2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞器—系统内的分工合作

2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞器—系统内的分工合作

2020-2021 年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞器—系统内的分工合作 [考纲展示] 1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ) 2.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ) 3.实验：观察线粒体和叶绿体 【核心概念及重要结论】 1．健那绿染液是将活细胞中的线粒体染色的专一性染料，将活细胞中的线粒体染成蓝绿色；没有线粒 体的生物不一定不能进行有氧呼吸，如好氧细菌（硝化细菌）。 2．没有叶绿体的细胞也可能是绿色植物的细胞，如绿色植物的根部细胞。 3．没有叶绿体的生物也可进行光合作用，如蓝藻。 4．脂质合成的“车间”是光面内质网。 5．高尔基体是动、植物细胞中都具有，但功能不同的细胞器。 6．溶酶体是“消化车间”，含有多种水解酶：能分解衰老、损伤的细胞器；吞噬并杀死侵入细胞的病毒 或病菌；导致细胞凋亡。 7.利用放射性同位素标记技术标记物质合成的原料来追踪物质合成的过程和场所；利用荧光蛋白标记 相关物质，能确定物质在相关结构上的位置以及对细胞膜具有一定流动性的验证。 8.常采用模型构建的方法对生物学中相关现象、规律以及原因分析。高中生物中模型构建包括物理模 型、概念模型、数学模型。 【考点速览】 考点一： 主要细胞器的结构和功能 1．细胞器的分离方法 方法：差速离心法，将细胞膜破坏后，利用高速离心机，在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。 2．八种常见细胞器的结构及功能 (1)①溶酶体：细胞内的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病菌或病毒。 (2)②中心体：与细胞的有丝分裂有关。 (3)③核糖体：“生产蛋白质的机器”，原核细胞中唯一的细胞器。 (4)④高尔基体：主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。在植物细 胞中与细胞壁的形成有关。 (5)⑤内质网：细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。 (6)⑥线粒体：进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。 (7)⑦叶绿体：能进行光合作用的植物细胞所特有，是“养料制造车间”和“能量转换站”。 (8)⑧液泡：内有细胞液，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。 3．用结构与功能相适应的观点理解细胞器的结构与功能 (1)线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多。 (2)叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中。 (3)在分泌旺盛的腺体细胞中，高尔基体的数量较多。 (4)在蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体的数量较多。 4．细胞骨架 (1)存在：真核细胞中。 (2)作用：维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性。 (3)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。 考点二： 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 1．细胞的生物膜系统 (1)组成：细胞膜、核膜和各种细胞器膜等。 (2)功能 ②其他膜   酶附着的支架——为生化反应的进行创造 条件 使细胞内部区域化——保证化学反应高效、 有序地进行 2．生物膜系统成分和结构上的联系 (1)成分上的联系 ①各种生物膜组成成分基本相似：均主要由脂质、蛋白质等组成，都具有一定的流动性，体现生 物膜系统的统一性。 ②每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的差异性。 (2)结构上的联系 3．生物膜系统功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例) 流程图解读： (1)细胞核(真核细胞)：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。 (2)核糖体：通过翻译将氨基酸合成多肽。 (3)内质网：对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的方 式运送至高尔基体。 (4)高尔基体：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。 (5)细胞膜：通过胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 (6)线粒体：提供能量。 考点三| 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(实验) 1．实验原理 (1)观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不 需要染色。 (2)观察线粒体应选用动物或人体细胞，如人口腔上皮细胞。用健那绿染液染色，该染液是专一性用于 线粒体染色的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。 2．实验步骤 (1)叶绿体的观察 制片    滴：在洁净的载玻片中央滴一滴清水 ↓ 取： 用镊子取一片藓类小叶并放入水滴中 或取菠 菜叶稍带些叶肉的下表皮 ↓ 盖：盖上盖玻片 低倍镜观察：在低倍镜下找到叶肉细胞 ↓ 高倍镜观察：在高倍镜下，观察叶绿体的形态和分布情况 (2)线粒体观察 制片    滴：在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液 ↓ 刮：用消毒牙签在已漱净的口腔内侧壁上轻刮下碎屑 ↓ 涂：将牙签上的碎屑涂抹于染液中 ↓ 盖：盖上盖玻片 低倍镜观察：找到口腔上皮细胞 ↓ 高倍镜观察：线粒体呈蓝绿色，细胞质接近无色 【重点突破】 一、相关细胞器的分类及比较： 1．归纳比较线粒体和叶绿体 线粒体 叶绿体 不 同 点 结构 不 同 点 增大膜面 积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构堆叠而成基粒 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 不 同 点 物质转化 有机物―→CO2＋H2O CO2＋H2O―→有机物 能量转化 有机物中的化学能→ATP 中的 化学能＋热能 光能→ATP 中的化学能→有机 物中的化学能 ATP 线粒体产生的 ATP 可供各项生 命活动利用 叶绿体产生的 ATP 满足暗反应 的需要 相同点 ①均具有双层膜；②都含少量 DNA 和 RNA，是半自主性细胞器(含 核糖体：可复制、转录、翻译)；③都能产生 ATP，与能量转换有 关；④都参与碳循环；⑤都既有水消耗又有水产生 2．多角度分析、比较细胞器 二、细胞亚显微结构图的识读和分析： 1.细胞结构和功能中的“一定”和“不一定” 1 能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体 如蓝藻 ，能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体 如部分原核生物 。 2 一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 3 没有叶绿体或大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。 4 有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。 5 高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，如：细胞膜上的蛋白质，神经递质；分泌蛋白一 定经高尔基体分泌。 2.考查细胞亚显微结构图的识读和分析 辨别细胞结构时，常有原核细胞和真核细胞的判断、植物细胞和动物细胞的判断，归纳如下。 (1)原核细胞与真核细胞结构模式图的辨别方法：有由核膜包被的细胞核的细胞是真核细胞，没有由核 膜包被的细胞核的细胞是原核细胞。 (2)动植物细胞亚显微结构模式图的识别 三、“囊泡”的来源以及去路分析： 1．以“囊泡”形式运输(胞吐)的物质举例： (1)分泌蛋白类 (2)神经递质(由突触前膜释放)。 2．囊泡的来源及去向举例： (1)胞吐：内质网可产生囊泡运往高尔基体，高尔基体可接受内质网发来的囊泡，另一方面可向细胞膜 发送囊泡。 (2)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。囊泡运输需消耗能量。 四、观察线粒体和叶绿体实验的几个注意点： 1．健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，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。 3．由于高等植物叶肉细胞同时含叶绿体和线粒体，因此观察线粒体时不选用高等植物叶肉细胞。 4．实验材料的选择及原因 实验 观察叶绿体 观察线粒体 选材 藓类叶片 菠菜稍带些叶肉的下表皮 人口腔上皮细胞 原因 叶片很薄，仅有一两层 叶肉细胞，可以取整个 小叶直接制片 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体数目少且个大 ①没有颜色，便于 观察； ②易取材 【真题训练】 1．(2016·海南高考)下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是( ) A．分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与 B．线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量 C．分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外 D．分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合 C [蛋白质都是在核糖体上合成的；线粒体为分泌蛋白的合成和运输提供能量；分泌蛋白在核糖体上 合成后，先通过内质网加工，再通过高尔基体加工，然后分泌到细胞外；分泌蛋白从细胞内排出时， 由高尔基体形成的囊泡膜与细胞膜融合，通过胞吐作用排出细胞。] 2．(2016·海南高考)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是( ) A．植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质 B．植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同 C．光合作用中，催化 ATP 合成的酶分布在类囊体膜上 D．呼吸作用中，催化 ATP 合成的酶分布在线粒体外膜上 D [植物根细胞通过主动运输吸收离子，存在载体蛋白，A 项正确；液泡膜与类囊体膜功能不同，其 上的蛋白质不同，B 项正确；类囊体上发生光反应，存在催化 ATP 合成的酶，C 项正确；呼吸作用中， 催化 ATP 合成的酶分布在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上，D 项错误。] 3．(2016·海南高考)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细 胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细 胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是( ) A．膜蛋白能自主翻转 B．细胞膜具有流动性 C．细胞膜具有选择透过性 D．膜蛋白可以作为载体蛋白 B [两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布， 最后在细胞表面均匀分布，说明细胞膜具有流动性。不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转，也不能说明 细胞膜的物质运输功能。] 4．(2016·海南高考)下列关于植物细胞中液泡的叙述，错误的是( ) A．植物细胞中的液泡是一种细胞器 B．液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化 C．液泡中含有糖和无机盐，不含有蛋白质 D．花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色 C [液泡是植物细胞中一种单层膜包围的细胞器，A 项正确；质壁分离或复原过程中液泡会随细胞失 水或吸水而变化，B 项正确；液泡中含有蛋白质，C 项错误；花瓣细胞液泡中的色素种类和含量可影响 花色，D 项正确。] 5．(2018·北京高考)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 C [细胞核是细胞的遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，是转录的主要场所，A 正确；在线 粒体中进行的有氧呼吸第二阶段包括丙酮酸氧化与 ATP 合成，B 正确；蛋白质的合成在核糖体中进行， 而高尔基体是对蛋白质进行加工、分类、包装和运送，C 错误；溶酶体内含多种水解酶，分解衰老、损 伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，D 正确。] 6．(2018·全国卷Ⅰ)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 D [叶绿体的类囊体膜是光反应进行的场所，光反应可产生 ATP，ATP 合成需要相关酶的参与，因此 类囊体膜上存在催化 ATP 合成的酶，A 正确；溶酶体内部含有多种水解酶，某些情况下，溶酶体膜破 裂，释放出的酶会造成细胞结构的破坏，B 正确；细胞的核膜是双层膜结构，核孔的存在实现了核质之 间频繁的物质交换和信息交流，C 正确；线粒体 DNA 位于线粒体基质中，它能参与编码有氧呼吸第二、 三阶段的酶，D 错误。] 【专题训练】 1.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验说法，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．选用含叶绿体少而大的细胞来观察 C．高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒 D．藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体 C [健那绿染液是活细胞染料，可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质则几乎为无色；藓类叶片很薄，可 直接用于制作临时装片；叶绿体少而大的细胞更易观察清楚；叶绿体的基粒在电子显微镜下才能看到。] 2.下列关于用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验的叙述，正确的是( ) A．以黑藻叶为实验材料就可达到实验目的 B．在高倍镜下可观察到叶绿体的类囊体 C．视野中观察到的叶绿体环流方向与实际相反 D．细胞在实验过程中要始终保持活性 D [以黑藻叶为实验材料可观察叶绿体，不能观察线粒体，A 项错误；叶绿体的类囊体只能在电子显 微 镜下才能看到，B 项错误；虽然显微镜下呈倒像，但叶绿体环流方向与实际方向是相同的，C 项错误； 观察叶绿体和线粒体的实验过程中，细胞始终保持活性，D 项正确。] 3.以下关于叶绿体与线粒体的叙述，不正确的是( ) A．都有较大的膜面积，有利于代谢高效进行 B．都需要以水作为代谢的原料 C．都含有 DNA 和 RNA D．都能生成 ATP 并为各项生命活动直接提供能量 D [线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积，有利于提高代谢效率，A 正确；线粒体的有氧呼吸和叶绿 体的光合作用都需要水分子参与，B 正确；线粒体和叶绿体都含有少量 DNA 和 RNA，C 正确；叶绿 体光反应产生的 ATP 只能用于暗反应，D 错误。] 4.下列关于线粒体和叶绿体的说法错误的是( ) A．两种细胞器都依靠增大膜面积来提高代谢效率 B．两种细胞器中都可进行基因的表达 C．线粒体中丙酮酸的氧化分解需要 O2 的参与 D．叶绿体中 C3 的还原需要还原型辅酶Ⅱ的催化 C [叶绿体和线粒体中都含有 DNA 和核糖体，都能进行基因的表达。线粒体中丙酮酸的氧化分解需 要 H2O 的参与。] 5.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如图所示。下 列叙述正确的是( ) A．葡萄糖进入甲分解为 CO2 和 H2O B．细胞内的囊泡均来自乙 C．甲和丙含有的核酸种类相同 D．丙的形成与核仁有关 D [据图分析细胞器甲含有蛋白质、磷脂和核酸，是线粒体。细胞器乙含有蛋白质和磷脂，可能是内 质网或高尔基体或溶酶体。细胞器丙含有蛋白质和核酸，是核糖体。葡萄糖不能进入线粒体中，A 项 错误；细胞内的囊泡可能来自细胞膜，B 项错误；线粒体中含有 DNA 和 RNA，核糖体中含有 RNA， 不含有 DNA，C 项错误；核糖体的形成与核仁有关，D 项正确。 ] 6.下列分析正确的是( ) A．该图为光学显微镜下所观察到的动物细胞结构图 B．外界溶液浓度大于③内液体浓度时，可能发生质壁分离现象 C．该细胞中能产生 ATP 的部位是⑤、⑥、⑨和⑩ D．该细胞可能取自茎尖分生区或根尖成熟区 B [该图是植物细胞的亚显微结构模式图，在普通光学显微镜下无法观察到，A 项错误；该细胞中含 有中央大液泡，为成熟植物细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时可能发生质壁分离现象，B 项正确； 该细胞能产生 ATP 的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体，对应⑩、⑨和⑤，C 项错误；此细胞有叶 绿体，不可能是根尖细胞，D 项错误。] 7.如图代表自然界中处于不同分类地位的 5 种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别 于其他生物的标志结构，请据图判断下列说法不正确的是( ) A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨ B．可以判断Ⅲ为低等植物，因为它同时具有①和⑥ C．Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ中都有生物可进行光合作用合成有机物 D．V 生物既可营寄生生活，也可以独立生存 D [原核生物和真核生物共同具有的细胞器是核糖体；图中①⑥分别是中心体和叶绿体，只有低等植 物细胞中才能出现两者共存的现象；由于Ⅱ和Ⅲ中都具有叶绿体，所以能够进行光合作用，而Ⅳ中的蓝 藻含有光合色素，也可以进行光合作用；病毒类生物只能营寄生生活，不能独立生存。] 8.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神经递质 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 C [神经递质不是生物大分子，不是蛋白质，也不在核糖体上合成，A 项错误；①是核糖体，不可能 是中心体，B 项错误；该物质经“②→③→④”的运输过程需要囊泡，C 项正确；该物质运输过程体现了 生物膜具有流动性，不能体现选择透过性，D 项错误。] 9.下列生理过程在生物膜上发生的是( ) A．氨基酸的脱水缩合 B．骨骼肌细胞产生乳酸 C．水绵细胞内 CO2 的固定 D．酵母菌细胞利用 O2 D [氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上，核糖体不具有膜结构。骨骼肌细胞产生乳酸发生在细胞质基 质中。水绵细胞内 CO2 的固定发生在叶绿体的基质中。酵母菌细胞利用 O2 发生在线粒体内膜上。] 10.某科学家将 3H 标记的氨基酸注射到浆细胞中，以研究分泌蛋白的合成和分泌过程。 (1)要检测细胞器的放射性强度，可以用____________法将这些细胞器分离出来，在分离出来的各种细胞 器中，首先出现放射性的是______________。 (2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，膜面积先增加后下降的细胞器是________________，原因是 ___________________________________ _____________________________________________________________。 膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是_____________________ ____________________________________________________________。 解析：(1)分离细胞器，常采用差速离心法。分泌蛋白的合成和分泌依次通过的细胞结构是核糖体→内质网 →高尔基体→细胞膜，因此在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是核糖体。 (2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基体产生 的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小，所以膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体。膜面积的变化体现 了生物膜的结构特点是具有一定的流动性。 答案：(1)差速离心 核糖体 (2)高尔基体 内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基 体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小 具有一定的流动性