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1、第2节细胞器系统内的分工合作自我校对：差速离心法细胞液光合作用养料制造车间能量转换站线粒体有氧呼吸动力车间蛋白质脂质高尔基体蛋白质生产蛋白质细胞有丝分裂多种水解酶消化酶、抗体和部分激素细胞膜、核膜能量转换信息传递高效、有序想一想：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。思一思：除叶肉细胞和幼茎皮层细胞等呈绿色的细胞外，其他植物细胞中均无叶绿体。议一议：相同：各种生物膜的化学组成相似，基本结构大致相同；不同：只有细胞膜的外表面有糖被结构
2、，另外功能复杂的生物膜中蛋白质含量高(如线粒体内膜)。看一看：分泌蛋白是通过小泡转移到细胞外的，没有跨过生物膜，故为0层。一、细胞器的结构与功能归类分析1细胞器归类分析特别提醒并非所有植物细胞都含有叶绿体和大液泡，如根细胞不含叶绿体，根尖分生区细胞不含大液泡。细胞中细胞器的种类和数量与细胞的功能相适应，如代谢旺盛的细胞中线粒体较多，具分泌功能的细胞中高尔基体较多。2动植物细胞结构的比较项目动物细胞植物细胞不同点没有细胞壁、叶绿体和大液泡，有中心体有细胞壁、叶绿体和大液泡，高等植物中无中心体相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核，细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等3线粒体与叶绿体
3、的比较项目线粒体叶绿体不同点形态短棒状、哑铃形等椭球形、球形结构增大膜面积的方式内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构重叠而成基粒不同点完成的生理过程有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段光合作用的场所，完成光合作用的全过程所形成的ATP的去路可用于除光合作用暗反应以外的各项生命活动光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原产生的H的去路在有氧呼吸的第三阶段和O2结合形成水在暗反应中用于C3的还原所含的酶种类与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中相同点均具有双层膜结构；均含有少量DNA，与细胞质遗传有关；均能产生水；共同参与自然界中的碳循环跟踪训练1
4、关于细胞结构与功能关系的描述中，错误的是()A细胞质基质不能为细胞代谢提供ATPB细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别有关C细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心D细胞若失去结构的完整性将大大缩短其寿命解析：该题考查了细胞结构及功能的关系。细胞质基质是无氧呼吸的场所，也可产生ATP为细胞代谢供能，细胞的完整性是完成一切生命活动的前提，失去完整性，将会大大缩短其寿命。答案：A规律总结：(1)细胞内ATP的来源细胞质基质无氧呼吸，有氧呼吸第一阶段。线粒体有氧呼吸第2、3阶段。叶绿体类囊体膜光合作用的光反应。(2)细胞的三个组分之间是分工合作、共同执行各项生命活动的，若细胞结构不完整，细胞寿命就会
5、缩短，如动物的精子、哺乳动物成熟的红细胞等。二、生物膜系统在结构和功能上的联系2各种生物膜在化学组成上的联系(1)相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。(2)差异性：不同生物膜的功能不同，组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高。3在结构上的联系(1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，具有一定的流动性。(2)在结构上具有一定的连续性4在功能上的联系(以分泌蛋白合成、加工、运输为例)跟踪训练2下列四项表示用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的
6、分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是()思路点拨：由题干获取的主要信息有：用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪其分布情况和运输过程；用曲线表示放射性颗粒出现的顺序。解答本题应在掌握分泌蛋白的合成分泌过程的基础上再据图判断正误。解析：含3H亮氨酸的分泌蛋白，首先由附着在内质网上的核糖体合成后，进入附有核糖体的内质网中进行加工，而后由高尔基体包装形成分泌小泡。因此放射性开始在附有核糖体的内质网中较高，随后放射性在高尔基体中逐渐积累，最后，分泌小泡的放射性逐渐升高。答案：C题型一细胞器的结构与功能【例1】(2009上海高考)图(1)是两种高等生物细胞亚显微结构模式图。图(2)(4)
7、是图(1)中部分结构的放大图，据图回答。(内填图中标号，_上填适当内容的文字)。(1)图中的结构115中不应该出现的是和；可能含有水溶性色素的是；结构15与的形成有关。(2)图(2)、(3)、(4)所示在结构上的主要共同点是_。图(2)、(3)所示结构的名称分别是_，在其中进行的过程、分别是_。(3)已知进行有性生殖的某生物同时具有图(2)、(3)、(4)所示三种结构，这三种结构中的DNA能从父本传递给子代的是_。思路点拨：解答此题的关键有以下两个方面：正确区分动物与高等植物细胞结构的差异。明确主要细胞器的结构和功能。【标准解答】(1)动物细胞没有叶绿体，中心体只分布于动物和低等植物细胞中，因
8、此图(1)中3和13不应出现；叶绿体中的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，而液泡中的色素能溶于水；结构15是核仁，核仁与核糖体的形成有关。(2)图(2)是线粒体，图(3)是叶绿体，图(4)是细胞核，它们在结构上的共同点是都具有双层膜；在线粒体基质中进行的是有氧呼吸第二阶段，在叶绿体基质中进行的是光合作用的暗反应。(3)线粒体、叶绿体和细胞核中都含有DNA，但线粒体和叶绿体存在于细胞质，精子中几乎不含细胞质，因此，父本能将细胞核中的DNA传给子代。【答案】(1)31385或12(5、12均可)(2)具双层膜线粒体、叶绿体有氧呼吸第二阶段、光合作用的暗反应(3)图(4)结构中的DNA【规律方法】常见细
9、胞结构图像的辨别(1)原核、真核细胞及动、植物细胞的辨别(2)原核、真核细胞及动、植物细胞辨别时的易混点原核细胞虽无线粒体和叶绿体，但部分细胞也可进行有氧呼吸和光合作用。无叶绿体和大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。题型二生物膜系统在结构和功能上的联系【例2】用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)，则下列分析不正确的是()A甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体B与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内
10、质网、高尔基体和线粒体C乙图中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜D35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体内质网高尔基体细胞膜思路点拨：解答本题可按如下思路分析：【自主解答】本题考查分泌蛋白的合成、加工和运输过程。分泌蛋白首先在核糖体上合成，再依次经过内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜分泌到细胞外，在此过程中，由线粒体提供能量，因此选项A、B、D正确；分泌蛋白在内质网初步加工后，由内质网“出芽”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合；经高尔基体进一步加工后，再由高尔基体“出芽”形成囊泡，囊泡与细胞膜融合，因此，内质网膜面积相对减小，细胞膜面积相对增大，高尔基体膜
11、先增大后减小，最后基本不变，选项C错误。【答案】C【互动探究】若培养的是哺乳动物的皮肤生发层细胞，放射性会出现在细胞核吗？提示：会出现在细胞核，因为细胞核内染色体上也有蛋白质，细胞分裂间期要进行有关蛋白质的合成。一、选择题1(2010山东高考)溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适pH在5.0左右。下列叙述错误的是()A溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的B溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新C细胞质基质中的H被转运到溶酶体内需消耗能量D正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用解析：本题考查溶酶体的功能，意在考查考生的理解能力和知识运用能力。溶酶体内的水解酶的化学本质是蛋白质，是由核
12、糖体合成的，故A正确；大分子物质通过胞吞进入溶酶体，有的通过膜融合的形式进入溶酶体，改变了溶酶体的膜组分，故B正确；根据题干信息可知：溶酶体内的水解酶的最适pH在5.0左右，因而细胞质基质中的H通过主动运输的方式被转运到溶酶体内需消耗能量，故C正确；正常生理状态下机体的衰老细胞、破损细胞等，通过溶酶体的作用被分解，故D错误。答案：D2(2010全国卷)下列关于高尔基体的叙述，错误的是()A高尔基体膜具有流动性B抗体从合成到分泌不经过高尔基体C高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成D高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能解析：本题考查细胞的细胞器和生物膜系统的相关知识，意在考查考生的记忆和理解能力。高尔基
13、体膜是生物膜系统的组成部分，具有生物膜的共性，所以具有流动性，也主要是由磷脂和蛋白质构成的；抗体属于分泌蛋白，在分泌蛋白的形成过程中，一定要有高尔基体的参与，高尔基体对分泌蛋白进行加工。答案：B3(2009海南高考)下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是()A线粒体和叶绿体携带的遗传信息可以表达出来B线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同C线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒D蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用解析：线粒体和叶绿体内均有DNA，其携带的遗传信息可以表达出来。因线粒体和叶绿体的功能不同，所以其内膜中酶的种类不同。蓝藻为原核生物没有叶绿体，但有光合作用所需的酶和
14、色素，可以进行光合作用。答案：B4(2009海南高考)能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是()A淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶解析：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，所以用纤维素酶和果胶酶可以破坏细胞壁，蛋白酶可破坏细胞膜结构。答案：B5(2009广东高考)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，不含线粒体解析：A项中，叶绿体在细胞内是缓缓流动的；B项中，叶绿体在细胞内分布不
15、一定均匀；C项中，叶片呈绿色是含有叶绿体的缘故；D项中，叶肉细胞也含有线粒体。答案：C6(2009上海高考)下列关于真核细胞结构和功能的叙述中，错误的是()A抑制线粒体的功能会影响主动运输B核糖体由RNA和蛋白质构成C有分泌功能的细胞才有高尔基体D溶酶体可消化细胞器碎片解析：主动运输需要消耗能量，线粒体为其提供能量；核糖体由rRNA和蛋白质构成；高尔基体在所有正常的真核细胞中均有；溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入的病毒或病菌。答案：C二、简答题7下面是两类细胞的亚显微结构模式图，请据图回答：(1)甲图细胞属于_细胞，判断的理由是_。(2)甲、乙两图的细胞均有的结
16、构是核糖体、_和_，其中具有选择透过性的结构是_。(3)乙图中标号5所示结构的主要成分是_。(4)根尖分生区细胞不含有乙图中的哪些结构？_。(5)对标号7和标号8所示结构叙述正确的是()A生理活动中都产生水B前者有嵴，后者有片层结构C黑暗条件下，生理活动中都消耗O2D前者不产生ATP，后者产生ATP解析：(1)区分原核细胞与真核细胞的依据是细胞内有无以核膜为界限的细胞核。据此判断甲为原核细胞，乙为真核细胞。(2)甲乙两图细胞均有的结构是细胞壁、细胞膜和核糖体，其中细胞膜具有选择透过性。(3)图乙中5表示植物细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。(4)根尖分生区细胞与乙图相比，不含有叶绿体和大液泡。
17、(5)图中8为线粒体，7为叶绿体。它们在生理活动中都能产生水，也都能产生ATP，不同的是线粒体消耗O2，叶绿体产生O2，线粒体内膜向内凹陷形成嵴，叶绿体含有基粒片层结构。答案：(1)原核无核膜(无成形的细胞核)(2)细胞壁细胞膜细胞膜(3)纤维素和果胶(4)大液泡和叶绿体(5)A8下图表示一个细胞的亚显微结构立体模式图的一部分。请据图回答。(1)图中标号2参与_的形成。与自然界碳循环关系最密切的细胞器有_(用图中标号回答)。(2)图中标号1所含物质，以其酸碱性而言属_性，可被碱性染料着色。中学实验常用的属于这类染色剂的有_、_、_溶液。(3)实验室有浓度为10%的5种溶液：葡萄糖溶液、氨基酸溶
18、液、淀粉溶液、蛋白质溶液和氯化钾溶液，其中能引起该细胞质壁分离的有_(用编号回答)。(4)该细胞中能产生ATP的部位有_(用图中标号回答)。(5)若该图要表示唾液腺细胞，则图中不应该存在的结构有_(用图中标号回答)，而应添加的结构是_，该细胞中特别丰富的细胞器有_(用图中标号回答)。解析：(1)2为核仁，与核糖体的形成有关。与碳循环最密切的生理过程为光合作用与细胞呼吸，分别在叶绿体和线粒体中进行。(2)图中标号1所含的物质为染色质。其易被碱性染料染色，属酸性物质。涉及的该类碱性染色剂有醋酸洋红、龙胆紫、甲基绿等。(3)较高浓度且溶质分子可透过原生质层的溶液均可引起质壁分离，故溶液可引起质壁分离
19、。(4)该细胞中能产生ATP的部位是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(5)若该图表示唾液腺细胞，则不该存在的结构是6细胞壁、7叶绿体及9液泡，同时应添加中心体，该细胞中特别丰富的细胞器应为3附着于内质网上的核糖体、8粗面型内质网、10高尔基体。答案：(1)核糖体4、7(2)酸醋酸洋红甲基绿龙胆紫(3)(4)4、5、7(5)6、7、9中心体3、8、10教材实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体理论归纳一、原理解读1叶绿体主要分布于绿色植物的叶网细胞，呈绿色，扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可用高倍显微镜观察其形态和分布。2线粒体普遍存在于动植物细胞中，无色、呈短棒状、圆球状、线形或哑铃形等。3健那
20、绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。通过染色，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。二、流程展示1观察叶绿体三、问题探究1绿色植物细胞中既有叶绿体，又有线粒体，能否同时利用藓类叶片作为观察线粒体的实验材料？提示：不能。健那绿染液将线粒体染成蓝绿色，与叶绿体颜色相近，难以辨认和观察，因此观察线粒体不宜选用绿色植物叶肉细胞。2在制作临时装片时，为什么要随时保持有水状态？提示：本实验的主要目的是观察线粒体和叶绿体的形态和分布，因此必须保证观察材料的活性。保持有水状态，就是为了避免细胞活性受影响。3观察到的线粒体和叶绿体是否是均匀分布，且静止不动？提示：不是，
21、线粒体在需能多的部位分布多，叶绿体在叶的向光面分布多。它们都不是静止不动的，而是随着细胞质的流动而运动。专题感悟1关于观察叶绿体的形态和分布的实验中，下列说法正确的是()A选用含叶绿体少而小的细胞来观察B活细胞中，细胞质基质中的叶绿体是静止不动的C选用含叶绿体少而大的细胞来观察D在光学显微镜下可看到线粒体和叶绿体都由两层膜构成【解析】选材时应选用含叶绿体少而大的细胞，如菠菜叶稍带些叶肉的下表皮(叶绿体在叶的上表皮分布多，下表皮分布少)。在光学显微镜下不能观察到线粒体和叶绿体的两层膜，在电子显微镜下才可观察到。活细胞中，叶绿体会随着细胞质的流动而运动。【答案】C2活细胞的细胞质不是静止不动的，而
22、是流动的，流动方式有环流、管状流等。为了观察叶绿体和细胞质流动，现按下表进行各组实验。组别材料实验条件观察内容A新鲜黑藻清水、光照、5 细胞质流动B新鲜黑藻清水、光照、25 细胞质流动C新鲜黑藻清水、黑暗、25 细胞质流动D菠菜叶清水叶绿体将上述各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后，制成临时装片，在显微镜下观察，发现B组细胞质流动速度最快。请分析问题：(1)黑藻是观察细胞质流动的理想材料，原_.(2)若观察时发现细胞质不流动，或者流动速度很慢，应立即采取措施，加速细胞质流动，可采取的措施是_.(3)上述实验中需要的材料用具除显微镜外，还需刀子、镊子、滴管、吸水纸、_。(4)在D组实验中，要选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，原因是_。【答案】(1)叶片薄，有些部位只有一层细胞；细胞质流动速度快(2)适当增加光照和提高温度(3)载玻片、盖玻片(4)叶绿体主要分布于叶肉细胞中，且下表皮中叶绿体大且少，易于观察