第二单元　第7课时　细胞器之间的分工

第7课时细胞器之间的分工课标要求1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。2.活动：观看叶绿体和细胞质流淌。考情分析1.线粒体的结构和功能2023·广东·T42022·江苏·T12022·广东·T82020·北京·T12020·海南·T32.溶酶体的结构和功能2023·山东·T22021·重庆·T43.细胞器的综合考查2023·天津·T10～12考点一细胞器的结构和功能1．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。2．细胞器(1)分别细胞器的方法——差速离心法过程：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。将匀浆放入离心管中，实行渐渐提高离心速率的方法分别不同大小的细胞器。(2)常见细胞器的结构及功能分类名称结构或成分主要功能分布双层膜线粒体①双层膜：a.内膜向内腔折叠形成嵴，增大膜面积；b.在内膜上含有很多种与有氧呼吸有关的酶；②基质：含有很多种与有氧呼吸有关的酶；少量DNA和RNA有氧呼吸的主要场所几乎全部真核细胞叶绿体①双层膜；②基粒：a.类囊体堆叠形成基粒，增大膜面积；b.类囊体薄膜上分布有吸取光能的色素和与光合作用有关的酶；③基质：含有与光合作用有关的酶；少量DNA和RNA光合作用的场所绿色植物能进行光合作用的细胞单层膜内质网单层膜，由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，分为光面内质网和粗面内质网蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道几乎全部真核细胞高尔基体单层膜，扁平囊状结构和大小囊泡①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”；②在植物细胞中与细胞壁的形成有关几乎全部真核细胞液泡液泡膜及其内的细胞液调整细胞内的环境，充盈的液泡可以使细胞保持坚挺主要存在于植物细胞溶酶体单层膜，内含多种水解酶细胞内的“消化车间”，分解年轻、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌主要分布在动物细胞无膜核糖体主要成分是蛋白质和rRNA，分为游离核糖体和附着核糖体是“生产蛋白质的机器”几乎全部细胞中心体由两个相互垂直排列的中心粒及四周物质组成与细胞有丝分裂有关动物和低等植物细胞3．多角度比较各种细胞器4．细胞骨架(1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。(2)作用：维持细胞形态、锚定并支撑着很多细胞器，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亲密相关。推断正误(1)叶绿体是绿色植物全部细胞含有的细胞器(×)提示绿色植物能进行光合作用的细胞才含有叶绿体，根尖细胞没有叶绿体，表皮细胞一般不含叶绿体。(2)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(×)提示大肠杆菌是原核生物，没有内质网。(3)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(×)提示液泡中含有花青素，叶绿体中含有叶绿素。(4)溶酶体能够参与细胞自噬是由于它可以合成大量水解酶(×)提示水解酶是在核糖体上合成的。(5)高尔基体是肽链合成和加工的场所(×)提示肽链合成的场所是核糖体而不是高尔基体。(6)细胞骨架与细胞壁都有支撑作用，组成成分都是纤维素(×)提示细胞中的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径，如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示思考回答下列问题：(1)从图中可以看出，与溶酶体产生直接相关的细胞器是高尔基体，与水解酶合成和加工有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(至少答3种)。(2)已知酶在不同pH下的催化活性不同，争辩表明，少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤，其主要缘由可能是细胞质基质中的pH与溶酶体内的不同，导致酶活性降低或丢失。(3)年轻的线粒体功能渐渐退化，会直接影响有氧呼吸的其次、三阶段。其在自噬溶酶体内被水解后，其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用。由此推想，在环境中养分物质缺乏时，癌细胞仍能存活的缘由可能是癌细胞中自噬作用强，可获得更多的能量和物质。(4)据图分析，与溶酶体相比，自噬体在结构上的主要特征是具有双层膜。溶酶体能分解年轻、损伤的细胞器，溶酶体膜不被分解的缘由可能是什么？提示溶酶体膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用。(5)新屠宰的家畜家禽，假如马上把肉做熟了吃，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？请利用所同学物学学问解释其缘由。提示可能与肌细胞内溶酶体的作用有关。细胞死亡后，溶酶体膜裂开，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，这个过程需要肯定的时间。考向一细胞器的结构和功能(2023·天津，10～12)在细胞中，细胞器结构、功能的稳定对于维持细胞的稳定格外重要。真核生物细胞中的核糖体分为两部分，在结构上与原核生物核糖体相差较大。真核细胞中的线粒体、叶绿体内含有基因，并可以在其中表达，因此线粒体、叶绿体同样含有核糖体，这类核糖体与原核生物核糖体较为相像。植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体。内质网和高尔基体在细胞分裂前期会裂开成较小结构，当细胞分裂完成后，重新组装。经合成加工后，高尔基体会释放含有溶酶体水解酶的囊泡，与前溶酶体融合，产生最适合溶酶体水解酶的酸性环境，构成溶酶体。溶酶体对于清除细胞内年轻、损伤的细胞器至关重要。1．某种抗生素对细菌核糖体有损伤作用，大量摄入会危害人体，其最有可能危害人类细胞哪个细胞器？()A．线粒体 B．内质网C．细胞质核糖体 D．中心体答案A解析据题意可知，线粒体、叶绿体中的核糖体与原核生物核糖体较为相像，因此推想抗生素最有可能危害人类细胞线粒体中的核糖体，A符合题意。2．下列说法或推断，正确的是()A．叶绿体基质只能合成有机物，线粒体基质只能分解有机物B．细胞分裂中期可以观看到线粒体与高尔基体C．叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则D．植物细胞叶绿体均由前质体产生答案C解析叶绿体基质可分解ATP，合成糖类、蛋白质、DNA、RNA等有机物；线粒体基质可分解丙酮酸，可以合成蛋白质、DNA、RNA等有机物，所以叶绿体基质和线粒体基质能合成有机物和分解有机物，A错误；植物细胞前质体可在光照诱导下变为叶绿体，但不能说明植物细胞叶绿体均由前质体产生，D错误。3．下列说法或推断，错误的是()A．经游离核糖体合成后，溶酶体水解酶囊泡进入前溶酶体，形成溶酶体B．溶酶体分解年轻、损伤的细胞器的产物，可以被再次利用C．若溶酶体功能特别，细胞内可能积累特别线粒体D．溶酶体水解酶进入细胞质基质后活性降低答案A解析高尔基体释放含有溶酶体水解酶的囊泡，与前溶酶体融合，产生最适合溶酶体水解酶的酸性环境，构成溶酶体，不是囊泡进入前溶酶体，A错误；溶酶体含有大量的水解酶，分解的年轻、损伤的细胞器的产物，可以被再次利用或者排出体外，B正确；溶酶体水解酶适合酸性环境，进入细胞质基质后，pH不适宜，活性降低，D正确。考点二观看叶绿体和细胞质的流淌1．试验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需要染色，制片后直接观看。(2)活细胞中的细胞质处于不断流淌的状态。观看时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。2．选材及缘由试验观看叶绿体观看细胞质的流淌选材藓类叶菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮新颖的黑藻缘由叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体较大，无需加工即可制片观看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，易观看3.试验步骤(1)观看叶绿体(2)观看细胞质的流淌4．试验结论：叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流淌，自身也可转动。推断正误(1)常用藓类叶作为观看叶绿体的材料，是由于叶片薄、叶绿体多(×)提示观看叶绿体时，常用藓类叶片的缘由：藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，细胞中叶绿体数量较少、体积较大，可以直接用来制作临时装片。(2)在高倍镜下可以观看到叶绿体基质中由类囊体堆叠形成的基粒(×)提示高倍显微镜下可以观看到叶绿体的形态和分布，观看叶绿体基质中由类囊体堆叠形成的基粒需要借助电子显微镜。(3)显微镜的光线调整相对暗淡，更易观看细胞质的流淌(√)(4)黑藻叶绿体的分布不随光照强度和方向的转变而转变(×)提示叶绿体在光照强的时候，以较小的面朝向光源，避开被灼伤，光线弱时以较大的面朝向光源，便于吸取较多的光，有利于光合作用，故黑藻叶绿体的分布随光照强度和方向的转变而转变。某试验小组选用菠菜、黑藻为试验材料，观看叶绿体的形态和分布，以及细胞质的流淌，请思考下列问题：(1)选菠菜叶作为观看叶绿体的材料，为什么要撕取稍带些叶肉的下表皮？提示叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮处无叶绿体，接近下表皮处为海绵组织，细胞排列疏松，易撕取，且叶绿体数量相对较少。(2)观看叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的缘由是什么？提示保持有水状态可以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则细胞失水皱缩，将影响对叶绿体形态的观看。(3)选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为试验材料观看细胞质流淌的缘由：幼嫩叶片中存在叶绿体，便于观看细胞质流淌，幼根中细胞质流淌没有明显的参照物，不便于观看。(4)假如将黑藻小叶的装片放在80℃条件下处理一段时间(装片中的小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清楚地观看到细胞结构后，发觉A处(如图1)呈绿色，可能的缘由是高温下细胞膜、叶绿体膜等膜结构失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处。(5)如图2是光学显微镜下观看的黑藻叶片细胞，清楚可见叶绿体主要分布在细胞的周边(填“中心”或“周边”)，其缘由是细胞中心有大液泡，将叶绿体推挤到细胞周边。考向二观看叶绿体和细胞质的流淌4．(2020·山东，3改编)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学试验材料。下列说法错误的是()A．在高倍光学显微镜下，观看不到黑藻叶绿体的双层膜结构B．观看植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C．质壁分别过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水力量减小D．适当浓度蔗糖溶液处理新颖黑藻叶片临时装片，可先后观看到细胞质流淌与质壁分别现象答案C解析质壁分别过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水力量增加，C错误。5．(2023·江苏，15改编)下列中学试验需要使用显微镜观看，相关叙述正确的是()A．观看细胞中脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色B．观看酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清楚可见C．观看细胞质流淌时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动D．观看植物细胞质壁分别时，在低倍镜下无法观看到质壁分别现象答案A解析观看细胞中脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，可借助显微镜观看到，A正确；观看酵母菌时，细胞核、液泡清楚可见，但核糖体观看不到，B错误；观看细胞质流淌时，黑藻叶肉细胞呈长条形或不规章形，在显微镜下可观看到叶绿体围绕大液泡运动，C错误；观看植物细胞质壁分别时，就是在低倍显微镜下观看到的，不仅能看到质壁分别现象，也能看到质壁分别复原现象，D错误。1．(必修1P48)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。2．(必修1P48)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1P49)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。4．(必修1P49)中心体分布在动物与低等植物细胞中，由两个相互垂直排列的中心粒及四周物质组成，与细胞的有丝分裂有关。5．(必修1P49)溶酶体内部含有多种水解酶，能分解年轻、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。6．如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图，图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有分解年轻、损伤的细胞器的功能。7．(2020·全国Ⅱ·30节选)为了争辩细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机裂开细胞，再用差速离心法分别细胞器。该试验所用溶液B应满足的条件是pH应与细胞质基质的相同；渗透压应与细胞内的相同(答出2点即可)。8．细胞内囊泡的运输与细胞骨架直接相关，该结构的成分是蛋白质纤维，细胞骨架还参与的生理过程有细胞的运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等。9．如图表示某细胞中蛋白质1和蛋白质2(这两种蛋白质是维持线粒体功能所必需的)的合成途径，①～⑤表示生理过程，Ⅰ表示核膜，Ⅱ是线粒体DNA。有学者认为线粒体属于半自主性细胞器，据图分析，其依据是线粒体可以合成自身正常生理活动所需的部分蛋白质。课时精练1.(2022·广东，8)将正常线粒体各部分分别，结果见图。含有线粒体DNA的是()A．① B．②C．③ D．④答案C解析线粒体DNA分布于线粒体基质，故将正常线粒体各部分分别后，线粒体DNA应当位于③线粒体基质中，C正确。2．(2023·广东，4)下列叙述中，能支持将线粒体用于生物进化争辩的是()A．线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律B．线粒体DNA复制时可能发生突变C．线粒体存在于各地质年月生物细胞中D．线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖答案B解析孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传，线粒体基因属于质基因，其遗传不遵循孟德尔定律，A不符合题意；线粒体DNA复制时可能发生突变，为生物进化供应原材料，B符合题意；地球上最早的生物是细菌，属于原核生物，没有线粒体，C不符合题意；有丝分裂是真核细胞的分裂方式，线粒体不能通过有丝分裂的方式增殖，D不符合题意。3．(2021·重庆，4)人体细胞溶酶体内较高的H＋浓度(pH为5.0左右)保证了溶酶体的正常功能。下列叙述正确的是()A．溶酶体可合成自身所需的蛋白B．溶酶体酶泄露到细胞质基质后活性不变C．细胞不能利用被溶酶体分解后产生的物质D．溶酶体内pH的维持需要膜蛋白帮忙答案D解析溶酶体内部含多种水解酶，水解酶的化学本质是蛋白质，故水解酶是在核糖体上合成的，A错误；溶酶体内的水解酶在pH为5左右时活性最高，但溶酶体四周的细胞质基质的pH为中性，当溶酶体酶泄露到细胞质基质后，pH上升，酶活性会降低，B错误；被溶酶体分解后的产物，有用的留在细胞内，无用的排出细胞外，C错误；溶酶体内pH的维持依靠H＋的浓度，而H＋浓度的维持依靠主动运输，需要膜蛋白帮忙，D正确。4．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供应能量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线粒体供应能量，d液泡相关的渗透失水和吸水不需要线粒体供应能量，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，b核糖体不具有膜结构，D错误。5．(2024·重庆渝北中学高三月考)生命活动的基本单位是细胞。下列有关细胞结构的叙述，正确的是()A．哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，属于原核细胞B．用差速离心法分别细胞器时，密度越高、质量越大的组分越简洁沉淀C．洋葱根尖细胞中的中心体由两个相互垂直排列的中心粒及四周物质组成D．细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，能维持细胞的正常形态答案B解析哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，但属于真核细胞，A错误；中心体主要分布在动物细胞和低等植物细胞中，洋葱属于高等植物，其细胞中没有中心体，C错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的正常形态，D错误。6．如图是阳生植物蒲公英某细胞器的电镜照片，下列相关叙述正确的是()A．结构①有两层生物膜，内膜面积比外膜面积大B．结构②上分布着吸取、传递、转换光能的光敏色素C．结构③中含有核糖体，能翻译出与光合作用有关的酶D．适当遮阴后，结构②的数量和膜面积急剧削减答案C解析结构①有两层生物膜，但叶绿体的内外膜面积几乎相等，A错误；结构②是由类囊体薄膜堆叠构成的基粒，类囊体薄膜上分布着吸取、传递、转换光能的光合色素；而光敏色素分布于植物的各个器官中，是植物体自身合成的一种调整生长发育的蛋白质，B错误；叶绿体是半自主性细胞器，其结构③叶绿体基质中含有核糖体(是蛋白质合成的场所)，能翻译出与光合作用有关的酶，C正确；适当遮荫后，光照强度减弱，为适应这一变化，结构②基粒的数量和膜面积均会有所增加，D错误。7．(2022·重庆，1)以蚕豆根尖为试验材料，在光学显微镜下不能观看到的是()A．中心体 B．染色体C．细胞核 D．细胞壁答案A解析中心体在光学显微镜下无法观看，需要借助电子显微镜观看，且蚕豆是高等植物，其根尖细胞中无中心体，A符合题意；用光学显微镜观看染色体时，利用碱性染料着色，便能够进行观看，B不符合题意；细胞核体积较大，在光学显微镜下很简洁找到，C不符合题意；细胞壁位于细胞的最外面，具有爱护、支持细胞的功能，在光学显微镜下很简洁找到，D不符合题意。8．细胞器是细胞质中具有特定形态和功能的结构。下列有关叙述正确的是()A．叶绿体是全部光合自养型生物进行光合作用的场所B．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，其膜上附着多种酶C．中心粒由两个相互垂直的中心体构成，与细胞的有丝分裂有关D．溶酶体内合成并储存了大量的酸性水解酶，参与细胞的吞噬作用和自噬作用答案B解析叶绿体是全部绿色植物进行光合作用的场所，有些光合自养型生物如蓝细菌能进行光合作用但没有叶绿体，A错误；中心体是由两个相互垂直排列的中心粒及四周物质组成的，C错误；水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所在核糖体，D错误。9．细胞的结构与功能是相适应的，下列相关叙述错误的是()A．肾上腺皮质细胞中富含内质网，有利于醛固酮的合成B．骨骼肌细胞中富含线粒体，有利于供应更多的能量C．胰岛B细胞中富含高尔基体，有利于胰岛素的合成和分泌D．巨噬细胞中富含溶酶体，有利于消化摄入的病毒或细菌答案C解析胰岛素的合成场所是核糖体，C错误。10．下列关于“用高倍显微镜观看叶绿体和细胞质的流淌”的试验的说法，不正确的是()A．观看叶绿体的流淌需要染色B．在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球或球形的叶绿体C．藓类叶片可直接制成临时装片从而观看叶绿体D．细胞质的流淌有利于物质运输、能量交换和信息传递答案A解析叶绿体本身呈绿色，不需要染色，制片后直接观看，A错误。11．(2024·三明高三期中)内质网中生命活动发生特别会引发内质网的爱护机制——内质网应激。最典型的就是未折叠蛋白反应：未折叠蛋白聚集在内质网，诱导细胞削减蛋白质的合成；同时激活自噬信号通路形成自噬小体包裹受损内质网，运送至溶酶体进行降解，这一过程被称为内质网自噬。下列说法错误的是()A．内质网是合成、加工和运输蛋白质等大分子物质的膜性管道系统B．发生内质网自噬时，内质网蛋白质向高尔基体转入削减C．溶酶体酶的形成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关D．该过程利用了膜的流淌性，但不涉及信息沟通答案D解析由题干信息“同时激活自噬信号通路形成自噬小体包裹受损内质网，运送至溶酶体进行降解”可知，该过程涉及了信息沟通，D错误。12．酵母菌API蛋白是一种进入液泡后才能成熟的蛋白质，其进入液泡有两种途径。途径甲是在饥饿条件下，形成较大的双层膜包被的自噬小泡，自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡；途径乙是在养分充分条件下，形成体积较小的Cvt小泡，该小泡仅特异性地携带API与液泡膜融合。下列叙述错误的是()A．自噬小泡的内膜与液泡膜融合后，API进入液泡B．年轻的线粒体可通过类似途径甲的过程进入液泡C．自噬小泡和Cvt小泡的移动过程与细胞骨架有关D．酵母菌的液泡与动物细胞的溶酶体结构和功能相像答案A解析自噬小泡携带着API蛋白及部分其他物质与液泡膜融合，以单层膜泡进入液泡，自噬小泡的外膜与液泡膜融合后，API进入液泡，A错误。13．黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学试验材料。下列说法正确的是()A．黑藻细胞叶绿体较大，用高倍光学显微镜可观看到叶绿体的双层膜结构B．黑藻细胞分