2020-2021年高考生物一轮复习知识点讲解专题2-2 细胞器

2020-2021年高考生物一轮复习知识点讲解专题2-2 细胞器

‎2020-2021年高考生物一轮复习知识点讲解专题2-2 细胞器 ‎【考情分析】‎ ‎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。‎ 通过对各种细胞器进行比较和分析，能按照不同的标准进行分类和归纳。用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体。‎ ‎【核心素养分析】‎ 生命观念：各种细胞器的结构与功能相适应；细胞器之间的协调配合；‎ 科学思维：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：用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体。‎ ‎【重点知识梳理】‎ 知识点一 主要细胞器的结构和功能 ‎1．细胞质的组成 细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。‎ ‎2．细胞器之间的分工 ‎(1)线粒体和叶绿体的比较 项目 线粒体 叶绿体 结构模式图 增大膜面积方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒 生理功能 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 酶的种类和分布 与有氧呼吸有关的酶主要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 ‎①均具有双层膜；②都含有少量DNA，是半自主性细胞器；③都 能产生ATP，与能量转换有关 ‎ (2)其他细胞器的功能分析 内质网 蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”‎ 高尔基体 蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”‎ 溶酶体 ‎“消化车间”“酶仓库”，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 液泡 调节植物细胞内的环境，使细胞保持坚挺 核糖体 蛋白质的合成场所 中心体 与细胞的有丝分裂有关 ‎【重点突破】‎ ‎(1)线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内。因此二者被称为半自主性细胞器。‎ ‎(2)真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。‎ ‎(3)内质网有两类：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。‎ ‎(4)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。‎ ‎(5)液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。‎ ‎(6)溶酶体起源于高尔基体。‎ ‎3．细胞器的不同分类 知识点二 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 ‎1．各种生物膜之间的联系 ‎(1)在成分上的联系 ‎①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。‎ ‎②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。‎ ‎(2)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：‎ ‎(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)‎ ‎①过程 ‎②图解 分泌蛋白依次经过图中①②③④⑤⑥⑦，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，⑧是线粒体，为该过程提供能量。‎ ‎2．细胞的生物膜系统 ‎(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。‎ ‎(2)功能 ‎②其他膜— ‎【重点突破】‎ ‎1．分泌蛋白合成和运输的实验分析 ‎(1)研究手段——放射性同位素标记法 在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。‎ ‎(2)实验结果 放射性最先出现在附着在内质网上的核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。‎ ‎2．分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图 分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。‎ ‎ 知识点三 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、扁平的椭球形或球形，不需要染色，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，用健那绿染液将活细胞中线粒体染成蓝绿色后制片观察。‎ ‎2．实验步骤 ‎(1)观察叶绿体 ‎(2)观察线粒体 ‎【典型题分析】‎ 高频考点一　主要细胞器的结构和功能 例1.（2020·浙江卷）溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（ ）‎ A. 高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体 B. 中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解 C. 溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡 D. 大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变 ‎【答案】C ‎【解析】在动物、真菌和某些植物细胞中，含有一些由单位膜包被的小泡，称为溶酶体，是高尔基体断裂后形成，其中含有60种以上的水解酶，能催化多糖、蛋白质、脂质、DNA和RNA等的降解。溶酶体是由高尔基体断裂后的囊泡结构形成，其内包裹着多种水解酶，A正确；溶酶体的功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣，因此中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种水解酶降解，B正确；溶酶体是由脂双层构成的单层膜包被的小泡，C错误；酶的活性会受到pH的影响，大量碱性物质进入溶酶体会使其中的酶活性发生改变，D正确。故选C。‎ ‎【举一反三】(2019·江苏卷)下图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中 B．具有双层生物膜的结构②与细胞的分泌活动有关 C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同 D．④⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成 ‎【答案】D ‎【解析】结构①为中心体，主要成分为蛋白质，蛋白质的合成主要在细胞分裂间期完成，因此结构①的数量倍增发生于细胞分裂间期，A错误；结构②是高尔基体，具有单层生物膜结构，与细胞分泌蛋白的加工和运输有关，B错误；结构③是核孔，RNA通过核孔出细胞核，进入到细胞质可参与翻译过程，RNA聚合酶通过核孔进入细胞核参与RNA的合成过程，因此二者穿过结构③的方向不同，C错误；无论是附着在内质网上的核糖体还是游离的核糖体，均主要由rRNA和蛋白质组成，D正确。‎ ‎【举一反三】（2019·浙江选考）细胞质中有细胞溶胶和多种细胞器。下列叙述正确的是（ ）‎ A．液泡在有丝分裂末期时分泌囊泡 B．光面内质网是合成蛋白质的主要场所 C．叶绿体内膜向内折叠若干层利于色素附着 D．细胞溶胶中有与细胞呼吸糖酵解有关的酶 ‎【答案】D ‎【解析】植物细胞有丝分裂末期细胞板周围会聚集许多小囊泡，产生这些囊泡的结构是高尔基体，与液泡无关，A选项错误；合成蛋白质的主要场所是粗面内质网，光面内质网主要作用是合成脂质，B选项错误；叶绿体膜是通过基粒的堆积形成类囊体，从而有利于色素附着，C选项错误；细胞呼吸糖酵解的场所是细胞溶胶，故细胞溶胶中含有相关的酶，D选项正确。‎ ‎【变式探究】（2019·新课标卷III）下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是 A．三者都存在于蓝藻中 B．三者都含有DNA C．三者都是ATP合成的场所 D．三者的膜结构中都含有蛋白质 ‎【答案】D ‎【解析】蓝藻是原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，没有高尔基体、叶绿体和线粒体，A错误；线粒体和叶绿体含有少量的DNA，而高尔基体不含DNA，B错误；线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是进行光合作用的场所，线粒体和叶绿体的类囊体薄膜都可以合成ATP，高尔基体参与植物细胞壁、动物分泌物的形成，消耗ATP，C错误；高尔基体、线粒体和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，而膜的主要成分中有蛋白质，D正确。故选D。‎ 高频考点二　考查分泌蛋白的合成、加工和分泌过程 例2．（2020·山东卷）经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是（ ）‎ A. M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性 B. 附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成 C. S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累 D. M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内 ‎【答案】D ‎【解析】酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶，该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；在S酶的作用下形成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别，最终会被分泌到细胞外，D错误。故选D。‎ ‎【举一反三】(2020·山东潍坊模拟)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 ‎【答案】C　‎ ‎【解析】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。‎ ‎【变式探究】(2020·湖北重点中学联考)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_________________________________________________。‎ ‎【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 ‎【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。‎ 高频考点三　考查生物膜系统的组成和功能 例3.(2018·高考全国卷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 ‎【答案】D ‎【解析】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。‎ ‎【变式探究】(2020·山东潍坊市一模)下列有关生物膜的叙述，错误的是(　　)‎ A．膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成 B．细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必备结构 C．植物细胞的质壁分离过程可体现膜的流动性和选择透过性 D．生物膜可保证真核细胞内的代谢反应高效、有序地进行 ‎【答案】B　‎ ‎【解析】膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成，A项正确；植物细胞之间的信息交流可以通过胞间连丝进行，不通过细胞膜上的受体，B项错误；植物细胞的质壁分离过程中水分子能通过细胞膜，溶质分子不能通过细胞膜，体现了膜的选择透过性，原生质层的收缩，体现了膜的流动性，C项正确；真核细胞中生物膜把细胞内分成很多小区室，使细胞内的化学反应不相互干扰，保证真核细胞内的代谢反应高效、有序地进行，D项正确。‎ 高频考点四 细胞器之间的协调配合 例4．(2020·山西运城中学模拟)下图中a、b、c、d为细胞器，3H亮氨酸参与图示过程合成3HX，且细胞器c为该过程提供能量。据图分析，下列说法错误的是(　　)‎ A．图示中，膜面积会发生变化的细胞器有a、b、d B．3HX分泌到细胞外与膜的流动性有关 C．图中含有RNA结构的细胞器是a、c D．细胞器c中含有与有氧呼吸有关的酶 ‎【答案】A ‎【解析】图示过程表示的是分泌蛋白的合成以及分泌过程，图中a、b、c、d分别表示核糖体、内质网、线粒体、高尔基体，其中在该过程中会发生膜面积变化的细胞器主要是内质网(b)，核糖体没有生物膜，A错误；3HX以胞吐的方式分泌到细胞外，这与细胞膜的流动性有关，B正确；图中核糖体(a)含有rRNA，线粒体(c)中含有少量的DNA和RNA，C正确；细胞器c(线粒体)是有氧呼吸的主要场所，含有多种与有氧呼吸有关的酶，D正确。‎ ‎【变式探究】(2020·黑龙江鹤岗一中模拟)下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．图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换 C．图甲中构成分泌蛋白的物质X约有20种，b的产物没有生物活性 D．图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性 ‎【答案】B ‎【解析】图甲表示分泌蛋白的形成与分泌过程，物质X为氨基酸，a是核糖体，b是内质网，c是高尔基体，A正确；蛋白质的合成与分泌过程中，内质网、高尔基体和细胞膜之间可通过囊泡实现膜成分的相互转换，这也体现了生物膜的流动性，B错误，D正确；构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，内质网中形成的蛋白质还不具有生物活性，还需要高尔基体的进一步加工，C正确。‎ 高频考点五 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(实验)‎ 例5．(2020·湖北黄冈中学模拟)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 ‎【答案】C ‎【解析】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。‎ ‎【归纳总结】‎ ‎①观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。若用菠菜等高等植物叶片，撕取的下表皮上一定要稍带些叶肉细胞。‎ ‎②实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。‎ ‎③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。观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。‎ ‎④观察线粒体时，要漱净口腔，防止杂质对显微观察造成干扰。‎ ‎【变式探究】(2020·湖南株洲一中三模)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 ‎【答案】D　‎ ‎【解析】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。‎