细胞器与生物膜系统

第6讲细胞器与生物膜系统细胞质细胞质基质细胞器形态成分功能分离方法从结构上分从功能上分从成分上分从分布上分考点一细胞器之间的分工与分类膜面积最大的细胞器：体积最大的细胞器：内质网液泡1．线粒体和叶绿体的区别与联系由囊状结构的薄膜堆叠而成基粒内膜向内腔折叠形成嵴增大膜面积方式亚显微结构图叶绿体线粒体项目①均具有双层膜；②都含少量DNA，是半自主性细胞器；③都能产生ATP，与能量转换有关相同点与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中酶的种类和分布光合作用的场所，完成光合作用的全过程有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段生理功能叶绿体线粒体项目(1)混淆两种核糖体和两种内质网的功能。①核糖体游离核糖体附着核糖体合成分布在细胞内的结构蛋白、胞内酶等合成分泌蛋白②内质网滑面内质网脂质的合成“车间”粗面内质网进行分泌蛋白的加工等2．细胞器归类分析(1)分布――――→植物特有叶绿体、液泡――――――――――→原核和真核生物共有核糖体――――――――――→动物和低等植物共有中心体(3)成分―――→含DNA线粒体、叶绿体―――→含色素叶绿体、液泡―――→含RNA线粒体、叶绿体、核糖体(4)功能考向一直接考查细胞器的结构和功能1．(2014·安徽高考)下列关于线粒体的叙述，正确的是()A．线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高B．葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中C．成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多D．哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部解析：线粒体内膜上含有许多与有氧呼吸有关的酶，故线粒体内膜的蛋白质含量比外膜高；葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质中；成人心肌细胞比腹肌细胞耗能多，其所含线粒体的数量较多；哺乳动物精子中的线粒体主要聚集在尾的基部。2．(2014·江苏高考)下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是()A．性激素主要是由内质网上的核糖体合成B．囊泡可以由内质网向高尔基体转运C．膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关D．内质网既参与物质合成，也参与物质运输解析：性激素属于脂质，在内质网上合成；在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网形成的囊泡向高尔基体转运；膜蛋白在核糖体上合成，需要内质网和高尔基体的加工和运输；内质网参与脂质的合成，参与蛋白质的加工和运输。[易误提醒]有关细胞结构的六个常见的思维误区误区1没有叶绿体或中央液泡的细胞是动物细胞。反例：根尖分生区细胞。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。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没有线粒体不能进行有氧呼吸。反例：大多数原核生物是需氧型的。误区6人体内的细胞都可进行有氧呼吸。人和哺乳动物成熟的细胞没有细胞核和众多的细胞器，不能进行有氧呼吸。依据细胞结构判断细胞的类型植物细胞特有的是细胞壁、大液泡、叶绿体动物细胞：无细胞壁、有中心体考点二生物膜系统在结构和功能上的联系1．各种生物膜在化学组成上的联系(1)相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。(2)差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。2．各种生物膜在结构上的联系(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，都具有一定的流动性。(2)在结构上具有一定的连续性，图示如下：线粒体3．各种生物膜在功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)研究方法：同位素标记，分泌过程示意图48-49分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构放射性及膜面积变化“三看”分泌蛋白的合成、加工、运输(2)混淆与分泌蛋白形成的“有关细胞器”、“有关结构”和“有关膜结构”。①有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。②有关结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。③有关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。(3)误认为有活性的分泌蛋白是在核糖体上形成的。分泌蛋白的合成和分泌需要多种细胞器的协作；核糖体只是分泌蛋白肽链的合成场所，肽链需在内质网中盘曲、折叠形成特定空间结构，经高尔基体进行最后的“加工、分类与包装”，形成具“生物活性”的蛋白质，才分泌到细胞外行使一定的功能。3．(2015·石家庄模拟)下图表示细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。囊泡甲、乙均是被膜小泡。下列与图示信息相关的叙述中，正确的是()A．溶酶体、囊泡均起源于高尔基体B．囊泡甲与囊泡乙膜的主要成分不同C．囊泡乙与细胞分泌物的形成有关D．高尔基体膜通过囊泡可转化为细胞膜据图可知，溶酶体来源于高尔基体，而囊泡的来源有两个——细胞膜和高尔基体；虽然囊泡甲和乙的来源不同，但主要成分都是磷脂分子和蛋白质；囊泡乙的作用只是转运分泌物，而与其形成无关；图中高尔基体形成的囊泡乙、溶酶体膜都可转化为细胞膜。考点三、生物膜系统1、生物膜系统的定义P49注意真核生物细胞才有生物膜系统。原核生物生物细胞只有细胞膜，因此不能称为生物膜系统3、生物膜系统的功能P492、组成：、细胞膜和等。细胞器膜核膜①保证细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境进行物质运输、和的过程中起着决定性作用。②为提供大量的附着位点，是许多重要化学反应进行的场所。③分隔，保证细胞生命活动高效、有序地进行。能量转换信息传递多种酶各种细胞器4、生物膜系统的应用：农业上：培养抗旱、抗寒耐盐的农作物新品种。工业上：海水淡化、污水净化等。医学上：人造器官替代病变器官、制成生物导弹运载药物考点四用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1.实验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的或球形，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。实验解读椭球形健那绿2.实验步骤(1)观察叶绿体清水镊子盖玻片叶片细胞形态和分布(2)观察线粒体健那绿染液消毒牙签盖玻片口腔上皮细胞蓝绿色无色深度思考(1)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？提示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。(2)观察线粒体的实验要滴加健那绿染液的原因是什么？提示健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，从而在高倍显微镜下可以观察到生活状态的线粒体的分布和形态。题组线粒体与叶绿体观察的原理与方法1.如图为线粒体示意图，下列相关叙述正确的是()A.ATP合成酶只分布在①上B.将线粒体放在蒸馏水中，①②同时被涨破C.细菌线粒体内的核糖体形成与核仁有关D.健那绿可使线粒体呈现蓝绿色解析由图可知，①表示线粒体内膜，②表示线粒体外膜，有氧呼吸的第二、第三阶段都能产生ATP，即ATP合成酶除了分布在线粒体内膜上，线粒体基质中也有，A项错误；将线粒体放在蒸馏水中，由于线粒体内膜有褶皱，故线粒体外膜先被涨破，B项错误；真核细胞内的核糖体的形成与核仁有关，细菌属于原核细胞，无线粒体，C项错误；健那绿可使活细胞内的线粒体呈现蓝绿色，D项正确。答案D2.(2011·江苏，10)将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是()A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体B.花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见解析菠菜叶片的下表皮保卫细胞中含有多个绿色扁平的叶绿体，不需染色就可直接制成临时装片观察，A项正确；花生的子叶细胞需经苏丹Ⅲ染液染色后制成临时装片，才能观察到多个橘黄色的脂肪颗粒，B项错误；人口腔上皮细胞中的线粒体是无色的，需用活细胞染色剂健那绿染液染色后才能观察到被染成蓝绿色的线粒体，C项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中清晰可见的是紫色的大液泡，观察不到细胞核，D项错误。答案A根据观察对象选用合适的材料(1)观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物细胞。如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位，若用菠菜等高等植物叶片，撕取的表皮上一定要带有些叶肉细胞，因为叶表皮细胞没有叶绿体。(2)观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。实验拓展[典例]用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体，请回答有关问题：(1)观察线粒体时所用的染料名称是___________，染色后可以使线粒体呈_____色，而细胞质接近___色。染色后30分钟，细胞还能保持活性吗？___________。观察叶绿体需要染色吗，为什么？___________________________。健那绿染液蓝绿能保持活性不需要，因为叶绿体呈现绿色无考查实验原理及染色剂的特点(1)叶绿体呈绿色的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。(2)线粒体呈无色棒状、圆球状等，需用健那绿染成蓝绿色后才能观察。(3)健那绿是活细胞染色剂，染色后细胞仍保持活性。(2)制作菠菜叶的临时装片时，应取菠菜叶的______并稍带些叶肉作为观察对象，因为该细胞内的叶绿体的体积较大，数目_____。观察线粒体能否选用绿色植物叶肉细胞，为什么？_____________________________________________。下表皮较少不宜选用，因为叶肉细胞含叶绿体，干扰实验结果(3)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，．不正确的是()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健那绿染液能维持口腔上皮细胞的正常状态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两层磷脂分子层D考查实验的操作步骤和实验结果