新高考生物一轮复习讲练课件：第5讲　细胞器与生物膜系统（含解析）

第5讲细胞器与生物膜系统高考生物一轮复习素养目标一、细胞器的结构和功能1.细胞器的分离方法:

法,将细胞膜破坏后,利用高速离心机,在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。

2.“八种”常见细胞器的结构及功能差速离心

(1)①

:细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的

,吞噬并杀死侵入细胞的

。

(2)②

:与细胞的有丝分裂有关。

(3)③

:是“生产蛋白质的机器”,

细胞中唯一的细胞器。

(4)④

:主要是对来自内质网的蛋白质进行

的“车间”及“发送站”。

(5)⑤内质网:细胞内蛋白质等大分子物质的

、

场所和运输通道。

溶酶体

细胞器

病毒或细菌

中心体

核糖体

原核

高尔基体

加工、分类和包装

合成

加工

(6)⑥

:细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。(7)⑦

:能进行光合作用的植物细胞所特有,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。

(8)⑧

:内有细胞液,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可使植物细胞保持坚挺。

线粒体

叶绿体

液泡

3.细胞骨架(1)成分与结构:由

纤维组成的网架结构。

(2)功能:维持细胞的

,锚定并支撑

,与细胞

、

、分化,以及

、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。

蛋白质

形态

细胞器

运动

分裂

物质运输

旁栏边角1.(必修1,第53页,“概念检测4”改编)心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的线粒体,原因是

。

2.(必修1,第53页,拓展应用)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜的可能原因是①

;

②

。

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提示

溶酶体膜的成分经过修饰,不被这些水解酶识别

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且不断地运动着,分解它们的酶难以起作用易错辨析基于对细胞器的结构和功能的理解,判断下列表述是否正确。(1)差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率来分离不同大小颗粒的方法。(

)(2)细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面,可以控制物质进出细胞。(

)(3)植物细胞都含有叶绿体,动物细胞都含有线粒体。(

)(4)液泡中含有糖类、无机盐和色素,但不含蛋白质。(

)(5)溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。(

)(6)中心体和核糖体不含有脂质,都只存在于真核细胞中。(

)√×××××二、细胞器之间的协调配合及生物膜系统1.分泌蛋白的合成和运输(1)研究方法:

法。

(2)过程同位素标记

核糖体

内质网

高尔基体

细胞膜

流程图解读:①

(真核细胞):基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质。

②

:通过翻译将氨基酸合成多肽。

③

:对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等),形成较成熟的蛋白质,再以囊泡的形式运送至高尔基体。

④

:将较成熟蛋白质加工为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到细胞膜。

⑤

:通过胞吐作用,将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。

⑥

:提供能量。

细胞核

核糖体

内质网

高尔基体

细胞膜

线粒体

2.细胞的生物膜系统(1)组成:

、细胞器膜和

等结构,共同构成细胞的生物膜系统。

(2)功能①细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境:在细胞与外部环境进行物质运输、

和

过程中起着决定性作用。

②为多种酶提供了

。

③把各种

分隔开,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰,保证细胞生命活动高效、有序地进行。

细胞膜

核膜

能量转化

信息传递

附着位点

细胞器

旁栏边角1.(必修1,第51页,科学方法)同位素标记法是指用

来标记化学反应中

。同位素标记可用于示踪物质的

。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚

。

2.(必修1,第52页,图3-8改编)分泌蛋白的合成和运输过程中,内质网形成的囊泡可以与高尔基体融合,高尔基体形成的囊泡可以与细胞膜融合,囊泡与膜的融合过程体现了细胞膜的

。

3.(必修1,第53页,“与社会的联系”改编)当肾功能发生障碍时,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

性。

物理性质特殊的同位素

原子的去向

运动和变化规律

化学反应的详细过程

流动性

选择透过

易错辨析基于对生物膜系统的理解,判断下列表述是否正确。(1)消化酶、抗体、血浆蛋白和性激素等分泌蛋白通过囊泡运输到细胞外。(

)(2)肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。(

)(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。(

)(4)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。(

)(5)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新。(

)××××√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)叶绿体呈绿色、扁平的

或球形,可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。

(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态,可用细胞质中

的运动作为细胞质流动的标志。

椭球形

叶绿体

2.实验步骤(1)观察叶绿体清水

形态和分布

(2)观察细胞质流动

旁栏边角(必修1,第50页,“探究·实践”改编)观察叶绿体的实验中选择藓类或黑藻叶片比较合适,原因是

。

提示

藓类或黑藻叶肉细胞内的叶绿体数目较少、体积较大,且叶片薄,只有一层细胞,可直接在显微镜下观察考点一细胞器的结构与功能新教材新高考(1)教材新增:差速离心法的原理和过程;内质网的功能和种类(2)教材改动:溶酶体主要分布在动物细胞中依据具体的生命活动过程,考查细胞器结构与功能的相关性,突出对科学思维和生命观念的考查考向探究考向1细胞器的结构与功能1.(2022天津红桥模拟)生物学家提出了“线粒体是起源于好氧细菌”的假说。该假说认为,在进化过程中,原始真核细胞吞噬了某种好氧细菌形成共生关系,最终被吞噬的好氧细菌演化成线粒体。下列多个事实中无法支持该假说的是(

)A.哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供,而线粒体DNA则主要来自雌性亲本B.线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似,而内膜则同现存细菌的细胞膜相似C.高等植物细胞的核DNA与蛋白质结合呈线状,而线粒体DNA裸露且主要呈环状D.真核细胞中有功能不同的多种细胞器,而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体答案

A

解析

哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供,而线粒体DNA则主要来自雌性亲本,这与题干假说无关,不支持题干假说,A项错误;线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似,而内膜则同现存细菌的细胞膜相似,这支持题干假说,B项正确;高等植物细胞的核DNA与蛋白质结合呈线状,而线粒体DNA裸露且主要呈环状,这与细菌拟核DNA相同,因此支持题干假说,C项正确;真核细胞中有功能不同的多种细胞器,而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体,这支持题干假说,D项正确。2.(2022天津)铅可导致神经元线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张,影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪种生理过程?(

)A.无氧呼吸释放少量能量B.神经元间的兴奋传递C.分泌蛋白合成和加工D.[H]与O2结合生成水答案

A

解析

根据题意可知,铅影响线粒体的结构,影响ATP的产生,B、C两项都需要线粒体直接提供能量,且神经递质的形成及分泌与高尔基体有关,分泌蛋白合成和加工的场所是内质网,[H]与O2结合生成水的场所是线粒体内膜,故B、C、D

3项不符合题意;无氧呼吸释放能量的场所是细胞质基质,不涉及线粒体、内质网和高尔基体,A项符合题意。考向2细胞的亚显微结构模式图3.(2022八省联考江苏卷)下图为动物细胞和植物细胞的结构示意图,下列叙述错误的是(

)A.动物细胞的②外面没有①的结构,植物细胞必须有①才能存活B.动物细胞④⑤中可合成ATP,植物细胞内④⑤⑥中都可合成ATPC.动物细胞合成蛋白质的场所有③④⑤,植物细胞的⑥内也能合成蛋白质D.植物细胞②外面有①,细胞分裂末期细胞质分裂的方式与动物细胞不同答案

A

解析

动物细胞的②细胞膜外面没有①细胞壁的结构,但细胞壁不是植物细胞的活性物质,去除细胞壁以后的原生质体仍能存活,A项错误;动物细胞④线粒体和⑤细胞质基质中可合成ATP,植物细胞内④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都可合成ATP,B项正确;细胞合成蛋白质的场所是核糖体,③内质网上有核糖体,④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都含有核糖体,都能合成蛋白质,C项正确;植物细胞②细胞膜外面有①细胞壁,细胞分裂末期通过形成细胞板将细胞质一分为二,而动物细胞则是细胞膜凹陷缢裂将细胞质分裂,D项正确。考向3用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动4.(2022浙江1月选考)在进行“观察叶绿体”的活动中,先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养,然后进行观察。下列叙述正确的是(

)A.制作临时装片时,实验材料不需要染色B.黑藻是一种单细胞藻类,制作临时装片时不需切片C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量,便于观察D.在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成答案

A

解析

叶绿体呈现绿色,用显微镜可以直接观察到,因此制作临时装片时,实验材料不需要染色,A项正确;黑藻是一种多细胞藻类,其叶片由单层细胞组成,可以直接将其叶片制作成临时装片,B项错误;先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养,有利于叶绿体进行光合作用,保持细胞的活性,更有利于观察叶绿体的形态,C项错误;叶绿体中的基粒和类囊体,属于亚显微结构,只有在电子显微镜下才能观察到,光学显微镜下观察不到,D项错误。方法突破1.多角度比较各种细胞器特别提醒(1)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(如抗体等);游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。(2)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;光面内质网与脂质(如某些激素)的合成有关。(3)动物细胞内的高尔基体与细胞的分泌功能有关,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。(4)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。(5)高尔基体与溶酶体的形成有关。2.不同类型细胞图像的识别方法(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断(2)真、原核细胞及动、植物细胞的判断

3.实验成功的两个关键点(1)实验材料的选择实验观察叶绿体观察细胞质流动选材藓类叶片菠菜叶稍带些叶肉的下表皮黑藻叶片原因叶片仅有一层叶肉细胞附带的叶肉细胞含有的叶绿体数目少且体积大叶片薄,细胞质流动较快(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态,否则细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。同时可以使细胞具有较高的代谢强度,从而可以观察到明显的细胞质流动。考点二细胞器之间的协调配合和生物膜系统新教材新高考(1)教材新增:同位素标记法的定义和原理(2)教材改动:分泌蛋白的形成过程依据具体的生命活动过程,考查生物膜、细胞器结构与功能的相关性,突出对科学思维和生命观念的考查考向探究考向1分泌蛋白的合成和运输过程1.(2022山东泰安二模)如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是囊泡,用于蛋白质在甲与乙之间的运输。下列说法错误的是(

)A.甲与乙分别表示内质网和高尔基体,囊泡形成和融合体现了生物膜的流动性B.COPⅡ运送的错误蛋白质可以通过COPⅠ回收,依赖于膜上蛋白质之间的特异性识别C.溶酶体中的水解酶及分泌蛋白都是在甲和乙中合成,分别在细胞内和细胞外起作用D.B淋巴细胞受到细菌病原体刺激,增殖分化产生抗体,以胞吐的方式排出答案

C

解析

内质网膜可以形成囊泡膜,囊泡运输蛋白质到高尔基体,甲是内质网,乙是高尔基体,囊泡膜与高尔基体膜相融合,体现了生物膜的结构特点——具有一定的流动性,A项正确;如图所示,COPⅡ运送的错误蛋白质可以通过COPⅠ回收,这需要错误蛋白质通过与COPⅠ上特异性受体相识别,错误蛋白质才能进入COPⅠ内,B项正确;不管是溶酶体中的水解酶还是分泌蛋白,都是在核糖体中合成的,C项错误;B淋巴细胞增殖分化成浆细胞,浆细胞产生抗体,抗体是大分子蛋白质,通过胞吐分泌出细胞,D项正确。2.(2020山东)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(

)A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累D.M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内答案

D

解析

进入高尔基体的蛋白质并非都被S酶作用而带上M6P标志,说明S酶与相应蛋白质之间发生了特异性识别,体现了S酶的专一性,A项正确;在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成,B项正确;溶酶体内含有大量的水解酶,可以分解衰老和损伤的细胞器,也能吞噬侵入细胞的细菌和病毒,由题意可知,S酶功能丧失的细胞不能产生溶酶体酶,故衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C项正确;由题意可知,M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质不会转化为溶酶体酶,经囊泡运往细胞膜,D项错误。考题点睛

考向2生物膜系统的组成、结构和功能3.(2022山东济南针对性训练)研究发现,COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一。内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质。内质网驻留蛋白的羧基端有一段特殊的信号肽,若内质网驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运膜泡,会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合,将整个蛋白质通过COPⅠ转运膜泡送回内质网。下列叙述错误的是(

)A.内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系B.如果内质网驻留蛋白上缺乏信号肽,该蛋白质可能被分泌到细胞外C.信号肽与信号肽受体识别与结合的过程说明细胞间存在信息交流D.内质网驻留蛋白的合成和转运不需要高尔基体的加工答案

C

解析

由题可知,COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一,内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系,A项正确;如果内质网驻留蛋白意外从内质网逃逸到高尔基体,若缺乏信号肽,高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就不能识别该蛋白质,不会将其送回内质网,该蛋白质可能被分泌到细胞外,B项正确;信号肽与信号肽受体识别与结合的过程发生在细胞内,不能说明细胞间存在信息交流,C项错误;内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后,留在内质网中的蛋白质,不需要高尔基体加工,D项正确。方法突破1.生物膜系统在成分和结构上的联系(1)在成分上的联系①各种生物膜组成成分基本相似,均主要由脂质、蛋白质等组成,体现了生物膜系统的统一性。②每种成分所占的比例不同,体现了生物膜系统的差异性。(2)在结构上的联系①各种生物膜在结构上大体相同,都由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子镶嵌在其中,磷脂分子和大多数蛋白质分子都具有一定的流动性。②在结构上具有一定的连续性2.分泌蛋白合成和运输的实验分析(1)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。(2)实验结果放射性最先出现在核糖体中,然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。(3)分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图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,细胞膜面积相对增大。3.多角度理解生物膜系统结构和功能的统一性

知识总结细胞结构与功能的适应

细胞自噬知识必备1.细胞饥饿时,可通过自噬来降解、清除自身受损的细胞器和蛋白质,满足自身对能量和物质的需求。细胞自噬还能消灭侵入细胞内的细菌或病毒。2.溶酶体: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病菌。3.蛋白质的合成场所是核糖体。专项突破典例.(2022福建福州模拟)研究显示,细胞饥饿时,可通过自噬来降解、清除自身受损的细胞器和蛋白质,满足自身对能量和物质的需求。细胞自噬还能消灭侵入细胞内的细菌或病毒。下列有关细胞自噬过程的叙述或推断,错误的是(

)A.侵入的细菌或病毒可通过囊泡运输并与溶酶体融合B.降解受损蛋白质的酶由核糖体合成C.溶酶体不能合成自身代谢所需的直接能源物质D.从根本上讲,细胞能通过自噬对细胞内物质进行循环利用是由饥饿决定的解题指引

信息指引条件一降解受损蛋白质的酶条件二自身代谢所需的直接能源物质素养指引生命观念①溶酶体:内含有多种水解酶,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②能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体突破指引误区:忽视“从根本上讲”强调的是根本原因切记:蛋白质的合成场所是核糖体答案

D

解析

入侵的细菌和病毒需通过囊泡运输并与溶酶体融合,才能被分解,A项正确;降解受损蛋白质的酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合