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第5讲 细胞器和生物膜系统
（第二课时）
一轮复习
课标要求
素养体现
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.举例说明细胞各部分之间相互联系，协调一致，共同执行细胞的各项生命活动
3.活动：显微镜观察叶绿体和细胞质流动
4.活动：尝试制作真核细胞的结构模型
生命观念：认同细胞器结构与功能相适应的观念。
科学思维：以分泌蛋白为例建立细胞各部分之间相互联系，协调一致，共同执行细胞的各项生命活动的学科思维。
科学探究：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动；尝试制作真核细胞的三维结构模型。
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、 ，散布于 中， 可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
扁平的椭球或球形
细胞质
2.活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，悬浮于细胞质基质中的 等细胞器也会运动，因此，观察细胞质的流动可以以 作为参照物进行观察。
叶绿体
叶绿体
实验原理
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验材料
实
验
观察叶绿体
观察细胞
质的流动
选
材
藓类叶片
菠菜叶稍带叶肉的下表皮
黑藻叶片
原
因
叶片很薄，仅有一两层叶
肉细胞，可以取整片小叶
直接制片
细胞排列④______、易撕取；下表皮
附带的叶肉细胞所含叶绿体数目少且
体积⑤____
叶片薄而小；叶绿体较大
疏松
大
选择标准：
材料易得，叶片薄，尤其是含有的叶绿体应少，且大而清晰。
草本植物
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验过程——观察叶绿体
清水
盖玻片
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验过程——观察细胞质的流动
目的:
促进细胞质的流动
注意保持有水状态，以免影响细胞活性
代谢更快，细胞质流动性更强
练习
【典例】(2021·济南调研)某研究小组以苔藓为实验材料观察细胞质的流动，显微镜
下观察到叶绿体的运动方向如图箭头所示。下列有关叙述正确的是( )。
A
A.可以直接用苔藓叶片做成装片观察
B.高倍镜下可以观察到叶绿体有两层膜
C.细胞质的实际流动方向是顺时针
D.用菠菜叶进行实验，应撕取上表皮制作装片
练习
【训练1】(2022·徐州联考)下列与“用高倍显微镜观察黑藻的叶绿体和细胞质的流动”
实验有关的叙述，错误的是( )。
A.黑藻细胞分裂前期由中心体发出纺锤丝
B.叶绿体的形态和分布会随着光照强度和方向的改变而改变
C.细胞中叶绿体的位置移动是细胞质流动的标志
D.在光学显微镜下可观察到叶绿体的形态和分布
A
练习
【训练2】(2022·浙江卷)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是
( )。
A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变
C
分泌蛋白的合成、加工和运输
1.分泌蛋白：指在 合成后，分泌到 起作用的蛋白质，
如消化酶、抗体和一部分激素等。
细胞内
细胞外
2.胞内蛋白：
在核糖体上合成的，不需要运输到细胞膜外，只在细胞内起作用的酶。如呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。
(大多胞内蛋白不需要内质网和高尔基体的加工)
一部分激素
同位素标记法
用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。
分泌蛋白的合成、加工和运输
实验方法：
放射性同位素：
稳定同位素：
3H、14C、35S、32P等
18O、15N等
仪器检测
密度梯度离心
同位素标记法
【拓展应用】根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）
（1）简要写出实验思路：
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并监测其放射性
（2）预期实验结果及结论：_______________________________________________
_________________。
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒；
反之为DNA病毒
同位素标记法
分泌蛋白的合成、加工和运输
实验方法：
实验材料：
豚鼠胰腺腺泡细胞
3H标记的亮氨酸
实验设计：
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射___________________；观察__________________________________。
放射性在细胞中出现的先后顺序
实验现象：
分泌蛋白的合成、加工和运输
核糖体是蛋白质合成的场所
内质网是蛋白质等大分子物质合成、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、包装的“车间”和“发送站”
分泌蛋白的合成、加工和运输
游离核糖体：
细胞外
囊泡
囊泡
以氨基酸为原料，合成多肽链
核糖体与多肽链一起转移
粗面内质网：
囊泡
多肽链进入内质网腔进行加工、折叠
高尔基体：
对未成熟的蛋白质进行进一步修饰加工
囊泡
细胞膜：
以胞吐方式将蛋白质分泌
线粒体
蛋白质的合成都起始于游离核糖体
“交通枢纽”
分泌蛋白分泌过程中穿过了多少层膜？
0层
2、分泌蛋白的合成与分泌过程，直接参与的细胞结构是：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体（ ）
1、分泌蛋白的合成与分泌过程中，依次经过的细胞器是核糖体-内质网-高尔基体-细胞膜（ ）
×
×
3、与分泌蛋白的合成与分泌有关的膜结构有：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体（ ）
分泌蛋白的合成、加工和运输
×
4、性激素、抗体和消化酶等分泌蛋白经过囊泡运输到细胞外（ ）
×
相关细胞结构膜面积的变化
内质网的膜面积_____
减少
综合比较：高尔基体的膜面积__________
细胞膜的膜面积_____
①
②
③
④
基本不变
增加
膜面积
时间
①
②
③
甲
内质网
乙
丙
细胞膜
高尔基体
甲
乙
丙
膜面积
时间
前 后
A
B
C
A
B
C
A内质网膜
B高尔基体膜
C细胞膜
相关细胞结构膜面积的变化
细胞的生物膜系统
组成：
细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构
注：①原核生物（ 有 / 无 ）生物膜， （ 有 / 无 ）生物膜系统
②呼吸道黏膜、消化道黏膜等（属于/不属于）生物膜系统
√
√
√
功能：
1.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的作用。
2.生物膜系统的广阔的膜面积为许多重要的化学反应所需的多种酶提供了大量的附着位点。
3.将细胞分成一个个小区室，使得细胞内能同时进行多种化学反应，而互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
细胞的生物膜系统
各生物膜的联系：
①在成分上的联系
a.相似性：各种生物膜都主要由组成脂质和蛋白质组成。
b.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
a.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。
b.结构上具有一定的连续性：内质网内连核膜，外连细胞膜。
③在功能上的联系：
共同完成分泌蛋白的合成和运输。
练习
蛋白质分泌是实现某些细胞间信息交流的重要环节。在
真核细胞中，大多数分泌蛋白需要在最初合成的信号肽序列引导下进入内质网中，
通过内质网—高尔基体途径分泌到细胞外；少数分泌蛋白通过如图所示的4种途径
分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )。
B
A.分泌蛋白的信号肽序列在粗面内质网上合成
B.图中分泌蛋白的合成都与游离的核糖体有关
C.蛋白质分泌有3种途径依赖于质膜的流动性
D.蛋白质分泌后均通过调节细胞代谢发挥作用
[解析] 分泌蛋白的信号肽序列在核糖体上合成，A错误；图中分泌蛋白的合成都与游离的核糖体有关，大多数分泌蛋白需要在游离核糖体合成的最初信号肽序列引导下进入内质网，进一步合成和加工，B正确；图示①③④途径和通过内质网—高尔基体途径分泌到细胞外的过程均依赖于质膜的流动性，因此蛋白质分泌有4种途径依赖于质膜的流动性，C错误；蛋白质分泌后不一定通过调节细胞代谢发挥作用，如分泌的消化酶起催化作用，D错误。
练习
练习
唐本草》记录：“蓖麻，甘辛，平，有毒 …… ”蓖麻毒
素是一种分泌蛋白，它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中
通过高尔基体以囊泡的形式运输至液泡，在液泡中加工成成熟蓖麻毒素，再分泌至
细胞外。下列分析错误的是( )。
?
A.蓖麻毒素的分泌过程体现了生物膜结构上具有流动性
B.蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害细胞自身核糖体
C.蓖麻毒素的加工需要核糖体、内质网、高尔基体、液泡的参与
D.蓖麻毒素可作为抗肿瘤药物阻止肿瘤细胞合成蛋白质
C
练习
[解析] 蓖麻毒素是分泌蛋白，通过胞吐分泌到细胞外，其分泌过程体现了生物膜在结构上具有流动性，A正确；根据题干信息可知，蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性，故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体，B正确；核糖体是蓖麻毒素的合成场所，C错误；蛋白质的合成场所是核糖体，蓖麻毒素能使核糖体失去活性从而阻碍细胞合成蛋白质，故蓖麻毒素可作为抗肿瘤药物阻止肿瘤细胞合成蛋白质，D正确。
练习
驻留在内质网中的可溶性蛋白的羧基端有一
段特殊的氨基酸序列，这段序列称为 KDEL 序列。如
果可溶性蛋白被意外地包装进入转运膜泡，就会从内
质网“逃逸”到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的
?
A.图中的3个附着型核糖体上合成并进入内质网的多肽链是相同的
B. COP Ⅱ 膜泡上可能没有识别 KDEL 序列的受体
?
KDEL 受体就会识别并结合 KDEL 序列，并将它们回收到内质网。据图分析，下列相
关说法错误的是( )。
?
C.内质网—高尔基体的转运膜泡在形成过程中利用了生物膜的流动性
D.图中膜泡的组成成分不会发生变化
√
练习
[解析] 图中3个核糖体以同一条mRNA为模板，翻译出的多肽链是相同的，A正确；
根据题干信息，高尔基体顺面膜囊区的 KDEL 受体会识别并结合 KDEL 序列将它们
回收到内质网，而内质网中的蛋白质只有意外情况时才运输到高尔基体，说明内质
网上没有专门运输这种蛋白质的结构，B正确；此过程类似胞吞和胞吐，利用了生
物膜的流动性，C正确； COP Ⅰ和 COP Ⅱ来自不同的细胞器，并且 KDEL 受体应只
存在于 COP Ⅰ膜泡上，故膜泡的组成成分会发生变化，D错误。
?
练习
细胞的生物膜系统是由细胞膜、核膜以及内质网、高尔
基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器膜共同构成的。这些生物膜的组成成分和结
构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配
合。细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。下列有关真核细
胞生物膜系统的叙述，错误的是( )。
A.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质等
B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶只参与ATP水解
C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D.利用葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体内膜
B
[解析] 细胞膜上参与主动运输的ATP酶既参与ATP水解又参与物质运输，B错误。

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