2014届高考生物全程复习必修1 第3章 实验_百度文库
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2014届高考生物全程复习必修1 第3章 实验|
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细胞内重要的能量转换器——线粒体和叶绿体
上传: 陈磊 &&&&更新时间： 20:30:48
细胞内重要的能量转换器&&线粒体和叶绿体 真核细胞就像一座复杂的工厂，工厂的内部被分成许多不同的车间，这些车间就是细胞内的各种细胞结构，这些车间各自行使着不同的功能，使得整个细胞有条不紊地进行复杂的生命活动。这些车间中，有两个重要的能量转换场所，它们就是线粒体和叶绿体。线粒体是真核生物生命活动所需能量的主要产生场所，被誉为&细胞的动力车间&，没有了线粒体，细胞或生物体的生命就将终结。叶绿体是大多数植物进行光合作用的场所，被誉为&细胞的养料制造车间&，光能是生物界赖以生存的最根本的能量来源，绿色植物通过光合作用，利用光能将CO2和H2O合成为有机物，这些有机物不仅为植物自身所用，动物和微生物也要直接或间接以之为食，因此叶绿体对整个生物界都有重要作用。线粒体和叶绿体在外观和构造上都有很多相似的地方，但它们所行使的功能却存在着很大的区别，要弄清线粒体和叶绿体的功能具有很大差别的原因，就必须从它们的亚显微结构入手。 &&& 一．叶绿体和线粒体的膜 叶绿体和线粒体结构上的相同点之一就是它们都具有双层膜结构，这两层膜和细胞膜一样，都由磷脂双分子层作为基本支架，其上结合各种蛋白质分子，具有一定的流动性，在物质运输方面也都有选择透过性。叶绿体除了含有表面的两层膜外，其内部的囊状结构也是由一层膜围成的，囊状结构膜也具有上述特点。但是如果进一步分析这些膜上的各成分的含量，尤其是蛋白质的含量，就不难发现其中的差异。相关的研究结果如下表： &
蛋白质（%）
线粒体外膜
线粒体内膜
叶绿体外膜
叶绿体内膜
囊状结构膜
& 为什么会出现上述结果呢？我们知道蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞内的各种膜要行使其功能，也离不开蛋白质。线粒体内膜上蛋白质含量高，原因是线粒体进行有氧呼吸所需要的各种酶有很多都位于其内膜上，而其外膜并不直接参与有氧呼吸。叶绿体的双层膜蛋白质含量都很低，也是因为它们并不直接参与光合作用，而囊状结构膜却是光合作用的重要场所，其上含有大量与光合作用有关的酶。 通过上面的分析可以看出，叶绿体和线粒体的各种膜，由于它们的结构组成不同，功能也就不同。 二．叶绿体和线粒体的基质的化学成分 叶绿体和线粒体结构的第二个相同点是：它们的双层膜内侧，都分布有丰富的基质成分，它们和细胞质基质一样，并含有大量的酶，各种原料和ATP等物质，都在不停地流动着，进行着旺盛的生命活动。但是，很明显，线粒体和叶绿体所行使的生命活动是不同的，这又该如何解释呢？可以从两个方面入手： （1）酶 线粒体和叶绿体基质中都含有丰富的酶类，其化学本质是蛋白质，但是它们所含有的并不是同种蛋白质，它们的分子结构不同，所具有功能也就各不相同。线粒体基质中含有大量与有氧呼吸有关的酶，而叶绿体基质中的酶却是用于催化光合作用过程的。 （2）核酸 线粒体和叶绿体的基质中还都含有少量的DNA、RNA，这又有什么意义呢？ 原来，具科学家推断，线粒体和叶绿体原本是独立生活在真核细胞以外的生物，线粒体原本是一类能进行有氧呼吸的细菌，而叶绿体原本是一类能进行光合作用的蓝藻。所以，它们具有自己的一套完整的遗传物质系统。这两种原核的简单生物，由于某些原因，和原始的真核细胞共生在一起，彼此之间相互有利，这样就形成了今天的真核细胞。这些细菌和蓝藻原本只有一层细胞膜，由于在被真核细胞内吞进入细胞时被真核细胞的膜所包裹，所以形成了双层膜结构。 DNA是一切细胞生物的遗传信息的携带者，它的作用是通过控制RNA的合成进而控制蛋白质的合成从而控制生物的性状，线粒体和叶绿体原本不是同一种生物，这就不难解释它们所含的核酸种类不同了。核酸不同，所指导合成的蛋白质就不同，这就是基质中所含的酶的种类不同的根本原因。 通过上述分析，可以了解到，表面上看来线粒体和叶绿体在结构上有很所相似的地方，但这些结构得化学成分并不相同，所以它们的功能相差很大。 现将线粒体和叶绿体的结构和功能的相同点与不同点归纳如下，方便大家学习： &
都由外膜、内膜、基质三部分组成
都具有双层膜，且具有与细胞膜相似的特点：由磷脂双分子层和蛋白质等组成，结构上都具有一定的流动性，功能上都具有选择透过性。
都含有丰富的酶，且都含有少量的DNA、RNA和核糖体
都在生物体能量转换方面发挥重要作用
蛋白质含量较叶绿体内膜高，是因为其上含有大量与有氧呼吸有关的酶
蛋白质含量相对较低，与光合作用无直接联系
发达，由一层膜构成，形成大量的基粒，其上含有大量与光合作用有关的色素和酶
含有四种与光合作用有关的色素
健那绿染色后显微镜下观察呈蓝绿色
不需要染色，显微镜下直接观察呈绿色
基质中酶的种类
基质中含有大量与有氧呼吸有关的酶
基质中含有大量与光合作用有关的酶
各种真核生物的细胞都含有
主要存在于植物体的叶肉细胞，也存在于嫩茎的皮层细胞和果实的皮层细胞
将有机物中的稳定的化学能转变成热能和ATP中活跃的化学能，广泛用于各种生命活动
将光能转变成有机物中稳定的化学能，制造大量的有机物为植物体所利用，从而间接地为动物和微生物提供有机物和能量来源
& 三．典型例题 1．有关酵母菌细胞和洋葱根尖细胞内含有的细胞器的说法正确的是（&&&& &） A．前者有叶绿体无线粒体，后者有线粒体无叶绿体 B.前者有线粒体无叶绿体，后者有叶绿体无线粒体 C．两者均为有线粒体无叶绿体　　　 D.两者均为有线粒体也有叶绿体 解析：酵母菌是真核生物，真核生物的细胞，除了哺乳动物成熟的红细胞，厌氧真核生物（如蛔虫）的细胞外，都普遍具有线粒体。而叶绿体只存在于绿色植物的叶肉细胞，幼茎的皮层细胞和果实的皮层细胞，根细胞中无叶绿体。 答案：C 2.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的(&&& ) && A．功能及所含有机化合物都相同&&&&& B．功能及所含有机化合物都不同 & &C．功能相同，所含有机化合物不同&&& D．功能不同，所含有机化合物相同 解析：细胞质基质除含有小分子和离子外，还含有脂类、糖、氨基酸、蛋白质、RNA等。在细胞质基质中存在着几千种酶，大多数中间代谢、包括糖酵解，脂肪酸、氨基酸的合成都在这里进行。线粒体与叶绿体都属于细胞器，线粒体基质和叶绿体基质都通过膜与细胞质隔开。线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体基质中含有与有氧呼吸作用有关的酶，还含有少量DNA等。叶绿体是光合作用的场所，叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶，也含有少量的DNA等。所以细胞质基质与线粒体基质、叶绿体基质相比，其功能和所含有机物都不同。 答案B。 四．拓展练习
1．下列关于线粒体和叶绿体结构和功能相联系的叙述，不正确的有(&& &&)& & &A．从结构上看，二者都有双层膜、基粒和基质 & &B．从功能上看，二者都与细胞的能量代谢有关 & &C．从所含物质上看，二者都含有少量的DNA和RNA & &D．二者的功能虽然不同，但它们所具有酶非常相似 2．成人的心肌细胞比腹肌细胞内数量显著多的细胞器是（ &&&） A．核糖体& B．线粒体& C．内质网& D．高尔基体 3． 一个植物细胞线粒体基质内的CO2扩散到相邻细胞的叶绿体基质内，至少要通过几层膜（&&& ） &&& A. 3&&&& &&&&B. 4&&&& &&&C. 5&&&& &&D. 6& 4．右图为某种细胞器的结构模式图，请根据图回答下面的问题： （1）这类细胞器主要存在于绿色植物的&&&&&& 细胞和幼茎的皮层中，其主要功能是进行&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 的场所； （2）如果将其破碎离心，那么试管的下层为&&&&&& 色，上层为&&&&&& 色，出现这种现象的原因是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ； 5． 有位科学家测定了青蛙肝细胞中线粒体的数量，结果发现处于冬眠状态与正常状态的肝细胞中线粒体数量是不同的。你认为该动物处于冬眠状态时肝细胞中线粒体的数量会&&&&&&&&&&&&&&&&&,原因是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&。 答案：1.D&& 2.B& 3.D& 4.（1）叶肉，光合作用；（2）绿色，无色，叶绿体囊状结构膜上含有大量与光合作用有关的色素，叶绿体破碎后离心，囊状结构沉降到试管下层。 5.减少；在冬眠状态，动物体温降低，新陈代谢水平也显著降低，肝脏活动水平也将降低，所需ATP也会减少，因此线粒体的数量也较正常状态时少.（但我们需要注意的是：如该动物为恒温动物，其在冬眠时体温降低并不明显，加之其机体处于不运动的状态，维持体温所需的热能主要就依靠内脏，特别是肝脏的活动产生，此时线粒体的数量较正常状态时明显增多。）
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文明上网,理智发言细胞的基本结构
实验：用高倍镜观察叶绿体和线粒体_百度文库
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细胞的基本结构
实验：用高倍镜观察叶绿体和线粒体|高​三​复​习​全​套​课​件​?​必​修《​分​子​与​细​胞​》
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你可能喜欢实验三、观察线粒体和叶绿体_中华文本库
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镇江市谏壁中学 相关知识回顾 画线粒体结构示意图
2009 届高三《生物》第一轮复习教学案——实验专题 高三《生物》第一轮复习教学案——实验专题 ——实验
实验三,用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体 实验三,用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体(必修一 P47)
相关知识点 (1)具有 层膜; ; ; , 等物质;
(2)增大膜面积的方法 (3)酶的分布 (4)内含 形态: (5)还含有 (1)具有 (2)增大膜面积的方法: (3)色素的分布: (4)酶的分布: (5)内含 (6)还含有 形态: 功能: (7)ATP 移动方向: (8)ADP 移动方向: , ; ;
(细胞器)——半自主性
画叶绿体结构示意图
相关知识点
(细胞器)——半自主性;
一.实验目的
使用高倍显微镜镜观察叶绿体和线粒体的形态和分布. 含有叶绿体的细胞有 , , 含有线粒体的细胞有 ; 等; 等中不含线粒体.
二.实验原理
1,观察叶绿体需要染色吗?为什么? 2,观察线粒体需要染色吗?为什么? 染液是专一染线粒体的活细胞染料, 可以使活细胞中的线粒体呈 . 而细胞质接近
三.实验材料
1,观察叶绿体时选用:藓类的叶,黑藻的叶(或菠菜叶) . (1)取藓类的叶,黑藻的叶作实验材料的原因是什么? (2)若用菠菜叶作实验材料,要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,为什么? 2,观察线粒体时选用:人的口腔上皮细胞 藓类,黑藻,菠菜的叶细胞中也有线粒体,能选作为观察线粒体的实验材料吗?为什么?
四.方法步骤 (一)观察叶绿体
1.制片:用镊子取一片黑藻的小叶,放入载玻片的水滴中,盖上盖玻片. 注意:临时装片中的叶片不能放干了,要随时保持有水状态.为什么?
镇江市谏壁中学
2009 届高三《生物》第一轮复习教学案——实验专题 高三《生物》第一轮复习教学案——实验专题 ——实验
2.观察叶绿体:先在低倍镜下找到叶片细胞,再在高倍镜下观察叶绿体的形态和分布. 问题:细胞质基质中的叶绿体,是不是静止不动的?为什么? 在不同的光照条件下,叶绿体可以运动,改变椭球体的方向,这样既能接受较多的光照, 又不至于被强光灼伤. 在强光下,叶绿体以椭球体的 面朝着光源; 面朝着光源. 在弱光下,叶绿体以椭球体的 3.绘图:用铅笔画一个叶片细胞,画出细胞内叶绿体的形态和分布情况.
(二)观察线粒体
1.制作人的口腔上皮细胞临时装片:在洁净载玻片中央滴一滴健那绿染液→用牙签取碎屑→ 盖上盖玻片 2.观察线粒体:用高倍显微镜观察临时装片,可以看到 的线粒体,细胞质接近 .
1.下列哪种材料不能直接放在载玻片上观察叶绿体 ( ) A.藓类的叶片 B.黄杨叶的横切片 C.菠菜叶下表皮或沾在下表皮上的少数叶肉细胞 D.种子植物的叶片 2.下列细胞中存在有叶绿体的是 ( ) A.根尖细胞 B.根茎中
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寻找更多 ""下列实验全过程必须保持细胞活性的是①观察线粒体和叶绿体②观察
练习题及答案
下列实验全过程必须保持细胞活性的是①观察线粒体和叶绿体 ②观察有丝分裂 ③检测生物组织中蛋白质 ④探究细胞的吸水和失水 ⑤探究酵母菌的呼吸方式
[     ]
A．①②④⑤B．①③⑤C．②④⑤D．①④⑤
题型：单选题难度：中档来源：期中题
所属题型：单选题
试题难度系数：中档
答案（找答案上）
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高中一年级生物试题“ 下列实验全过程必须保持细胞活性的是①观察线粒体和叶绿体②观察”旨在考查同学们对
实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂、
实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、
实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体、
探究：植物细胞的吸水和失水、
探究：酵母菌细胞呼吸的方式、
……等知识点的掌握情况，关于生物的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问。
考点名称：
一．实验目的：（1）制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片（2）观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。3．绘制植物细胞有丝分裂简图。二．实验原理：（1）在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。（2）染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。三．实验材料： 洋葱(可用葱、蒜代替)。因为根尖生长点属于分生组织，细胞分裂能力强，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。四．实验步骤：（1）根尖的培养（2）装片的制作(解离→漂洗→染色→制片)（3）观察制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点：（1）剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间；（2）解离时，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；（3）压片时，用力的大小要适当，要使根尖被压平，细胞分散开。
考点名称：
（1）还原糖的检测和观察常用材料：苹果和梨试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH；乙液：0.05g/ml的CuSO4）注意事项：①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖；②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用；③必须用水浴加热颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色（2）脂肪的鉴定常用材料：花生子叶或向日葵种子试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。②酒精的作用是：洗去浮色③需使用显微镜观察④使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化：橘黄色或红色（3）蛋白质的鉴定常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOH；B液：0.01g/ml的CuSO4）注意事项：①先加A液1ml，再加B液4滴②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比颜色变化：变成紫色（4）淀粉的检测和观察常用材料：马铃薯试剂：碘液颜色变化：变蓝
考点名称：
一．实验目的： 使用高倍镜观察叶绿体和线粒体的形态分布。 二．实验原理： 叶绿体的辨认依据：叶绿体是绿色的，呈扁平的椭圆球形或球形。线粒体辨认依据：线粒体的形态多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色。 三．实验材料： 观察叶绿体时选用：藓类的叶、黑藻的叶。取这些材料的原因是：叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉。因为表皮细胞不含叶绿体。 四．方法步骤： （1）制片。用镊子取一片黑藻的小叶，放入载玻片的水滴中，盖上盖玻片。 （2）低倍镜下找到叶片细胞 （3）高倍镜下观察叶绿体的形态和分布 （4）制作人的口腔上皮细胞临时装片 （5）观察线粒体 五．注意问题 （1）制片和镜检时，临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水状态 （2）在洁净载玻片中央滴一滴健那绿染液→用牙签取碎屑→盖盖玻片 （3）蓝绿色的是线粒体，细胞质接近无色。
考点名称：
一、实验目的：（1）学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法。（2）了解植物细胞发生渗透作用的原理。二、实验原理：（1）质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。（2）质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。三、实验材料：紫色洋葱鳞片叶的外表皮。因为液泡呈紫色，易于观察。也可用水绵代替。0.3g/ml的蔗糖溶液。用蔗糖溶液做质壁分离剂对细胞无毒害作用。四、实验步骤：（1）制作洋葱表皮的临时装片。在载玻片上滴一滴水，撕取洋葱鳞片叶外表皮放在水滴中展平（也可挑取几条水绵放入水滴中）。盖上盖玻片。（2）观察洋葱（或水绵）细胞可看到：液泡大，呈紫色，原生质层紧贴着细胞壁。（或水绵细胞中有带状叶绿体，原生质层呈绿色，紧贴着细胞壁。（3）观察质壁分离现象。从盖玻片的一侧滴入0.3g/ml的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。原生质层与细胞壁之间充满蔗糖溶液。（4）观察细胞质壁分离的复原现象。从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。注意问题：（1）盖盖玻片应让盖玻片的一侧先触及载玻片，然后轻轻放平。防止装片产生气泡。（2）液泡含花青素，所以液泡呈紫色。（3）先观察正常细胞与后面的“质壁分离”起对照作用。（4）蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水，细胞壁伸缩性小原生质层的伸缩性大，液泡和原生质层不断收缩，所以发生质壁分离。为了使细胞完全浸入蔗糖溶液中。否则，细胞严重失水死亡，看不到质壁分离的复原。（5）发生质壁分离的装片，不能久置，要马上滴加清水，使其复原。重复几次。细胞液的浓度高于外界溶液，细胞通过渗透作用吸水，所以发生质壁分离复原现象。因为细胞失水过久，也会死亡。为了使细胞完全浸入清水中。
考点名称：
一．实验原理：（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。方程式：有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量；无氧呼吸： C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。实验装置：二．方法步骤：提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料．选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流。（1）酵母菌培养液的配制取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中 ，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液（2）检测CO2的产生用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（如上图），并连通橡皮球（或气泵），让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。（3）检测洒精的产生各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95%-97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。三．实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，有氧条件下产生大量二氧化碳和水，无氧条件下产生酒精和少量的二氧化碳。
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