1、第6讲 细胞器系统内的分工合作第二单元 细胞的结构和物质运输第二单元 细胞的结构和物质运输考纲点击1.主要细胞器的结构和功能（）2.实验：观察线粒体和叶绿体 主要细胞器的结构和功能1细胞器的分离方法：。2细胞器的形态结构和功能连一连差速离心法助学巧记 细胞器的“0、一、二”(必修 1P46 相关信息改编)硅尘(SiO2)能破坏_膜，使其中的_释放出来破坏细胞结构，最终导致肺功能受损。答案：溶酶体 水解酶 3.高分进阶 叶绿体和线粒体的比较项目线粒体叶绿体 形态短棒状、哑铃形等椭球形、球形 成分内膜：与有关的酶基质：与有氧呼吸有关的酶；少量 DNA 和RNA类囊体薄膜：与_有关的酶叶绿素和类胡萝
2、卜素基质：与暗反应有关的酶；少量 DNA 和 RNA 有氧呼吸光反应项目线粒体叶绿体 增大膜面积方式内膜向内凹陷形成_ 囊状结构堆叠形成_ 功能有氧呼吸的主要场所光合作用的场所 共同点都具有双层膜；都与能量转换有关，产生_；都含有 DNA，可以自主复制与表达，是细胞质遗传的物质基础嵴基粒ATP4.高分进阶 多角度比较各种细胞器 细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能有何不同？提示：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；线粒体基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶，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，是植物进行光合作用
3、暗反应的场所。考向 1 线粒体和叶绿体的结构和功能1如图是真核细胞中的两种细胞器的结构模式图，下列有关说法错误的是()A和的主要成分是蛋白质和磷脂B在甲、乙中的功能都只是控制物质出入C结构上有些物质的合成需要 Mg 元素D中除了含有相关生理活动需要的酶，还含有 DNA解析：选 B。图中和都是生物膜，它们的主要成分都是蛋白质和磷脂。是内膜，线粒体和叶绿体的内膜都能控制物质进出，另外线粒体的内膜还是有氧呼吸第三阶段的场所。结构是叶绿体类囊体薄膜，上面含有光合色素，包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素的合成需要 Mg 元素。是线粒体和叶绿体的基质，分别含有有氧呼吸第二阶段和光合作用暗反应所需的多种酶，
4、还都含有少量的 DNA。考向 2 细胞器的识别及功能分析2(2018江西协作校联考)如图中有、四类细胞的结构模式，据图判断正确的是()A图中只有无染色体，遗传物质主要为 DNAB四类细胞共有的膜结构是细胞膜与核糖体C、中的结构均能氧化葡萄糖合成 ATPD含有色素的细胞器是和，光镜下看不到的染色体解析：选 D。分析题图：含有中心体，不含细胞壁，属于动物细胞；不含中心体、含有叶绿体、液泡和细胞壁，属于高等植物细胞；是原核生物中的细菌；含有中心体和细胞壁，属于低等植物细胞。图中结构依次是：内质网、线粒体、中心体、叶绿体、液泡和高尔基体。图中只有无染色体，属于细胞生物中的原核生物，其遗传物质为 DNA
5、；核糖体没有膜结构；、中的结构表示线粒体，葡萄糖首先在细胞质基质中分解成丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解，即线粒体不能直接氧化葡萄糖；含有色素的细胞器是叶绿体和液泡，细胞高度分化，不进行分裂，因此无法观察到染色体。不同类型细胞图像的识别方法(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断 是否表示出细胞器的结构表示出亚显微结构模式图未表示出显微结构模式图(2)真、原核细胞及动、植物细胞的判断变式 1(2018山东青岛城阳一中质检)用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定它们有机物的含量如图所示。以下有关说法正确的是()A细胞器甲是线粒体，其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解B细胞器乙含有蛋白质和
6、脂质，说明其具有膜结构，一定与分泌蛋白的合成和加工有关C细胞器丙中进行的生理过程产生水，产生的水中的氢来自羧基和氨基D发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙解析：选 C。由于该细胞为动物细胞，且细胞器甲有蛋白质和脂质，说明细胞器甲有膜结构，又因其含有少量核酸，则细胞器甲为线粒体，其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解，葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，A 错误。细胞器乙只含有蛋白质和脂质，应具有膜结构，可能是高尔基体、内质网、溶酶体，而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关，B 错误。发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有丙核糖体，D 错误。变式 2(2018福建仙游一中月考)对绿色植物细胞某细胞器组
7、成成分进行分析，发现 A、T、C、G、U 五种碱基的相对含量分别约为 35%、0、30%、20%、15%，则该细胞器能完成的生理活动是()A吸收氧气，进行有氧呼吸B发出星射线，形成纺锤体C结合 mRNA，合成蛋白质D吸收并转换光能，完成光合作用解析：选 C。吸收氧气，进行有氧呼吸的是线粒体，有 DNA，A 错误；发出星射线，形成纺锤体的是中心体，B 错误；结合mRNA，合成多肽的场所是核糖体，C 正确；吸收并转换光能，完成光合作用的是叶绿体，有 DNA，D 错误。变式 3(2018河北保定月考)如图为动、植物细胞亚显微结构模式图，下列有关该图的叙述，正确的是()A高等植物细胞都不具有的结构是
8、AB胰岛 B 细胞合成胰岛素的场所是 CC植物细胞在清水中不会涨破，是因为有结构 HD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：选 A。中心体存在于动物和低等植物细胞中，高等植物细胞不含有中心体 A，A 正确；胰岛素的本质是蛋白质，胰岛B 细胞合成胰岛素的场所是核糖体，B 错误；植物细胞具有细胞壁 I，因此植物细胞在清水中不会涨破，C 错误；紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞无叶绿体，因此该图的下半部分不能用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构，D 错误。素养培优 生物学思想“形态结构与功能相适应”的生物学观点3(2018山东临沂模拟)下列哪项不能体现“结构与功能相统一”的生物学观点()A叶
9、绿体内的类囊体堆叠增大了膜面积，有利于充分利用光能B神经元的轴突末梢有大量突起，使突触后膜神经元容易产生兴奋C低等植物细胞含有中心体，保证了有丝分裂的正常进行D肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于肾小管对葡萄糖的重吸收解析：选 B。叶绿体的类囊体堆叠使膜面积增大，为与光合作用有关的酶和色素提供了更多的附着位点，有利于光能的吸收、传递和转化，A 正确；神经元的轴突末梢有大量突起，以便和多个突触后膜发生联系，将兴奋传递给多个细胞，B 错误；动物和低等植物细胞中含有中心体，中心体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关，C 正确；线粒体可以为肾小管吸收葡萄糖提供能量，D 正确。细胞器之间的协调配合及细胞的生
10、物膜系统1生物膜在结构上的联系(1)组成：、细胞膜和等。(2)结构及特性：各种生物膜在结构上大致相同，都是由_构成基本支架，蛋白质分子分布其中，且具有一定的_性。细胞器膜核膜磷脂双分子层流动(3)生物膜在结构上具有一定的连续性，具体如图所示注：图中实线箭头表示生物膜在结构上的直接联系，虚线箭头表示生物膜在结构上的间接联系。2各种细胞器之间的协调配合(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积的变化(1)由图 1 分析分泌蛋白合成、加工、运输过程为：核糖体合成 _“出芽”囊泡_“出芽”囊泡细胞膜(2)图 2 为放射性元素标记某种氨基酸，该放射性元素出现在细
11、胞器中的先后顺序为_。(3)图 3 和图 4 分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜面积是如何变化的？答案：(1)内质网 高尔基体(2)核糖体、内质网、高尔基体(3)内质网膜面积减小(只发出小泡)，高尔基体膜面积基本不变(先接受小泡，后发出小泡)，细胞膜面积相对增大(只接受小泡)。3生物膜系统的功能各种细胞器1(必修 1 P49 第三段改编)下列生理过程在生物膜上发生的是()A水绵细胞内 CO2 的固定B黑藻细胞内H和 O2 的结合C人体细胞内 DNA 分子的复制D人体骨骼肌产生乳酸解析：选 B。水绵细胞内 CO2 的固定发生在叶绿体基质中；黑藻细
12、胞内H和 O2 结合发生在线粒体内膜上；人体细胞内 DNA分子的复制主要是在细胞核内；人体骨骼肌产生乳酸的场所是细胞质基质。2(必修 1 P49“相关信息”改编)利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜融合，将药物送入细胞，这一过程体现了细胞膜的结构特点是细胞膜_。提示：具有一定的流动性 考向 1 生物膜系统的结构和功能1(2018四川资阳模拟)下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是()A有氧呼吸及光合作用产生 ATP 均在生物膜上进行B生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新C分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成D细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类
13、有差异解析：选 A。有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，可以产生少量的 ATP，A 错误；生物膜之间通过出芽的方式，以具膜小泡的形式相互转化，实现了膜成分的更新，B 正确；核糖体合成的肽链先进入内质网形成具有一定空间结构的蛋白质，再进入高尔基体进一步加工、分类、包装，C 正确；细胞膜内外功能不同主要是因为蛋白质种类不同，D 正确。2(2018青岛模拟)真核细胞的结构与功能如下图所示，其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流，关于细胞的结构及膜流的叙述正确的是()A需氧型生物细胞中均含有结构 eB所有细胞均能发生膜流现象C膜流体现了生物膜的结构特点，质壁分离与复原过程中发生了膜流D细胞膜蛋白的
14、更新与 fhc 途径有关解析：选 D。需氧型生物细胞中不一定含有结构 e(线粒体)，如好氧细菌。不是所有细胞都能发生膜流现象，如原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等。膜流可体现生物膜具有一定的流动性，但质壁分离与复原过程中没有膜结构的转移，没有发生膜流。细胞膜蛋白的更新过程即为蛋白质的合成、运输过程，和分泌蛋白合成和运输的路径相同，即与 fhc 途径有关。考向 2 细胞器之间的协调与配合3(2018山东临沂模拟)下图为胰岛素的合成与分泌过程示意图，ad 表示细胞器。下列说法正确的是()A胰岛素在胰岛 A 细胞的核糖体上合成B细胞器 b、c 对胰岛素进行加工和包装C葡萄糖在 d 的内膜上氧化分解提供
15、能量D胰岛素的两条肽链间通过脱水缩合形成的肽键连接解析：选 B。胰岛素在胰岛 B 细胞的核糖体上合成，A 错误；胰岛素是分泌蛋白，在 a 核糖体上合成后，需要 b 内质网、c高尔基体对其进行加工、分类和包装，B 正确；图中 d 表示线粒体，而葡萄糖的分解发生在细胞质基质中，C 错误；胰岛素两条肽链之间是通过二硫键相连的，不是肽键，D 错误。“三看法”分析分泌蛋白的合成、加工、运输一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜(细胞外)二看膜面积变化的结果：内质网膜面积缩小，细胞膜面积增大，高尔基体膜面积基本不变 三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质
16、网(加工车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量)变式 1(2018贵州贵阳高三模拟)豚鼠胰腺腺泡细胞可分泌多种消化酶。科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 3H 标记的亮氨酸，3 min 后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中；17 min 后，出现在高尔基体中；117 min 后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。下列相关叙述不正确的是()A.该实验采用了现代分子生物学技术荧光标记技术B3 min 前，细胞中未检测到含 3H 标记的运输蛋白质的囊泡C消化酶的合成过程发生了遗传信息的表达D消化酶的运输过程发生了相关细胞器膜的转换解析：选 A。该实验采
17、用了放射性同位素标记技术，A 项错误；囊泡是内质网、高尔基体形成的，3 min 前，放射性出现在细胞质基质或核糖体上，不会检测到含 3H 标记的运输蛋白质的囊泡，B 项正确；消化酶的合成过程中遗传信息通过转录、翻译表达为具有一定结构的蛋白质，C 项正确；消化酶的运输过程发生了相关细胞器膜的转换，体现了细胞膜系统结构上的联系，D 项正确。变式 2(2018山东临沂检测)图甲表示分泌蛋白的形成过程，其中 a、b、c 分别代表不同的细胞器，图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中错误的是()A图甲中的 a、b、c 分别是核糖体、内质网和高尔基体B图甲中构成分泌蛋白的物质 X 最多有 20
18、 种，b 的产物没有生物活性C图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换D图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性解析：选 C。在分泌蛋白合成和分泌过程中，内质网膜以出芽的形式形成囊泡并与高尔基体膜融合，高尔基体膜以出芽的形式形成囊泡并与细胞膜融合，因此该过程中内质网膜减少，高尔基体膜基本不变，细胞膜增加，高尔基体与内质网和细胞膜之间有相互转换，C 错误。高考常考的囊泡分泌物整合(1)以“囊泡”形式运输的物质举例分泌蛋白类消化酶蛋白质类激素淋巴因子、抗体等神经递质神经递质也属于分泌物，它的形成也与高尔基体、线粒体 密切相关，在突触前膜内合成并通过胞吐的方式释放进入突触间隙。(2)囊泡的
19、来源及去向 胞吐：内质网可产生囊泡运往高尔基体，高尔基体一方面可接受内质网发来的囊泡，另一方面可向细胞膜发送囊泡。胞吞：细胞膜可向细胞内发送囊泡。(3)囊泡形成原理 生物膜具有一定的流动性，需注意的是囊泡运输需消耗能量。用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1实验原理(1)叶绿体呈、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用_染液染成蓝绿色后制片观察。绿色健那绿2实验步骤(1)观察叶绿体制作藓类叶片临时装片在洁净的载玻片中央滴一滴用取一片藓类的小叶，或取菠菜 叶稍带些叶肉的下表皮，放入水滴中盖上_倍显微镜下找到叶片细胞_倍显微镜下观察叶片细胞
20、内叶绿体的形态和分布清水镊子盖玻片低高(2)观察线粒体制作人的口腔上皮细胞临时装片在洁净的载玻片中央滴一滴_用_刮自己漱净的口腔内侧壁后 涂抹于染液中盖上_倍显微镜下找到口腔上皮细胞_倍显微镜下观察线粒体被染成_细胞质接近_健那绿染液消毒牙签盖玻片低蓝绿色无色高 线粒体和叶绿体观察实验成功的 4 个关键点(1)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。(3)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便
21、于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源，以避免被灼伤。(4)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，然后慢慢放平，防止装片下产生气泡。发散拓展 (1)若在显微镜视野中观察到叶绿体的流动方向如图所示，那么叶绿体的实际流动方向是_。(2)用高倍显微镜观察叶绿体时，用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因是_。答案：(1)顺时针方向(2)靠近下表皮的叶肉为海绵组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体1每日科学报道：复杂生命的进化密切依赖于线粒体这一能量工厂，线粒体是复杂生命进化的关键。下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验的说法，错误的是(
22、)A牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性B制作装片时在载玻片上滴一滴 0.9%的 NaCl 溶液，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态C在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色D在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有 2 层磷脂分子解析：选 D。用高倍显微镜观察人的口腔上皮细胞的线粒体实验中，牙签消毒是为了排除牙签上其他生物细胞对本实验的干扰，而漱口是为了避免食物残渣对本实验的影响，二者都是为了保证实验的准确性。0.9%的生理盐水可以让离体的口腔上皮细胞维持正常的形态。健那绿染液是专一性染线粒体的活体染料，可以使活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。电子显微
23、镜下观察线粒体具双层膜，4 层磷脂分子，在高倍显微镜下看不到此结构。2(2018山西太原段考)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法不正确的是()A健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞B在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体C健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色D藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体解析：选 C。健那绿染液是活细胞染料，可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质则几乎无色。在高倍显微镜下可以观察到叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形。藓类叶片很薄，可直接用于制作临时装片。清一清易错点 1 混淆显微结构与亚显微结构点拨 显微结构是光学显微镜下观察到的结构，如观察线粒
24、体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁，观察质壁分离与复原等。亚显微结构是指在电子显微镜下看到的结构凡细胞中显示出线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属“亚显微结构”。易错点 2 误以为有细胞膜即为有“生物膜系统”点拨 生物膜系统是内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的细胞“膜系统”。只有真核细胞才具备这样的生物膜系统，原核细胞只有细胞膜，没有核膜及各种细胞器膜，因而不具备生物膜系统。易错点 3 关注细胞器分布的 5 个误区点拨 误区 1：盲目认为植物细胞都有叶绿体，反例：植物非绿色部位(如根尖、果肉等)的细胞
25、无叶绿体。误区 2：具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例：真菌细胞、细菌等都有细胞壁。(注意细胞壁的组成成分不同)误区 3：没有叶绿体的细胞不能进行光合作用。反例：蓝藻、光合细菌等。误区 4：没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物。反例：进行化能合成作用的细菌。误区 5：没有线粒体就不能进行有氧呼吸。反例：大多数原核生物是需氧型的。判一判(1)没有叶绿体的细胞不能进行光合作用()(2)线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同()(3)没有叶绿体或中央液泡的细胞一定是动物细胞()(4)叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA()(5)细胞器的数量可因细胞种类的不同和生物的不同而出现差异()(6)人体中高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关()(7)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器(2016全国，1A)()(8)在叶绿体中可进行 CO2的固定但不能合成 ATP(2016全国，1D)()(9)如图可表示菠菜叶肉细胞的亚显微结构模式图(2015广东，6C 改编)()(10)高尔基体是肽链合成和加工的场所()(11)生物膜系统指生物体内的所有膜结构()(12)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()(13)“传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩”未体现生物膜信息传递功能()(14)靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成()本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
