# 生物步步高5.细胞器和生物膜系统

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## 主要细胞器的结构和功能

**线粒体**功能：细胞进行**有氧呼吸**的主要场所，被称为细胞的动力车间。

**叶绿体**功能：绿色植物进行**光合作用**的场所，被称为细胞的“养料制造车间”和“**能量转换站**”。

**内质网**功能：细胞内**蛋白质**合成和加工以及**脂质**合成的车间。

**高尔基体**功能：对来自内质网的**蛋白质**进行**加工、分类、包装**的“车间”和发送站。

**溶酶体**功能：“消化车间”，内部含有**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菌或病毒。

**液泡**功能：调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于**植物**细胞中。

中心体功能：与细胞的**有丝分裂**有关。

核糖体功能：生产**蛋白质**的机器。

<br>这是什么细胞器？
线粒体。

<br>这是什么细胞器？
叶绿体。

<br>这是什么细胞器？
内质网。

<br>这是什么细胞器？
高尔基体。

<br>这是什么细胞器？
溶酶体。

<br>这是什么细胞器？
液泡。

<br>这是什么细胞器？
中心体。

<br>这是什么细胞器？
核糖体。

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，**游离**核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。

内质网有两类：**粗面**内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；**滑面**内质网与糖类、脂质的合成有关。

判断：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”。
正确。

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。

硅肺的成因是当肺部吸入硅尘(二氧化硅)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，**吞噬细胞**中溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。

在细胞质中，除了细胞器外，还有呈**胶质**状态的**细胞质基质**，由**水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶**组成。

细胞骨架是由**蛋白质纤维**组成的网状结构，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。

判断：溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器。
错误，不能合成。

中心体在细胞有丝分裂的什么时期完成倍增？
间期。

判断：核糖体含有 DNA.
错误。

判断：叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。
正确。

溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。
- 溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解。
- 溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动者，分解它们的酶难以起作用。

新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，这时候的肉比较老，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？请利用所学生物学知识解释其原因。
与溶酶体的功能有关。细胞死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩，这个过程需要一定的时间。

细胞器的分离方法是？
差速离心法。

线粒体增加膜面积的方式？
内膜向内折叠形成嵴。

叶绿体增加膜面积的方式？
类囊体堆叠形成基粒。

判断：中心体是动物特有的细胞器。
错误，还有某些低等植物。

判断：高尔基体能产生水。
正确。

判断：细胞中能复制的细胞器有线粒体、叶绿体和中心体。
正确。

中心体有膜吗？几层膜？
没有。

核糖体有膜吗？几层膜？
没有。

线粒体有膜吗？几层膜？
有双层膜。

叶绿体有膜吗？几层膜？
有双层膜。

内质网有膜吗？几层膜？
有单层膜。

高尔基体有膜吗？几层膜？
有单层膜。

液泡有膜吗？几层膜？
有单层膜。

溶酶体有膜吗？几层膜？
有单层膜。

显微结构模式图能看到细胞器结构吗？
不能。

亚显微结构模式图能看到细胞器结构吗？
能。

核糖体能用光学显微镜看到吗？
不能。

内质网能用光学显微镜看到吗？
不能。

高尔基体能用光学显微镜看到吗？
不能。

高尔基体经囊泡分泌的物质一定是分泌蛋白吗？
不一定。

判断：真核生物的有氧呼吸一定主要在线粒体中进行。
正确。

判断：线粒体是细胞的能量转换站。
错。线粒体是细胞的动力车间，叶绿体是细胞的养料制造车间和能量转换站。

判断：液泡是细胞器。
对。

溶酶体的起源是哪一个细胞器？
高尔基体。

判断：人体细胞的线粒体内膜的蛋白质和脂质的比值大于外膜的。
正确。

判断：人体不同细胞内各种细胞器的数量相差不大。
错。

植物特有的细胞器有哪些？
叶绿体和液泡。

动物和某些低等植物细胞特有的细胞器有哪些？
中心体。

含有 DNA 的细胞器有哪些？
线粒体和叶绿体。

含有 RNA 的细胞器有哪些？
线粒体、叶绿体和核糖体。

含色素的细胞器有哪些？
叶绿体和液泡。

能产生 ATP 的细胞器有哪些？
叶绿体和线粒体。

能产生水的细胞器有哪些？
叶绿体、线粒体、核糖体和内质网、高尔基体。

能复制的细胞器有哪些？
叶绿体、线粒体和中心体。

与有丝分裂有关的细胞器有哪些？
线粒体、核糖体、高尔基体和中心体。

与蛋白质合成、分泌相关的细胞器有哪些？
线粒体、核糖体、内质网和高尔基体。

能发生碱基互补配对的细胞器有哪些？
叶绿体、线粒体和核糖体。

与主动运输有关的细胞器有哪些？
线粒体和核糖体。

无膜的细胞器有哪些？
中心体和核糖体。

双层膜的细胞器有哪些？
线粒体和叶绿体。

单层膜的细胞器有哪些？
内质网、高尔基体、液泡和溶酶体。

## 细胞器之间的协调配合及生物膜系统

分泌蛋白：合成场所为附着在**内质网**上的核糖体。
例如：**消化酶**（催化）、**抗体**（免疫）、蛋白质类激素等。

- 分泌蛋白的合成、加工、运输过程
- 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 **$\ce{^3 H}$ 标记的亮氨酸**，检测放射性依次出现的部位
- 过程：
- 氨基酸：/
- 肽链：合成场所为**核糖体**
- 具有一定空间结构的蛋白质：初步加工场所为**内质网**
- 成熟蛋白质：进一步修饰、加工场所为**高尔基体**
- 分泌到细胞外：**细胞膜，胞吐**

- 细胞的生物膜系统
- 组成：**细胞膜、细胞器膜和核膜**等结构
- 功能
- 细胞膜
- 使细胞具有**一个相对稳定的内部**环境
- 决定
- **物质运输**（载体蛋白等）
- **能量转换**
- **信息传递**（细胞识别——特异性免疫、受体结合、突触递质传递、受精作用等）
- 其他膜
- **酶附着的支架**——**为化学反应的进行创造了条件**
- 使细胞内部区室化——保证了细胞生命活动高效、有序地进行

将磷脂制成小球，包裹着药物运输到患病部位（生物膜的**信息传递**功能），通过小球膜和细胞膜的融合（生物膜的流动性）将药物送入细胞。

肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行使功能，其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料，人工肾利用了生物膜的**选择透过**性。

判断：二氧化碳的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行。
错误，二氧化碳固定在叶绿体基质进行。

有的生物学家推测，在生物进化过程中，真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜。科学家做出这种推测的依据是什么？
某些细胞器的膜结构可以和细胞膜相互转换。
这些膜结构的成分非常相似。

分泌蛋白分泌过程中，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜的面积变化？
内质网降低。
高尔基体先升后降，最终不变。
细胞膜增大。

呼吸酶是胞内蛋白还是分泌蛋白？
胞内蛋白。

血红蛋白是胞内蛋白还是分泌蛋白？
胞内蛋白。

判断：囊泡运输会导致某些生物膜成分更新。
正确。

判断：生物膜系统指生物体内的所有膜结构。
错。黏膜等结构不属于生物膜系统。

判断：原核生物的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成。
错。原核生物只含核糖体一种细胞器，而核糖体不具有膜结构。

## 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

观察叶绿体实验需要染色吗？
不需要，制片后直接观察。

观察线粒体实验需要用什么染液？
健那绿染液。

- 观察叶绿体
- 制作藓类叶片临时装片
- 在洁净的载玻片中央滴一滴**清水**
- 用镊子取一片藓类的小叶，或是菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，放入水滴中
- 盖上盖玻片
- 在低倍显微镜下找到叶片细胞
- 在高倍显微镜下观察叶绿体的**形态和分布**情况

- 观察线粒体
- 制作人的口腔上皮细胞临时装片
- 在洁净的载玻片中央滴一滴**健那绿染液**
- 用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁轻刮几下后，涂抹于染液中
- 盖上盖玻片
- 在低倍显微镜下找到口腔上皮细胞
- 高倍显微镜下观察：线粒体被染成**蓝绿色**，细胞质接近**无色**

判断：在“观察线粒体”实验中，要先在载玻片上滴加一滴生理盐水。
错误。只需滴加健那绿染液。

判断：健那绿是活细胞染料。
对。

观察叶绿体实验的材料？
藓类叶片。
或者取菠菜叶稍微带些叶肉的下表皮。

观察线粒体实验的材料？
人口腔上皮细胞。

观察叶绿体实验为什么选择藓类叶片？
叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片。

观察叶绿体为什么选择菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞？
细胞排列疏松易撕取。
下表皮附带的叶肉细胞含叶绿体数目少且个体大。

观察线粒体为什么选择人口腔上皮细胞？
没有颜色，便于观察。
容易取材。

观察叶绿体可以选用黑藻的叶吗？
可以，叶片薄而小，叶绿体清晰。

判断：普通光学显微镜下可观察到菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体。
正确。

判断：普通光学显微镜下可观察到花生子叶细胞中存在多个橘黄色的脂肪微粒。
错误，需要染色后才能看到。

分泌蛋白的研究方法：**同位素标记法**。

判断：线粒体可在细胞质基质中移动和增殖。
正确。

判断：线粒体、叶绿体基质中含有 DNA 和 RNA.
正确。

判断：细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体。
正确。

判断：溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏。
正确。

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判断：正常生理状态下，溶酶体不会分解细胞自身结构。
错误，如细胞凋亡。

判断：内质网合成的细胞分泌物都要经过高尔基体的加工。
错误，滑面内质网合成的不需要。

细胞壁是细胞器吗？
不是。

原核细胞有细胞骨架吗？
没有。

判断：好氧型生物细胞都含有线粒体。
错误，如好氧细菌。

衰老细胞的特征：细胞内的水分**减少**，结果使细胞**萎缩**，体积**变小**，细胞代谢的速率**减慢**。细胞内多种酶的活性**降低**。细胞核的体积**增大**，核膜内折，染色质收缩、染色加深。细胞膜通透性改变，使物质运输功能**降低**。