2025届高三一轮复习生物：细胞器和生物膜系统课件

第5讲 细胞器和生物膜系统 考点一 主要细胞器的结构和功能 考点二 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 考点三 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 考点一 主要细胞器的结构和功能 考点二 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 考点三 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1 细胞质基质 细胞器： 状态： 功能： 水、无机盐、各种有机物、多种酶 成分： 溶胶状（不断流动） 细胞质基质中的各种重要结构 进行多种化学反应 细胞骨架： 蛋白质纤维组成的网状结构（P50） 维持细胞的形态，保持细胞内部结构有序性。与细胞运动分裂、分化及物质运输 、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 易错提醒：细胞质基质≠细胞内液≠细胞液 微管蛋白 肌动蛋白 纤维蛋白家族 微丝 中间纤维 微管 一、细胞质 考点一 主要细胞器的结构和功能 分离细胞器的方法（差速离心法） 必修ⅠP47 1.原理：主要采取___________________分离不同大小颗粒的方法。 逐渐提高离心速率 2. 过程： 细胞的主要结构 考点一 考点一 S z L w h 细胞核、线粒体、溶酶体内质网、高尔基体核糖体 密度梯度离心：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离 细胞的主要结构 考点一 考点一 S z L w h 3.（2020·浙江卷1月）研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液 依次离心将不同的结构分开，其过程和结果如图所示，表示沉淀 物， 表示上清液。据此分析，下列叙述正确的是( ) 。 C A.仅在和 中产生 B.仅存在于、和 中 C.、、和 均能合成相应的蛋白质 D.、、和 中均有膜结构的细胞器 第5讲 细胞器和生物膜系统 5 结构： 形状: 功能： 扁平的椭球形 或球形 外膜、内膜、基粒、基质 光合作用的场所 比喻: “养料制造工厂、能量转换站” 1. 叶绿体 叶绿体存在于哪些细胞中？ 一般分布于绿色植物的叶肉细胞和嫩茎皮层细胞（根尖细胞不含有） * 叶绿体为半自主性细胞器，含有DNA、RNA，还有核糖体 外膜 内膜 类囊体 基粒 叶绿体基质 堆叠？ 意义：增大了捕获光能的面积。薄膜上分布着光合色素（不溶于水）和光反应有关的酶 （光能→有机物中稳定的化学能） 二、细胞器的结构、功能和分类 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h “动力工厂” 外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA、RNA、有氧呼吸酶） 形状: 功能： 椭球形 ，粒状或棒状 结构: 有氧呼吸的主要场所,为细胞提供能量 比喻: （有氧呼吸的主要场所） 2. 线粒体 *线粒体为半自主性细胞器，含有DNA、RNA，还有核糖体。 1.为什么在成年人的心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞显著多呢？ 2.线粒体只能分解丙酮酸，不能直接分解葡萄糖的可能原因？ ①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体 ②线粒体内缺乏分解葡萄糖的酶 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h 心肌细胞每时每刻都处在收缩和舒张的运动过程中，需要消耗能量，这些能量大部分来自线粒体，腹肌细胞生命活动较心肌细胞弱，所需能量少，所以线粒体的数量较心肌细胞少。 7 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_________ ________________________________________。 以合成自身正常生理活动所需的部分蛋白质 线粒体可 落实·必备知识 线粒体和叶绿体的的起源——内共生起源学说 （1）内容：许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源 于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。 （2）证据： ①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似 ②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能够进行DNA复制、转录和翻译(半自主细胞器) ③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质，DNA为环状。 ④线粒体、叶绿体具有双层膜，内外膜存在明显性质和成分差异。外膜与真核细胞膜相似，内膜与原核细胞膜相似。 ⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。 ※拓展 ● 分布： 广泛分布于真核细胞 结构： 单层膜 由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，最终连接成一个连续的内腔相同的膜性管道系统。 蛋白质等大分子物质的合成和加工场所和运输通道以及脂质合成的场所。 粗面内质网主要与分泌蛋白的的运输、加工有关； 光面内质网主要与脂质合成有关 功能： 类型： 粗面内质网：附着有核糖体； 光面内质网：未附着核糖体； 光面内质网 粗面内质网 核糖体 (内连核膜，外连细胞膜，甚至细胞器膜) 3. 内质网 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h 分布: 动植物细胞中细胞核附近 形态结构： 扁平囊状结构，有大小囊泡，呈弓形 主要功能： ①动物细胞：与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质进行修饰、包装和转运 。 ②植物细胞：细胞壁的形成有关 蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。 比喻： 4. 高尔基体 ⑴破坏植物细胞的高尔基体，可能形成双核细胞。（ ） ⑵睾丸大量合成分泌雄性激素与细胞中发达的核糖体、内质网和高尔基体有关。 √ × 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h 中央 大液泡 注意： 植物根尖分生区细胞的液泡小而多，不含有中央大液泡。 主要存在于植物细胞 单层膜；内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等 ①调节植物细胞内的环境； ②充盈的液泡还可以保持细胞坚挺。 分布： 结构： 功能： 5. 液泡 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h 6. 溶酶体 分布： 结构： 功能： 普遍分布于动物细胞 单层膜的囊状体，起源于高尔基体，内含有多种水解酶。这些酶在核糖体上合成，溶酶体只是储存场所。 是细胞的“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器（自噬作用），吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌（异噬作用）。 （营养和防御作用） 一、细胞器的结构和功能 13 蛋白质的“合成车间” 分 布： 形态结构： 主要功能： 附着在内质网、核膜、游离在细胞质基质中 无膜, 蛋白质+rRNA 合成蛋白质唯一的场所 比 喻： 7. 核糖体 大亚基 小亚基 氨基酸 考点二 主要细胞器的结构和功能 S z L w h （8）中心体 分布 动物与低等植物细胞中 结构 ①无膜结构 ②由两个相互垂直排列的中心粒（本质是蛋白质）以及__________组成 功能 与有丝分裂有关（发出星射线形成纺锤体） 周围物质 第5讲 细胞器和生物膜系统 15 2.造成硅肺的原因是什么？ 1.少量溶酶体酶泄漏到细胞质基质中，并不会引起细胞的损伤，为什么？ 细胞质基质中的pH为7.0，在这种环境中溶酶体酶的活性很低。 pH=7.2 细胞质基质 0.05-0.5㎛ 肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。 思考讨论 一、细胞器的结构和功能 16 2.细胞器的分类 第5讲 细胞器和生物膜系统 17 （1）（2020·海南卷）细胞内的线粒体数量处于动态变化中。( ) √ （2）（2020·江苏卷）人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外 分泌细胞中则较少。( ) × 第5讲 细胞器和生物膜系统 18 三、植物细胞的细胞壁 第5讲 细胞器和生物膜系统 细菌和植物的不同 19 1 主要细胞器的结构与功能分析（高频） 1.（2023·湖南卷）关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是( ) 。 C A.细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动 B.核仁含有、 、蛋白质等组分，与核糖体的形成有关 C.线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成 的场所 D.内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道 第5讲 细胞器和生物膜系统 20 2.（2022·河北卷）关于细胞器的叙述，错误的是( ) 。 D 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 第5讲 细胞器和生物膜系统 21 3.（2022·全国甲卷）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现， 经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体 有关的叙述，错误的是( ) 。 C A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生 B.线粒体内膜上的酶可以参与 和氧反应形成水的过程 C.线粒体中的丙酮酸分解成和的过程需要 的直接参与 D.线粒体中的 能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 第5讲 细胞器和生物膜系统 22 4.（2022·广东卷）将正常线粒体各部分分离，结果见下图， 含有线粒体 的是( ) 。 C A.① B.② C.③ D.④ 第5讲 细胞器和生物膜系统 23 （1）①抗体 ②雄性激素 ③血红蛋白 ④ 聚合酶 ⑤胰岛素 ⑥胃蛋白酶 ⑦水通道蛋白 ⑧血浆蛋白 以上属于分泌蛋白的是__________。 ①⑤⑥⑧ （2）溶酶体内的水解酶不属于分泌蛋白，原因是______________________________ _______________________________________________________________________。 分泌蛋白是机体中一类在细胞内 产生，分泌到细胞外发挥作用的蛋白质，而溶酶体内的水解酶在细胞内发挥作用 2.研究手段——同位素标记法 将豚鼠的胰腺细胞放在含________________的培养液中培养，检测放射性依次出现 的部位。 标记的亮氨酸 考点二 细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 第5讲 细胞器和生物膜系统 24 一、细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输 1.分泌蛋白——指在________合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质， 如__________________________等。 细胞内 消化酶、抗体、一部分激素 第5讲 细胞器和生物膜系统 25 （2022·河北卷）生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外。( ) √ 第5讲 细胞器和生物膜系统 26 第5讲 细胞器和生物膜系统 27 常见同位素标记的应用 元素 标记物质 研究内容 结论 放射性元素 3H 14C 32P 35S 亮氨酸 分泌蛋白合成与分泌过程 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 CO2 暗反应中碳的转移途径 卡尔文循环 DNA 蛋白质 噬菌体侵染细菌的实验 DNA是遗传物质 P一51 P一103 P二45 元素 标记物质 研究内容 结论 稳定性元素 18O 15N H2O和CO2 光合作用中O2的来源 产生的O2来自H2O,而不是CO2 DNA DNA的复制 DNA的半保留复制 P一102 P二53 2.同位素标记法和荧光标记法被广泛应用于生物学研究中，下列说法正 确的是( ) 。 B A.有些同位素具有放射性，如、、等；有些无放射性，如、 等 B.用荧光标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子进行细胞融合实验，该实验证明 了细胞膜具有流动性 C.用 标记氨基酸来培养胰腺腺泡细胞，可依次在核糖体、高尔基体、内质网上检 测到放射性 D.同位素可用于示踪物质的运行和变化规律，但很难弄清楚化学反应的详细过程 第5讲 细胞器和生物膜系统 29 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） 【现学现用】 ⑴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 ⑵预期结果及结论： 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒； 若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，则为DNA病毒。 1 分泌蛋白的合成、加工和分泌过程的分析（高频） 1.（2022·广东卷）酵母菌 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( ) 。 D 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 第5讲 细胞器和生物膜系统 31 2.（2021·海南卷）分泌蛋白在细胞内合成与加工后，经囊泡运输到细胞外起作用。 下列有关叙述错误的是( ) 。 C A.核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白 B.囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换 C.参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统 D.合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞 第5讲 细胞器和生物膜系统 32 2 以情境为载体考查分泌蛋白的合成过程 3.（2021·山东卷）高尔基体膜上的受体特异识别并结合含有短肽序列 的蛋白质， 以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白质 运回内质网并释放。受体与的结合能力随 升高而减弱。下列说法错误的是 ( ) 。 C A.消化酶和抗体不属于该类蛋白 B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 C.高尔基体内受体所在区域的比内质网的 高 D. 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加 第5讲 细胞器和生物膜系统 33 3 生物膜系统的组成和功能分析 4.（2021·湖北卷）在真核细胞中，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 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 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 第5讲 细胞器和生物膜系统 34 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 酶是一种跨膜蛋白，该类蛋 白发挥作用时可催化 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。 第5讲 细胞器和生物膜系统 35 考点三 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 36 一、实验原理 第5讲 细胞器和生物膜系统 37 三、实验流程 1.观察叶绿体的形态和分布 第5讲 细胞器和生物膜系统 38 2.观察细胞质的流动 第5讲 细胞器和生物膜系统 39 实验原理和过程分析 1.（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( ) 。 C 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 第5讲 细胞器和生物膜系统 40 1.（2022·重庆卷）以蚕豆根尖为实验材料，在光学显微镜下不能观察到的是 ( ) 。 A A.中心体 B.染色体 C.细胞核 D.细胞壁 P40 第5讲 细胞器和生物膜系统 41 2.（2022·浙江卷）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程 如图所示。下列叙述正确的是( ) 。 C A.光面内质网是合成该酶的场所 B.核糖体能形成包裹该酶的小泡 C.高尔基体具有分类和发送该酶的作用 D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现 第5讲 细胞器和生物膜系统 42 D 3.(2021·重庆卷)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.溶酶体酶泄漏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的维持需要膜蛋白协助 第5讲 细胞器和生物膜系统 43 4.（2021·天津卷）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，影响这些细胞器正常功能。这些改变不会直接影响 下列哪种生理过程( ) 。 A 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0,结合生成水 第5讲 细胞器和生物膜系统 44 5.（2021·福建卷）运动可促进机体产生更多新的线粒体，加速受损、衰 老、非功能线粒体的特异性消化降解，维持线粒体数量、质量及功能的 完整性，保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。下列相关叙述正 确的是( ) 。 D A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量 B.细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同 C.衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损 D.运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节 第5讲 细胞器和生物膜系统 45 $$