第5讲 细胞器与生物膜系统

第5讲细胞器与生物膜系统

考纲、考情——知考向核心素养——提考能

最新考纲1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)

2.生物膜系统的结构和功能(Ⅱ)

3.实验：观察线粒体和叶绿体

生命

观念

结构与功能观：各种细胞器的结构和功能相适应

全国卷考情2018·全国卷Ⅰ(1)、2016·全国卷Ⅰ(1)、

2013·全国卷Ⅱ(1)

科学思

维

比较与分类：对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的

标准进行分类和归纳

科学探

究

实验设计与实验结果分析：用科学的方法观察细胞中的线

粒体和叶绿体

考点一主要细胞器的结构与功能

【知识回顾1】主要细胞器的结构与功能

1.细胞器的分离方法：。

2.将细胞器的形态结构和功能(连线)，并填写掌握要点：

此细胞器掌握的要点：

3.细胞质基质

(1)化学组成：。

(2)功能：。【思考】

1.下列①～④中属于细胞质基质、叶绿体基质和线粒体基质的共性是哪些？请分别予以说明。

①都能产生ATP②都含有酶③都含有DNA④都含有RNA

2.下列哪些反应不可能发生于线粒体中？请分别作具体分析说明。

①DNA复制②产生乳酸③合成ATP④产生NADPH⑤将葡萄糖彻底分解⑥产生NADH

3.(教材P46“相关信息”)“硅肺”是矿工中常见的职业病，该病的形成与某种细胞器有重要关联，请解释。

4.(教材P47小字内容)什么是细胞骨架？其有何功能？

【总结】请根据以下事实，总结归纳细胞的结构与功能的“统一性”

(1)核膜上的核孔数目多

(2)内质网、高尔基体多

(3)癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少

(4)肾小管、心肌、肝脏等部位细胞线粒体含量多

肠腺、胰腺、胰岛等细胞，核糖体、高尔基体含量多

(5)小肠上皮细胞多突起(微绒毛)

(6)神经元轴突多突起

(7)线粒体内膜折叠成嵴

(8)叶绿体基粒上类囊体膜

【跟踪训练1】8min

1.(2018·北京卷，2)哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是()

A.细胞核：遗传物质储存与基因转录

B.线粒体：丙酮酸氧化与ATP合成

C.高尔基体：分泌蛋白的合成与加工

D.溶酶体：降解失去功能的细胞组分

2.下列有关细胞器的叙述，正确的是()

A.蛋白质和磷脂分子都是各种细胞器的物质和结构基础

B.细胞的结构、功能差异决定细胞器的种类、数量差异

C.具膜细胞器的形成，有利于细胞代谢高效有序地进行

D.核糖体、中心体、高尔基体都参与洋葱根尖细胞分裂

3.用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，测定其中三种有机物的含量结果如图所示。下列有关叙述正确的是()

A.葡萄糖进入甲分解为CO2和H2O

B.乙一定与分泌蛋白加工的修饰有关

C.细胞器丙的成分与烟草花叶病毒的相近

D.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙

4.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是()

A.溶酶体合成的多种水解酶能降解所吞噬的异物

B.细胞不同区域中基质的差异性，取决于生物膜的流动性

C.雄性激素的合成、运输、分泌与内质网、高尔基体等有关

D.叶肉细胞和蓝藻细胞的光合色素只分布在叶绿体类囊体薄膜上

5.如图为真核细胞中3种结构的示意图，请回答下列问题：

(1)甲的名称为________，处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有________(在甲、乙、丙中选择)。

(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大，而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小，这表明结构c与________(填序号)的形成直接有关。

①内质网②高尔基体③中心体④核糖体

(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行，乙、丙分别通过________(用图中字母填空)扩大了膜面积，从而为这些反应需要的________提供更多的附着场所。

(4)在细胞分裂间期，结构乙的数目增多，其增多的方式有3种假设：Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成；Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。

有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中结构乙的放射性。结果如下：

①与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是

_____________________________________________________________________。

②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是

_____________________________________________________________________。

③通过上述实验，初步判断3种假设中成立的是________(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。

【知识回顾2】实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

1.实验原理

2.实验材料的选取

3.关键步骤

(1)观察叶绿体

(2)观察线粒体

【思考】

某同学在采用口腔上皮细胞观察线粒体时，想继续观察染色体，他能否达到目的？为什么？

【跟踪训练2】1min

1.下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的叙述中，正确的是()

A.为简化操作过程，可用同一个材料同时观察线粒体和叶绿体

B.两个实验都必须使实验材料保持有水状态

C.由于二者都具有双层膜结构，因此高倍镜下不易区分

D.甲基绿、吡罗红染色剂可分别将叶绿体、线粒体染成绿色和红色

2.用光学显微镜观察叶绿体和线粒体的实验中，下列说法正确的是()

A.细胞染色后，线粒体应该呈蓝绿色，而细胞质呈无色状态

B.观察叶绿体时所用的染料是健那绿染液

C.观察一段时间后，可以发现叶绿体和线粒体在细胞中的位置是固定不动的

D.本实验中用高倍显微镜观察菠菜叶的临时装片，可同时观察叶绿体和线粒体的结构

考点二细胞器间的协调配合及细胞的生物膜系统

【知识回顾1】通过分泌蛋白的合成和分泌过程，体会各细胞结构之间的分工与合作1、研究方法：

2、用文字和箭头描述分泌蛋白的合成和分泌过程（请关注各种膜的转换及联系）：

【知识回顾2】细胞的生物膜系统

1、概念：

2、功能：（P49）

【跟踪训练1】5min

1、(2018·全国卷Ⅰ，1)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是()

A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏

C.细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道

D.线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶

2、生物膜上常附着某些与其功能相适应的物质或结构，下列相关叙述正确的是()

A.内质网和高尔基体膜上附着核糖体，与其加工多肽链的功能相适应

B.细胞膜上附着ATP水解酶，与其主动吸收某些营养物质的功能相适应

C.线粒体内膜上附着与细胞呼吸有关的酶，与其分解丙酮酸的功能相适应

D.叶绿体内膜上附着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应

3、如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线。下列相关叙述正确的是()

A.该生物大分子可能是抗体或乙酰胆碱

B.①可能是核糖体也可能是中心体

C.该物质经“②→③→④”的运输过程需要囊泡

D.该物质运输过程体现了生物膜具有选择透过性

4.图甲和图乙分别表示某种细胞内生命活动变化前后内质网、高尔基体、细胞膜的膜面积变化，下列说法错误的是()

A.图甲可以表示浆细胞分泌抗体前后膜面积变化

B.图乙可以表示B细胞受相应抗原刺激前后膜面积变化

C.图乙所示内质网膜面积增加的原因是部分核糖体膜转化成了内质网膜

D.图甲、图乙变化过程可反映生物膜的流动性

5.(2018·海南卷，4)高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是()

A.光合作用中的光反应

B.光合作用中CO2的固定

C.葡萄糖分解产生丙酮酸

D.以DNA为模板合成RNA

6.下列相关叙述中，正确的是()

A.蓝藻细胞中有的酶在核糖体上合成后，再由内质网和高尔基体加工

B.分泌蛋白合成旺盛的细胞中，高尔基体膜成分的更新速度快

C.电镜下，观察到高尔基体在“发出”囊泡，则可推断该细胞一定在形成“分泌蛋白”

D.具生物膜系统是原核细胞与真核细胞的“共性”之一

7.下列是关于几类生物的特点叙述，正确的是()

A.水绵和蓝藻结构上具有统一性，具体体现在它们都有细胞壁、细胞膜、核糖体及叶绿体

B.硝化细菌和变形虫结构上的重要区别之一是前者无生物膜系统，后者具生物膜系统

C.一个动物体的不同细胞形态和功能有其多样性，根本原因是DNA分子具多样性和特异性

D.蛙的红细胞中没有细胞核和众多细胞器，所以可用来提取细胞膜

【限时训练】20min

1.下列有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是()

A.线粒体内膜上附着有分解丙酮酸的酶

B.生物膜是对生物体内所有膜结构的统称

C.各种生物膜的化学组成和结构差别较大

D.堆叠的类囊体使叶绿体吸收光能的面积增大

2.下列关于细胞结构与功能的叙述，正确的是()

A.在植物根尖细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中，均能发生DNA复制

B.大肠杆菌没有中心体，也能进行有丝分裂

C.唾液腺细胞与汗腺细胞相比，核糖体数量较多

D.线粒体内膜和外膜组成成分的差异主要是磷脂的种类和数量不同

3.下列关于细胞器的结构与功能，说法正确的是()

A.叶绿素只存在于叶绿体中，与光合作用有关

B.具有双层膜的细胞器有叶绿体、线粒体和细胞核

C.正常情况下，溶酶体中的水解酶需释放出来才能发挥作用

D.液泡内含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质

4.下列有关细胞结构的说法错误的是()

A.衰老损伤的细胞器被溶酶体中的水解酶消化分解

B.DNA可通过核孔进出细胞核

C.内质网和高尔基体可通过囊泡实现生物膜的间接转化

D.中心体在动物细胞分裂中参与纺锤体形成

5.下列生命活动不能发生在动物细胞中的是()

A.中心粒发出星射线形成纺锤体

B.将血糖转化成非必需氨基酸

C.线粒体中NAD＋转化成NADH

D.利用葡萄糖合成淀粉和糖原

6.下列有关红细胞的叙述，正确的是()

A.人的红细胞中没有线粒体，所以吸收葡萄糖的能量由细胞质基质提供

B.可用蛙红细胞提取较纯净的细胞膜

C.人成熟的红细胞的死亡属于细胞凋亡

D.人成熟的红细胞在清水中涨破不能体现细胞膜具有流动性

7.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中，错误的是()

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质量分数为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层磷脂分子解析在电子显微镜下观察可以看到

8.下列关于“一定”和“不一定”的叙述中，错误的是()

A.含线粒体的细胞一定能进行有氧呼吸，但能进行有氧呼吸的细胞不一定有线粒体

B.光合作用产生ATP所需的能量一定来自光能，但细胞呼吸产生ATP所需的能量不一定来自化学能

C.真核细胞中基因的遗传不一定遵循孟德尔遗传规律，但原核细胞中基因的遗传一定不遵循

D.神经递质不一定是大分子物质，但若贮存在突触小泡中则释放的方式一定是胞吐

9.如图是五种细胞器的结构模式图，请判断下列说法错误的是()

A.图中属于生物膜系统的有1、2、4、5

B.具有双层膜的细胞器有1、4，3与细胞有丝分裂有关

C.在分泌蛋白的加工和运输过程中，5出芽形成小泡与2融合

D.蓝藻细胞、骨髓干细胞和小麦根尖分生区细胞中含有3结构

10.科学发现SFRP5是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，经证实它与糖尿病、肥胖有关。下列叙述正确的是()

A.SFRP5在内质网内形成成熟的空间结构

B.SFRP5的合成和运输所需要的能量均来自线粒体

C.SFRP5可对胰岛细胞的生理活动起调节和催化作用

D.SFRP5靶细胞受体的化学本质最可能是糖蛋白

11.如图表示某真核细胞内三种具有双层膜的结构(部分示意图)，下列有关分析错误的是()

A.图a表示线粒体，[H]与氧结合形成水发生在内膜上

B.图b表示叶绿体，其具有自身的DNA和蛋白质合成体系

C.图c所示结构中的孔道是大分子进出该结构的通道，不具有选择性

D.图a、b、c所示结构中内、外膜化学成分差异最大的是a

12.细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程。被溶酶体降解后的产物如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外(部分过程如图)。回答下列问题：

(1)细胞内衰老的线粒体可在自噬体内被降解，该过程利用了溶酶体中的________酶。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自于高尔基体”，则实验现象应为____________。(2)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自

噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是_____________

_____________________________________________________________________。

13.下图所示线粒体蛋白的转运与细胞核密切相关，请据图回答有关问题：

(1)从细胞原浆中分离出线粒体常用的方法是________，观察线粒体时可用健那绿染液进行染色，然后放在________(填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下观察即可。

(2)在减数分裂过程中，DNA复制发生在________期，需要脱氧核糖核苷酸、酶、ATP等物质从细胞质经________进入细胞核。

(3)图中M蛋白可进入线粒体中，最终结合到________上，这说明M蛋白与有氧呼吸第________阶段密切相关。

(4)用某种抑制性药物处理细胞后，发现细胞质基质中的T蛋白明显增多，推测该药物最可能抑制了________过程。(填序号)

15.(2018·天津卷，7)血管平滑肌细胞(VSMC)的功能受多种物质影响，与血管健康密切相关。

(1)血管内皮细胞释放的一氧化氮，可降低VSMC膜上Ca2＋运输蛋白的活性，导致进入细胞内的Ca2＋________(填“增加”或“减少”)，引起血管平滑肌舒张。上述调节方式属于________调节。

(2)机体产生的同型半胱氨酸水平升高，可引起VSMC内质网功能紊乱，堆积未折叠蛋白，这些蛋白没有形成正确的________，不能行使正常功能。

(3)用同型半胱氨酸处理体外培养的小鼠成熟分化型VSMC后，其细胞分化相关指标的变化如表所示。

细胞分化指标

形态相对增殖能力相对迁移能力同型半胱氨酸

未处理长梭形弱弱

处理椭圆形强强

由此推断，同型半胱氨酸导致VSMC分化程度________(填“升高”或“降低”)，功能紊乱。

(4)已知血管保护药物R对VSMC没有直接影响，但可改善同型半胱氨酸对VSMC的作用。以小鼠VSMC为材料，在细胞水平研究上述作用时，应设计三组实验，即________、同型半胱氨酸处理组和________；每组内设三个重复，其目的是________。

【收获与反思】