2.2 细胞器之间的分工合作(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

第2课时　细胞器之间的分工合作　 【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.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。 考点1　细胞器之间的分工 整合必备知识 1.细胞质的组成 (1)细胞质基质：呈溶胶状，是细胞代谢的主要场所。 (2)细胞器：用差速离心法分离。 [深挖教材]　 (必修1 P47“科学方法”)分离细胞器：根据细胞器的大小和结构，细胞膜破坏后，将细胞匀浆放入离心管中，逐渐提高离心速率。若判断线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序，则最先沉降的是叶绿体，随后是线粒体，最后是核糖体。 2.细胞器的结构与功能(连线) 3.多角度比较各种细胞器 [深化理解] 细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不” (1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌。 (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)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。 (4)一切生物，其蛋白质的合成场所一定是核糖体。 (5)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。 (6)经高尔基体加工分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体加工。 (7)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 4.细胞骨架 (1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。 (2)作用：维持细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器，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。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)含中心体的细胞一定是动物细胞。 (×) 提示：低等植物细胞也含有中心体。 (2)性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。 (×) 提示：性激素的化学本质是脂质，核糖体上合成的是蛋白质。 (3)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同。(×) 提示：线粒体基质和叶绿体基质功能不同，所以含有的酶的种类不完全相同。 提升关键能力 20世纪50年代中期，科学家观察到细胞里的一个新的专门“小隔间”包含消化蛋白质、碳水化合物和脂质的酶。这个专门隔间被称作“溶酶体”，相当于降解细胞成分的工作站。 (1)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被分解？ 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。 (2)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。 提示：与溶酶体的功能有关。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。 (3)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，细胞自噬会促进肿瘤的发生。结合图中自噬过程，推测其原因。 提示：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。 落实素养题组 1.细胞骨架主要包括微管、微丝和中间丝三种结构。其中微管几乎存在于所有真核细胞中，由微管蛋白组装而成。当用秋水仙素等药物处理体外培养的细胞时，微管很快就解聚，细胞变圆。与此相应的变化是内质网缩回到细胞核周围，高尔基体解体成小的膜泡样结构分散在细胞质内，细胞内依赖于微管的物质运输系统全面瘫痪，那些处于分裂期的细胞停止分裂。下列说法错误的是(　　) A.细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系 B.同一个体不同细胞内含有的微管基因不同 C.分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和解聚 D.微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输 解析：选B。由题干信息可知，微管解聚后，细胞变圆，内质网缩回到细胞核周围，高尔基体解体成小的膜泡样结构分散在细胞质内，故细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系，A正确；同一个体不同细胞都由同一个受精卵发育而来，故其中含有的微管基因相同，B错误；有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和解聚，分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和解聚，C正确；细胞骨架与细胞运动、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，微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输，D正确。 2.(多选)将某动物的消化腺细胞用差速离心法分离后，取其中三种细胞器测定它们有机物的含量如表所示。下列有关说法错误的是(　　) 细胞器 蛋白质/% 脂质/% 核酸/% X 67 20 微量 Y 59 40 0 Z 61 0 39 A.细胞器X是线粒体，葡萄糖在X中彻底分解产生CO2和H2O B.细胞器Y肯定与消化酶的加工和分泌有关 C.细胞器Z中进行的生理过程只需要两种RNA的参与 D.蓝细菌细胞与此细胞共有的细胞器只有Z 解析：选ABC。葡萄糖不进入线粒体，A错误；细胞器Y可能为溶酶体，与消化酶的加工和分泌无关，B错误；细胞器Z为核糖体，进行翻译时需要三种RNA的参与，C错误；蓝细菌细胞属于原核细胞，只有核糖体一种细胞器，与此细胞共有的细胞器只有Z，D正确。 考点2　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动[探究·实践] 整合必备知识 1.实验原理 (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，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，可用细胞质中叶绿体的运动作为观察细胞质流动的标志。 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 4.实验现象分析 (1)叶绿体可以改变椭球体的方向：在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。 (2)细胞质流动意义：随着细胞质的不断旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酶等物质遍布整个细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。 (3)叶绿体运动方向：若显微镜下观察到叶绿体的运动方向如图所示，则实际的流动方向为逆时针，叶绿体的位置是位于液泡左下方。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)在视野中观察到叶绿体围绕着液泡进行顺时针运动，则叶绿体的实际运动方向也是顺时针。(√) (2)观察细胞质的流动时，应撕取幼嫩的黑藻叶片下表皮制作装片。(×) 提示：黑藻叶片比较薄，可用镊子从黑藻新鲜枝上取下幼嫩小叶直接制成临时装片观察叶绿体。 (3)借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布。(×) 提示：表皮细胞中不含叶绿体。 落实素养题组 1.下列关于用高倍镜观察叶绿体实验的说法，错误的是(　　) A.实验过程中临时装片要始终保持有水状态 B.藓类叶片无须染色，可用高倍镜直接观察 C.用菠菜叶作实验材料时，最好取菠菜叶稍带叶肉细胞的下表皮 D.在高倍显微镜下，可看到呈绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体 解析：选B。观察叶绿体时，要保持细胞的活性，故实验过程中临时装片要始终保持有水状态，A正确；藓类叶片无须染色即可观察，观察时必须先用低倍镜，再用高倍镜，B错误；用菠菜叶作实验材料时，最好取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，便于观察叶绿体，C正确；在高倍显微镜下，可看到呈绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体，D正确。 2.(多选)在液泡发达的植物细胞中，细胞质呈薄层沿着细胞膜以一定的速度和方向循环流动。这种不间断的循环流动称为细胞质环流。下列关于细胞质环流的叙述，正确的是(　　) A.细胞质环流能使细胞内各种营养物质在细胞质基质中均匀分布 B.显微镜下观察到的细胞质环流方向与实际环流方向相反 C.同一植物的衰老细胞和幼嫩细胞细胞质环流的速度不同 D.用黑藻观察细胞质环流时，若流动缓慢，说明细胞已经失活 解析：选AC。细胞质环流能使细胞内各种营养物质在细胞质基质中均匀分布，A正确；显微镜下观察到的细胞质环流方向与实际环流方向相同，B错误；同一植物的衰老细胞和幼嫩细胞细胞质环流的速度不同，C正确；用黑藻观察细胞质环流时，若流动缓慢，说明细胞代谢减弱，但是细胞不一定失活，D错误。 题后点击　关于观察叶绿体和细胞质流动的两个易错点 (1)观察叶绿体时不能只撕取菠菜叶下表皮，下表皮细胞不含有叶绿体。 (2)显微镜下观察到的细胞质环流方向和实际环流方向一致，而不是相反。 考点3　细胞器之间的协调配合、生物膜系统 整合必备知识 1.细胞器之间的协调配合 (1)分泌蛋白的概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 (2)分泌过程 [深挖教材]　 (1) (必修1 P51“科学方法”)研究分泌蛋白的合成、运输的方法是同位素标记法。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.生物膜系统的组成和功能 [深挖教材] (2)(必修1 P53“与社会的联系”)生物膜的功能特性：当肾功能发生障碍时，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选择透过性。　 3.各种生物膜之间的联系 (1)在成分上的联系 (2)在结构上的联系 ①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。 ②在结构上具有一定的连续性，如图所示： 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。 (×) 提示：生物膜系统指的是细胞内所有的膜结构，而非生物体内所有的膜结构。 (2)生物膜之间通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性。 (×) 提示：生物膜之间通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的流动性。 (3)CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行。 (×) 提示：CO2的固定发生在叶绿体基质中。 (4)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成，病毒只有细胞膜。 (×) 提示：原核细胞只有细胞膜，无核膜，没有生物膜系统，病毒无细胞结构。 提升关键能力 2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家，因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理，也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。 (1)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会储存在结构⑤中，推断结构⑤是什么？由内质网、高尔基体加工的蛋白质一定是分泌蛋白吗？ 提示：结构⑤是溶酶体。由内质网、高尔基体加工的蛋白质不一定是分泌蛋白。 (2)图乙中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外，据图推测可能的原因是什么？此过程体现了生物膜具有什么功能？ 提示：囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合。体现了生物膜具有信息交流的功能。 (3)图1表示分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化；图2表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序。 据图分析，图1中A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是内质网膜、细胞膜、高尔基体膜；图2中a、b所指代的细胞器是内质网、高尔基体。 落实素养题组 1.(2024·济南模拟)微粒体来源于内质网的囊状小泡。研究发现，将分泌蛋白的mRNA在无细胞体系中进行翻译时，若不加微粒体，获得的翻译产物的氨基酸序列比从细胞中分泌出的蛋白质的氨基酸序列长；若添加微粒体，翻译产物的氨基酸序列长度与从活细胞分泌的蛋白质的氨基酸序列长度相同。下列相关分析正确的是(　　) A.微粒体膜和内质网膜都具有两层磷脂双分子层，膜上有多种蛋白质 B.无细胞体系进行翻译时，在核糖体或微粒体中发生氨基酸脱水缩合 C.微粒体可能对合成的分泌蛋白进行加工，行使了内质网的部分功能 D.分泌蛋白的结构和功能与mRNA的序列有关，与细胞器的功能无关 解析：选C。微粒体膜和内质网膜都由单层磷脂双分子层构成，膜上含有多种蛋白质，A错误；氨基酸脱水缩合的场所是核糖体，B错误；在无细胞体系中添加微粒体后，翻译产物的氨基酸序列长度与从活细胞分泌的蛋白质的氨基酸序列长度相同，说明微粒体可能对分泌蛋白进行加工，切除了多肽链的部分氨基酸序列，C正确；将分泌蛋白的mRNA在无细胞体系中进行翻译时，如果不加微粒体，获得的翻译产物的氨基酸序列比从活细胞中分泌出来的蛋白质的氨基酸序列长，说明分泌蛋白的结构和功能与mRNA的序列有关，也与内质网的功能有关，D错误。 2.(多选)研究发现，分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体，合成的初始序列为信号序列，当它露出核糖体后，在信号识别颗粒的引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网的膜后，蛋白质合成继续，并在内质网腔中将信号序列切除。合成结束后，核糖体与内质网脱离，重新进入细胞质。基于以上事实的推测，错误的是(　　) A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性 B.附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质都是分泌蛋白 C.用3H标记亮氨酸的羧基可追踪上述分泌蛋白的合成和运输过程 D.控制信号序列合成的基因片段发生突变可能不会影响该分泌蛋白的继续合成 解析：选ABC。核糖体由蛋白质和RNA组成，没有膜结构，所以其与内质网的结合没有依赖生物膜的流动性，A错误；附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质除了分泌蛋白外也有结构蛋白，B错误；如果用3H标记羧基，在氨基酸经过脱水缩合形成蛋白质的过程中，会脱掉羧基上的H生成水，则无法追踪，C错误；根据题干信息可知，信号序列引导该分泌蛋白进入内质网腔中，而蛋白质的合成场所在核糖体，所以如果控制信号序列合成的基因片段发生突变可能不会影响该分泌蛋白的继续合成，D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　[高考真题·感悟试做]　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2023·山东高考)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　　) A.H＋进入溶酶体的方式属于主动运输 B.H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 解析：选D。Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明H＋浓度在溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。 2.(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(　　) A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 解析：选C。有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要O2的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。 3.(2022·广东高考)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 解析：选D。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，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，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。 4.(2022·浙江6月选考)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(　　) 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.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用 D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现 解析：选C。消化酶是分泌蛋白，合成场所是核糖体，A错误；核糖体无膜结构，不能形成小泡包裹该酶，B错误；高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送，具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用，C正确；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$