第2单元 第2课时 细胞器之间的分工合作（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第2课时　细胞器之间的分工合作 目标导航 1．通过对各种细胞器的结构与功能的理解，认同结构与功能相统一的观念。(生命观念) 2．结合分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程，分析细胞器之间的协调配合。(科学思维) 3．选择合适的实验材料，观察叶绿体和细胞质的流动。(科学探究) 考点一　细胞器之间的分工 [对应学生用书P31] 1．细胞质的组成 2．细胞器的结构和功能 (1)分离细胞器的方法：差速离心法。 (2)线粒体和叶绿体的比较 (3)其他细胞器的结构和功能 图示 名称 功能 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。有粗面内质网和光面内质网两种类型 高尔 基体 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” 溶酶体 主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，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细菌 液泡 主要存在于植物的细胞中，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺 中心体 与细胞的有丝分裂有关，由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成 核糖体 是“生产蛋白质的机器”，有游离核糖体和附于粗面内质网上的核糖体两种类型 (4)多角度比较各种细胞器 提醒：①叶绿体主要存在于绿色植物细胞中，此外，眼虫、衣藻等也有叶绿体。 ②液泡主要存在于植物细胞中，此外酵母菌也存在液泡。 3．细胞骨架 (1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。 (2)功能：维持着细胞的形态，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。 4．植物细胞壁 (1)主要成分：纤维素和果胶。 (2)功能：对细胞起支持与保护作用。 提醒：不同生物细胞壁的主要成分不同，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，而真菌细胞壁的主要成分是几丁质。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没有作用。 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所。(　　×　　) (2)叶绿体是植物细胞都具有的结构。(　　×　　) (3)溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”。(　　√　　) (4)核糖体只能分布在内质网上。(　　×　　) (5)内质网是细胞内蛋白质的合成“车间”。(　　×　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P53 “概念检测4”改编)与皮肤表皮细胞相比，心肌细胞含有更多的线粒体，原因是什么？ 提示：心肌细胞收缩需要大量的能量，线粒体是细胞的“动力车间”，所以心肌细胞中线粒体数量较多。 (2)(2020·全国 Ⅱ 卷，T30改编)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中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。 ①该实验所用溶液对pH和渗透压应满足的条件是pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同。 ②离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有细胞质基质组分和线粒体。 1．(2024·陕西宝鸡校联考)下列关于细胞器的叙述，错误的是(　　) A．原核细胞和真核细胞都含有核糖体 B．溶酶体一般不分解细胞自身的结构 C．可能含色素的细胞器有叶绿体和液泡 D．小麦细胞的有丝分裂与中心体密切相关 D　解析：核糖体是合成蛋白质的场所，原核细胞和真核细胞都含有核糖体，A正确；溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，溶酶体一般不分解细胞自身的结构，B正确；叶绿体中含光合色素，液泡中含有花青素等色素，所以可能含色素的细胞器有叶绿体和液泡，C正确；中心体分布于动物和低等植物细胞中，小麦是高等植物，其细胞中不含中心体，D错误。 2．(2024·四川泸州校考)下列关于细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　) A．线粒体是细胞提供能量所必需的结构 B．叶绿体是细胞进行光合作用所必需的结构 C．细胞膜上的受体是细胞进行信息交流所必需的结构 D．核糖体是细胞合成蛋白质所必需的结构 D　解析：线粒体并不是细胞提供能量所必需的结构，如原核细胞没有线粒体，也能提供能量，A错误；叶绿体并不是细胞进行光合作用所必需的结构，如蓝细菌没有叶绿体，也能进行光合作用，B错误；部分细胞在进行信息交流时，需要细胞膜上的受体进行信息识别，但当细胞间形成通道时，如植物细胞的胞间连丝，就不需要受体，C错误；合成蛋白质的场所是核糖体，故核糖体是细胞合成蛋白质所必需的结构，D正确。 关注细胞结构与功能中的易错点 (1)能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，如蓝细菌，但真核细胞的光合作用一定发生于叶绿体中。 (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发生在线粒体中。 (3)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 (4)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。 3．(2024·江苏常州模拟)下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　) A．肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于为水的重吸收供能 B．吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶，有利于杀死侵入机体的病毒或细菌 C．记忆细胞含有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌 D．蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体数量明显增加，但每条多肽链的合成时间没有缩短 D　解析：肾小管上皮细胞对水的重吸收过程不需要消耗能量，A错误；溶酶体不能合成水解酶，其中含有多种水解酶，能吞噬并杀死进入细胞的病毒或细菌，B错误；浆细胞含有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌，C错误；蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体数量明显增加，但每条多肽链的合成时间没有缩短，核糖体增多提高了蛋白质合成的效率，D正确。 举例说明细胞的结构与功能相适应 (1)肾小管、心肌、肝脏细胞代谢旺盛→线粒体含量多。 (2)肠腺、胰腺等腺体细胞分泌活动旺盛→核糖体、内质网、高尔基体多。 (3)癌细胞：能无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多，核仁较大。 (4)核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。 (5)内质网、高尔基体多→细胞的合成与分泌功能强。 4．（不定项）下图为真核细胞中的四种细胞器的结构模式图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．用高倍显微镜观察这四种细胞器均需要对其染色 B．四种结构均有生物膜，甲、乙结构均能增加生物膜面积 C．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要甲、丙的参与 D．甲中含有分解葡萄糖的酶，乙、丁中含有光合作用相关的色素 ABD　解析：乙(叶绿体)中含有色素，液泡中也可能含有色素，因此观察时可以不用染色，A错误；丙为核糖体，无膜结构，B错误；葡萄糖在细胞质基质中分解，甲(线粒体)中无分解葡萄糖的酶，与光合作用相关的色素分布在叶绿体中，液泡中无光合作用相关的色素，D错误。 各种膜结构增大膜面积的方式及其意义 考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统 [对应学生用书P34] 1．分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 2．分泌蛋白的合成、加工和运输 (1)研究手段——同位素标记法 将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养，检测放射性依次出现的部位。 提醒：同位素标记法中常用的具有放射性的同位素有14C、32P、3H、35S等，不具有放射性的稳定同位素有15N、18O等。 (2)过程 (3)用建构模型法分析放射性及膜面积变化 ①图1表示分泌蛋白的合成、加工、运输过程，其中a是核膜，b是核糖体，c是内质网，d是高尔基体，e是细胞膜。 ②图2、图3表示用同位素标记法研究3H标记的亮氨酸的放射性依次出现的结构，则图3中a、b、c分别表示核糖体、内质网和高尔基体三种细胞器。 ③图4、图5表示在分泌蛋白加工、运输过程中，相关结构膜面积的变化，则图5中a、b、c分别表示内质网、细胞膜和高尔基体三种细胞结构的膜面积变化。 3．细胞的生物膜系统 (1)生物膜系统的组成和特点 (2)各种生物膜之间的联系 ①在成分上的联系 ②在结构上具有一定的连续性，如下图所示： 提醒：生物膜系统不是指生物体内的全部膜结构，例如口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体和呼吸酶等。(　　×　　) (2)分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜。(　　×　　) (3)在分泌蛋白的运输过程中，内质网的膜结构成分可以直接转移到细胞膜中。(　　×　　) (4)在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中内质网在其中起着重要的交通枢纽作用。(　　×　　) (5)生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。(　　×　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P51“科学方法”拓展)生物学研究中常用到同位素标记法，同位素标记法又分为放射性同位素标记法和稳定性同位素标记法，请将以下实验进行分类： ①研究分泌蛋白的合成、加工和分泌实验　②卡尔文的实验　③赫尔希和蔡斯的实验　④鲁宾和卡门的实验 采用放射性同位素标记法的实验有①②③； 采用稳定性同位素标记法的实验有④。 (2)(必修1 P51“思考·讨论”)尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。 提示：在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，并在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步修饰加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 (3)(必修1 P53“与社会的联系”改编)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什么特性？ 提示：利用了细胞膜的功能特性即选择透过性。 1．生物中除病毒外都具有生物膜，生物膜是一种动态的结构，具有膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。下列关于生物膜的叙述，正确的是(　　) A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，构成细胞膜的脂质中最丰富的是胆固醇 B．性激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞 C．大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构 D．细胞内许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 D　解析：构成细胞膜的脂质中最丰富的是磷脂，A错误；性激素属于脂类物质，通过自由扩散进入细胞，其受体在细胞内，B错误；生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成，大肠杆菌只有细胞膜，不构成生物膜系统，C错误。 2．(2024·甘肃高考适应性测试)哺乳动物胃黏膜上的某种细胞可以分泌胃蛋白酶原，该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶，发挥消化作用。下列叙述错误的是(　　) A．细胞分泌无活性的胃蛋白酶原可以避免细胞自身被消化 B．胃蛋白酶原的合成起始于附着在内质网上的核糖体 C．高尔基体对来自内质网的蛋白质进行修饰和加工 D．高尔基体形成的囊泡具有单层膜，通过与细胞膜融合完成分泌 B　解析：蛋白质的结构决定功能，由题干信息“该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶，发挥消化作用”可知，胃蛋白酶原无活性，从而可以避免细胞自身被消化，A正确；胃蛋白酶原的合成起始于游离的核糖体，B错误；高尔基体对来自内质网的蛋白质进行修饰和加工，C正确；高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，高尔基体形成的囊泡是单层膜结构，其与细胞膜融合完成分泌，D正确。 3．（不定项）人体细胞内的运输系统是一个非常精密而又复杂的系统。下图表示细胞内物质甲的合成、运输及分泌过程中囊泡的运输机制。细胞内囊泡运输机制一旦失控，会引起很多疾病。下列分析错误的是(　　) A．物质甲可能来自核糖体，该运输过程需要线粒体提供能量 B．内质网膜鼓出形成囊泡体现了细胞内的膜的功能特点 C．囊泡与高尔基体膜的识别与结合依赖细胞内的膜上所含多糖的种类 D．囊泡运输机制失控的原因可能是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移 BC　解析：物质甲可能是来自核糖体的肽链，经过内质网的加工过程之后，从内质网中运输出去，该运输过程需要线粒体提供能量，A正确；内质网膜鼓出形成囊泡说明内质网膜具有流动性，即该过程体现了细胞内的膜的结构特点，B错误；囊泡与高尔基体膜的识别与结合依赖细胞内的膜上所含蛋白质的种类，C错误；图中显示，囊泡运输机制是通过囊泡形成、运输、脱落、融合实现的，若该运输机制失控，则可能的原因是包被蛋白无法脱落阻碍了囊泡迁移，D正确。 归纳与概括“囊泡运输” 考点三　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 [对应学生用书P36] 1．实验原理 (1)叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，制片后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。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 2．实验步骤 (1)观察叶绿体 (2)观察细胞质的流动 3．实验材料选择 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片 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，易观察 思维延伸——长句表达专练 (1)在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构？为什么？ 提示：不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构，只有用电子显微镜才能看到。 (2)为什么观察叶绿体的实验过程中要始终保持有水状态？ 提示：防止细胞内的叶绿体失水，如果叶绿体失水，叶绿体就缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。 1．(2024·广西南宁模拟)下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，正确的是(　　) A．观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志 B．实验中，可选用菠菜叶稍带些叶肉的上表皮制作临时装片 C．供观察用的黑藻，事先应放在黑暗、室温条件下培养 D．叶肉细胞中的叶绿体散布在细胞质中，应用低倍显微镜观察其形态 A　解析：观察细胞质的流动时，由于叶绿体有颜色，因此，可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志，A正确；实验中，选择的材料是菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为表皮细胞中没有叶绿体，只有叶肉细胞中有叶绿体，下表皮叶肉细胞中的叶绿体数目少，个体大，便于观察，B错误；观察细胞质流动时，实验前要将黑藻放在光照、室温条件下培养，C错误；叶肉细胞中的叶绿体散布在细胞质中，先用低倍显微镜找到目标，再用高倍显微镜观察其形态，D错误。 2．(2024·江苏泰州模拟)下图为某小组在室温下进行观察黑藻细胞质流动实验时拍摄的照片，下列有关说法错误的是(　　) A．适当调暗光线更便于观察细胞质 B．适当升高温度，细胞质流动的速度会加快 C．同一细胞中叶绿体的流动方向相同 D．图示植物细胞中不存在细胞核和大液泡 D　解析：细胞质颜色较浅，适当调暗光线更有利于观察细胞质，A正确；适当升高温度，细胞质流动的速度会加快，B正确；同一细胞中的不同叶绿体的运动方向是相同和定向的，即叶绿体环绕中央大液泡向同一个方向旋转式流动着，C正确；黑藻细胞属于真核细胞，含有细胞核和大液泡，D错误。 [对应学生用书P37] 1．(2022·河北卷，T2)关于细胞器的叙述，错误的是(　　) A．受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解 B．线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质 C．生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外 D．附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成 D　解析：溶酶体中有水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解，降解产生的有用物质可被再次利用，A正确；生物膜上的蛋白质具有物质运输等功能，线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质，B正确；生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素，属于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖体合成后，需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外，C正确；附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同，均主要由RNA和蛋白质组成，D错误。 2．(2022·广东卷，T8)将正常线粒体各部分分离，结果见下图。含有线粒体DNA的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ C　解析：线粒体DNA分布于线粒体基质中，故将正常线粒体各部分分离后，线粒体DNA应该位于线粒体基质③中，C正确。 3．(2023·浙江6月卷，T6)囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是(　　) A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 A　解析：细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即具有一定的流动性，C错误；囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。 4．(2022·广东卷，T9)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　) A．线粒体、囊泡 B．内质网、细胞外 C．线粒体、细胞质基质 D．内质网、囊泡 D　解析：线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意可知，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，故内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。 5．(2021·湖北卷，T1)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 A　解析：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；溶酶体内有多种水解酶，能溶解衰老、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)，有利于光反应的进行，D正确。 6．通过研究发现，分泌蛋白在内质网上合成是由蛋白质的信号肽、信号识别颗粒(SRP)、内质网上信号识别受体三种因子协助完成的。下图表示某动物细胞内分泌蛋白合成部分过程，回答下列问题： [设问1] 围绕信号肽，考查信息识别能力 (1)蛋白质的信号肽需借助________________和________________转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜具有__________________的功能。 [设问2] 围绕分泌蛋白的合成与分泌过程，考查生物技术的应用 (2)科学家利用____________法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过________转运至高尔基体中进一步加工。 [设问3] 围绕信号肽的序列发生突变，考查原因分析能力 (3)若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，会导致胰岛素不能正常分泌，据图分析其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)信号识别受体　信号识别颗粒(SRP)　信息交流(或控制物质进出) (2)同位素标记　囊泡 (3)胰岛素为分泌蛋白，信号肽发生异常可导致多肽不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞 解析：(1)分析题图，蛋白质的信号肽先与信号识别颗粒(SRP)结合，再与内质网膜上的信号识别受体结合后，转移至内质网膜上，这一过程体现了生物膜具有信息交流(或控制物质进出)的功能。(2)科学家利用同位素标记法，对蛋白质的合成及分泌过程进行示踪，结果显示蛋白质进入内质网腔后将进行初步加工，然后通过囊泡转运至高尔基体中进一步加工，即分泌蛋白在核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。(3)胰岛素为分泌蛋白，若胰岛素基因中编码信号肽的序列发生突变，信号肽发生异常，可导致多肽链不能进入内质网进行加工，进而不能被分泌出细胞，从而会导致胰岛素不能正常分泌。 学科网（北京）股份有限公司 $$