新高考一轮复习人教版细胞器和生物膜系统教案

第5讲细胞器和生物膜系统[目标要求]1.举例说出主要细胞器的结构与功能。2.简述生物膜系统。3.活动：制作临时装片用显微镜观察叶绿体和细胞质流动。考点一主要细胞器的结构和功能1．细胞器的分离方法差速离心法：主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。2．细胞器的结构和功能图示名称功能线粒体细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”叶绿体绿色植物细胞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”溶酶体是细胞的“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毒或细菌液泡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分布在动物与低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关核糖体“生产蛋白质的机器”归纳总结(1)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；光面内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。(2)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”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。(3)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。(4)溶酶体起源于高尔基体。3．细胞质基质在细胞质中，除了细胞器外，还有呈溶胶状的细胞质基质。4．细胞骨架(1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。(2)功能：维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，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。5．细胞壁：植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成，对细胞起支持和保护作用。(1)溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器(×)(2)中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增(×)(3)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(×)(4)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA(×)(5)差速离心分离细胞器时起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底(√)(6)大肠杆菌中，核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中(×)(7)液泡和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，其内都含有叶绿素、花青素等色素(×)(8)经内质网加工的蛋白质，都通过高尔基体分泌到细胞外(×)(1)(源于必修1P53“练习与应用·拓展应用”)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：①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；②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着，分解它们的酶难以起作用。(2)新屠宰的家畜家禽，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。

1．线粒体和叶绿体的比较2．多角度比较各种细胞器3．细胞结构图解的识别与判断(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断是否表示出细胞器的结构eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(表示出→亚显微结构模式图,未表示出→显微结构模式图))(2)真核、原核细胞及动、植物细胞的判断①植物细胞的判断依据：有细胞壁；成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；无中心体的是高等植物细胞，有中心体的是低等植物细胞。②动物细胞的判断依据：无细胞壁、大液泡、叶绿体，有中心体。③原核细胞的判断依据：无核膜包被的细胞核，只含有核糖体一种细胞器。考向一主要细胞器的结构与功能分析1．(2021·黄岩调研)从洋葱根尖细胞中分离出X、Y、Z三种细胞器，测定它们有机物的含量如下表所示。下列说法错误的是()项目蛋白质(%)脂质(%)核酸(%)X61039Y6720微量Z59410A.细胞器X的形成可能与核仁有关B．细胞器Z可能与蛋白质的分泌有关C．细胞器Y具有双层膜结构D．这三种细胞器均可用光学显微镜观察到答案D解析细胞器X含有蛋白质和核酸，不含脂质，说明该细胞器不具有膜结构，应该是核糖体，其形成与核仁有关，A项正确；细胞器Z可能是内质网、高尔基体、液泡等，其中内质网和高尔基体与蛋白质的分泌有关，B项正确；细胞器Y是线粒体，具有双层膜结构，C项正确；核糖体、内质网、高尔基体等用光学显微镜观察不到，D项错误。2．(2020·江苏苏州六校联考)下列关于细胞器的结构和功能的说法，正确的是()A．四种结构中均可以发生A—U配对现象B．a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量C．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与D．a、c、d都具有双层膜结构答案C解析题图所示的a、b、c、d四种细胞器分别是叶绿体、核糖体、线粒体、液泡。A—U的碱基互补配对发生在转录或翻译过程中，a叶绿体和c线粒体中能发生转录和翻译过程，b核糖体中能发生翻译过程，但在d液泡中不能发生转录或翻译过程，A错误；a叶绿体进行光合作用不需要c线粒体提供能量，与d液泡相关的渗透失水和吸水不需要线粒体提供能量，B错误；与分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，C正确；a叶绿体和c线粒体是双层膜的细胞器，而d液泡是单层膜的细胞器，D错误。考向二细胞结构模式图的分析3．(2021·河北承德模拟)如图为动、植物细胞亚显微结构模式图，下列有关该图的叙述正确的是()A．植物细胞都不具有的结构是AB．胰岛B细胞合成胰岛素的场所是CC．细胞在清水中不会涨破，是因为有结构ID．图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构答案C解析中心体存在于动物和某些低等植物细胞中，高等植物细胞不含中心体，A错误；胰岛素的化学本质是蛋白质，胰岛B细胞合成胰岛素的场所是核糖体，B错误；植物细胞具有细胞壁，因此植物细胞在清水中不会涨破，C正确；紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞无叶绿体，因此该图的下半部分不能用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构，D错误。4．如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别于其他生物的标志结构，请据图分析：(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的细胞类型依次为_____________________________________，它们共同具有的细胞器是__________________。(2)图中能进行光合作用的细胞有____________，它们光合作用的场所______________(填“相同”“不完全相同”或“完全不同”)。(3)图Ⅰ为__________(填“光学”或“电子”)显微镜下所观察到的图，属于细胞的________(填“显微”或“亚显微”)结构图。(4)Ⅴ生物营____________生活，它合成蛋白质的场所是____________________。答案(1)动物细胞、高等植物细胞、低等植物细胞、蓝细菌核糖体(2)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ不完全相同(3)电子亚显微(4)寄生宿主细胞的核糖体归纳总结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)，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。(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在线粒体中进行。(3)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。(4)有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。(5)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。(6)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌也都有细胞壁。(7)没有叶绿体和中央大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。考点二细胞器之间的协调配合及生物膜系统1．分泌蛋白(1)概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。(2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。2．分泌蛋白的合成、加工和运输(1)研究手段——同位素标记法向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。(2)过程3．细胞的生物膜系统(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。(2)功能教材中的隐性知识源于必修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，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。(1)生物膜系统指生物体内的所有膜结构(×)(2)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(×)(3)CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行(×)(4)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成(×)(5)蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外(√)(1)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体，原因是内质网膜鼓出形成的囊泡与高尔基体膜融合，使其膜面积增大；高尔基体膜产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小。(2)胃腺细胞中，各种生物膜的结构和化学成分相似，但它们的功能差别较大，原因是生物膜上蛋白质的种类和数量不同。(3)研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉。1．分泌蛋白合成及分泌过程中的图形分析(1)由图甲可以看出分泌蛋白合成、加工、运输过程如下：核糖体→内质网eq\o(→,\s\up7(囊泡))高尔基体eq\o(→,\s\up7(囊泡))细胞膜。(2)图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序，据图可判断分泌蛋白的转移途径。(3)图丙和图丁分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜膜面积相对增大的现象。2．各种生物膜之间的联系(1)在成分上的联系①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。(2)在结构上的联系①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。②在结构上具有一定的连续性，图示如下：(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)考向一分泌蛋白的合成、加工和分泌过程的分析5．(2020·山西运城模拟)图中a、b、c、d为细胞器，3H－亮氨酸参与图示过程合成3H－X，且细胞器c为该过程提供能量。据图分析，下列说法错误的是()A．图示中，膜面积会发生变化的细胞器有a、b、dB．3H－X分泌到细胞外与膜的流动性有关C．图中含有RNA的细胞器是a、cD．细胞器c中含有与有氧呼吸有关的酶答案A解析图示过程表示的是分泌蛋白的合成、加工以及分泌过程，图中a、b、c、d分别表示核糖体、内质网、线粒体、高尔基体，其中在该过程中会发生膜面积变化的细胞器主要是内质网，核糖体没有生物膜，A错误。6．下图是某动物细胞中分泌蛋白合成、运输和分泌的示意图，下列叙述错误的是()A．分泌蛋白在结构①上合成的过程中有水产生B．结构②能对来自结构③的蛋白质进行加工、分类和包装C．结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外D．线粒体能为分泌蛋白的合成、运输和分泌提供能量答案B解析结构③能对来自结构②的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。归纳总结(1)与分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”(2)四类常见的分泌蛋白①消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。②辅助性T细胞合成并分泌的细胞因子。③浆细胞合成并分泌的抗体。④下丘脑、垂体、胸腺、胰岛等合成的相关激素，如生长激素、胰岛素等。(3)常见的胞内蛋白：呼吸酶、血红蛋白等。考向二生物膜系统的组成和功能分析7．(2020·黑龙江鹤岗检测)图甲表示分泌蛋白的形成过程，其中a、b、c分别代表不同的细胞器，图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是()A．图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体B．图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换C．图甲中构成分泌蛋白的物质X可能有21种，b的产物没有生物活性D．图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性答案B解析蛋白质的合成、加工与分泌过程中，内质网、高尔基体和细胞膜之间可通过囊泡实现膜成分的相互转换，B错误。8．2013年，诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如下图所示)，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法不正确的是(不定项)()A．囊泡运输需要载体蛋白和ATPB．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”C．囊泡运输会导致某些生物膜成分更新D．“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性答案ABD解析囊泡运输不需要载体蛋白，但是需要ATP，A错误；囊泡中物质运输需要跨过0层生物膜，靠的是膜的流动性，B错误；囊泡运输会导致某些生物膜成分更新，如内质网膜出芽与高尔基体膜融合，C正确；“出芽”和“融合”体现了细胞膜的结构特性是具有流动性，D错误。考点三用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1．实验原理(1)观察叶绿体：叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。(2)观察细胞质的流动：活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。2．实验步骤(1)观察叶绿体

(2)观察细胞质的流动1．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2.关键点拨(1)高等植物(如菠菜)的叶片，接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，易撕取，且叶绿体一般体积较大，易观察。(2)高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。(3)实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以免影响细胞活性。(4)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的意义是：随着细胞质的不断旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酶等物质遍布整个细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。(5)选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为实验材料观察细胞质流动的原因是：幼嫩叶片中存在叶绿体，便于观察细胞质流动，幼根中细胞质流动没有明显的参照物，不便于观察。(6)观察细胞质流动，寻找三“最佳”①寻找最佳参照物——叶绿体：以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。②寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，容易观察到细胞质的流动。③寻找最佳视野——相对较暗：在高倍显微镜下观察一般要调成较暗的视野，这样有利于辨别物像的动态变化。(7)在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，加速细胞质流动，可采取的措施是适度照光、适当加温、切伤叶片等。(8)若显微镜下观察到叶绿体的运动方向如图所示，则实际的流动方向为逆时针，叶绿体的位置是位于液泡左下方。考向实验原理和过程分析9．在选取黑藻叶肉细胞作为实验材料观察叶绿体的实验中，下列叙述正确的是()A．须撕取黑藻叶片下表皮带叶肉部分制作临时装片B．可以看到叶绿体的分布靠近细胞边缘的位置C．可以看到叶绿体的内外两层膜结构D．黑藻是低等植物答案B解析黑藻叶片比较薄，可用镊子从黑藻新鲜枝上取下幼嫩小叶直接制成临时装片观察，A错误；成熟植物细胞内，液泡占据了细胞体积的绝大部分，在光学显微镜下可以看到叶绿体的分布靠近细胞边缘的位置，B正确；在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布，但不能看到叶绿体的内外两层膜结构，C错误；黑藻具有根茎叶的分化，属于高等植物，D错误。10．下列关于细胞质流动的叙述，错误的是()A．植物活细胞的细胞质有的能流动，有的不流动，所以实验时要选好材料B．观察细胞质的流动，一般以细胞质中叶绿体的运动为标志C．细胞质流动速度，在不同的温度等环境条件下有所不同D．显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际流动方向一致答案A解析植物活细胞的细胞质都能流动，有的流动快，有的流动慢，所以实验时要选好材料，A错误。1．核心概念(1)(必修1P51)分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。(2)(必修1P51)同位素标记法：用物理性质特殊的同位素标记化学反应中原子的去向，可用于示踪物质的运行和变化规律。(3)(必修1P52)生物膜系统：由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。2．教材结论性语句(1)(必修1P52)肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。(2)(必修1P52)内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体能对蛋白质做进一步修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。(3)(必修1P52)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。(4)(必修1P52)广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。1．(2020·江苏，3)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是()A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关答案A解析线粒体在细胞质基质中可移动到需要能量较多的部位，线粒体是半自主性细胞器，可在细胞中增殖，A项正确；细胞质基质中含有RNA，而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，B项错误；细胞的结构与功能相适应，由于胰腺外分泌细胞分泌胰蛋白酶等分泌蛋白较多，所以其内质网比较发达，C项错误；蛋白质是在核糖体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输等有关，D项错误。2．(2020·海南，3)细胞可以清除功能异常的线粒体，线粒体也可以不断地分裂和融合，以维持细胞内线粒体的稳态。下列有关线粒体的叙述，错误的是()A．线粒体具有双层膜结构，内、外膜上所含酶的种类相同B．线粒体是真核细胞的“动力车间”，为细胞生命活动提供能量C．细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体D．细胞内的线粒体数量处于动态变化中答案A3．(2019·全国Ⅲ，1)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是()A．三者都存在于蓝细菌中B．三者都含有DNAC．三者都是ATP合成的场所D．三者的膜结构中都含有蛋白质答案D解析蓝细菌是原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，没有高尔基体、叶绿体和线粒体，A错误；线粒体和叶绿体含有少量的DNA，而高尔基体不含DNA，B错误；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是细胞进行光合作用的场所，线粒体和叶绿体的类囊体薄膜都可以合成ATP，高尔基体参与植物细胞壁、动物分泌物的形成，消耗ATP，C错误；高尔基体、线粒体和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，而膜的主要成分中有蛋白质，D正确。4．(2018·全国Ⅰ，1)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是()A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的