内容正文:
第2课时 其他细胞器、细胞溶胶、细胞骨架的结构与功能
|学|习|目|标|
1.比较归纳叶绿体、中心体及液泡的结构与功能,形成科学的结构与功能观。
2.概括整理细胞溶胶的组成,分析其在细胞代谢中的作用。
3.归纳概括细胞骨架的结构与组成,分析其在细胞生命活动中的作用。
4.观察细胞中的叶绿体,并能对实验流程和实验结果进行分析讨论,提升科学探究能力。
[主干知识梳理]
一、叶绿体、液泡及中心体的结构与功能
1.叶绿体
形态结构:呈球形或椭球形,具有双层膜结构
特点
①基质中具有复杂的膜结构,称为类囊体,附着有与光合作用有关的色素,该结构可堆叠成基粒。
②基质中含有DNA、RNA和核糖体
功能
植物细胞进行光合作用的场所
2.液泡
(1)形态结构:由单层膜构成的充满水溶液的泡状细胞器。
(2)特点:①刚分裂形成的细胞中,具有小而多的液泡;②随着植物细胞逐渐成熟,小液泡融合成大液泡,并占据细胞中央。
(3)功能:①含有色素使某些植物的花、叶和果实呈现不同的颜色;②为植物细胞储存水分和营养物质;③调节细胞渗透压平衡、酸碱平衡、离子平衡,维持细胞正常形态;④富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器,类似于动物细胞的溶酶体
3.中心体
(1)形态结构:是一种无膜结构的细胞器,由两个空间相互垂直的中心粒及周围物质组成。
(2)分布:主要存在于动物细胞和低等植物细胞中。
(3)功能:在细胞增殖中起重要作用
二、细胞溶胶与细胞骨架
1.细胞溶胶是细胞代谢的主要场所
状态
是细胞内除去细胞器以外的胶状物质,又称细胞质基质
物质
组成
①含水量占细胞总体积的70%左右;
②含有丰富的蛋白质、糖类、氨基酸及无机盐等多种营养物质
功能
①是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质;
②是多种代谢反应的重要场所,如真核生物中,需氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体内;
③细胞溶胶中游离核糖体上能合成多种蛋白质;
④参与某些脂质的合成、蛋白质的加工和降解、大分子物质和细胞器的移动等
2.细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输
由蛋白质纤维交错连接的网络结构构成的支架,主要包括微丝和微管
①具有支撑、维持细胞形态的作用;
②参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动、肌肉细胞的收缩等一系列生理功能
①中心体、纺锤体等结构由微管构成;
②大部分微管是一种暂时性的结构,可以快速解体和重排,在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用,如线粒体和囊泡沿微管移动
三、观察叶绿体和细胞质流动
实验
原理
①胞质环流对促进细胞代谢有重要意义,叶绿体呈绿色、球形或椭球形,可作为胞质流动的参照物。
②黑藻或藓类的小叶叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,且叶绿体大而清晰,便于观察
基本
步骤
预处理→取材→制片→观察
[预习效果自评]
1.判断下列有关叙述的正误
(1)叶绿体存在于植物的各种细胞中 (×)
提示:只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体,如植物的根部细胞不含有叶绿体。
(2)叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中,呈绿色、扁平的球形或椭球形 (√)
(3)秋天枫叶变成红色,主要是由液泡中的色素引起的 (√)
(4)液泡是由单层膜构成的细胞器,所有植物细胞中都含有 (×)
提示:并不是所有植物细胞中都存在液泡。
(5)细胞溶胶中含量最多的化合物是蛋白质 (×)
提示:细胞溶胶中含量最多的化合物是水,大部分水以结合水状态存在。
(6)细胞中的胞质环流、某些细胞器的运动都与细胞骨架有关 (√)
(7)中心体是动物和各种植物细胞中与分裂有关的一种细胞器 (×)
提示:中心体与动物和低等植物细胞的分裂有关,高等植物中不存在中心体。
2.与家兔肌肉细胞相比,菠菜叶肉细胞不具有的结构是 ( )
A.细胞壁 B.叶绿体
C.液泡 D.中心体
解析:选D 菠菜属于高等植物,与动物相比,高等植物细胞中不具有中心体。
3.(2025·衢州期末)唐朝诗人杜牧用“千里莺啼绿映红,水村山郭酒旗风”描绘了明媚的江南春光,丛丛绿树映着簇簇红花。绿叶和红花细胞中与“绿”“红”相关的色素分别位于植物细胞的 ( )
A.叶绿体和细胞质 B.细胞核和细胞质
C.叶绿体和线粒体 D.叶绿体和液泡
解析:选D 绿叶的绿色相关的色素与叶绿素有关,位于叶肉细胞的叶绿体中;红花的红色相关的色素位于液泡中。
4.(2025·嘉兴海盐月考)细胞具有各种各样不同的形状,与其细胞质中的细胞骨架密切相关。下列关于细胞骨架的叙述,错误的是 ( )
A.细胞骨架由纤维素构成
B.细胞骨架参与胞内物质运输
C.细胞骨架可以维持细胞的正常形态
D.细胞骨架与细胞变形运动息息相关
解析:选A 细胞骨架由蛋白质纤维构成,而纤维素是构成植物细胞壁的成分,A错误;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,B、C、D正确。
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.叶绿体具有双层膜结构,是真核生物进行光合作用的场所,其类囊体膜上含有光合色素。
2.液泡是由单层膜构成的充满水溶液的泡状细胞器,具有储存水分和营养物质,调节细胞渗透压平衡、酸碱平衡、离子平衡等作用。
3.中心体是一种无膜结构的细胞器,在细胞增殖中起重要作用。
4.细胞溶胶是细胞内除去细胞器以外的胶状物质,是多种代谢反应的重要场所。
5.细胞骨架是由蛋白质纤维交错连接的网络结构构成的支架,在维持细胞形态、胞内运输、变形运动等方面具有重要作用。
提能点(一) 叶绿体、液泡及中心体的结构与功能
[任务驱动]
银杏树是生活中常见的树种,不同季节有不同的美。仲春时节,点点新绿冲破了树皮的束缚,银杏树顿时披上了新装。刺眼的金光洒在翠绿的叶子上,看上去十分舒服、自然。秋风肃起,大雁南飞,银杏开始了一年中最华丽的篇章。银杏的叶片开始了变化,它没有像多数树叶那样变黄、卷曲、枯萎,而是变成了灿灿的金色,从远处看去,就像是天边升起了一抹金色霞光。
(1)仲春时节,银杏的嫩叶呈现点点新绿,这与细胞中的那种细胞器相关?该细胞器的主要功能是什么?
提示:叶绿体,进行光合作用。
(2)秋季来临,银杏树一身金黄,美轮美奂,此时何种细胞器发挥了主要作用?
提示:液泡。
(3)一片落下的银杏叶,由于缺水而成萎蔫状态,某位同学将该叶片浸泡在清水中,叶片重新恢复坚挺状态,体现了液泡的什么功能?
提示:液泡中含有无机盐,能够有效调节植物细胞的渗透压平衡,维持细胞正常形态。
(4)初春时节嫩叶成长速度非常快,这与细胞分裂分不开,请问银杏叶片中细胞的分裂与中心体有关吗?试说明原因。
提示:无关。银杏为高等植物,中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中。
[生成认知]
比较叶绿体、液泡、中心体的结构及功能
项目
叶绿体
液泡
中心体
膜数
2层
1层
无膜
主要
分布
植物细胞
植物细胞
动物细胞和低等植物细胞
主要
功能
光合作用的场所
调节细胞的内环境,使植物细胞保持坚挺,使得某些植物的花、果实和叶有各种颜色
在细胞增殖中起重要作用
细节
关注
①光合色素只存在于叶绿体的类囊体膜上(基粒);
②并不是植物细胞都具有叶绿体,只有进行光合作用的植物细胞中才有叶绿体
①液泡是植物细胞的水盐库,液泡具有色素,理化性质为水溶性;②成熟植物细胞具有大液泡
①1个中心体具有两个中心粒;
②高等植物不具有中心体
[典例] 下列关于叶绿体、液泡及中心体的叙述,正确的是 ( )
A.叶绿体和液泡中的色素都参与了光合作用
B.液泡含水解酶,能吞噬衰老的细胞器
C.中心体是不具膜的细胞器,与各种细胞的增殖有关
D.叶绿体、液泡和中心体是区别动植物细胞的标志性细胞器
[解析] 液泡中的色素不能参与光合作用,A错误;液泡的作用广泛,既能调节细胞渗透压,维持细胞形态,又能储存水分和营养物质,并且富含多种水解酶,吞噬分解衰老的细胞器,与动物细胞中的溶酶体具有相似的功能,B正确;中心体参与动物或低等植物细胞的增殖分裂过程,高等植物细胞中无中心体,C、D错误。
[答案] B
[跟踪训练]
1.冬枣中除含有丰富的维生素,还含有很多的微量元素,它们能够健全毛细血管,还能够维持血管的弹性,所以能防治心血管疾病,而且冬枣的口感鲜甜美味,受人青睐。冬枣中的鲜甜美味主要由细胞的哪个结构中的物质体现的 ( )
A.线粒体 B.叶绿体
C.液泡 D.中心体
解析:选C 液泡中含有细胞液,有各种味道的物质以及营养物质,故冬枣中带鲜甜美味的物质主要储存在细胞的液泡中,C正确。
2.叶绿体被称为细胞的“养料制造车间”。下列关于叶绿体的叙述,错误的是 ( )
A.是植物细胞光合作用的场所
B.具有双层膜结构
C.与光合作用有关的色素附着于叶绿体内膜上
D.叶绿体基质中具有DNA、RNA和核糖体
解析:选C 叶绿体基质中具有复杂的膜结构,称为类囊体,与光合作用有关的色素附着于这些膜上。
根据下列材料回答第3~4题。
如图是中心体在电子显微镜下的结构模式图。研究发现中心体总是位于细胞核附近的细胞质中,接近于细胞的中心。进行分裂的细胞中,中心体的活动较为活跃。
3.下列细胞器中,都不含磷脂的是 ( )
A.中心体和叶绿体 B.内质网和核糖体
C.高尔基体和中心体 D.中心体和核糖体
解析:选D 叶绿体是双层膜结构,含有磷脂;中心体无膜结构,不含磷脂;内质网是单层膜结构,含有磷脂;核糖体无膜结构,不含磷脂;高尔基体是单层膜结构,含有磷脂。故选D。
4.下列关于中心体的叙述,错误的是 ( )
A.中心体由蛋白质构成
B.中心体与细胞的增殖有关
C.动物细胞和高等植物细胞都有中心体
D.中心体含有两个相互垂直排列的中心粒
解析:选C 中心体没有膜结构,由蛋白质构成,A正确;中心体与细胞的增殖有关,B正确;中心体分布在动物和某些低等植物细胞中,高等植物细胞中不含中心体,C错误;中心体由两个空间互相垂直的中心粒及其周围物质组成,D正确。
提能点(二) 细胞溶胶、细胞骨架的组成及功能
[任务驱动]
细胞溶胶是细胞质中除去细胞器以外半透明的胶体部分,充填于其他有形结构之间。微管由微管蛋白组成,是细胞骨架的重要组成成分,在细胞器的运动、囊泡的移动等方面具有重要作用。
(1)细胞溶胶在细胞代谢中有什么作用?
提示:细胞溶胶的物质种类多样,为细胞新陈代谢的进行提供所需要的物质,如合成反应所需的小分子物质和一些催化作用的酶等。
(2)细胞溶胶充填于其他有形结构之间,对细胞形态的维持具有什么作用?
提示:细胞溶胶中的各种分子或离子,能为细胞提供稳定的微环境,维持细胞内的正常物质浓度,影响细胞的形态。
(3)现已知秋水仙素可阻碍微管的形成,用秋水仙素处理细胞后,会产生什么样的结果?
提示:秋水仙素处理后,微管不能正常形成,细胞内的囊泡移动、细胞器的运动等生理现象均会受到影响。
[生成认知]
明确细胞溶胶与细胞骨架的结构与功能
(1)细胞溶胶是细胞中成液态的、黏稠的结构,其中含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质,是细胞代谢的主要场所。
(2)细胞溶胶不是孤立的存在,而是有序统一的与其他细胞器及细胞结构相配合,共同完成各项生命活动。
(3)细胞骨架的存在为细胞提供了一个框架,具有维持细胞形态的重要作用,同时细胞骨架也构建了细胞中的运动网络,细胞骨架的运动性,使细胞存在胞质环流现象,囊泡和细胞器也可在微管的协助下,实现有规律的运动。
[典例] (2025·杭州北斗联盟期末)细胞溶胶是细胞代谢的主要场所,细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输。细胞骨架是由蛋白质纤维交错连接的网络结构。下列关于细胞溶胶和细胞骨架的叙述,错误的是 ( )
A.细胞溶胶可参与某些脂质的合成以及蛋白质的加工和降解
B.构成细胞骨架的微丝是纤维素,其可参与细胞运动等生理活动
C.细胞骨架可以维持细胞形态,细胞溶胶是细胞代谢的主要场所
D.细胞骨架与细胞内物质运输有关,而细胞溶胶是物质运输的重要介质
[解析] 细胞溶胶是多种代谢活动的场所,如可参与某些脂质的合成以及蛋白质的加工和降解,A正确。细胞骨架由蛋白质纤维组成,与维持细胞形态、物质运输等有关;细胞溶胶是细胞代谢的主要场所,B错误,C正确。细胞骨架由蛋白质纤维组成,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关;细胞溶胶是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质,D正确。
[答案] B
[跟踪训练]
1.(2025·杭州S9联盟期中)细胞溶胶是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质。下列关于细胞溶胶的叙述错误的是 ( )
A.细胞溶胶中含有丰富的蛋白质
B.需氧呼吸可发生在细胞溶胶中
C.细胞溶胶是一种富含自由水的黏稠的胶体
D.细胞溶胶可参与某些脂质的合成、蛋白质的加工和降解
解析:选C 细胞溶胶中含有丰富的蛋白质,还含有糖类、氨基酸、无机盐等多种营养物质,A正确;需氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体中,B正确;细胞溶胶的水主要以结合水形式存在,C错误;细胞溶胶可参与某些脂质的合成、蛋白质的加工和降解,D正确。
2.(2025·杭州四校联考)细胞骨架主要包括微管和微丝。其中微管几乎存在于所有真核细胞中。下面的说法错误的是 ( )
A.细胞器的分布及细胞的形态与微管、微丝有很大关系
B.细胞骨架是由纤维素交错连接而成的网络结构
C.细胞分裂时形成的纺锤体是由微管构成的
D.微管可以帮助一些物质完成定向运输
解析:选B 微丝具有支撑、维持细胞形态的作用,而细胞器的分布与微管有很大关系,A正确;细胞骨架是由蛋白质纤维交错连接而成的网络结构,B错误;微管是一种管状结构,中心体、细胞分裂时形成的纺锤体等结构都是由微管构成的,C正确;大部分微管是一种暂时性的结构,可以快速解体和重排,可以帮助一些生物大分子完成定向运输,D正确。
提能点(三) 从不同角度对细胞器进行分析比较
[任务驱动]
下图是某同学依据细胞器在某些方面存在的共性进行的分类。
请问可采用什么方式将四种细胞器进行分类?
提示:(1)是否含有色素:叶绿体和液泡含有色素;线粒体和高尔基体不含有色素。
(2)膜的数量:线粒体和叶绿体具有两层膜;高尔基体和液泡具有一层膜。
(3)动植物细胞中的分布:叶绿体和液泡普遍存在于植物细胞中;线粒体和高尔基体普遍存在于动、植物细胞中。
[生成认知]
1.运用归纳与概括对细胞器进行多角度分类和比较
角度
特点
细胞器名称
分布
动植物细胞共有的细胞器
线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
植物细胞特有的细胞器
叶绿体、液泡
动物和低等植物细胞特有的细胞器
中心体
原核细胞和真核细胞共有的细胞器
核糖体
结构
具有单层膜结构的细胞器
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
具有双层膜结构的细胞器
线粒体、叶绿体
无膜结构的细胞器
核糖体、中心体
功能
与能量转换有关的细胞器
线粒体、叶绿体
增大细胞内膜面积的细胞器
内质网、线粒体、
叶绿体
动植物细胞都有,但功能不同的细胞器
高尔基体
与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
与细胞有丝分裂有关的细胞器
核糖体、中心体、高尔基体、线粒体
与能量产生有关的细胞器
线粒体、叶绿体
能产生水的细胞器
线粒体、叶绿体、
核糖体
能合成物质的细胞器
叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体
成分
含有DNA的细胞器
线粒体、叶绿体
含有RNA的细胞器
线粒体、叶绿体、
核糖体
含有色素的细胞器
叶绿体、液泡
2.归纳有关细胞器及细胞结构认知的几个常见误区
(1)“细胞结构”不等于“细胞器”,细胞器只是细胞结构的一部分。
(2)“合成”不等于“加工”,如合成蛋白质的场所仅为核糖体,加工蛋白质的场所为内质网和高尔基体。
(3)植物细胞特有的细胞结构有:细胞壁、叶绿体、液泡,其中一定具有的是细胞壁。
(4)某种生物特有的细胞器,不一定每个细胞都具有,如叶绿体是植物所特有的细胞器,但植物只有进行光合作用的部位才具有叶绿体,而不进行光合作用的部位(如根部)没有。
(5)细胞的功能与细胞器的种类和数量相关,如代谢旺盛的细胞线粒体较多,蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多等。
(6)叶绿体和线粒体分别是光合作用和细胞呼吸的中心,但是有些原核生物不具有叶绿体和线粒体,也可以完成上述反应。
[跟踪训练]
1.(2025·宁波九校期末)如图表示某植物根尖细胞内三种细胞器的有机物含量示意图,下列有关说法正确的是 ( )
A.细胞器甲可能是线粒体或叶绿体
B.细胞器乙可能是高尔基体
C.酵母菌与该植物细胞共有的细胞器只有丙
D.细胞器丙可以是核糖体或中心体
解析:选B 据图分析,细胞器甲中有蛋白质、脂质和核酸,植物根尖细胞无叶绿体,可能是线粒体,A错误;细胞器乙具有膜结构,可能是高尔基体、内质网等,B正确;丙无膜但是有核酸,丙为核糖体,酵母菌为真核生物,酵母菌与该植物细胞共有的细胞器不只有丙,C错误;丙无膜但是有核酸,丙为核糖体,不是中心体,D错误。
2.(2025·温州期中)a、c表示真核细胞中的两种结构,b是它们共有的特征,其关系如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.若b表示单层膜结构细胞器,则a、c是高尔基体和内质网
B.若b表示细胞器中含有核酸,则a、c一定是叶绿体和线粒体
C.若b表示细胞器中含有色素,则a、c不可能是叶绿体和液泡
D.若b表示磷脂双分子层,a、c一定不是核糖体和中心体
解析:选D 真核细胞中,具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体和液泡,若b表示单层膜结构细胞器,则a、c可能是内质网、高尔基体、溶酶体和液泡中的任意两者,A错误;真核细胞中,含有核酸的细胞器有叶绿体、线粒体和核糖体,若b表示细胞器中含有核酸,则a、c可能是叶绿体、线粒体和核糖体中的任意两者,B错误;若b表示细胞器中含有色素,则a、c可能是叶绿体和液泡,C错误;磷脂双分子层是组成生物膜的重要结构,核糖体和中心体都是不含膜结构的细胞器,肯定不含磷脂双分子层,D正确。
3.结合图示分析,下列对动植物细胞比较的说法,正确的是 ( )
A.图甲为动物细胞,图乙为植物根尖分生区细胞
B.图中结构④有两种类型且功能相同
C.图中③在动植物细胞中都存在且功能相同
D.图中与能量转换直接相关的结构是⑥和⑦
解析:选B 植物根尖分生区细胞不具有叶绿体,而图乙细胞具有叶绿体,所以图乙细胞不能为植物根尖分生区细胞,A错误;图中结构④是核糖体,有游离的核糖体和附着在内质网上的核糖体两种类型,核糖体是蛋白质合成的场所,B正确;图中③是高尔基体,植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关,动物细胞中的高尔基体与分泌物的形成有关,C错误;图中与能量转换直接相关的结构是⑦线粒体(可将有机物中的化学能转换为其他形式的能)和⑧叶绿体(可将光能转换为有机物中的化学能),D错误。
探究活动——观察叶绿体和细胞质的流动
[实验知能]
走进
数字实验室
一、厘清实验基础
1.实验原理
(1)胞质环流对于促进细胞代谢具有重要意义。
(2)叶绿体呈绿色、椭球形或球形,散布于细胞质中,不需染色,制片后直接观察。
(3)活细胞中的细胞质是不断流动着的,用运动着的叶绿体作为参照物,可观察植物细胞内细胞质的流动。
2.实验步骤
二、探究关键问题
1.观察叶绿体时选用藓类的叶、黑藻的叶。这些材料有什么优点?
提示:这些材料的叶子薄而小,叶绿体清晰,可取整个小叶直接制片,所以作为实验的首选材料。
2.为什么观察叶绿体的临时装片,在实验过程中要始终保持有水状态?
提示:防止细胞内的叶绿体失水,如果叶绿体失水,叶绿体就缩成一团,无法观察叶绿体的形态和分布。
3.细胞质中的叶绿体,是不是静止不动的?为什么?
提示:不是静止不动的,它会随着细胞质的流动而运动。
4.在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构?
提示:不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构,只有用电子显微镜才能看到。
5.叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系?
提示:有利于更好地吸收光能进行光合作用。
6.植物细胞的细胞质处于不断流动的状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义?
提示:可以使进入细胞的营养物质到达相应的部位,也可以使细胞产生的废物及时排出,对于促进新陈代谢有重要意义。
三、点拨实验要点
1.材料选择
(1)观察叶绿体,最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物材料。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稍带些叶肉细胞,因为叶表皮细胞没有叶绿体。
(2)选择幼嫩叶片而不是老叶片,幼嫩叶片叶绿体数量相对较少,易于观察。
2.材料处理:在光照充足的条件下处理材料,以便于叶绿体分散,利于观察。
3.临时装片制作:盖盖玻片时,一定要缓慢且与载玻片成45°夹角,盖玻片一侧先接触液滴,防止装片下产生气泡。(由于观察叶绿体的临时装片已经是单层细胞,因此不需要按压盖玻片。)
4.细胞质流动与细胞代谢的关系
细胞质流动与新陈代谢有密切关系,细胞呼吸越旺盛,细胞质流动越快,反之,则越慢。细胞质流动可朝一个方向,也可朝不同的方向,其流动方式为转动式。这时细胞器随细胞质(基质)一起运动,并非只是细胞质的运动。
[素养评价]
1.(2022·浙江1月选考)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是 ( )
A.基部成熟叶片是最佳观察材料
B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形
D.不同条件下叶绿体的位置不变
解析:选C 该实验选择的是幼嫩的小叶,A错误;黑藻中的叶绿体大多是围着液泡沿着细胞边缘分布的,B错误;在光学显微镜下可以看到叶绿体呈现扁平的椭球形或球形,C正确;不同的光线下叶绿体的分布是不同的,D错误。
(2025·浙江钱塘联盟阶段检测)根据下面材料回答第2~3题。
黑藻是观察叶绿体和胞质环流的理想实验材料,将采集的黑藻置于温暖的室内,照光水培适宜的时间后,用镊子取下一片叶子,做成临时装片,在显微镜下观察。
2.下列关于黑藻的说法,正确的是 ( )
A.黑藻与蓝细菌都属于原核生物
B.黑藻的叶片小而薄,是该实验的理想材料
C.黑藻叶绿体中的基粒在光学显微镜下清晰可见
D.黑藻的叶绿体呈颗粒状或短杆状
解析:选B 黑藻是真核生物,蓝细菌是原核生物,A错误;黑藻的叶片小而薄,可以直接观察叶绿体和细胞质的流动,是良好的实验材料,B正确;叶绿体中的基粒不能在光学显微镜下清晰可见,需要借助电子显微镜才能看到,C错误;叶绿体呈椭球形或球形,D错误。
3.有关该实验的说法,错误的是 ( )
A.适当提高培养温度和光照强度,可以提高黑藻细胞代谢速率,使胞质环流加快
B.取叶片的时候不能取幼嫩的小叶
C.显微镜下可以看到叶绿体围绕着液泡沿细胞边缘分布
D.先在低倍镜下找到叶肉细胞,再转换成高倍镜观察叶绿体的形态、颜色、分布和运动
解析:选B 适当提高培养温度和光照强度,可以提高黑藻细胞代谢速率,使胞质环流加快,A正确;黑藻幼嫩的小叶代谢旺盛,比老叶更适合观察胞质环流,B错误;显微镜下可以看到叶绿体围绕着液泡沿细胞边缘分布,叶绿体围绕液泡运动,C正确;低倍镜视野范围要比高倍镜大,因此先在低倍镜下找到叶肉细胞,再转换成高倍镜观察叶绿体的形态、颜色、分布和运动,D正确。
思维拓展——差速离心法
微视频
(差速离心法分离细胞器)
1.差速离心法的操作原理
差速离心技术是交替使用低速和高速离心,用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。此法适用于混合样品中各沉降系数差别较大的组分的分离。
2.差速离心法的操作过程
在分离细胞中的细胞器时,将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速率离心上清液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。
[素养评价]
1.有研究者将下列四种等量的细胞分别磨碎,然后放到离心试管内高速旋转离心,如果磨碎的液体分为四层,如图,其中③层有较多的有氧呼吸的酶,则在下列选项的细胞材料中③层最厚的是 ( )
A.皮肤细胞 B.口腔上皮细胞
C.心肌细胞 D.肾脏细胞
解析:选C 根据题干信息分析,③层存在的结构是有氧呼吸的主要场所,为线粒体。线粒体能为细胞的生命活动提供能量,新陈代谢越旺盛,线粒体越多,在题目所给的四种细胞中,心肌细胞新陈代谢最旺盛,需要的能量最多。
2.(2025·宁波期中)研究表明线粒体和叶绿体内能合成少部分蛋白质,在研究叶肉细胞的结构和功能时,取匀浆或上清液依次离心将不同的结构分开,其过程和结果如图所示,P1~P4表示沉淀物,S1~S4表示上清液。据此分析,下列叙述正确的是 ( )
A.RNA仅存在于P2、P3和P4中
B.S1、P1、S2、P2和P3中存在DNA
C.能合成相应蛋白质的只有P1、P2、P3、P4和S3
D.S1、S2、S3和P4中均含有膜结构的细胞器
解析:选B RNA主要存在于细胞质,细胞核中也有,所以S1、S2、S3、P1、P2、P3、P4中均有RNA,A错误;DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA,分析题图可知,P2为叶绿体、P3为线粒体,S1包括了S2和P2,S2包括S3和P3,所以S1、P1、S2、P2和P3中都存在DNA,B正确;核糖体是合成蛋白质的场所,且由题意可知,线粒体和叶绿体内能合成少部分蛋白质,故能合成相应蛋白质的有S1、S2、S3、P2、P3、P4,C错误;由题图可知,P4为核糖体,核糖体没有膜结构,D错误。
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一、选择题
1.(2025·浙江金衢六校联考)用显微镜观察细胞质流动时,作为标志的是 ( )
A.核糖体的运动 B.叶绿体的运动
C.液泡的运动 D.高尔基体的运动
解析:选B 由于细胞质流动的速度慢,无标志物难以察觉,而选择体积较大的、有颜色的细胞器如叶绿体等作为标志物有利于观察。
2.郁金香“海宝”的花朵呈鲜橙色,十分鲜亮夺目,其亮丽的颜色主要是由下列哪种结构决定的 ( )
A.叶绿体 B.液泡
C.线粒体 D.细胞质
解析:选B 花的颜色主要由液泡中的色素决定。叶绿体内的色素主要与叶片的颜色有关,与花的颜色无直接关系。
3.(2025·嘉兴第一次段考)光合作用是植物细胞重要的生命活动,光合作用在下面哪个细胞器内进行 ( )
解析:选C 植物细胞中光合作用在叶绿体中进行,A~D项图示分别表示线粒体、高尔基体、叶绿体、内质网,故选C。
(2025·嘉兴第一次段考)根据下列材料完成下面4~7小题。
胞质环流,即细胞质围绕中央液泡进行的环形流动,对于促进细胞代谢具有重要意义。黑藻叶片小而薄,叶肉细胞的叶绿体大而清晰,是适合观察叶绿体和胞质环流的高等植物。在进行“观察叶绿体和细胞质流动”的活动中,先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养,然后进行观察。
4.发现观察目标在视野的右上角,要使目标移到视野的中央,需如何移动装片 ( )
A.向右 B.向右上角
C.向左下角 D.向左
解析:选B 由于显微镜下观察到的是倒像,如果发现观察目标在视野的右上角,则实际是在左下方,因此要使目标移到视野的中央,需要将装片向右上角移动,B正确。
5.下列关于液泡的叙述,错误的是 ( )
A.液泡是由单层膜构成的泡状细胞器
B.所有的植物细胞中均有中央大液泡
C.植物细胞液泡中的水溶液称为细胞液
D.液泡富含水解酶,能吞噬衰老的细胞器
解析:选B 液泡是由单层膜构成的泡状细胞器,分布于成熟的植物细胞中,A正确;植物根尖分生区的细胞没有成熟,所以没有中央大液泡,B错误;植物细胞液泡中的水溶液称为细胞液,C正确;液泡中含有水解酶,能吞噬衰老、受损的细胞器,D正确。
6.黑藻细胞中不存在的细胞结构是 ( )
A.细胞壁 B.中心体
C.细胞核 D.核糖体
解析:选B 黑藻属于高等植物,含有细胞壁、细胞核和核糖体,A、C、D错误;中心体分布在低等植物和动物细胞中,与细胞增殖有关,而黑藻是高等植物,不含中心体,B正确。
7.下列关于“观察叶绿体和细胞质流动”活动的叙述,正确的是 ( )
A.应选择幼嫩的小叶制作临时装片
B.制作临时装片时,实验材料需要切片
C.在高倍镜下可观察到叶绿体的双层膜和基粒
D.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量,便于观察
解析:选A 由于黑藻幼嫩的小叶小而薄,且叶绿体较大,数目少,便于观察,应选择幼嫩的小叶制作临时装片,A正确;黑藻是一种多细胞藻类,其叶片小而薄,可以直接用叶片制作成临时装片,B错误;叶绿体中的双层膜和基粒,属于亚显微结构,只有在电子显微镜下才能观察到,光学显微镜下观察不到,C错误;先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养,有利于叶绿体进行光合作用,保持细胞的活性,更有利于观察叶绿体的形态和细胞质流动,D错误。
8.(2025·杭州学军中学测评)如图表示几种细胞器的模式图,含有RNA的是 ( )
A.a、b、c B.b、c、d
C.b、d、e D.c、d、e
解析:选C 根据题目分析,图中的细胞器含有RNA的有b(线粒体)、d(叶绿体)、e(核糖体)。
9.如果去除细胞骨架,动物蛋白的分泌速度会明显降低。由此可推知细胞骨架 ( )
A.是一种膜性细胞器
B.有助于囊泡的运输
C.能支撑细胞的形态
D.可作为合成核糖体的原料
解析:选B 分泌蛋白合成分泌过程需要内质网和高尔基体形成囊泡,在细胞骨架去除后,动物蛋白的分泌速度会明显降低,说明细胞骨架的功能是有助于囊泡的运输,B正确。
10.如图为真核细胞的各种细胞器,下列叙述错误的是 ( )
A.a中细胞器均为单层膜结构
B.b中细胞器均与蛋白质的合成与分泌有关
C.c中细胞器均可分布于植物细胞中并含有色素
D.d中细胞器在所有细胞中均普遍存在
解析:选D a中的细胞器都是单层膜结构的细胞器,A正确;蛋白质在核糖体上合成,内质网、高尔基体可加工蛋白质,线粒体可以为蛋白质合成提供能量,故b中细胞器均与蛋白质的合成与分泌有关,B正确;c中的细胞器包括液泡和叶绿体,都可存在于植物细胞中,且含有色素,C正确;d中的中心体仅存在于动物和低等植物细胞中,D错误。
11.(2025·台州八校期中)如图为显微镜下黑藻细胞的胞质环流示意图。下列叙述正确的是 ( )
A.叶绿体的分布不会随着光强度和方向的改变而改变
B.细胞质环流实际的方向为顺时针
C.高倍镜下可观察到黑藻叶绿体有双层膜结构
D.通过观察胞质环流速率可判断细胞的代谢程度
解析:选D 叶绿体的分布会随着光强度和光照方向的改变而改变。在强光下,叶绿体以侧面对着光源,以减少强光对叶绿体的伤害;在弱光下,叶绿体不仅较多地聚集在向光面,而且以最大的表面朝向光源,A错误。图中显示的显微镜下黑藻细胞的细胞质是逆时针方向流动的,由于显微镜下观察到的是倒立的虚像,所以细胞质环流实际的方向仍为逆时针,B错误。在电子显微镜下才能观察到黑藻叶绿体有双层膜结构,C错误。细胞质流动的速度与细胞代谢的强度有关,细胞代谢越强,细胞质流动的速度越快,D正确。
12.(2025·温州检测)细胞骨架主要由微管、微丝等结构组成,其参与囊泡的运输,如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.马达蛋白变性导致肽键断裂使细胞的物质运输等功能发生障碍
B.细胞骨架使各种细胞器漂浮在细胞质中
C.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,有维持细胞的形态、保持细胞内部结构有序性的功能
D.囊泡以微管和微丝为运输轨道,沿其做定向运动
解析:选D 蛋白质变性只是空间结构改变,但其肽键不断裂,A错误;细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的,而是由细胞骨架锚定并支撑,B错误;细胞骨架是由蛋白质纤维(本质是蛋白质)组成的网架结构,C错误;据图可知,微管和微丝为囊泡的运输提供了运输轨道,囊泡沿着微管和微丝做定向运动,D正确。
二、非选择题
13.右图表示夏季某植物叶肉细胞中叶绿体的分布情况,图中数字为一天中的时间,请据图回答下列问题:
(1)中午12时左右,叶绿体的方向与其他时段不同,表现为 ,其意义为 。图中其他时段显示叶绿体在不同方向的光照下能够随时改变椭球体的方向,其意义是 。
(2)如果先用高倍镜观察,可能会出现什么情况?
。
(3)(1)中所描述的现象说明叶绿体的形态和分布随 的强度和方向的改变而改变。
(4)在观察细胞质的流动时,显微镜下观察到的结果如图所示,细胞内叶绿体的实际位置和细胞质流动方向为 。
A.左侧、顺时针 B.右侧、顺时针
C.左侧、逆时针 D.右侧、逆时针
答案:(1)以较小的受光面积正对阳光 不被强光灼伤 使叶绿体能接受较多的光照进行光合作用 (2)可能会找不到观察对象,还可能会出现高倍镜头压破玻片(损坏镜头)的情况 (3)光照 (4)C
14.(2025·杭州期末)图一为高等植物细胞的亚显微结构模式图,图二是把细胞磨碎后进行差速离心(即将细胞匀浆放在离心管中,先进行低速离心,使较大颗粒形成沉淀;再用高速和超高速离心沉淀上清液中的小颗粒,从而将细胞不同的结构逐级分开)的结果图。回答下列问题:
(1)与动物细胞相比图一特有的结构有 (写结构名称)。
(2)图一中⑥的化学成分主要是 ,它对细胞有支持和保护作用,⑥的形成与[ ] 有关。
(3)图一中的⑦存在于图二 (填字母)中。
(4)图二的P3对应于图一的 (填序号),其增加膜面积的方式为 。
解析:(1)与动物细胞相比图一植物细胞特有的结构有细胞壁、液泡和叶绿体。
(2)据图一分析可知,图一中⑥是细胞壁,其化学成分主要是纤维素和果胶,它对细胞有支持和保护作用。⑥的形成与②高尔基体有关。
(3)图一中的⑦为叶绿体,存在于图二P2、S1中。
(4)图二的P3为线粒体对应于图一的⑤,通过内膜向内折叠形成嵴来增加膜面积。
答案:(1)细胞壁、(大)液泡、叶绿体 (2)纤维素(和果胶) [②]高尔基体 (3)P2、S1 (4)⑤ 内膜向内折叠形成嵴
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