(chǎn)生溶酶體酶,衰老和損傷的細(xì)胞器會在細(xì)胞內(nèi)積累,C項正確;由題意可知,M6P受體基因缺陷的細(xì)胞中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)不會轉(zhuǎn)化為溶酶體酶,則經(jīng)囊泡運往細(xì)胞膜,D項錯誤。探究點三原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的主要區(qū)別結(jié)合教材P54細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖,討論解決下列問題。

1.甲、乙、丙在結(jié)構(gòu)上最大的不同點是什么?它們共有的結(jié)構(gòu)有哪些?答案

甲、乙是原核細(xì)胞,丙是真核細(xì)胞,甲、乙、丙在結(jié)構(gòu)上最大的不同點是甲、乙沒有核膜包被的細(xì)胞核;它們都有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體等結(jié)構(gòu)。2.填寫圖甲、乙中相關(guān)結(jié)構(gòu)的名稱。答案

①細(xì)胞壁,②細(xì)胞質(zhì)膜,③細(xì)胞質(zhì),④擬核,⑤核糖體。3.怎樣理解細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性?答案

(1)細(xì)胞的多樣性:細(xì)胞在形態(tài)、大小、種類、結(jié)構(gòu)等方面的差異體現(xiàn)了細(xì)胞的多樣性。(2)細(xì)胞的統(tǒng)一性:具有基本相似的結(jié)構(gòu),都有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體等結(jié)構(gòu);具有相似的化學(xué)組成,組成細(xì)胞的元素和化合物的種類基本相同;都以DNA作為遺傳物質(zhì)。歸納提升1.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的共性:均含有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)中均含有核糖體,二者都含有DNA。2.細(xì)