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第2課時　結構與功能獨特的細胞器
[學習目標]　1.說出各種細胞器的結構和功能。2.使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體。
一、結構與功能獨特的細胞器
1．細胞質
(1)分布：指細胞質膜以內、細胞核以外的部分。
(2)組成：主要包括細胞質基質和細胞器。
2．細胞質基質
(1)成分：呈膠狀，包含水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶及細胞骨架等。
(2)功能：生命活動的重要場所，為生命活動提供一定的環境條件以及所需要的物質和能量。
(3)細胞骨架
①主要成分：蛋白質。
②主要功能：維持著細胞的特有形態和細胞內部結構的有序性，還影響細胞的分裂、分化、運動、物質運輸、能量轉化和信息傳遞。
3．細胞器的種類和功能
(1)線粒體
①結構
②功能：進行有氧呼吸的主要場所。
(2)葉綠體
①結構
②功能：進行光合作用的場所。
(3)內質網
(4)核糖體
①分布：一些附著在內質網和核膜上，一些游離在細胞質基質中。
②功能：合成蛋白質。
(5)高爾基體
(6)中心體
①分布：一般存在于動物細胞中，也存在于某些低等植物細胞中。
②結構：由兩個相互垂直的中心粒及其周圍物質構成。
③功能：與動物細胞的有絲分裂有關。
(7)液泡
①分布：存在于植物細胞中。
②結構：由單層膜包圍而成，其中的液體為細胞液，含有糖類、無機鹽、色素和氨基酸等物質。
③功能：參與調節植物細胞的吸水和失水，使細胞乃至植株保持一定的形態。
(8)溶酶體
①成分：內含多種酸性水解酶。
②功能：清除細胞內多余的生物大分子、衰老的細胞器，某些細胞中的溶酶體也能清除細胞內的病原體等，保障細胞正常的代謝活動。
4．動植物細胞結構的差別：與植物細胞相比，動物細胞不含葉綠體、細胞壁和液泡，而植物細胞一般沒有中心體。
判斷正誤
(1)核糖體、溶酶體都是具有膜結構的細胞器(　　)
(2)有中心體的細胞都是動物細胞(　　)
(3)動植物細胞最主要的區別是有無細胞壁(　　)
(4)動植物細胞都有高爾基體，而且其功能相同(　　)
(5)細胞骨架屬于細胞質基質(　　)
(6)細胞質基質中的液體稱為細胞液(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×
一、比較線粒體和葉綠體
閱讀教材P44～45的相關內容，補充完整下表。
項目 線粒體 葉綠體
亞顯微結構
增大膜面積 內膜向內腔折疊形成嵴 類囊體疊合形成基粒
生理功能 有氧呼吸的主要場所 光合作用的場所
酶的種類和分布 與有氧呼吸有關的酶分布于內膜和基質中 與光合作用有關的酶分布于類囊體膜和基質中
DNA分布 線粒體基質 葉綠體基質
二、動物和植物細胞結構的比較
分析下圖，回答相關問題。
圖中乙部分表示動物還是植物細胞？請說明判斷依據。
提示　乙部分表示植物細胞，因為有細胞壁、葉綠體、液泡，無中心體。
多角度比較各種細胞器
分布 植物特有 葉綠體、液泡
動物和某些低等植物特有 中心體
動植物均有 線粒體、內質網、高爾基體、核糖體
結構 不具膜結構 核糖體、中心體
單層膜 內質網、液泡、高爾基體、溶酶體
雙層膜 線粒體、葉綠體
光學顯微鏡下可見 線粒體、葉綠體、液泡
成分 含核酸 線粒體、葉綠體、核糖體
含色素 葉綠體、液泡
功能 能量轉化 線粒體、葉綠體
1．關于細胞質基質的敘述錯誤的是(　　)
A．細胞質基質是細胞質的一部分
B．細胞質基質能夠為生命活動提供所需要的物質和能量
C．細胞中蛋白質可在細胞質基質中合成
D．細胞質基質中有多種酶，也是多種化學反應的場所
答案　C
解析　蛋白質合成的場所是核糖體，不是細胞質基質，C錯誤。
2．下圖是動植物細胞亞顯微結構模式圖，請回答：
(1)比較動植物細胞亞顯微結構，高等植物細胞內不含有[　　]________(細胞器)。
(2)若B是衣藻細胞，其細胞質中的細胞器除圖中所示外，還應有[　　]________。
(3)若A是人的大腿肌細胞，其含DNA的細胞器是[　　]________。
(4)油菜花瓣細胞中除①外，一定不存在的細胞器是[　　]________；其細胞中存在色素的細胞器是[　　]________。
(5)A、B細胞都有的、具有單層膜的細胞器是________(填序號)。
答案　(1)①　中心體　(2)①　中心體　(3)⑥　線粒體　(4)⑩　葉綠體?、帷∫号荨?5)②⑦
解析　圖中序號代表的細胞結構分別是①中心體，②內質網，③核糖體，④細胞核，⑤細胞質膜，⑥線粒體，⑦高爾基體，⑧細胞壁，⑨液泡，⑩葉綠體。只有動物細胞與低等植物細胞中含有中心體。液泡中含有色素，可使花瓣細胞呈現一定的顏色。
二、使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體
1．植物葉肉細胞中常常分布著橢球狀的葉綠體，動植物細胞中普遍存在著短棒狀或線狀的線粒體。
2．采用新配制的質量分數為1%的健那綠染色液可將活細胞中的線粒體染成藍綠色，而細胞質仍為無色。
3．觀察葉綠體
4．觀察線粒體
判斷正誤
(1)葉綠體中有色素，用顯微鏡觀察時不需要染色(　　)
(2)實驗過程中的臨時玻片標本要始終保持有水狀態，避免細胞活性受到影響(　　)
(3)在高倍顯微鏡下可觀察到葉綠體具有雙層膜結構(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×
實驗：使用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體
結合教材P47相關內容，思考下列問題：
(1)在觀察葉綠體的實驗中，常選用黑藻葉片做實驗材料。試從葉片結構方面分析其原因。
提示　黑藻葉片很薄，可直接觀察，且葉綠體較大、數目較少。
(2)用高倍鏡觀察黑藻葉片臨時玻片標本并觀察葉綠體時，可觀察到黑藻細胞中的葉綠體分布有什么特點？
提示　可觀察到黑藻細胞中的葉綠體分布在大液泡周圍。
(3)葉綠體在細胞內可隨細胞質的流動而流動，若在視野中觀察到細胞質逆時針流動，則實際的流動方向是什么？
提示　逆時針。
(4)觀察線粒體能否用植物的葉肉細胞？為什么？
提示　不能。植物葉肉細胞一般有葉綠體，有顏色干擾，不便觀察線粒體。
實驗注意事項
(1)觀察葉綠體的實驗中，要選擇葉綠體體積較大，且細胞內葉綠體數目較少的材料。
(2)觀察葉綠體時，臨時玻片標本應隨時保持有水狀態，以免影響細胞的活性。
(3)必須先在低倍鏡下將目標移到視野中央，然后再轉動物鏡轉換器換用高倍鏡。換上高倍鏡后，調節聚光器，轉動細準焦螺旋使圖像清晰。
(4)光學顯微鏡下不能看到葉綠體和線粒體的內部結構，只能觀察其形態和分布。
3．下列有關“使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗的敘述中，正確的是(　　)
A．觀察葉綠體和線粒體都需要染色
B．可用葉肉細胞同時觀察葉綠體和線粒體
C．用健那綠染色液給活細胞中的線粒體染色會同時殺死活細胞
D．在高倍鏡下可以觀察到線粒體被染成藍綠色
答案　D
解析　葉綠體含有色素，因此觀察葉綠體時不需要染色，A錯誤；在觀察線粒體時需要用健那綠染色液將線粒體染成藍綠色，而葉肉細胞中的葉綠體含有色素，存在顏色干擾，因此不能用葉肉細胞同時觀察葉綠體和線粒體，B錯誤、D正確；健那綠染色液是將活細胞中線粒體染色的專一性染料，不會將活細胞殺死，C錯誤。
4．(多選)下列關于“使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗的說法，正確的是(　　)
A．健那綠染色液是一種活細胞染料
B．在高倍顯微鏡下，可看到綠色、扁平的橢球狀的葉綠體
C．健那綠染色液可將細胞質染成藍綠色
D．黑藻葉片可直接放在載玻片上觀察葉綠體
答案　ABD
解析　健那綠染色液可將線粒體染成藍綠色，而細胞質仍為無色。
題組一　細胞質基質和細胞器
1．(2022·江蘇南京高一期中)細胞質基質是細胞結構的重要組成部分。下列有關敘述中，錯誤的是(　　)
A．含有多種與新陳代謝有關的酶
B．是活細胞進行新陳代謝的主要場所
C．由水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等組成
D．在活細胞內呈靜止狀態
答案　D
解析　活細胞內，細胞質基質呈不斷流動的狀態，D錯誤。
2．圖甲為磷脂分子，該物質在圖乙的哪些細胞器中含有(　　)
A．abcde B．bcde
C．acde D．abcd
答案　D
解析　圖甲為磷脂分子，參與細胞中所有膜結構的組成，結合分析可知，圖乙中a高爾基體、b線粒體、c內質網、d葉綠體均具有膜結構，e為中心體，不具有膜結構，因此磷脂分子在abcd中均含有，D正確。
3．下圖是某些細胞器的亞顯微結構模式圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．①是中心體，與水稻根尖細胞有絲分裂有關
B．②是線粒體，雙層膜細胞器，是真核細胞有氧呼吸的主要場所
C．③是葉綠體，雙層膜細胞器，是綠色植物葉肉細胞進行光合作用的場所
D．④是內質網，附著于其上的核糖體是蛋白質合成的場所
答案　A
解析　水稻是高等植物，其細胞中不含中心體，A錯誤。
4．(2022·江蘇淮安高一期中)“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”描繪了六月西湖的綺麗景色。與詩句中“碧”和“紅”兩種顏色相關的細胞結構分別是(　　)
A．葉綠體、內質網 B．溶酶體、染色體
C．線粒體、葉綠體 D．葉綠體、液泡
答案　D
解析　“碧”是指葉片的綠色，這與葉綠體中的色素有關；“紅”是指花瓣的顏色，這與液泡中的花青素有關，D正確。
5．“分子伴侶”在細胞中能識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽，并與多肽的一定部位結合，幫助這些多肽折疊形成一定的空間結構，但其本身不參與最終產物(蛋白質)的形成。根據所學知識推測“分子伴侶”主要存在于哪種細胞器(　　)
A．核糖體 B．溶酶體
C．中心體 D．內質網
答案　D
解析　核糖體是合成蛋白質的場所，在此處氨基酸通過脫水縮合形成肽鏈，不參與加工，A錯誤；溶酶體內含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器并吞噬殺死侵入細胞的病毒和細菌，B錯誤；中心體與有絲分裂有關，C錯誤；內質網是蛋白質等大分子物質的合成、加工場所和運輸通道，主要對核糖體形成的肽鏈進行初步加工，使多肽折疊形成一定的空間結構，D正確。
6．(2022·江蘇金壇高一期中)溶酶體能與細胞質膜形成的吞噬泡融合，消化掉吞噬泡內的物質。下列敘述錯誤的是(　　)
A．溶酶體內的蛋白質由高爾基體合成
B．溶酶體內部含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器
C．溶酶體主要存在于動物細胞中
D．溶酶體對細胞結構完整有重要意義
答案　A
解析　溶酶體內的蛋白質由核糖體合成，A錯誤；溶酶體主要分布在動物細胞中，是細胞的“消化車間”，C正確；溶酶體吞噬并殺死侵入細胞的病毒或細菌，防止細胞裂解，對細胞結構完整有重要意義，D正確。
題組二　使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體
7．某同學利用黑藻細胞觀察葉綠體。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．臨時玻片標本中的葉片要隨時保持有水狀態
B．可在高倍顯微鏡下觀察到葉綠體的形態和結構
C．可觀察到黑藻細胞中的葉綠體分布在大液泡周圍
D．顯微鏡下觀察到的葉綠體隨細胞質的流動而流動
答案　B
解析　該實驗不能觀察到葉綠體的結構，B錯誤。
8．關于使用高倍鏡觀察人的口腔上皮細胞中的線粒體實驗，下列說法不正確的是(　　)
A．實驗前漱口是為了保證實驗的準確性
B．用生理鹽水溶解健那綠的目的是維持口腔上皮細胞的正常形態
C．在高倍鏡下觀察，可以看到活細胞的線粒體呈藍綠色，而細胞質接近無色
D．在高倍鏡下觀察，可以看到線粒體有兩層磷脂分子
答案　D
解析　使用高倍鏡觀察人的口腔上皮細胞中的線粒體實驗中，漱口是為了避免食物殘渣對本實驗的影響，保證實驗的準確性，A正確；配制健那綠染色液時使用生理鹽水，目的是維持口腔上皮細胞的正常形態，B正確；健那綠染色液是專一性染線粒體的活細胞染料，可以使活細胞的線粒體呈現藍綠色，而細胞質接近無色，C正確；光學顯微鏡下不能看到線粒體的兩層膜及磷脂雙分子層結構，D錯誤。
選擇題9～10題為單選題，11～13題為多選題。
9．下圖表示真核生物細胞的結構與功能，下列與此相關的敘述，不正確的一項是(　　)
A．圖中物質甲表示蛋白質，物質乙表示磷脂
B．丙的結構特點是具有一定的流動性
C．圖中①的場所是葉綠體，②的場所是線粒體
D．完成③、⑤、⑥功能的結構均具有單層膜結構
答案　D
解析　分析題圖可知，甲是蛋白質，乙是磷脂分子；①進行光合作用的場所是葉綠體，②動力工廠是線粒體；③蛋白質的運輸通道是內質網；④與植物細胞壁的形成有關的結構是高爾基體；⑤與植物細胞滲透吸水有關的結構是液泡；⑥酶大多為蛋白質，合成酶的結構是核糖體；完成③功能的結構是內質網、⑤功能的結構是液泡，⑥功能的結構是核糖體，其中內質網和液泡具有單層膜，而核糖體沒有膜結構，D錯誤。
10．圖中①～④表示某細胞的部分細胞器，下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖示具有結構②，一定不是植物細胞
B．結構①不是所有生物細胞都具有的細胞器，結構④是核糖體
C．結構③是脂質合成和加工的車間
D．此細胞只能是動物細胞，不是制備細胞質膜的理想材料
答案　B
解析　結構②是中心體，中心體分布在動物細胞和某些低等植物細胞中，由此可確定，該細胞可能是動物細胞，也可能是低等植物細胞，A錯誤；結構①是線粒體，哺乳動物成熟的紅細胞不具有線粒體，結構④是核糖體，B正確；結構③是高爾基體，內質網是脂質合成和加工的車間，C錯誤；由A項可知，該細胞可能是動物細胞，也可能是低等植物細胞，制備細胞質膜的理想材料是哺乳動物成熟的紅細胞，D錯誤。
11.如圖a、c表示細胞中的兩種結構，b是它們共有的特征。下列敘述正確的是(　　)
A．若b表示雙層膜的細胞器，則a、c是葉綠體和線粒體
B．若b表示細胞結構中含有核酸，則a、c一定是葉綠體和線粒體
C．若b表示細胞器中含有色素，則a、c可能是葉綠體和液泡
D．若b表示磷脂，a、c肯定不是核糖體和中心體
答案　ACD
解析　含有兩層膜的細胞器是葉綠體和線粒體，則a、c是葉綠體和線粒體，A正確；含有核酸的細胞器有線粒體、葉綠體和核糖體，因此若b表示細胞結構中含有核酸，則a、c不一定是葉綠體和線粒體，B錯誤；含有色素的細胞器是葉綠體和液泡，因此若b表示細胞器中含有色素，則a、c可能是葉綠體和液泡，C正確；磷脂是組成生物膜的重要成分，核糖體和中心體都無膜結構，因此若b表示磷脂，a、c肯定不是核糖體和中心體，D正確。
12．結構與功能相適應是生物學的基本觀點，下列有關敘述正確的是(　　)
A．哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核，利于攜帶氧
B．中心體與所有細胞的分裂有關
C．蛋白質合成旺盛的細胞中核糖體的數量明顯增加
D．細胞中線粒體的數量隨代謝條件的不同而不同
答案　ACD
解析　哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核和各種細胞器，含有大量血紅蛋白，利于攜帶氧，A正確；中心體與動物或低等植物細胞的有絲分裂有關，B錯誤；核糖體是蛋白質合成的場所，所以蛋白質合成旺盛的細胞中核糖體的數量明顯增加，C正確；代謝旺盛的細胞消耗能量多，線粒體數目也相應增加，D正確。
13．下列關于“使用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗的說法中，不正確的是(　　)
A．健那綠染色液是一種活細胞染料，幾乎不損傷細胞
B．觀察葉綠體時最好選用所含葉綠體多而大的細胞
C．在光學高倍鏡下，可看到葉綠體內部有許多基粒
D．可用人口腔上皮細胞制作臨時玻片標本觀察線粒體
答案　BC
解析　健那綠染色液是活細胞染料，可將活細胞中的線粒體染成藍綠色，且幾乎不損傷細胞；觀察葉綠體時應選用所含葉綠體少而大的細胞，以便于觀察；葉綠體內的基粒屬于亞顯微結構，用光學顯微鏡無法觀察到。
14．膽固醇是動物細胞質膜的基本成分，也是固醇類激素的前體。膽固醇是疏水性分子，它在血液中是作為大的脂蛋白顆粒被運輸的。LDL是一種低密度脂蛋白，它包裹著膽固醇形成LDL復合物，該復合物與細胞表面的受體結合進行跨膜運輸。如圖是某細胞的結構及LDL運輸膽固醇進入細胞的過程的示意圖?；卮鹣铝袉栴}：
(1)LDL復合物進入細胞后被__________中的酶水解后，釋放膽固醇合成固醇類激素，該激素可能是__________。
(2)圖中的結構①、②和③分別表示________，結構③的主要作用是__________________。
(3)據圖分析，內質網出芽包裹衰老、損傷的線粒體形成自噬小泡，這種小泡是一種雙層膜結構，圖中具有雙層生物膜的細胞器是__________。經過自噬小泡的消化作用，殘余小體內的小分子物質最終的去向除留在細胞內被利用外，還可__________。
答案　(1)溶酶體　性激素(“雄激素”或“雌激素”)
(2)內質網、核糖體和高爾基體　蛋白質的加工和轉運、參與細胞分泌物的形成和分泌等
(3)線粒體　排出細胞外
15．葉綠體、線粒體是細胞中兩種重要的細胞器，而植物體同時含有這兩種細胞器，請回答下列問題：
(1)對于植物細胞來說，含有雙層膜的細胞器最多有________種。
(2)研究表明光照強度會影響細胞中的葉綠體。有人對此作出假設：
假設一：光照強度影響細胞中葉綠體的數目。
假設二：光照強度影響葉綠體中色素的含量。
請根據探究目的，完成下列實驗：
以某山地向陽坡、背陽坡種植的某品種的菠菜為實驗材料。
①等菠菜生長到一定階段之后，選擇____________________________________的向陽坡A和背陽坡B的菠菜葉為實驗材料。
②制作菠菜葉A和B的臨時玻片標本，并放在顯微鏡下觀察。
③觀察統計______________________________________________________________。
④預期結果：
若________________________________________________________________________，
則支持假設一；
若________________________________________________________________________，
則支持假設二。
答案　(1)兩　(2)①海拔、長勢、部位均一致?、奂毎械娜~綠體數量，細胞中的葉綠體顏色　④細胞中的葉綠體數量明顯不同　細胞中的葉綠體顏色明顯不同
解析　(1)一個植物細胞中，含有雙層膜的細胞器最多有兩種，分別是葉綠體、線粒體。(2)實驗中需要改變的因素是光照強度，其他條件要保持一致。因此，采集葉片應該選擇在同一海拔高度，選取長勢基本相同的菠菜的相同部位的葉片。玻片標本做好后，需要觀察細胞中葉綠體的數量和顏色。

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