第6講細胞器-系統(tǒng)內的分工合作

第二單元細胞的基本結構與物質的跨膜運輸?shù)?講細胞器——系統(tǒng)內的分工合作[2014最新考綱]1.主要細胞器的結構和功能(Ⅱ)2.實驗:觀察線粒體和葉綠體考點突破基礎整合實驗平臺題組演練一、細胞器的結構和功能1.填寫細胞器的名稱[a]:

;[c]:

;[d]:

;[h]:

。2.寫出細胞器的功能[a]:

的主要場所;[b]:

的場所;[g]:與動物細胞、低等植物細胞

有關。3.細胞結構的綜合分析(1)乙是動物細胞的證據(jù):有[g]

,沒有[b]

、[f]

和細胞壁。(2)存在色素的細胞器:[b]

、[f]

。(3)動植物都有,但功能不同的細胞器:[d]

。(4)光學顯微鏡下能觀察到的細胞器:[f]液泡、[b]

和[a]

?！厩蓪W助記】巧記雙層膜和無膜細胞器線葉雙(線粒體、葉綠體有雙層膜),無心糖(中心體和核糖體沒有膜結構)。線粒體內質網高爾基體溶酶體有氧呼吸光合作用有絲分裂中心體葉綠體液泡葉綠體液泡高爾基體葉綠體線粒體【思維激活】

細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質的成分與功能相同嗎?提示:不相同。細胞質基質含有多種成分,為生命活動提供了重要的代謝反應場所及所需的物質和一定的環(huán)境條件;線粒體基質是進行有氧呼吸第二階段的場所;葉綠體基質含有與暗反應有關的酶類,是植物進行光合作用暗反應的場所。二、細胞器之間的協(xié)調配合以分泌蛋白的合成、運輸、分泌為例:核糖體內質網高爾基體三、細胞的生物膜系統(tǒng)[判一判](1)細胞的生物膜系統(tǒng)由細胞膜、核膜和各種具膜的細胞器組成。()(2)原核細胞的生物膜系統(tǒng)由細胞膜和核膜組成,病毒只有細胞膜。()(3)生物膜系統(tǒng)指生物體內的所有膜結構。()(4)生物膜把各種細胞器分隔開,使細胞內部區(qū)域化。()(5)有多種酶附著在生物膜系統(tǒng)上,有利于化學反應的進行。()√××√√[體驗式自評]1.(2013·上海生物)在大蒜根尖分生區(qū)細胞中,具有雙層膜的細胞器()A.能利用光能合成糖類B.是發(fā)生三羧酸循環(huán)的場所C.能對分泌物進行加工D.是大分子有機物進行水解的場所B[體驗式自評]2.(多選題)下列有關細胞器敘述正確的是()A.線粒體是細胞內物質氧化和能量轉換的主要場所(2012·江蘇生物)B.正常狀態(tài)下溶酶體對自身機體的細胞結構無分解作用C.細胞器在細胞質中的分布與細胞的功能相適應(2012·江蘇生物)D.由rRNA和蛋白質組成的核糖體具有特定的空間結構(2012·江蘇生物)E.核糖體附著在高爾基體上(2011·廣東理綜)3.(多選題)下列有關生物膜的敘述錯誤的是()A.抗體從合成到分泌不經過高爾基體(2010·大綱全國理綜Ⅱ)B.高爾基體具有對蛋白質進行加工的功能(2010·大綱全國理綜Ⅱ)C.靠近細胞膜的囊泡可由高爾基體形成D.形成分泌蛋白的多肽最早是在內質網上合成的4.下列有關生物膜系統(tǒng)的說法不正確的是()A.細胞核的內膜、類囊體膜、線粒體和葉綠體的內膜不都屬于生物膜系統(tǒng)B.不同生物膜的蛋白質功能不完全相同C.所有的生物膜的基本支架都是磷脂雙分子層D.細胞內的生物膜使細胞內的化學反應互不干擾ACDADA[網絡圖構建]⑤生物膜①葉綠體和線粒體②核糖體、中心體③內質網、高爾基體、溶酶體、液泡、葉綠體、線粒體④細胞膜考點一細胞器的結構和功能[情景引領](2013鄭州模擬)下圖所示為在顯微鏡下觀察到的某細胞內的某些結構,相關判斷正確的是()A.這些結構是在光學顯微鏡下觀察到的植物細胞結構B.以上七種結構均參與了細胞內生物膜系統(tǒng)的構成C.與基因表達有關的結構有a、b、f、g,但不一定都能發(fā)生A-T、G-C之間的互補配對D.在a內能合成葡萄糖,而在b內能將葡萄糖分解C考點一細胞器的結構和功能[考點歸納]1.四個角度歸類細胞器按分布劃分原核細胞、真核細胞均有的植物細胞特有的動物和低等植物細胞特有的動植物細胞均有的但作用不同的按膜結構劃分具單層膜結構具雙層膜結構不具膜結構按特有成分劃分含DNA含RNA含色素按功能劃分能產生水與能量轉換有關(能產生ATP)能自我復制與細胞有絲分裂有關與分泌蛋白的合成、運輸和分泌有關能合成有機物能發(fā)生堿基互補配對行為核糖體葉綠體、大液泡中心體高爾基體:植物細胞中與細胞壁形成有關;動物細胞中與細胞分泌物形成有關內質網、液泡、溶酶體、高爾基體線粒體、葉綠體核糖體、中心體線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體葉綠體、液泡葉綠體、線粒體、核糖體、高爾基體、內質網葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體、中心體核糖體、中心體、高爾基體、線粒體核糖體、內質網、高爾基體、線粒體葉綠體、線粒體、核糖體、內質網、高爾基體葉綠體、核糖體、線粒體思考:(1)高等植物細胞特有的圖中細胞器是

。

答案提示:a。(2)線粒體基質和葉綠體基質所含酶的種類是否相同?答案提示:酶的種類不同。線粒體基質中含有與有氧呼吸有關的酶,而葉綠體基質中含有與光合作用暗反應有關的酶。考點一細胞器的結構和功能[情景引領](2013鄭州模擬)下圖所示為在顯微鏡下觀察到的某細胞內的某些結構,相關判斷正確的是()A.這些結構是在光學顯微鏡下觀察到的植物細胞結構B.以上七種結構均參與了細胞內生物膜系統(tǒng)的構成C.與基因表達有關的結構有a、b、f、g,但不一定都能發(fā)生A-T、G-C之間的互補配對D.在a內能合成葡萄糖,而在b內能將葡萄糖分解C考點一細胞器的結構和功能[考點歸納]2.葉綠體與線粒體的比較線粒體葉綠體分布普遍存在于動植物細胞中主要存在于植物葉肉細胞中形態(tài)呈圓球狀、短棒狀、線形、啞鈴形等呈扁平的橢球形或球形結構成分(1)有氧呼吸有關的酶(分布在內膜、嵴、基質)

(2)少量DNA和RNA(1)光合作用有關的酶(分布在類囊體膜上、基質中)

(2)少量DNA和RNA

(3)葉綠素和類胡蘿卜素形成的ATP用途用于除光合作用暗反應外的各項生命活動產生的[H]用途功能有氧呼吸的主要場所光合作用的場所相同點有氧呼吸第三階段與O2結合形成水用于暗反應中三碳化合物的還原用于暗反應中三碳化合物的還原①雙層膜結構;②含少量DNA和RNA;③都與能量轉換有關;④參與碳循環(huán);⑤既有水消耗又有水產生考點一細胞器的結構和功能【易錯提醒】

易混特殊細胞的結構和功能①哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核和細胞器。②并非植物細胞都有葉綠體和大液泡,根尖分生區(qū)細胞沒有的細胞器:葉綠體、中心體、液泡。有葉綠體和細胞壁的細胞一定是植物細胞。③蛔蟲在人體腸道內寄生,無線粒體只進行無氧呼吸。④藍藻等原核生物雖無葉綠體和線粒體,但仍能進行光合作用和細胞呼吸?？键c一細胞器的結構和功能[典例訓練]1.圖中①~④表示某高等生物細胞的部分細胞器,下列有關敘述正確的是()A.高倍光鏡下可看到圖中①~④所示的結構B.所有細胞中均以④作為蛋白質合成場所C.細胞中合成ATP的場所僅有圖中結構①D.結構③參與該細胞分裂末期細胞壁的形成【解題指導】該圖是電子顯微鏡下觀察到的結構,圖中①為線粒體,②為中心體,③為高爾基體,④為核糖體。高倍光鏡下看不到中心體、核糖體、高爾基體等的亞顯微結構;不論原核細胞還是真核細胞都利用核糖體合成蛋白質;該細胞中合成ATP的場所有細胞質基質和線粒體;題圖結構有中心體,且為高等生物細胞,故該細胞為動物細胞,動物細胞沒有細胞壁,動物細胞內的高爾基體與其分泌物的形成有關。B【前連后掛】線粒體和葉綠體都含有少量DNA,那么線粒體和葉綠體能否控制蛋白質的合成?又能否控制生物的性狀?答案提示:在線粒體和葉綠體內能發(fā)生復制、轉錄和翻譯(有核糖體)過程,能通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀。考點一細胞器的結構和功能[技法提煉]

原核、真核細胞及動、植物細胞結構圖像的辨別方法原核細胞動物細胞高等植物細胞考點一細胞器的結構和功能[典例訓練]2.(2014無錫第一次質量檢測)如圖為某種植物細胞的局部結構示意圖,下列說法正確的是()A.該細胞是高度分化的細胞,不具有分裂能力B.這是一種需氧型生物,但也可進行無氧呼吸C.1、2、3、5、7都屬于生物膜系統(tǒng)D.具有雙層膜的細胞器是5、6【解題指導】據(jù)圖,我們可以判斷1~7分別是細胞膜、液泡、內質網、細胞壁、線粒體、細胞核和核糖體。從細胞的液泡大小來判斷,該細胞并沒有高度分化,所以可能具有分裂能力;該細胞具有線粒體,可推測其可以屬于進行有氧呼吸的需氧型生物,一般需氧型生物都可以進行無氧呼吸;7不具有生物膜,所以不屬于生物膜系統(tǒng),那么屬于生物膜系統(tǒng)的是1、2、3、5、6;具有雙層膜結構的是5、6,但6是細胞核,不屬于細胞器。B考點二生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系[情景引領](2013·江蘇生物改編)如圖為某細胞的部分結構及蛋白質轉運示意圖,請回答下列問題(1)圖中組成細胞生物膜系統(tǒng)的細胞結構是

。

(2)各種生物膜在化學組成上大致相同,都主要由

組成。

(3)內質網上合成的蛋白質不能穿過

進入細胞核,表明這種轉運具有

性。細胞膜、核膜、線粒體、高爾基體、內質網脂質和蛋白質核孔選擇[考點歸納]各種生物膜之間的聯(lián)系(1)在化學組成上的聯(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

。②差異性:各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異,這與不同的生物膜功能的復雜程度有關——功能越復雜的生物膜中,

的種類和數(shù)量就越多。蛋白質和脂質組成蛋白質考點二生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系[情景引領](2013·江蘇生物改編)如圖為某細胞的部分結構及蛋白質轉運示意圖,請回答下列問題(1)圖中組成細胞生物膜系統(tǒng)的細胞結構是

。

(2)各種生物膜在化學組成上大致相同,都主要由

組成。

(3)內質網上合成的蛋白質不能穿過

進入細胞核,表明這種轉運具有

性。細胞膜、核膜、線粒體、高爾基體、內質網脂質和蛋白質核孔選擇思考:(1)與分泌蛋白合成、加工、運輸有關的細胞器有哪些?答案提示:核糖體、內質網、高爾基體、線粒體。(2)內質網和高爾基體在分泌蛋白加工中的作用是什么?答案提示:內質網將多肽鏈加工成具有一定空間結構的蛋白質,高爾基體對來自內質網的蛋白質進行進一步加工、分類和包裝。考點二生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系[考點歸納]

(2)生物膜在結構上的聯(lián)系①聯(lián)系圖解②在不同結構的膜之間相互轉化時,以“膜泡”或“囊泡”形式轉化的是間接相連的生物膜。(3)生物膜在功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成、加工、運輸為例)考點二生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系[典例訓練]3.(2013·安徽理綜改編)生物膜將真核細胞分隔成不同的區(qū)室,使得細胞內能夠同時進行多種化學反應,而不會相互干擾。下列敘述正確的是()A.細胞核是mRNA合成和加工的場所B.高爾基體是肽鏈合成和加工的場所C.線粒體將葡萄糖氧化分解成CO2和H2OD.溶酶體合成和分泌多種酸性水解酶E.內質網腔內的分泌蛋白經高爾基體腔內加工釋放到細胞外穿過的生物膜的層數(shù)是3【解題指導】細胞核是轉錄的場所,所以是mRNA合成和加工的場所,A正確;核糖體是肽鏈的合成場所,B錯誤;線粒體氧化的是丙酮酸而非葡萄糖,C錯誤;溶酶體中的酶是在核糖體上合成的,并由內質網和高爾基體加工和修飾,D錯誤。分泌蛋白運輸過程中通過囊泡進出內質網、高爾基體和細胞膜,并未穿過上述膜,E錯誤。3A[技法提煉]特殊情況下物質穿膜問題的計算總結(1)分泌蛋白從合成、運輸?shù)脚懦黾毎馐峭ㄟ^出芽形成小泡的方式,不穿過生物膜,因而通過的膜的層數(shù)應為

層。(2)細胞的胞吐或胞吞作用通過

層生物膜,如神經遞質的釋放。(3)細胞核內外的大分子如蛋白質、信使RNA通過核孔進出細胞核,未通過膜結構,因而通過膜的層數(shù)為

層。(4)綠色植物中,有氧呼吸產生的CO2到葉綠體中被利用穿膜的層數(shù)0004

6考點二生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系[典例訓練]4.(2013合肥二模)生物膜系統(tǒng)是細胞膜、細胞器膜和核膜等構成的整體。生物膜系統(tǒng)與細胞代謝和細胞通訊密切相關。下列有關說法錯誤的是()A.細胞膜的成分有磷脂、蛋白質、糖蛋白和糖脂等B.細胞之間的信息交流均依賴于細胞膜上的特異性受體C.溶酶體和高爾基體在行使功能時可能伴隨膜組分的更新D.內質網的膜上附著有多種酶,性腺細胞內質網豐富【解題指導】組成細胞膜的成分有磷脂、蛋白質、糖蛋白、糖脂和膽固醇等物質;細胞之間的信息交流方式多種多樣,有的細胞分泌化學物質,通過化學物質與靶細胞膜表面受體結合傳遞信息,也有的兩個相鄰細胞的細胞膜直接接觸傳遞信息,也有的兩個細胞之間形成通道,攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞,從而實現(xiàn)信息傳遞;溶酶體和高爾基體在行使功能時伴隨著膜的融合,所以存在膜組分的更新;內質網是脂質合成的車間,性腺細胞主要合成和分泌性激素(固醇類激素),故性腺細胞內質網豐富。B實驗:用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體[實驗基礎]1.實驗原理(1)植物的綠色部位細胞中含

,可以用高倍顯微鏡直接觀察它的形態(tài)和分布。(2)線粒體無色,用

染色后,可在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態(tài)的線粒體的形態(tài)和分布。該染液是專一性染線粒體的活細胞染料,可使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)

,而細胞質接近

。2.實驗步驟葉綠體健那綠藍綠色無色清水鑷子蓋玻片葉片細胞形態(tài)和分布健那綠染液消毒牙簽蓋玻片口腔上皮細胞藍綠色無色[實驗方略]觀察葉綠體和線粒體需注意的事項(1)材料處理:根據(jù)不同材料、不同觀察對象做不同材料處理,如浸泡、染色、解離、保持生活狀態(tài)等。該實驗要保持細胞的

狀態(tài),臨時裝片隨時保持有水狀態(tài)。(2)實驗材料的選取:觀察葉綠體時,常選用蘚類葉片,這是因為蘚類葉片很薄,僅有一兩層葉肉細胞。若選用菠菜葉作材料,撕取

,因為接近下表皮的葉肉細胞是海綿組織,細胞排列疏松,細胞分散,易撕取,便于觀察。(3)染色劑:觀察葉綠體時,由于葉綠體本身含有色素,呈綠色,所以不需要染色。觀察線粒體時,用健那綠染液染色,健那綠染液是專一性用于線粒體染色的活細胞染料,能將線粒體染成

。生活少許葉肉的下表皮藍綠色[命題設計]根據(jù)觀察葉綠體和線粒體的實驗知識,完成下列問題:(1)用高倍顯微鏡觀察黑藻葉片細胞,正確的結論是

。

A.葉綠體在細胞內是固定不動的B.葉綠體在細胞內是均勻分布的C.葉綠體的存在是葉片呈綠色的原因D.葉肉細胞含有葉綠體,不含線粒體(2)用高倍顯微鏡觀察生活狀態(tài)下的線粒體形態(tài)和分布時,常選用的染色劑是

。

A.吡羅紅甲基綠染色劑 B.雙縮脲試劑C.健那綠染液 D.斐林試劑【解題指導】(1)本題主要考查觀察類實驗的相關知識。高等植物的葉綠體存在于細胞質基質中,其分布與光照強度有關,一般是不均勻分布的,B項錯誤;活細胞的細胞質處于不斷的流動狀態(tài),葉綠體可作為觀察細胞質流動的標志,A項錯誤;葉肉細胞含有葉綠體,也含有線粒體,D項錯誤;葉綠體中含有大量的葉綠素,這是葉片呈綠色的原因,C項正確。(2)健那綠染液是將活細胞中線粒體染色的專一性染料;吡羅紅甲基綠染色劑可以用來作為觀察DNA和RNA在細胞中分布的染色劑;雙縮脲試劑用來鑒定蛋白質;斐林試劑用來鑒定還原糖。C

C題組一細胞器的種類、結構及功能1.(2013臨沂沂水三中月考)隨著生活水平的提高和生活方式的改變,高血脂人群相對增多。脂類在血液中以脂蛋白的形式進行運送,并可與細胞膜上存在的特異受體相結合,進入細胞內進行代謝(如下圖所示)。對該圖分析不合理的是()A.圖中物質X很可能是具有識別功能的受體蛋白B.物質X在溶酶體酶的作用下被水解為氨基酸C.該過程的完成與生物膜的結構特點密切相關D.該過程需要消耗ATP直接提供的能量解析:由圖可知,細胞膜上的物質X可特異性地識別血漿脂蛋白,并與之結合,因此它很可能是一種具有識別功能的受體蛋白,在物質轉化過程中,物質X最終又被轉移到細胞膜上,沒有被溶酶體酶水解。B題組一細胞器的種類、結構及功能2.(2013廣東六校第二次聯(lián)考改編)如圖為動、植物細胞亞顯微結構模式圖,下列有關該圖的正確敘述是()A.植物細胞都不具有的結構是[A]B.胰島B細胞合成胰島素的場所是[C]C.細胞在清水中不會漲破,是因為有結構[I]D.圖的下半部分可用來表示紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的結構解析:本題以細胞亞顯微結構為載體,考查讀圖識圖、分析判斷、綜合運用知識的能力。高等植物細胞都不具有A中心體,但低等植物細胞具有A中心體;胰島B細胞合成胰島素的場所是內質網上的核糖體;該細胞放在清水中吸水但不會漲破,原因是I細胞壁的支持和保護;紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞中沒有E葉綠體。C題組二用高倍顯微鏡觀察線粒體和葉綠體3.下列關于用高倍顯微鏡觀察生活狀態(tài)下的線粒體和葉綠體實驗的敘述,錯誤的是()A.用健那綠染液染線粒體,葉綠體則不用染色B.高倍鏡下看到的葉綠體呈綠色扁平的橢球形或球形C.觀察生活狀態(tài)下的線粒體和葉綠體的材料都是菠菜葉D.觀察臨時裝片時,都要先用低倍鏡后用高倍鏡解析:健那綠染液是專一性染線粒體的活細胞染料,可以使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)藍綠色,而細胞質接近無色;葉綠體中有葉綠素等色素