2024届高考 一轮复习　人教版 细胞器之间的分工与协调配合 学案 （山东、湖南、辽宁版）

第2讲细胞器之间的分工与协调配合考点一主要细胞器的结构和功能1.细胞质的组成2.细胞器之间的分工（1）比较线粒体和叶绿体（2）连线各种细胞器的结构与功能3.多角度比较各种细胞器4.细胞骨架1.人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜。（必修1P48、49图3－6）（√）2.内质网是脂质的合成车间，性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。（必修1P48、49图3－6）（×）3.溶酶体合成和分泌的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。（必修1P48、49图3－6）（×）4.中心体和核糖体不含有脂质，都只存在于真核细胞中。（必修1P48、49图3－6）（×）5.细胞壁是细胞膜外的细胞器，有选择透过性，可控制物质进出。（必修1P48、49图3－6）（×）1.（必修1P47科学方法）根据细胞器的大小和结构，将细胞匀浆放入离心管中，逐渐提高离心速率，线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是？提示：最先沉降的是叶绿体，随后是线粒体，最后是核糖体。2.（必修1P53概念检测4）心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的线粒体，原因是什么？提示：心肌细胞收缩需要大量的能量，线粒体是供应能量的“动力车间”，所以心肌细胞中线粒体数量较多。3.（必修1P53拓展应用）溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜可能的原因是？提示：①溶酶体膜的成分经过修饰，不被这些水解酶识别；②溶酶体内的酶大多在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜生活的细胞质基质为中性；③溶酶体膜不断地运动着，分解它的酶难以起作用。 运用结构与功能观分析主要细胞器的结构与功能1.（2022·全国甲卷）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（）A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成解析：C有氧呼吸第一、二、三阶段都有ATP生成，有氧呼吸第一、二、三阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，A正确；有氧呼吸第三阶段的化学反应发生在线粒体内膜上，在有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]与氧结合生成水，该过程需要线粒体内膜上的酶催化，B正确；线粒体中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程不需要O2的直接参与，C错误；线粒体属于半自主性细胞器，其中的DNA可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。2.与细胞衰老相关的β－半乳糖苷酶是溶酶体内的一种水解酶，该酶通常在pH为4.0的条件下表现活性；但是衰老细胞内β－半乳糖苷酶在pH为6.0的条件下表现活性；已知溶酶体内的pH约为5.0，细胞质基质中的pH约为7.2。下列有关分析错误的是（）A.人体细胞内的溶酶体对损伤、衰老的细胞器有分解作用B.溶酶体膜上存在转运H＋的载体，以维持溶酶体内的酸性环境C.衰老细胞内溶酶体破裂，释放出水解酶，可导致细胞“自溶”D.溶酶体的膜不会被自身水解酶破坏，是因为其不含有蛋白酶解析：D溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，A正确；由题干信息可知，溶酶体内pH约为5.0，而细胞质基质pH约为7.2，因此细胞质基质中的H＋运入溶酶体是逆浓度梯度的，其方式为主动运输，需要载体，需要消耗能量，B正确；由题干信息可知，与细胞衰老相关的β－半乳糖苷酶是溶酶体内的一种水解酶，衰老细胞内β－半乳糖苷酶在pH为6.0的条件下表现活性，衰老细胞内溶酶体破裂，释放出水解酶，可导致细胞“自溶”，C正确；溶酶体的膜不会被自身水解酶破坏，可能的原因是溶酶体膜蛋白可能经过某种修饰，导致其不会被溶酶体内的水解酶水解，而不是不含有蛋白酶，D错误。归纳细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不”（1）能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌。（2）能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。（3）真核细胞的光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。（4）一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。（5）有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。（6）“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 借助分离细胞器的方法和应用，考查科学探究能力3.将鼠的肝细胞磨碎，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P1；再用高速离心沉淀上清液S中的小颗粒物质，从而将细胞不同的结构逐级分开），结果如图所示，下列说法不正确的是（）A.遗传物质主要分布在P1中B.合成蛋白质的场所分布于S1、S2、S3、P4中C.P4中有不含磷脂分子的细胞器D.图中含有线粒体的组分是P2解析：D遗传物质主要分布在细胞核中，故主要在P1中，A正确；合成蛋白质的结构为核糖体，分布于S1、S2、S3、P4中，B正确；P4为核糖体，其不具有膜结构，因此是不含磷脂分子的细胞器，C正确；图中含有线粒体的组分是S1、P2，D错误。考点二用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.实验原理2.实验步骤（1）观察叶绿体（2）观察细胞质的流动3.实验材料分析实验观察叶绿体观察细胞质的流动选材藓类叶菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮新鲜的黑藻原因叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少，且个体大黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察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？用菠菜叶做该实验应如何处理？提示：这些材料的叶子薄而小，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。2.细胞质中的叶绿体是不是静止不动的？提示：不是静止不动的，它会随着细胞质的流动而运动。3.在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构？为什么？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。4.为什么观察叶绿体的临时装片的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。 围绕实验原理和过程分析，考查实验探究能力1.下列关于观察菠菜叶肉细胞的叶绿体形态和分布实验的说法，不正确的是（）A.实验过程中细胞始终保持活性，可以看到移动的叶绿体B.使用高倍显微镜可以看到叶绿体的双层膜结构C.制片时装片要保持有水状态D.实验过程中不需要对实验材料进行染色解析：B在高倍显微镜下观察菠菜叶肉细胞临时装片时，不但可以看到绿色的叶绿体，还可以看到叶绿体随着细胞质的流动而移动，A正确；叶绿体的双层膜结构是在电子显微镜下才能看到的亚显微结构，在高倍显微镜下是看不到的，B错误；实验时，临时装片要始终保持有水状态，使细胞保持活性，C正确；叶绿体呈绿色，实验过程中不需要对实验材料进行染色，D正确。2.如图为某小组在室温下进行观察黑藻细胞质环流实验时拍摄的照片，下列有关说法，错误的是（）A.适当调暗光线更便于观察细胞质B.适当升高温度细胞质环流的速度会加快C.同一细胞中叶绿体的流动方向相同D.图示植物细胞中不存在细胞核和大液泡解析：D细胞质颜色较浅，调暗光线更有利于观察细胞质，A正确；适当升高温度（分子热运动速率增加，酶活性增强，细胞代谢加快）细胞质环流的速度会加快，B正确；同一细胞中的不同叶绿体的运动方向是相同且定向的，即叶绿体环绕中央大液泡向同一个方向旋转式流动着，随细胞质基质环流，C正确；黑藻属于真核细胞，含有细胞核和大液泡，D错误。考点三细胞器之间的协调配合与生物膜系统1.细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输（1）分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如消化酶、抗体和一部分激素等。（2）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。（3）过程2.细胞的生物膜系统（1）生物膜系统的组成和功能特别提醒生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。（2）各种生物膜之间的联系①在成分上的联系②在结构上的联系：在结构上具有一定的连续性，如图所示：1.消化酶、抗体、激素和神经递质的合成分泌过程都需要核糖体、内质网和高尔基体参与。（必修1P51思考·讨论）（×）2.肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。（必修1P52正文）（×）3.囊泡在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，其中起重要交通枢纽作用的是内质网。（必修1P52正文）（×）4.原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成，有利于细胞代谢的有序进行。（必修1P52正文）（×）5.生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新，依赖于生物膜的选择透过性。（必修1P52图3－8）（×）1.（必修1P51思考·讨论）分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器或细胞结构？尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。提示：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在游离的核糖体中合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，并在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。2.（必修1P52图3－8）分泌蛋白合成过程中内质网和高尔基体的作用分别是什么？提示：内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道；高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。3.（必修1P53与社会的联系）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行使功能，人工肾利用了细胞膜的什么特点？提示：细胞膜的功能特性——选择透过性。分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化分别用直方图和曲线图表示如下：直方图：曲线图： 围绕分泌蛋白的合成、加工和分泌过程，考查理解能力1.（2022·浙江6月选考）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（）A.光面内质网是合成该酶的场所B.核糖体能形成包裹该酶的小泡C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现解析：C消化酶是分泌蛋白，在核糖体上合成，A错误；核糖体是无膜结构，不能形成包裹该酶的小泡，B错误；高尔基体具有分拣和转运蛋白质的作用，C正确；消化酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。2.细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。下图是正常酵母菌和两种突变型酵母菌的蛋白质分泌途径，据图分析有关叙述不合理的是（）A.分泌突变体甲的内质网中积累了大量具有生物活性的蛋白质B.分泌突变体乙可能伴随着高尔基体的膨大C.分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与D.将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可研究囊泡定向运输的分子机制解析：A由图观察可知，甲型突变体由于内质网异常，因而其中积累了大量的蛋白质但其中积累的蛋白质不具有活性，这是因为分泌蛋白需要经过高尔基体的加工、修饰后才具有活性，A不合理；由图观察可知，乙型突变体由于高尔基体异常，导致蛋白质在高尔基体堆积，从而导致高尔基体膨大，B合理；分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成多肽→内质网进行初加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量，故分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与，C合理；将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可从DNA分子水平研究囊泡定向运输的分子机制，D合理。辨析与分泌蛋白形成“有关的结构”“有关的细胞器”和“有关的膜结构” 围绕细胞的生物膜系统，考查生命观念3.（2021·湖北高考）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是（）A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质解析：A葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误；真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，该类蛋白发挥作用时可催化ATP水解，为跨膜运输提供能量，B正确；溶酶体内有多种水解酶，能溶解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解，C正确；叶绿体的类囊体膜是光反应的场所，其上分布着光合色素和蛋白质（酶等），利于光反应进行，D正确。4.生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是（）A.