第6讲细胞器-系统内的分工合作

第二单元细胞的基本结构与物质的跨膜运输第6讲细胞器——系统内的分工合作[2014最新考纲]1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)2.实验:观察线粒体和叶绿体考点突破基础整合实验平台题组演练一、细胞器的结构和功能1.填写细胞器的名称[a]:

;[c]:

;[d]:

;[h]:

。2.写出细胞器的功能[a]:

的主要场所;[b]:

的场所;[g]:与动物细胞、低等植物细胞

有关。3.细胞结构的综合分析(1)乙是动物细胞的证据:有[g]

,没有[b]

、[f]

和细胞壁。(2)存在色素的细胞器:[b]

、[f]

。(3)动植物都有,但功能不同的细胞器:[d]

。(4)光学显微镜下能观察到的细胞器:[f]液泡、[b]

和[a]

。【巧学助记】巧记双层膜和无膜细胞器线叶双(线粒体、叶绿体有双层膜),无心糖(中心体和核糖体没有膜结构)。线粒体内质网高尔基体溶酶体有氧呼吸光合作用有丝分裂中心体叶绿体液泡叶绿体液泡高尔基体叶绿体线粒体【思维激活】

细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分与功能相同吗?提示:不相同。细胞质基质含有多种成分,为生命活动提供了重要的代谢反应场所及所需的物质和一定的环境条件;线粒体基质是进行有氧呼吸第二阶段的场所;叶绿体基质含有与暗反应有关的酶类,是植物进行光合作用暗反应的场所。二、细胞器之间的协调配合以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例:核糖体内质网高尔基体三、细胞的生物膜系统[判一判](1)细胞的生物膜系统由细胞膜、核膜和各种具膜的细胞器组成。()(2)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成,病毒只有细胞膜。()(3)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。()(4)生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内部区域化。()(5)有多种酶附着在生物膜系统上,有利于化学反应的进行。()√××√√[体验式自评]1.(2013·上海生物)在大蒜根尖分生区细胞中,具有双层膜的细胞器()A.能利用光能合成糖类B.是发生三羧酸循环的场所C.能对分泌物进行加工D.是大分子有机物进行水解的场所B[体验式自评]2.(多选题)下列有关细胞器叙述正确的是()A.线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所(2012·江苏生物)B.正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用C.细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应(2012·江苏生物)D.由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定的空间结构(2012·江苏生物)E.核糖体附着在高尔基体上(2011·广东理综)3.(多选题)下列有关生物膜的叙述错误的是()A.抗体从合成到分泌不经过高尔基体(2010·大纲全国理综Ⅱ)B.高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能(2010·大纲全国理综Ⅱ)C.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成D.形成分泌蛋白的多肽最早是在内质网上合成的4.下列有关生物膜系统的说法不正确的是()A.细胞核的内膜、类囊体膜、线粒体和叶绿体的内膜不都属于生物膜系统B.不同生物膜的蛋白质功能不完全相同C.所有的生物膜的基本支架都是磷脂双分子层D.细胞内的生物膜使细胞内的化学反应互不干扰ACDADA[网络图构建]⑤生物膜①叶绿体和线粒体②核糖体、中心体③内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、叶绿体、线粒体④细胞膜考点一细胞器的结构和功能[情景引领](2013郑州模拟)下图所示为在显微镜下观察到的某细胞内的某些结构,相关判断正确的是()A.这些结构是在光学显微镜下观察到的植物细胞结构B.以上七种结构均参与了细胞内生物膜系统的构成C.与基因表达有关的结构有a、b、f、g,但不一定都能发生A-T、G-C之间的互补配对D.在a内能合成葡萄糖,而在b内能将葡萄糖分解C考点一细胞器的结构和功能[考点归纳]1.四个角度归类细胞器按分布划分原核细胞、真核细胞均有的植物细胞特有的动物和低等植物细胞特有的动植物细胞均有的但作用不同的按膜结构划分具单层膜结构具双层膜结构不具膜结构按特有成分划分含DNA含RNA含色素按功能划分能产生水与能量转换有关(能产生ATP)能自我复制与细胞有丝分裂有关与分泌蛋白的合成、运输和分泌有关能合成有机物能发生碱基互补配对行为核糖体叶绿体、大液泡中心体高尔基体:植物细胞中与细胞壁形成有关;动物细胞中与细胞分泌物形成有关内质网、液泡、溶酶体、高尔基体线粒体、叶绿体核糖体、中心体线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体、核糖体叶绿体、液泡叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体、内质网叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体、中心体核糖体、中心体、高尔基体、线粒体核糖体、内质网、高尔基体、线粒体叶绿体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体叶绿体、核糖体、线粒体思考:(1)高等植物细胞特有的图中细胞器是

。

答案提示:a。(2)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类是否相同?答案提示:酶的种类不同。线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶,而叶绿体基质中含有与光合作用暗反应有关的酶。考点一细胞器的结构和功能[情景引领](2013郑州模拟)下图所示为在显微镜下观察到的某细胞内的某些结构,相关判断正确的是()A.这些结构是在光学显微镜下观察到的植物细胞结构B.以上七种结构均参与了细胞内生物膜系统的构成C.与基因表达有关的结构有a、b、f、g,但不一定都能发生A-T、G-C之间的互补配对D.在a内能合成葡萄糖,而在b内能将葡萄糖分解C考点一细胞器的结构和功能[考点归纳]2.叶绿体与线粒体的比较线粒体叶绿体分布普遍存在于动植物细胞中主要存在于植物叶肉细胞中形态呈圆球状、短棒状、线形、哑铃形等呈扁平的椭球形或球形结构成分(1)有氧呼吸有关的酶(分布在内膜、嵴、基质)

(2)少量DNA和RNA(1)光合作用有关的酶(分布在类囊体膜上、基质中)

(2)少量DNA和RNA

(3)叶绿素和类胡萝卜素形成的ATP用途用于除光合作用暗反应外的各项生命活动产生的[H]用途功能有氧呼吸的主要场所光合作用的场所相同点有氧呼吸第三阶段与O2结合形成水用于暗反应中三碳化合物的还原用于暗反应中三碳化合物的还原①双层膜结构;②含少量DNA和RNA;③都与能量转换有关;④参与碳循环;⑤既有水消耗又有水产生考点一细胞器的结构和功能【易错提醒】

易混特殊细胞的结构和功能①哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器。②并非植物细胞都有叶绿体和大液泡,根尖分生区细胞没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。③蛔虫在人体肠道内寄生,无线粒体只进行无氧呼吸。④蓝藻等原核生物虽无叶绿体和线粒体,但仍能进行光合作用和细胞呼吸。考点一细胞器的结构和功能[典例训练]1.图中①~④表示某高等生物细胞的部分细胞器,下列有关叙述正确的是()A.高倍光镜下可看到图中①~④所示的结构B.所有细胞中均以④作为蛋白质合成场所C.细胞中合成ATP的场所仅有图中结构①D.结构③参与该细胞分裂末期细胞壁的形成【解题指导】该图是电子显微镜下观察到的结构,图中①为线粒体,②为中心体,③为高尔基体,④为核糖体。高倍光镜下看不到中心体、核糖体、高尔基体等的亚显微结构;不论原核细胞还是真核细胞都利用核糖体合成蛋白质;该细胞中合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体;题图结构有中心体,且为高等生物细胞,故该细胞为动物细胞,动物细胞没有细胞壁,动物细胞内的高尔基体与其分泌物的形成有关。B【前连后挂】线粒体和叶绿体都含有少量DNA,那么线粒体和叶绿体能否控制蛋白质的合成?又能否控制生物的性状?答案提示:在线粒体和叶绿体内能发生复制、转录和翻译(有核糖体)过程,能通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。考点一细胞器的结构和功能[技法提炼]

原核、真核细胞及动、植物细胞结构图像的辨别方法原核细胞动物细胞高等植物细胞考点一细胞器的结构和功能[典例训练]2.(2014无锡第一次质量检测)如图为某种植物细胞的局部结构示意图,下列说法正确的是()A.该细胞是高度分化的细胞,不具有分裂能力B.这是一种需氧型生物,但也可进行无氧呼吸C.1、2、3、5、7都属于生物膜系统D.具有双层膜的细胞器是5、6【解题指导】据图,我们可以判断1~7分别是细胞膜、液泡、内质网、细胞壁、线粒体、细胞核和核糖体。从细胞的液泡大小来判断,该细胞并没有高度分化,所以可能具有分裂能力;该细胞具有线粒体,可推测其可以属于进行有氧呼吸的需氧型生物,一般需氧型生物都可以进行无氧呼吸;7不具有生物膜,所以不属于生物膜系统,那么属于生物膜系统的是1、2、3、5、6;具有双层膜结构的是5、6,但6是细胞核,不属于细胞器。B考点二生物膜系统在结构和功能上的联系[情景引领](2013·江苏生物改编)如图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图,请回答下列问题(1)图中组成细胞生物膜系统的细胞结构是

。

(2)各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要由

组成。

(3)内质网上合成的蛋白质不能穿过

进入细胞核,表明这种转运具有

性。细胞膜、核膜、线粒体、高尔基体、内质网脂质和蛋白质核孔选择[考点归纳]各种生物膜之间的联系(1)在化学组成上的联系:①相似性:各种生物膜在组成成分的种类上基本相同,都主要由

。②差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中,

的种类和数量就越多。蛋白质和脂质组成蛋白质考点二生物膜系统在结构和功能上的联系[情景引领](2013·江苏生物改编)如图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图,请回答下列问题(1)图中组成细胞生物膜系统的细胞结构是

。

(2)各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要由

组成。

(3)内质网上合成的蛋白质不能穿过

进入细胞核,表明这种转运具有

性。细胞膜、核膜、线粒体、高尔基体、内质网脂质和蛋白质核孔选择思考:(1)与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器有哪些?答案提示:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)内质网和高尔基体在分泌蛋白加工中的作用是什么?答案提示:内质网将多肽链加工成具有一定空间结构的蛋白质,高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装。考点二生物膜系统在结构和功能上的联系[考点归纳]

(2)生物膜在结构上的联系①联系图解②在不同结构的膜之间相互转化时,以“膜泡”或“囊泡”形式转化的是间接相连的生物膜。(3)生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、加工、运输为例)考点二生物膜系统在结构和功能上的联系[典例训练]3.(2013·安徽理综改编)生物膜将真核细胞分隔成不同的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰。下列叙述正确的是()A.细胞核是mRNA合成和加工的场所B.高尔基体是肽链合成和加工的场所C.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2OD.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶E.内质网腔内的分泌蛋白经高尔基体腔内加工释放到细胞外穿过的生物膜的层数是3【解题指导】细胞核是转录的场所,所以是mRNA合成和加工的场所,A正确;核糖体是肽链的合成场所,B错误;线粒体氧化的是丙酮酸而非葡萄糖,C错误;溶酶体中的酶是在核糖体上合成的,并由内质网和高尔基体加工和修饰,D错误。分泌蛋白运输过程中通过囊泡进出内质网、高尔基体和细胞膜,并未穿过上述膜,E错误。3A[技法提炼]特殊情况下物质穿膜问题的计算总结(1)分泌蛋白从合成、运输到排出细胞外是通过出芽形成小泡的方式,不穿过生物膜,因而通过的膜的层数应为

层。(2)细胞的胞吐或胞吞作用通过

层生物膜,如神经递质的释放。(3)细胞核内外的大分子如蛋白质、信使RNA通过核孔进出细胞核,未通过膜结构,因而通过膜的层数为

层。(4)绿色植物中,有氧呼吸产生的CO2到叶绿体中被利用穿膜的层数0004

6考点二生物膜系统在结构和功能上的联系[典例训练]4.(2013合肥二模)生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的整体。生物膜系统与细胞代谢和细胞通讯密切相关。下列有关说法错误的是()A.细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等B.细胞之间的信息交流均依赖于细胞膜上的特异性受体C.溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组分的更新D.内质网的膜上附着有多种酶,性腺细胞内质网丰富【解题指导】组成细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白、糖脂和胆固醇等物质;细胞之间的信息交流方式多种多样,有的细胞分泌化学物质,通过化学物质与靶细胞膜表面受体结合传递信息,也有的两个相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息,也有的两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,从而实现信息传递;溶酶体和高尔基体在行使功能时伴随着膜的融合,所以存在膜组分的更新;内质网是脂质合成的车间,性腺细胞主要合成和分泌性激素(固醇类激素),故性腺细胞内质网丰富。B实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体[实验基础]1.实验原理(1)植物的绿色部位细胞中含

,可以用高倍显微镜直接观察它的形态和分布。(2)线粒体无色,用

染色后,可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。该染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现

,而细胞质接近

。2.实验步骤叶绿体健那绿蓝绿色无色清水镊子盖玻片叶片细胞形态和分布健那绿染液消毒牙签盖玻片口腔上皮细胞蓝绿色无色[实验方略]观察叶绿体和线粒体需注意的事项(1)材料处理:根据不同材料、不同观察对象做不同材料处理,如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。该实验要保持细胞的

状态,临时装片随时保持有水状态。(2)实验材料的选取:观察叶绿体时,常选用藓类叶片,这是因为藓类叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞。若选用菠菜叶作材料,撕取

,因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织,细胞排列疏松,细胞分散,易撕取,便于观察。(3)染色剂:观察叶绿体时,由于叶绿体本身含有色素,呈绿色,所以不需要染色。观察线粒体时,用健那绿染液染色,健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料,能将线粒体染成

。生活少许叶肉的下表皮蓝绿色[命题设计]根据观察叶绿体和线粒体的实验知识,完成下列问题:(1)用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞,正确的结论是

。

A.叶绿体在细胞内是固定不动的B.叶绿体在细胞内是均匀分布的C.叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因D.叶肉细胞含有叶绿体,不含线粒体(2)用高倍显微镜观察生活状态下的线粒体形态和分布时,常选用的染色剂是

。

A.吡罗红甲基绿染色剂 B.双缩脲试剂C.健那绿染液 D.斐林试剂【解题指导】(1)本题主要考查观察类实验的相关知识。高等植物的叶绿体存在于细胞质基质中,其分布与光照强度有关,一般是不均匀分布的,B项错误;活细胞的细胞质处于不断的流动状态,叶绿体可作为观察细胞质流动的标志,A项错误;叶肉细胞含有叶绿体,也含有线粒体,D项错误;叶绿体中含有大量的叶绿素,这是叶片呈绿色的原因,C项正确。(2)健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料;吡罗红甲基绿染色剂可以用来作为观察DNA和RNA在细胞中分布的染色剂;双缩脲试剂用来鉴定蛋白质;斐林试剂用来鉴定还原糖。C

C题组一细胞器的种类、结构及功能1.(2013临沂沂水三中月考)随着生活水平的提高和生活方式的改变,高血脂人群相对增多。脂类在血液中以脂蛋白的形式进行运送,并可与细胞膜上存在的特异受体相结合,进入细胞内进行代谢(如下图所示)。对该图分析不合理的是()A.图中物质X很可能是具有识别功能的受体蛋白B.物质X在溶酶体酶的作用下被水解为氨基酸C.该过程的完成与生物膜的结构特点密切相关D.该过程需要消耗ATP直接提供的能量解析:由图可知,细胞膜上的物质X可特异性地识别血浆脂蛋白,并与之结合,因此它很可能是一种具有识别功能的受体蛋白,在物质转化过程中,物质X最终又被转移到细胞膜上,没有被溶酶体酶水解。B题组一细胞器的种类、结构及功能2.(2013广东六校第二次联考改编)如图为动、植物细胞亚显微结构模式图,下列有关该图的正确叙述是()A.植物细胞都不具有的结构是[A]B.胰岛B细胞合成胰岛素的场所是[C]C.细胞在清水中不会涨破,是因为有结构[I]D.图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构解析:本题以细胞亚显微结构为载体,考查读图识图、分析判断、综合运用知识的能力。高等植物细胞都不具有A中心体,但低等植物细胞具有A中心体;胰岛B细胞合成胰岛素的场所是内质网上的核糖体;该细胞放在清水中吸水但不会涨破,原因是I细胞壁的支持和保护;紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中没有E叶绿体。C题组二用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体3.下列关于用高倍显微镜观察生活状态下的线粒体和叶绿体实验的叙述,错误的是()A.用健那绿染液染线粒体,叶绿体则不用染色B.高倍镜下看到的叶绿体呈绿色扁平的椭球形或球形C.观察生活状态下的线粒体和叶绿体的材料都是菠菜叶D.观察临时装片时,都要先用低倍镜后用高倍镜解析:健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色;叶绿体中有叶绿素等色素