2025届高三一轮复习生物：细胞器和细胞的生物膜系统课件

第二章 细胞的基本结构与物质运输 2025年高考地理专项复习 第2节 细胞器和细胞的生物膜系统 目录 壹 细胞器之间的分工 贰 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 2 细胞器之间的分工 壹 3 教材知识萃取 4 1.细胞质的组成 2.主要细胞器的结构和功能 （1）辨析主要的细胞器 名称 功能 ① <m></m> ________ 细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的 <m></m> ________,吞噬并杀死侵入细胞的 <m></m> ____________ ② <m></m> ________ 分布在动物与低等植物细胞中，由两个互相垂直排列的中心粒及 周围物质组成，与细胞的 <m></m> __________有关 ③ <m></m> ________ 是“生产蛋白质的机器”, <m></m> ______细胞中唯一的细胞器 ④ <m></m> _______ ___ 主要是对来自内质网的蛋白质进行 <m></m> __________________的“车 间”及“发送站” ⑤粗面内质网 细胞内 <m></m> ________等大分子物质的合成、加工场所和运输通道 ⑥ <m></m> _______ _ 细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” 溶酶体 细胞器 病毒或细菌 中心体 有丝分裂 核糖体 原核 高尔 加工、分类和包装 蛋白质 线粒 基体 体 名称 功能 ⑦ <m></m> _______ 绿色植物能进行光合作用的细胞所特有,是植物细胞“养料制造车间” 和“能量转换站” ⑧ <m></m> ______ 内有细胞液,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可使植物细胞保持 坚挺 &2& （1）高尔基体与细胞分泌物的形成有关，植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。 （2）液泡中的色素与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素与光合作用有关。 （3）没有叶绿体或大液泡的细胞不一定不是植物细胞，如根尖分生区细胞。 （4）没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸，如需氧型的原核生物可进行有氧呼吸。 叶绿体 液泡 续表 （2）线粒体和叶绿体的比较 细胞器 线粒体 叶绿体 结构 _____________________________________ ___________________________________ 增大膜面积 的方式 内膜向内腔折叠形成 <m></m> ____ 由囊状结构薄膜堆叠成 <m></m> ______ 化学组成 含有 <m></m> _____________、磷脂 和蛋白质等 含有DNA、RNA、磷脂、蛋白质和 色素等 酶的种类和 分布 与有氧呼吸有关的酶,分布于 <m></m> __________________上 与光合作用有关的酶,分布于 <m></m> __ __________和类囊体薄膜上 嵴 基粒 DNA、RNA 线粒体基质和内膜 叶绿体基质 细胞器 线粒体 叶绿体 生理功能 有氧呼吸的主要场所,其中完成 有氧呼吸的第二、三阶段 绿色植物光合作用的场所,其中完成 光合作用全过程 相同点 ①均具有双层膜;②都含有少量的DNA和RNA,是 <m></m> __________细胞 器;③都能产生ATP,与能量转换有关;④都参与生物界的碳循环;⑤都既 产生水又消耗水 续表 半自主性 （3）多角度归纳主要细胞器 3.细胞骨架 情境应用 1.新屠宰的家畜家禽，如果马上把肉做熟了吃，吃起来会比较老，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，此时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩，这个过程需要一定的时间。 2.鸟类扇动翅膀的动力来自胸肌。研究表明飞翔鸟类胸肌细胞线粒体的数目比不飞翔鸟类的多，其原因是什么？ 提示 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞翔需要大量能量,所以飞翔鸟类的胸肌细胞中线粒体数目比不飞翔鸟类的多。 1.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.从结构与功能相适应的角度分析，为什么红细胞两面凹的圆饼状的形态和结构有利于氧气的运输? 提示 红细胞没有细胞核和各种细胞器,为运输氧气的血红蛋白腾出了空间;两面凹的圆饼状使其相对表面积较大,有利于其与外界进行气体交换。 深度思考 3.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因。 提示 功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多，线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，其上附着有多种酶。 4.溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被分解？尝试解释这种现象。 提示 ①溶酶体膜的成分可能经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解；②溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使水解酶远离自身等。 变式1 细胞器的结构和功能 1.[链接人教版必修1 P48~P49图3-6，2022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 【解析】溶酶体内含有多种水解酶，可分解受损的细胞器，A正确；线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种 蛋白质（转运蛋白），如运输丙酮酸、 的载体蛋白等，B正确；生长激素属于分泌蛋白，需要经过内质网和高 尔基体的加工才能被分泌到细胞外，C正确；附着在内质网上的核糖体和游离在细胞质基质中的核糖体都由 和蛋白质组成，D错误。 教材素材变式 17 2.[链接人教版必修1 P48~P49图3-6、P50正文，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、 和蛋白质等组分,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 【解析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，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,A正确；核仁与某种 的合成以及核糖体 的形成有关，的合成需要以为模板，该过程需要酶的催化，因此核仁含有、 和蛋白质等组分,B正 确；有氧呼吸生成水的场所为线粒体内膜，有氧呼吸生成 的场所为线粒体基质,C错误；内质网由膜围成的管状、 泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和 运输通道，D正确。 18 3.[链接人教版必修1 P47科学方法，2023全国甲卷节选]叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶 绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是____________（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布在 ______________________上,其中类胡萝卜素主要吸收________（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。 差速离心法 类囊体薄膜（或基粒） 蓝紫光 归纳总结 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。 【解题思路】一般采用差速离心法分离细胞器。叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 19 变式2 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 4.[链接人教版必修1 P50探究·实践]下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，正确的是 ( ) B A.菠菜叶的下表皮含有丰富且体积较大的叶绿体，是观察叶绿体的理想材料 B.用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时，临时装片需要保持有水状态 C.转动转换器由低倍镜到高倍镜后，将待观察目标移至视野中央 D.观察细胞质流动时，若看到细胞质顺时针方向流动，则实际流动方向是逆时针 易错点拨 观察叶绿体时常选用藓类的叶、黑藻的叶，取这些材料的原因是：叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以这类叶片常作为该实验的首选材料。若用菠菜叶作为实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为表皮细胞不含叶绿体。 【解析】若用菠菜叶作为观察叶绿体的实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为表皮细胞不含叶绿体，A错误。用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时，临时装片需要保持有水状态，目的是使细胞保持活性，这样才能进行实验观察，B正确。实验时，应先用低倍镜找到待观察目标，并将其移至视野中央，然后换用高倍镜观察，C错误。在用显微镜观察细胞质的流动方向时，显微镜下的环流方向与实际环流方向一致，D错误。 20 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 贰 21 教材知识萃取 22 1.生物膜系统的组成和功能 &8& （1）生物膜系统是针对细胞而言的，不是生物体内的全部膜结构，如口腔黏膜、胃黏膜等属于体内的“膜结构”，但不属于生物膜系统。 （2）原核生物、病毒等无生物膜系统。 （3）类囊体膜、囊泡膜也属于生物膜系统。 （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 <m></m> ______________构成基本支架，蛋白质 分子分布其中，细胞膜的结构特点是具有 <m></m> ________。 磷脂双分子层 流动性 2.各种生物膜之间的联系 ②在结构上具有一定的连续性，如图所示： （3）在功能上的联系（以分泌蛋白的合成与分泌为例） 3.模型构建，理解生物膜在功能上的联系（以分泌蛋白的合成和运输为例） 情境应用 如图是某植物叶肉细胞中部分生物膜（A结构）及其一侧液体（B）的示意图，请据此回答下列问题。 （1）构成生物膜的主要成分有哪些？生物膜系统包括哪几类膜结构？ 提示 构成生物膜的主要成分为脂质和蛋白质，生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜。 （2）若A、B结构中均含有与有氧呼吸有关的酶，则A是__________膜的一部分。若 A结构中含有吸收光能的色素，则A属于__________________膜。 线粒体内 叶绿体中的类囊体 深度思考 1.一般情况下，为什么核糖体上合成的多肽链是没有生物学功能的？ 提示 因为蛋白质的功能依赖于蛋白质的结构，多肽链经加工形成一定空间结构后才具备生物学功能。 2.什么是分泌蛋白?常见的分泌蛋白有哪些? 提示 有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,这类蛋白质叫作分泌蛋白,如消化酶、抗体和一部分激素等。 3.在分泌蛋白的合成和运输研究中使用了同位素标记法,所有的同位素都有放射性吗?请举例说明。 提示 不是。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如 <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 等;有的不具有放射性,是稳定性同位素,如 <m></m> 、 <m></m> 等。 变式1 细胞器之间的协调配合 1.[链接浙科版必修1 P55小资料，2023浙江卷·6月]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 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 【解析】囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体无膜结构，不能形成囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性，C错误；细胞内的核糖体和中心体无膜结构，囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。 教材素材变式 32 2.[链接人教版必修1 P51科学方法]同位素标记法和荧光标记法被广泛应用于生物学研究，下列说法正确的是( ) C A.用含有 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养小肠黏膜层细胞，在细胞核、线粒体、核糖体中均可检测到 放射性 B.用 35S 标记一定量的氨基酸来培养胰岛B细胞，可测得细胞内放射性依次出现在核糖体、高尔基体、内质网上 C.用不同颜色的荧光标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子，然后进行细胞融合实验，证明细胞膜具有流动性 D.鲁宾和卡门用放射性同位素 18O分别标记和 进行光合作用实验，证明光合作用释放的氧来自水 【解析】胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成的原料，核糖体中不含 ，A错误。胰岛B细胞合成的胰岛素属于分泌 蛋白，根据分泌蛋白的形成过程可知，用 35S 标记一定量的氨基酸来培养胰岛B细胞，可测得细胞内放射性依次出 现在核糖体、内质网、高尔基体上，B错误。用不同颜色的荧光染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子，然 后将小鼠细胞与人细胞融合，当这两种细胞刚融合成一个细胞时，融合细胞的两半分别发不同颜色的荧光，适宜 温度下经过一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布，这一实验可证明细胞膜具有流动性，C正确。 18O 是稳定同位 素，不属于放射性同位素，（【总结】生物学研究中常用同位素的放射性情况： 14C、 32P、 3H、 等具有放射 性； 15N、 18O 等是稳定同位素，不具有放射性。）D错误。 33 3.[人教版必修1 P60非选择题T2变式]如图为细胞中溶酶体 发生过 程和“消化”功能的示意图。下列叙述正确的是( ) D A.图中所示的膜结构共同构成了该细胞的生物膜系统 B.溶酶体中含有的多种水解酶由细胞器 合成和加工 C. 中线粒体被消化不利于维持细胞内部环境的稳定 D.的形成过程和 的发生过程均离不开膜的流动性 34 【解析】图示分析： 题图所示的膜结构是一些细胞器膜，细胞的生物膜系统除了细胞器膜外，还含有细胞膜和核膜等，A错误。溶酶体 中的水解酶是由核糖体合成的，在（高尔基体）中进行加工，B错误。若 中线粒体是衰老或损伤的线粒体，则其 被溶酶体中的水解酶“消化”清除，有利于维持细胞内部环境的稳定，C错误。 的形成过程即高尔基体小泡形成溶 酶体的过程， 表示包裹线粒体的小泡与溶酶体的膜融合的过程，这些过程的发生都依赖膜的流动性，D正确。 35 4.[链接人教版必修1 P52正文]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，在 信号识别颗粒引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网膜，核糖体附着到内质网上继续合成蛋白质， 并在内质网腔中切除信号序列。合成结束后，核糖体与内质网脱离成为游离状态。下列推测错误的是( ) A A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性 B.内质网是肽链合成、剪辑和蛋白质加工的重要场所 C.同一个核糖体既能以游离状态存在，又能以附着状态存在 D.信号序列的结构改变可能影响该蛋白质的继续合成 36 【解析】核糖体无膜结构，其与内质网的结合与生物膜的流动性无关，A错误。由题意“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，在信号识别颗粒引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网膜，核糖体附着到内质网上继续合成蛋白质，并在内质网腔中切除信号序列”可知，内质网是肽链合成、剪辑和蛋白质加工的重要场所，B正确。游离的核糖体合成信号序列后可以结合到内质网上，蛋白质合成结束后，附着的核糖体会与内质网脱离，故同一个核糖体既能以游离状态存在，又能以附着状态存在，C正确。信号序列在信号识别颗粒的引导下与内质网膜上的受体接触并穿过内质网膜，核糖体附着到内质网上继续合成蛋白质，据此可推测，信号序列的结构改变可能影响该蛋白质的继续合成，D正确。 37 5.[链接人教版必修1 P51思考·讨论]科学家在研究 分泌蛋白的合成和分泌时，做过这样一个实验。他 们向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 3H 标记的亮氨 酸， 后，带有放射性标记的物质出现在附着 有核糖体的内质网中； 后，出现在高尔基体 中； 后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋 白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中，如 图所示。下列有关此实验的说法正确的是( ) C A.实验需要在内不断向胰腺腺泡细胞中注射 3H 标记的亮氨酸 B.分泌蛋白的合成都需要亮氨酸参与 C.实验利用同位素标记法示踪物质的运行和变化规律 D.可以通过光学显微镜观察分泌蛋白的形成过程 38 【解析】研究分泌蛋白的合成和分泌利用了同位素标记法，该实验需要一次性向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 3H 标 记的亮氨酸，然后追踪带有放射性标记的物质出现的位置，进而示踪物质的运行和变化规律，A错误，C正确。亮 氨酸属于必需氨基酸，（【易错】必需氨基酸不能在生物体内合成，并不是所有蛋白质都含有必需氨基酸。）有 些分泌蛋白不含亮氨酸，故分泌蛋白的合成并不是都需要亮氨酸参与，B错误。通过光学显微镜不能观察分泌蛋白 的形成过程，需要借助观察放射性物质的仪器进行观察，D错误。 39 变式2 细胞的生物膜系统 6.[链接人教版必修1 P52正文]细胞内膜系统包括内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜等，这些细胞器在结构上常常 形成一个个小的区室，这种区室化的现象在功能上是彼此相互关联的动态系统，因此称之为内膜系统。下列说法 正确的是( ) A A.细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一 B.细胞内大量膜相结构的存在，阻碍了细胞中生化反应的进行 C.溶酶体和核糖体不参与细胞内膜系统的形成 D.溶酶体内含多种水解酶，会破坏细胞内膜，不利于细胞内膜系统的稳定 【解析】细胞内区室化是真核细胞结构和功能的基本特征之一，是功能走向专门化、提高生理活动效率的一种进化方式，A正确。细胞内大量膜相结构的存在，能提高代谢反应的效率，减少对其他反应的干扰，利于细胞中生化反应的进行，B错误。溶酶体具有膜结构，参与细胞内膜系统的形成，C错误。溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，但不会破坏自身的溶酶体膜，正因为溶酶体膜的存在，溶酶体不会对细胞内膜系统的稳定产生不利影响，D错误。 40 7.[链接人教版必修1 P52正文，2023海南卷]不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 生物膜 #b# 膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质 49 18 64 62 78 脂质 43 79 26 28 22 糖类 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是( ) C A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D.表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 易错提醒 生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，如口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。 41 【解析】生物膜主要由蛋白质和脂质组成，细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，A正确。糖蛋白或糖脂与信息传递等功能有密切关系，故B正确。哺乳动物成熟红细胞中没有高尔基体等各种细胞器，C错误。一般来说，蛋白质的种类与数量越多，生物膜的功能越复杂，由表可知，线粒体内膜的蛋白质含量最高，神经鞘细胞质膜的蛋白质含量最低，据此推测表中所列生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单，D正确。 42 8.[链接人教版必修1 P53与社会的联系]人工肾是一种替代病变的肾行使功能的装置，主要用于治疗肾功能衰竭和 尿毒症。它将血液引出体外利用透析、过滤、吸附、膜分离等原理排出体内过多的含氮化合物、新陈代谢产物或 逾量药物等，调节电解质平衡，然后再将干净的血液引回病人体内。其中起关键作用的是人工合成的膜材料—— 血液透析膜。下列与人工肾相关的说法，正确的是( ) D A.人工肾模拟了生物膜的结构特性——选择透过性 B.人工肾可以将患者血液中的代谢废物排出，代谢废物通过血液透析膜的方式是主动运输 C.血液透析膜的结构与生物膜的结构完全相同 D.在透析过程中，透析液中的酸碱度和渗透压应与血液中的基本相同 【解析】人工肾模拟了生物膜的功能特性——选择透过性，而不是结构特性，A错误。血液透析膜是人工合成的，没有生物活性，不能通过主动运输方式运输物质，B错误。血液透析膜是人工合成的，与生物膜在结构、成分上有差异，C错误。在透析过程中，为了防止某些盐类等有用的物质随着代谢废物离开血液，透析液中的酸碱度和渗透压应与血液中的基本相同，D正确。 43 谢谢 $$