资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第5讲 细胞器与生物膜系统[课程导学]内容要求 1.2.2.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。1.2.4.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。与旧教材对比 增:①差速离心法的原理和过程;②内质网种类;③同位素标记法的定义和应用。删:①细胞质基质的组成和意义;②用高倍显微镜观察线粒体。改:实验改为用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。强化:细胞骨架小字改为宋体。考点一 主要细胞器的结构和功能1.细胞质的组成:包括细胞质基质和细胞器,前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件,影响细胞的形状、分裂、运动及物质的转运等。2.细胞器的分离方法:差速离心法。[提醒] 差速离心法≠密度梯度离心法。3.细胞器的结构和功能4.细胞骨架[提醒] 亚显微结构是指在电子显微镜下看到的结构——凡细胞中显示出线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体薄膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属于亚显微结构。(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)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA,小麦细胞的有丝分裂与中心体有关。( )(4)叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。( )(5)人体细胞线粒体内膜的蛋白质和脂质的比值大于外膜。( )(6)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同。( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×1.(必修1 P47科学方法)根据你对细胞器大小和结构的认识,在细胞膜被破坏后,将细胞匀浆放入离心管中,逐渐提高离心速率,判断线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序。_______________________________________________________________。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1 P50图3-7)细胞骨架存在于真核细胞中,其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________。是由______________组成的网架结构。提示:维持细胞形态,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 蛋白质纤维3.(必修1 P53拓展应用)溶酶体内含有多种水解酶,溶酶体膜不会被这些水解酶分解的原因是________________________________________________。提示: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(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:无以核膜包被的细胞核,只含有核糖体一种细胞器。突破1 细胞的结构和功能相适应核心素养 生命观念1.(2022·湖北十堰模拟)生物界细胞的形态、结构和功能是多样的,但其结构与功能总是相适应的,下列观点正确的是( )A.小肠绒毛细胞形成很多微绒毛,其膜表面积与体积的比值增大有利于物质交换的高效性B.核糖体是“生产蛋白质的机器”,只在真核细胞中存在C.有些重要的细胞器具有双层膜,如线粒体、细胞核、叶绿体等D.癌细胞分裂异常旺盛,故其游离的核糖体较少解析:选A。小肠绒毛细胞形成很多微绒毛,有利于增大相对表面积,从而提高物质交换效率,A正确;核糖体是合成蛋白质的场所,是真核细胞和原核细胞共有的细胞器,B错误;细胞核是细胞结构,不属于细胞器,C错误;癌变的细胞分裂异常旺盛,需要合成大量蛋白质,故其游离的核糖体较多,D错误。2.(2022·辽宁大连期末)“结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一,下列有关叙述错误的是( )A.叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积,有利于提高光合作用的速率B.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,有利于细胞生命活动的高效进行C.根尖成熟区的细胞具有中央大液泡,有利于根吸收水分D.线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白和磷脂的种类和数量有关解析:选D。线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白的种类和数量有关,D错误。特殊细胞中的细胞器(1)哺乳动物成熟的红细胞——没有细胞核和各种细胞器。(2)蛔虫的体细胞——没有线粒体,只能进行无氧呼吸。(3)根尖分生区细胞——没有叶绿体、大液泡。(4)植物表皮细胞——无叶绿体。(5)具有分裂能力的细胞(包括癌细胞)——核糖体的数量较多。(6)分泌腺细胞——高尔基体的数量较多。(7)原核细胞——只有核糖体一种细胞器。(8)成熟植物细胞——有大液泡。 突破2 图示法分析细胞的结构核心素养 科学思维3.(不定项)用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如下图所示。以下有关说法正确的是( )A.细胞器甲是线粒体,其能完成的生理过程一定不存在葡萄糖的氧化分解B.细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,一定与分泌蛋白的合成和加工有关C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,该细胞器不一定只存在于动物细胞中D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙解析:选AC。由于该细胞为动物细胞,且细胞器甲有蛋白质和脂质,说明细胞器甲有膜结构,又因其含有少量核酸,则细胞器甲为线粒体,其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解,葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,A正确。细胞器乙只含有蛋白质和脂质,应具有膜结构,可能是高尔基体、内质网、溶酶体,而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关,B错误。发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有丙——核糖体;蛋白质的合成在核糖体上进行,该过程产生水,C正确,D错误。4.(不定项)下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。请据图判断,下列说法正确的是( )A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨B.可以判断Ⅲ为低等植物,因为它同时具有①和⑥C.Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ类中都有生物可进行光合作用合成有机物D.Ⅴ生物既可营寄生生活,也可以独立生存解析:选ABC。原核生物和真核生物共同具有的无膜细胞器是核糖体,A项正确;图中①⑥分别是中心体和叶绿体,只有在低等植物细胞中会出现两者共存的现象,B项正确;由于Ⅱ和Ⅲ中都具有叶绿体,所以能够进行光合作用,而Ⅳ中的蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素,也可以进行光合作用,C项正确;病毒类生物只能营寄生生活,不能独立生存,D项错误。[事实概述类]1.[2020·全国Ⅱ,T30(1)]为了研究细胞器的功能,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验所用溶液B应满足的条件是_______________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。答案:pH应与细胞质基质的相同;渗透压应与细胞内的相同2.叶绿体的结构与其功能相适应的特点是________________________________________________________________________________________。答案:叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成,有巨大的膜面积;叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素;叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶3.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能的区别是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:细胞质基质含有多种成分,为生命活动提供了重要的代谢反应场所及所需的物质和一定的环境条件;线粒体基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶,是进行有氧呼吸第二阶段的场所;叶绿体基质含有与暗反应有关的酶,是植物进行光合作用暗反应阶段的场所4.液泡和叶绿体都含有色素,二者功能不相同,其不同点是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:液泡中的色素主要是花青素,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[原因分析类]5.心肌细胞与腹肌细胞相比,线粒体的数量较多,推测其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:心肌细胞不停地收缩、舒张,耗能多,需要较多的线粒体提供能量6.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:_________________________________________________________________________________________________________。答案:溶酶体。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7.在电子显微镜下观察,可看到叶绿体内部有一些颗粒,它们被看作是叶绿体的脂质仓库,其体积随叶绿体的生长而逐渐变小,推测可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:颗粒中的脂质参与合成叶绿体中的膜结构(或颗粒中的脂质参与叶绿体中类囊体膜的合成)8.研究表明,若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明在肝癌发展期,细胞自噬会______________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生,结合图中自噬过程,推测其原因可能是_____________________________________________________________________________________________________________________。答案:促进 癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料,以满足其持续增殖和生长的需要考点二 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统1.细胞的生物膜系统中各生物膜的联系[提醒] 溶酶体内的水解酶由核糖体合成、由高尔基体形成小泡运入,溶酶体执行功能时伴随其他膜组分的更新。溶酶体正常生理状态下对自身机体的细胞结构有分解作用。2.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―→内质网高尔基体细胞膜(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。3.生物膜系统(1)生物膜系统的组成及特点[提醒] 原核生物不具有生物膜系统,该系统只包括组成细胞的膜,不包括小肠黏膜、脑膜等。(2)生物膜系统的功能[提醒] “其他膜”包括类囊体膜、囊泡膜等。(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。( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√1.(必修1 P52正文信息)在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而______________在其中起着重要的交通枢纽作用。提示:高尔基体2.(必修1 P53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______________性。提示:选择透过3.(必修1 P53图3-9)(1)图中内质网膜内连核膜,外连细胞膜,内质网可能具有什么功能?_______________________________________________________________。(2)内质网是由单层膜围成的膜性管道系统,据此推测内质网的化学组成包括哪些成分。_______________________________________________________________。提示:(1)细胞内物质运输的通道(2)脂质和蛋白质突破1 细胞器之间的协调配合核心素养 科学思维1.蛋白质“protein”一词源自拉丁文“proteus”,意思是“首要的物质”,是人类必不可少的营养物质之一。下图为蛋白质合成和转运的模式图,其中的数字代表结构。下列有关叙述正确的是( )A.真核细胞内,只有①内发生DNA的转录,翻译则在核糖体上进行B.若分泌到细胞外的是抗体,则该细胞是浆细胞或记忆B细胞C.若细胞膜上为载体蛋白,则与其形成有关的细胞器有②③④D.图中的③还能合成胆固醇等脂质分子,胆固醇可参与人体血液中脂质的运输解析:选D。题图中①~⑥依次为细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体。真核细胞内,细胞核、线粒体、叶绿体内均可发生DNA的转录,翻译则在核糖体上进行,A错误。只有浆细胞才能分泌抗体,B错误。与载体蛋白形成有关的细胞器有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体,C错误。内质网与脂质的合成有关,胆固醇是动物细胞细胞膜的组成成分,还可参与人体血液中脂质的运输,D正确。2.(不定项)研究显示:囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构,主要负责细胞内不同具膜细胞器之间的物质运输,称为囊泡运输。下列关于囊泡的叙述,不正确的是( )A.囊泡只能运输蛋白质等大分子物质B.囊泡运输类似自由扩散,无需消耗ATPC.只有内质网和高尔基体能作为囊泡膜供体D.囊泡与细胞膜融合,可以更新细胞膜的成分解析:选ABC。囊泡可运输蛋白质等大分子物质,也可运输神经递质等小分子物质,A错误;囊泡运输不是自由扩散,需要消耗ATP,B错误;能作为囊泡膜供体的可以是内质网、高尔基体、细胞膜,C错误。突破2 生物膜系统的组成及功能核心素养 生命观念3.(2021·高考湖北卷)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:选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;溶酶体内部含有多种水解酶,能分解衰老、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),利于反应进行,D正确。4.(不定项)(2022·江苏高三适应性考试)下图为高等植物细胞部分结构的概念图,下列相关叙述正确的是( )A.h中嵴的形成扩大了其内膜面积,而g中基粒的形成扩大了其内膜面积B.图中所有的生物膜都是选择透过性膜,而d结构是全透的C.图中c结构除了可以进行细胞间信息交流,也可进行物质运输D.图中e呈溶胶状,其中进行着多种化学反应解析:选BCD。g(叶绿体)中的基粒不属于内膜结构,A错误;所有的生物膜都是选择透过性膜,而d(细胞壁)具有全透性,B正确;图中c(细胞膜)除了可以进行细胞间信息交流,也可进行物质运输,C正确;e(细胞质基质)呈溶胶状,其中进行着多种化学反应,D正确。扩大生物膜面积对代谢的促进作用 [事实概述类]1.[2021·全国甲,T29(1)]细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是_______________________________________________________________。答案:具有一定的流动性2.[2020·全国Ⅰ,T29(5)]叶绿体的类囊体膜的功能是_____________________________________________________________,例如_________________________________________________________。答案:作为能量转换的场所 叶肉细胞进行光合作用时,光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上3.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是___________________________________________________________________________________。答案:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装4.与消化酶合成分泌相关的细胞器有______________________________。与抗体合成及分泌直接相关的细胞结构有______________________________。答案:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜5.细胞中普遍存在过氧化物酶体和溶酶体,它们都是由单层膜构成的细胞器,都对细胞起重要的保护作用。过氧化物酶体和溶酶体中的酶只能在过氧化物酶体和溶酶体内部发挥作用,这体现了生物膜系统的功能之一是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案:将各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,使细胞内能够同时进行多种化学反应而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行6.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__________________________________________________________________________________________________。答案:某些细胞器的膜可以和细胞膜相互转换;这些膜结构的成分非常相似[原因分析类]7.原核细胞具有生物膜,但不能构成生物膜系统,其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:原核细胞只有细胞膜,没有核膜及各种细胞器膜8.用合成蛋白质的原料亮氨酸来做分泌蛋白合成和运输的追踪实验,若只有下图①号位的H被标记,___________________________________________________________________________________________________________(填“能”或“不能”)达到追踪蛋白质的目的,原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。答案:不能 脱水缩合形成肽键时,①号位的 3H主要参与H2O的形成,导致蛋白质基本无放射性,不能被追踪9.正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列,科研小组除去内质网蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如下图所示:真核细胞中,与分泌蛋白合成和加工相关的具膜细胞器有________________。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__________________________________________________________________________________________________________。答案:内质网、高尔基体和线粒体 分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉了考点三 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1.制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布2.制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动3.实验关键(1)观察叶绿体,最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物细胞。如选择苔藓或黑藻叶片,可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位。(2)用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料的原因:靠近叶下表皮的是栅栏组织,叶绿体大而排列疏松,便于观察;带叶肉是因为叶片表皮细胞不含叶绿体。(3)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。(4)以运动着的叶绿体作为参照物,才能更好地观察细胞内细胞质的流动情况。通过观察我们发现细胞质沿逆时针方向不断流动。1.(2020·高考山东卷)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,可用作生物学实验材料。下列说法错误的是( )A.在高倍光学显微镜下,观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液解析:选C。质壁分离过程中,由于原生质体失水缩小,故黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强,C错误。2.(2022·山东临沂月考)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的说法,不正确的是( )A.观察叶绿体的流动需要染色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察叶绿体D.细胞质的流动有利于物质运输、能量交换和信息传递解析:选A。叶绿体本身呈绿色,可直接制成临时装片观察。1.(2021·江苏适应性考试模考)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解析:选A。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错误。2.(2021·湖北省选择性考试模考)动物细胞的溶酶体内含有磷脂酶、蛋白酶、核酸酶等多种酶。溶酶体内的pH约为5,细胞质基质的pH约为7。下列叙述错误的是( )A.失活的蛋白质借助载体蛋白进入溶酶体B.溶酶体膜与高尔基体膜的化学成分相似C.溶酶体酶在pH为5左右时,活性较高D.经溶酶体酶消化后的产物并非全部排出细胞解析:选A。蛋白质是大分子,通过胞吞的方式进入溶酶体,不需要借助载体蛋白,A错误。3.(2021·高考山东卷)真核细胞的膜结构具有重要功能。下列有关叙述不正确的是( )A.生物膜的特定功能主要是由其上的蛋白质决定的B.兴奋在神经元之间通过突触传递,此过程不需要膜的参与C.高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行修饰加工D.类囊体薄膜上分布着光合色素和多种酶,是绿色植物进行光反应的场所解析:选B。兴奋在神经元之间是通过突触传递的,当兴奋传递到突触小体时,突触前膜释放神经递质进入突触间隙,然后神经递质与突触后膜上的受体结合,使突触后膜发生兴奋或抑制,该过程需要膜的参与,B错误。4.(2020·高考山东卷)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解析:选D。在M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质不会经高尔基体膜包裹形成囊泡并在囊泡内转化为溶酶体酶,但会经囊泡运往细胞膜,不会聚集在高尔基体内,D错误。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览