第21讲细胞器之间的分工与合作（备考课件）-高考生物一轮复习（全国通用）

第2.1讲

细胞器之间的的分工与合作专题三

细胞的基本结构和物质的运输第一部分

细胞器的分工近三年（2021-2023）考情分析专题考点命题热度关联考点专题三

细胞的基本结构和物质的运输

细胞骨架（3年3次全国卷3年0次）★常结合细胞其他结构综合考查细胞器的结构和功能（3年20次，全国卷3年1次）★★★★★常以叶绿体、线粒体结合细胞代谢考查，也以溶酶体等结合免疫考察或结合物质运输综合考查01.细胞质的组成和功能02.目录细胞器的结构重读课本、深度思考01.细胞质包含哪些组成？02.细胞骨架存在的意义是？03.细胞质的功能是？04.叶绿体与线粒体有什么异同？05.与细胞器损伤相关的疾病有哪些？06.细胞器与细胞结构一样吗？07.各细胞器的结构与功能是如何协调统一的？细胞质基质细胞质细胞骨架细胞器分离方法：差速离心一、细胞质一、细胞质——细胞质基质细胞核膜以外、细胞膜以内的，除去细胞器的胶状物部分。占细胞总体积的50%以上。又称为细胞溶胶。成分:水(70%)无机盐脂质糖类氨基酸蛋白质(酶)核苷酸RNA功能:新陈代谢的主要场所如：细胞呼吸第一阶段无氧呼吸等二、细胞质——细胞骨架①成分与结构：由蛋白质组成的网架结构②功能维持细胞形态保持细胞内部结构有序锚定并支撑需要细胞器与细胞运动、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。1.核糖体2）形态结构无膜结构。1）分布几乎存在于一切细胞中。除哺乳动物成熟红细胞。①附着在粗面内网和核膜的外膜上②游离在细胞质基质中③存在于线粒体和叶绿体基质中颗粒状，体积最小的细胞器。3）成分蛋白质和RNA组成。4）功能合成蛋白质的场所(生产蛋白质的机器)按照mRNA的信息将氨基酸高效精确地合成多肽链。细胞器—核糖体细胞器——核糖体：“生产蛋白质的机器”--分布：原核细胞和真核细胞中均有,线粒体和叶绿体中也有；功能：细胞内合成蛋白质的场所;结构：无膜结构，由rRNA和蛋白质构成;游离核糖体：附着核糖体：合成细胞驻留蛋白；合成分泌蛋白和膜蛋白等；分类：2.内质网1）分布①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞)除哺乳动物成熟红细胞。2）形态结构(亚显微结构)单层膜连接而成的网状结构。内连核膜，外连细胞膜，占细胞总体积10%。核膜内质网细胞膜细胞器—内质网2）形态结构(亚显微结构)粗面内质网滑面内质网表面有核糖体附着表面没有核糖体附着3）成分膜的结构与成分与细胞膜相似，主要由脂质和蛋白质组成。细胞器—内质网4）功能①增大细胞内部膜面积，提供了酶的附着位点，有利于物质合成和运输。②粗面内质网的功能：蛋白质的合成和加工③滑面内质网的功能：合成脂质。细胞器—内质网内质网3.高尔基体1）分布①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞)除哺乳动物成熟红细胞。2）形态结构(亚显微结构)单层膜连接而成的扁平囊泡结构。3）成分膜的结构与成分与细胞膜相似，主要由脂质和蛋白质组成。细胞器—高尔基体5）功能①对来自内质网蛋白质进行加工、分类、包装和发送。②植物细胞中：高尔基体合成并分泌多种多糖。特例：纤维素的合成是在高尔基体参与下，在细胞膜上的纤维素合成酶催化下合成的。细胞器—高尔基体4.线粒体1）分布①广泛分布于真核细胞中。(动物细胞、植物细胞、真菌细胞)特例：哺乳动物成熟红细胞。②代谢旺盛的细胞中含有线粒体数量多衣藻细胞平滑肌细胞肾皮质细胞肝细胞心肌细胞1个260个400个950个12500个③一个细胞中，代谢旺盛的部位，线粒体较多。在真核细胞中的分布与能量相关细胞器—线粒体2）形态(显微结构)粒状、短线状。3）结构(亚显微结构)细胞器—线粒体4）成分结构成分外膜内膜、嵴基质与细胞膜结构与成分相似主要成分是脂质、蛋白质与细胞膜结构与成分相似主要成分是脂质、蛋白质含有有氧呼吸的酶。DNA、RNA、酶、核糖体细胞器—线粒体5）功能有氧呼吸的主要场所动力车间能量转化站有氧呼吸第二、三阶段在线粒体中进行。产生ATP的主要场所稳定化学能→活跃化学能+热能思考：1.原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？很多原核细胞都可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上。(细胞基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。)2.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？因为哺乳动物成熟红细胞内没有有氧呼吸的酶，只能进行无氧呼吸。细胞器—线粒体线粒体只能利用丙酮酸而不能利用糖类。线粒体内膜的蛋白质比例高。5.叶绿体1）分布绿色植物的绿色部分的细胞中。主要分布在叶肉细胞中。中间是绿色叶肉细胞，上下表皮透明，且有气孔。在叶肉细胞中，叶绿体的分布位置与光照有关。躲避强光，趋向弱光。细胞器—叶绿体2）形态(显微结构)球形、椭球形。3）结构(亚显微结构)细胞器—叶绿体4）成分结构成分外膜、内膜类囊体膜基质主要成分是脂质、蛋白质。脂质、蛋白质。含有光反应的酶和光合色素。DNA、RNA、酶、核糖体细胞器—叶绿体5）功能绿色植物光合作用的场所。养料制造车间能量转化站将无机物合成有机物的场所。光能→活跃化学能→稳定化学能思考：原核生物没有叶绿体，能进行光合作用吗？有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶，也可以进行光合作用。如：蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。光反应和暗反应都在叶绿体这种进行。细胞器—叶绿体5）功能①光反应：水光解ATP生成②暗反应：CO2固定C3还原卡尔文循环细胞器——叶绿体：“养料制作车间”和“能量转换站”比较项目线粒体叶绿体分布形态膜的层数增大膜面积方式成分功能呼吸/光合过程产生ATP的用途产生[H]的用途能量转化真核细胞叶肉细胞粒状、短线状球形、椭球形2层(外膜、内膜)2层(外膜、内膜)内膜向内折叠形成嵴。类囊体形成基粒酶、DNA、RNA、核糖体

有氧呼吸的主要场所酶、光合色素、DNA、RNA、核糖体

光合作用的场所有氧呼吸第二、三阶段光反应、暗反应细胞中各项生命活动主要用暗反应中C3的还原主要用于还原氧气主要用于C3的还原稳定化学能→活跃化学能+热能光能→活跃化学能→稳定化学能线粒体与叶绿体的比较6.溶酶体1）分布①真核细胞中。(旧教材)动物细胞中。(新教材)2）形态结构(亚显微结构)单层膜围成的泡状结构。3）成分膜的结构与成分与细胞膜相似，主要由脂质和蛋白质组成。溶酶体内含多种酸性水解酶PH=7.0细胞质基质水解酶不是溶酶体合成的，是粗面内质网中合成，运输到高尔基体，再由高尔基体运输到溶酶体中。细胞器—溶酶体4）功能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌。PH=7.0细胞质基质思考：①少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中，并不会引起细胞的损伤，为什么？细胞质基质中的pH为7.0，在这种环境中溶酶体酶的活性很低。②造成硅肺的原因是什么？肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的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。细胞器—溶酶体思考：③溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?④新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，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？与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时，细胞内的溶酶体破裂，释放其中的水解酶，其中把蛋白质水解成小的短肽。这个过程需要一定的时间细胞器—溶酶体溶酶体细胞器—溶酶体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7.液泡2）形态结构单层膜包围的泡状结构植物细胞亚显微结构1）分布成熟植物组织中含有中央大液泡如：叶肉细胞、表皮细胞根尖成熟区(根毛区)细胞等。细胞器—液泡植物细胞亚显微结构3）成分膜的结构与成分与细胞膜相似，主要由脂质和蛋白质组成。液泡中的液体称为细胞液，细胞液中含有糖类、无机盐、蛋白质、生物碱等。细胞液4）功能调节细胞渗透压，维持细胞内水分平衡，积累和贮存养料及多种代谢产物。细胞器—液泡8.中心体2）形态结构无膜结构。1）分布动物细胞和低等植物细胞中。由相互垂直的两个中心粒及周围物质组成3）成分蛋白质细胞器—中心体4）功能与细胞有丝分裂有关。有丝分裂过程中，由中心体发出星射线形成纺锤体，牵引染色体移动。中心体在间期倍增(复制)。1个中心体(2个中心粒)→2个中心体(4个中心粒)精子形成过程中，中心体发育为精子的尾部。细胞器—中心体细胞器总结细胞器总结第二部分

细胞器—系统的合作近三年（2021-2023）考情分析专题考点命题热度关联考点专题三

细胞的基本结构和物质的运输

细胞器之间的协调配合（3年16次，全国卷3年2次）★★★★★常结合细胞器的功能、物质运输等考查细胞吞噬和细胞自噬（3年1次，全国卷3年0次）★常结合细胞中的物质运输考查生物膜系统（3年9次，全国卷3年0次）★★★常结合生物膜的成分与功能、物质运输等考查01.内共生学说02.03.目录区分动植物细胞细胞器的合作04.生物膜系统重读课本、深度思考01.结合所学知识思考各种细胞器是怎么形成的？02.如何判断不同类型的细胞？03.什么是分泌蛋白？常见的有哪些04.分泌蛋白是如何形成的05.什么是生物膜系统？系统中的各成分有什么联系？06.生物膜有什么功能？07.细胞自噬是什么？1.内容：许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。2.证据：②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能够进行DNA复制、转录和翻译(半自主细胞器)③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质，DNA为环状。④线粒体、叶绿体具有双层膜，内外膜存在明显性质和成分差异。外膜与真核细胞膜相似，内膜与原核细胞膜相似。①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说细胞膜内膜系统内质网高尔基体溶酶体核膜细菌侵入共生线粒体蓝细菌侵入共生叶绿体内折叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说有的生物学家推测，在生物进化过程中，真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜。科学家作出这种推测的依据是什么？(1)某些细胞器的膜结构可以和细胞膜相互转换。(2)这些膜结构的成分非常相似。阐述基本原理，突破长句表达不同类型细胞图像判定动物细胞动物细胞的判断依据：无细胞壁、大液泡、叶绿体，有中心体植物细胞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。典例分析(2020·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

叶表皮细胞的结构易错提醒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(如蓝藻)，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。细胞器——系统的合作①分泌蛋白：合成场所为附着在内质网上的核糖体。②胞内蛋白：合成场所为游离的核糖体。例如，呼吸酶、血红蛋白等。①消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。②T细胞合成并分泌的淋巴因子。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。细胞器——系统的合作在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射

，检测放射性依次出现的部位。3H标记的亮氨酸细胞器——系统的合作拓展蛋白质的合成和转运途径细胞器——系统的合作核糖体内质网高尔基体细胞膜细胞外囊泡囊泡线粒体粗面内质网高尔基体核糖体内质网高尔基体内质网膜高尔基体膜细胞膜内质网膜细胞膜高尔基体膜细胞器——系统的合作细胞器——系统的合作：细胞吞噬与细胞自噬实例二：细胞吞噬与细胞自噬细胞自噬的意义：1.饥饿状态下（如：刚出生或组织缺血时），细胞通过自噬提供营养，维持细胞存活。2.正常情况下，细胞自噬水平较低，主要清除衰老的细胞器和蛋白质。3.受到严重的刺激时，细胞自噬水平提高，及时清除多余或受损的细胞器，维持细胞正常的功能。4.过渡的细胞自噬会引起细胞不正常死亡，从而造成疾病。5.细胞自噬对癌细胞有双重作用(促进和抑制)。①有些自噬作用会损伤DNA造成细胞癌变，细胞自噬可为癌细胞提供营养物质。②有些自噬作用通过清除受损的细胞结构，使细胞功能得以修复，从而抑制细胞癌变。典例分析(2020·贵州贵阳摸底)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员将3H标记的亮氨酸注射入细胞后，测得与分泌蛋白的合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化，其相关结构如图，则下列有关说法不正确的是A.分泌蛋白合成和分泌过程中相关的一些细胞器上出现放射性的顺序依

次是②③④B.在②上合成的呼吸酶可以分泌到细胞外C.在分泌蛋白的合成与分泌过程中④的膜

面积变化不大D.在此图中与分泌蛋白合成和分泌相关的

细胞器共有4种B(2020·湖北襄阳一模)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。下列有关说法正确的是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典例分析C生物膜系统1.定义细胞器膜、细胞膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。①真核生物才具有生物膜系统②原核生物没有生物膜系统，但是具有生物膜(细胞膜)细胞器膜线粒体膜、叶绿体膜内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、液泡膜囊泡膜、吞噬体膜、自噬体膜、类囊体膜......生物膜系统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，大都具有一定的流动性。②在结构上具有一定的连续性a.直接联系核外膜-内质网膜-细胞膜内质网膜-线粒体膜b.间接联系(通过囊泡)内质网膜-高尔基体膜-细胞膜内质网膜-高尔基体膜-溶酶体膜生物膜系统3.生物膜系统在结构和功能上密切联系功能上密切联系胞吐(分泌蛋白的合成与运输)胞吞自噬生物膜系统4.生物膜系统的功能首先，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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。（细胞膜的三大功能）第二，许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。（提供酶的附着位点）第三，细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相千扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。（细胞内部区室化）生物膜系统核膜细胞器膜细胞膜叶绿体膜线粒体膜内质网膜囊泡囊泡高尔基体膜内膜外膜类囊体膜内膜外膜生物膜系统核心概念细胞是物质的有机结合体，细胞的各种结构既分工又合作。结构与功能观结构决定功能，结构与功能相适应结构与功能的统一是适应的表现，也是进化的必然结果生物体的各个结构既独立又协作，共同完成各项生命活动整体结构的功能大于局部结构的功能之和1.线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，内共生学说认为它们分别起源于原始真核细胞内共生的需氧型细菌和光能自养型细菌。以下事实最不可能作为内共生学说证据的是()A.线粒体和叶绿体中都有核糖体 B.线粒体和叶绿体都含有酶C.线粒体和叶绿体都能进行分裂 D.线粒体和叶绿体都含有环状DNAB典例分析2.关于线粒体和叶绿体的内共生起源假说认为：线粒体和叶绿体可能分别起源于在原始真核细胞内共生的好氧细菌和蓝藻，在长期的