[高中生物一輪復習教學講義 必修1]第5講  細胞器及生物膜系統(tǒng)考點一 細胞器的結構和功能1．細胞器的結構和功能(利用差速離心法將各種細胞器分離)(1)雙層膜結構的細胞器——線粒體和葉綠體細胞器線粒體葉綠體模式圖增加膜面積的方式內(nèi)膜向內(nèi)凹陷形成嵴囊狀結構薄膜疊加形成基粒主要成分內(nèi)膜：有氧呼吸有關的酶基質基質主要功能有氧呼吸的主要場所，細胞的“動力車間”光合作用的場所，植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉換站”分布動植物細胞中，代謝旺盛的細胞和細胞內(nèi)的功能旺盛區(qū)域數(shù)量較多綠色植物的葉肉細胞及幼嫩莖的皮層細胞相同點①都具有雙層膜②都與能量轉換有關，產(chǎn)生ATP③都含DNA、RNA和核糖體等，控制細胞質遺傳(2)單層膜結構的細胞器——內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體細胞器內(nèi)質網(wǎng)高爾基體液泡溶酶體模式圖結構由膜連接而成的網(wǎng)狀結構由扁平囊和小囊泡組成由液泡膜和細胞液組成內(nèi)部含有多種水解酶功能①蛋白質的合成和加工(粗面內(nèi)質網(wǎng))；②脂質和糖類的合成(光面內(nèi)質網(wǎng))①對來自內(nèi)質網(wǎng)的蛋白質進行加工、分類和包裝；②與細胞分泌物的形成有關；③在植物細胞中與細胞壁的形成有關①調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境；②儲存多種物質，與植物細胞的滲透作用有關①分解衰老、損傷的細胞器；②吞噬并殺死入侵的病毒或病菌分布動植物細胞中分布廣泛動植物細胞中，一般位于核附近成熟的植物細胞中比較明顯動植物細胞中均有(3)無膜結構的細胞器——核糖體和中心體細胞器核糖體中心體
模式圖結構由大小亞基組成含有兩個相互垂直的中心粒組成成分含有rRNA和蛋白質由微管蛋白組成功能游離核糖體主要合成胞內(nèi)蛋白；附著核糖體主要合成分泌蛋白、膜蛋白和溶酶體內(nèi)的蛋白與細胞有絲分裂有關——形成紡錘體，牽引染色體向細胞兩極移動分布游離在細胞質基質中；附著在內(nèi)質網(wǎng)上；線粒體和葉綠體中有少量動物細胞和低等植物細胞中 注意說明：與細胞器有關的易錯點①沒有葉綠體或中央液泡的細胞不一定是動物細胞，如根尖分生區(qū)細胞。②沒有葉綠體的細胞不一定不能進行光合作用，如藍藻。③沒有葉綠體或光合色素不一定不能將無機物轉化為有機物，如進行化能合成作用的硝化細菌。④沒有線粒體不一定不能進行有氧呼吸，如需氧型的原核生物。⑤具有細胞壁的細胞不一定是植物細胞，如真菌細胞、細菌細胞等都有細胞壁。⑥液泡中的色素是花青素，與花和果實的顏色有關；葉綠體中的色素是葉綠素等，與光合作用有關。⑦高爾基體在植物細胞中與細胞壁的合成有關；而在動物細胞中則與細胞分泌物的形成有關，如分泌蛋白。⑧細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質所含的化學成分不同，所具有的生理功能不同。⑨在不同細胞中，細胞器的含量是不一樣的，如需能量較多的細胞含線粒體較多，合成蛋白質比較旺盛的細胞含核糖體較多，即細胞的結構與其功能是相適應的。(4)特殊細胞總結：①根尖分生區(qū)細胞無葉綠體和大液泡，是觀察有絲分裂的良好材料，成熟區(qū)等根部和其他不見光的部位都無葉綠體。②葉肉細胞、保衛(wèi)細胞含葉綠體，但表皮細胞不含葉綠體。③腎小管、心肌、肝臟等部位細胞因代謝旺盛，線粒體含量多；腸腺等一些合成消化酶或蛋白質類激素的細胞，核糖體、高爾基體多。④蛔蟲的體細胞和人的成熟紅細胞無線粒體，只進行無氧呼吸，原料為葡萄糖，產(chǎn)物為乳酸，且人的成熟紅細胞無細胞核，不再進行分裂，是提取細胞膜的首選材料。⑤癌細胞：無限增殖，表面糖蛋白減少，黏著性降低，因不斷合成蛋白質，故核糖體多而且代謝旺盛，核仁較大。⑥原核細胞只有核糖體，無其他細胞器，無核膜和核仁。2．依據(jù)細胞結構判斷細胞的類型
考點二 生物膜系統(tǒng)在結構和功能上的聯(lián)系1．生物膜系統(tǒng)的概念在細胞中，許多細胞器都有膜，如內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等，這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結構，共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。2．生物膜系統(tǒng)的聯(lián)系(1)化學成分上的聯(lián)系：各種生物膜組成成分相似，均由脂質、蛋白質組成，有的還有少量糖類，但每種成分在不同的膜中所占的比例不同。功能越復雜的生物膜中，蛋白質的種類和數(shù)量越多；具有識別功能的細胞膜中多糖含量較多。(2)結構上的聯(lián)系①直接聯(lián)系：真核細胞中，內(nèi)質網(wǎng)外連細胞膜，內(nèi)連核膜，中間還與許多細胞器膜相連；內(nèi)質網(wǎng)腔還與內(nèi)外兩層核膜之間的腔連通。②間接聯(lián)系：內(nèi)質網(wǎng)膜、高爾基體膜和細胞膜是可以相互轉化的。 (3)功能上的聯(lián)系各種生物膜在功能上既有明確分工，又相互配合、協(xié)調(diào)工作，如分泌蛋白的合成、加工、分泌的過程細胞內(nèi)分泌蛋白的合成和運輸過程，體現(xiàn)了生物膜在功能上的相互聯(lián)系。考點三 (實驗)　用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體1．實驗原理（1）葉肉細胞中的葉綠體，呈綠色、扁平的橢球形或球形，散布于細胞質中，可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分布。（2）線粒體普遍存在于動物細胞和植物細胞中。健那綠染液能專一性地使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)藍綠色，而細胞質接近無色。通過染色，可以在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態(tài)的線粒體呈短棒狀、圓球狀、線形或啞鈴形等。2．材料的選取
實驗觀察葉綠體觀察線粒體選材蘚類葉片菠菜稍帶些葉肉的下表皮人口腔上皮細胞原因葉片很薄，僅有一兩層葉肉細胞，可以取整個小葉直接制片①細胞排列疏松，易撕??；②含葉綠體數(shù)目少且個體大①沒有顏色，便于觀察②易取材3．實驗流程（1）觀察葉綠體和線粒體實驗注意事項①臨時裝片應隨時保持有水狀態(tài)，以免影響細胞的活性。②要漱凈口腔，防止雜質對觀察物像的干擾。③必須先在低倍鏡下將目標移到視野中央，然后再轉動轉換器換用高倍物鏡。④換上高倍鏡后，只能轉動細準焦螺旋使圖像清晰。拓展應用：走出葉綠體、線粒體觀察實驗的“5”個誤區(qū)①觀察線粒體應選擇人體或動物細胞或植物體無色部位細胞，不能選擇綠色組織細胞。②觀察線粒體與葉綠體均需保持細胞活性狀態(tài)，并且需保持葉片有水狀態(tài)，防止失水。③制作觀察線粒體的臨時裝片時，是滴一滴健那綠染液（0.5g健那綠溶解于50mL生理鹽水中配制成1%的健那綠染液）于載玻片中央用于染色，而不是滴一滴生理鹽水。④葉綠體不僅隨細胞質的流動而流動，還隨光照方向的改變而旋轉，一般葉綠體以正面朝向光源，以利于接受更多光照。⑤用高倍顯微鏡可觀察到葉綠體和線粒體的形態(tài)和分布，但不能觀察到葉綠體和線粒體的亞顯微結構。觀察葉綠體時不需染色，而觀察線粒體時需要染色。
1．用差速離心法分離出某動物細胞的三種細胞器(甲、乙、丙)，經(jīng)測定其中三種有機物的含量如圖所示。以下說法正確的是(　　)A．附著在內(nèi)質網(wǎng)上的甲與分泌蛋白的合成有關B．乙是中心體，與紡錘體的形成有關C．丙是線粒體，在其內(nèi)膜上可生成CO2D．乳酸菌細胞也含有甲和丙[答案]A．[解析]分析題干及題圖可知：甲為核糖體，附著在內(nèi)質網(wǎng)上的甲與分泌蛋白的合成有關，A正確；乙是具膜細胞器，不可能為中心體，B錯誤；細胞器丙可為線粒體，在其內(nèi)膜上可進行有氧呼吸第三階段，有水的生成，無CO2生成，C錯誤；乳酸菌為原核生物，其細胞中含有甲，但不含丙，D錯誤。2．生物膜的結構與功能存在密切的聯(lián)系。下列有關敘述錯誤的是 (　　)A．葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶B．溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結構的破壞C．細胞的核膜是雙層膜結構，核孔是物質進出細胞核的通道D．線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參與呼吸作用的酶[答案]D．[解析]葉綠體的類囊體膜是光反應進行的場所，光反應可產(chǎn)生ATP，ATP合成需要相關酶的參與，因此類囊體膜上存在催化ATP合成的酶，A正確；溶酶體內(nèi)部含有多種水解酶，某些情況下，溶酶體膜破裂，釋放出的酶會造成細胞結構的破壞，B正確；細胞的核膜是雙層膜結構，核孔的存在實現(xiàn)了核質之間頻繁的物質交換和信息交流，C正確；線粒體DNA位于線粒體基質中，它能參與編碼與有氧呼吸第二、三階段有關的酶，D錯誤。3．青蒿素能引起瘧原蟲的線粒體膜電位發(fā)生變化，導致線粒體腫脹而喪失功能。某科學家用分離出來的線粒體進行如下實驗：組別實驗材料實驗處理實驗結果(線粒體膜電位的相對值)0 s100 s200 s300 s1瘧原蟲的線粒體對照組54.752.75150.72青蒿素54.746.836.623.43線粒體蛋白A抑制劑54.752.850.950.64青蒿素+線粒體蛋白A抑制劑54.752.551.350.5下列分析錯誤的是(　　)A．線粒體是細胞的“動力車間”，可用差速離心法從細胞勻漿中分離得到B．設置第3組實驗的目的是排除線粒體蛋白A抑制劑對線粒體膜電位的影響C．實驗結果顯示瘧原蟲的線粒體膜電位降低的原因是線粒體基質的滲透壓降低D．青蒿素能明顯降低線粒體的膜電位與線粒體蛋白A有關
[答案]C[解析]分析表格：第1、2組實驗的單一變量為是否加入青蒿素，加入青蒿素的一組線粒體膜電位的相對值明顯降低，說明青蒿素能顯著降低瘧原蟲的線粒體膜電位；而由第2、3、4組實驗結果可知青蒿素能明顯降低瘧原蟲的線粒體膜電位與線粒體蛋白A有關。線粒體是有氧呼吸的主要場所，所以其被稱為細胞的“動力車間”，可用差速離心法從細胞勻漿中分離得到，A正確。設置第3組實驗的目的是排除線粒體蛋白A抑制劑對線粒體膜電位的影響，B正確。題述實驗無法得出瘧原蟲線粒體膜電位降低的原因，C錯誤。根據(jù)以上分析可知，青蒿素能明顯降低線粒體的膜電位與線粒體蛋白A有關，D正確。4．圖甲表示分泌蛋白的合成、加工和運輸過程，①、②、③表示細胞器。某同學用放射性元素標記某種氨基酸，追蹤圖甲過程中不同時間放射性元素在細胞結構中的分布情況，如圖乙所示，下列說法錯誤的是(　　)         甲                                乙A．圖甲中①、②、③分別表示內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、線粒體B．圖甲中③有雙層膜結構C．若圖乙中曲線1表示圖甲中①中放射性元素分布情況隨追蹤時間的變化規(guī)律，則圖乙中的曲線2可表示圖甲中②中放射性元素分布情況隨追蹤時間的變化規(guī)律D．圖甲所示過程在原核細胞中也可以進行 [答案]D．[解析][解析]核糖體是蛋白質的合成場所，在其中合成的肽鏈經(jīng)①(內(nèi)質網(wǎng))加工后被運輸?shù)?/span>②(高爾基體)進行進一步加工，然后以囊泡的形式被運輸?shù)郊毎?/span>，最后被分泌到細胞外，整個過程需要③(線粒體)提供能量，線粒體有雙層膜結構。圖甲所示過程只能發(fā)生在真核細胞中，因為原核細胞沒有內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體和線粒體等細胞器。5．如圖為真核細胞中蛋白質合成和轉運的示意圖。下列敘述正確的是(　　)A．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、抗體、神經(jīng)遞質都屬于分泌蛋白B．圖中與胰島素合成有關的結構有①②③④⑤C．若②合成的是丙酮酸脫氫酶，則該酶在⑥中發(fā)揮作用D．若②合成的是組成染色體的蛋白質，則該蛋白質會被運送到①⑤⑥中
[答案]B．[解析]唾液淀粉酶、胃蛋白酶、抗體是分泌蛋白，神經(jīng)遞質一般不是蛋白質，A錯誤。胰島素是分泌蛋白，所以與其合成有關的結構有細胞核、核糖體、內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體和線粒體(依次對應①②③④⑤)，B正確。若②合成的是丙酮酸脫氫酶，其發(fā)揮作用的場所應該是線粒體，⑥是葉綠體，C錯誤。染色體只存在于細胞核中，即①中，D錯誤。6．生物膜上的物質或結構與其功能相適應，下列相關敘述錯誤的是(　　)A．線粒體內(nèi)膜上附著與有氧呼吸有關的酶，有利于丙酮酸的分解B．功能越復雜的生物膜，蛋白質的種類和數(shù)量越多C．細胞膜上附著ATP水解酶，有利于細胞主動吸收某些營養(yǎng)物質D．核膜上有許多核孔，有利于核質之間的物質交換與信息交流[答案]A．[解析]在線粒體內(nèi)膜上進行的是有氧呼吸第三階段，有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]與O2在酶的催化下生成水，A錯誤；蛋白質在生物膜行使功能時起重要作用，功能越復雜的生物膜，蛋白質的種類和數(shù)量越多，B正確；主動運輸需要消耗能量，細胞膜上有ATP水解酶，可催化ATP水解供能，有利于細胞主動吸收某些營養(yǎng)物質，C正確；核膜上有核孔，核孔可實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流，D正確。7．細胞內(nèi)的“囊泡”就像”深海中的潛艇”，在細胞中“來回穿梭”，參與物質的運輸過程，下列有關細胞內(nèi)囊泡運輸?shù)臄⑹?/span>，正確的是(　　)A．分泌蛋白的合成、加工和運輸過程依賴于膜的選擇透過性且不消耗能量B．抗體的運輸和分泌過程需要囊泡的參與C．囊泡只能將物質從胞內(nèi)運輸?shù)桨?/span>，而不能從胞外運輸物質到胞內(nèi)D．細胞內(nèi)的大分子物質都通過囊泡進行運輸[答案]B．[解析]分泌蛋白是在細胞內(nèi)合成后分泌到細胞外起作用的蛋白質，分泌蛋白的合成、加工和運輸過程：在核糖體上合成以后進入內(nèi)質網(wǎng)進行加工，形成有一定空間結構的蛋白質，囊泡包裹著要運輸?shù)牡鞍踪|到達高爾基體，高爾基體對其進行進一步的修飾、加工，然后形成囊泡經(jīng)細胞膜分泌到細胞外。該過程依賴于膜的流動性且消耗能量(由線粒體提供)，A項錯誤。抗體屬于分泌蛋白，其合成之后的運輸和分泌過程需要囊泡的參與，B項正確。通過囊泡將物質從胞內(nèi)運輸?shù)桨獾倪^程叫胞吐，從胞外運輸?shù)桨麅?nèi)的過程叫胞吞，C項錯誤。細胞內(nèi)某些大分子物質不需要通過囊泡進行運輸，如細胞核內(nèi)的RNA可通過核孔進入細胞質，D項錯誤。8．下列關于“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗的說法錯誤的是(　　)A．健那綠染液可對活細胞的線粒體進行染色B．可直接將蘚類葉片放在載玻片上觀察葉綠體
C．高倍顯微鏡下可以看到線粒體和葉綠體都有內(nèi)外兩層膜D．可通過觀察葉綠體或線粒體的運動間接觀察細胞質的流動[答案]C．[解析]健那綠染液是專一性地使活細胞中的線粒體著色的染料，A正確；蘚類的葉片僅有一兩層葉肉細胞，具有葉綠體，可直接放在載玻片上觀察，B正確；線粒體和葉綠體的內(nèi)外兩層膜需要用電子顯微鏡才能觀察到，C錯誤；可通過觀察葉綠體或線粒體的運動間接觀察細胞質的流動，D正確。 

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