第5讲 细胞器与生物膜系统-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（word教师用书）

第5讲　细胞器与生物膜系统 考点一　细胞器的结构和功能 1．细胞器的分离方法：　差速离心　法，将细胞膜破坏后，利用高速离心机，在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。 2．“八种”常见细胞器的结构及功能 （1）①　溶酶体　：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　。 （2）②　中心体　：与细胞的有丝分裂有关。 （3）③　核糖体　：是“生产蛋白质的机器”，　原核　细胞中唯一的细胞器。 （4）④　高尔基体　：主要是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”。 （5）⑤内质网：细胞内蛋白质等大分子物质的　合成　、　加工　场所和运输通道。 （6）⑥　线粒体　：细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。 （7）⑦　叶绿体　：能进行光合作用的植物细胞所特有，是“养料制造车间”和“能量转换站”。 （8）⑧　液泡　：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。 3．细胞骨架 （1）概念：由　蛋白质纤维　组成的网架结构。 （2）意义：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、能量变化、信息传递等生命活动密切相关。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．（必修1 P48～49图3－6）细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，可以控制物质进出细胞。（　×　） 2．（必修1 P48～49图3－6）高尔基体是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。（　×　） 3．（必修1 P48～49图3－6）植物细胞都含有叶绿体，动物细胞都含有线粒体。（　×　） 4．（必修1 P48～49图3－6）溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。（　×　） 5．（必修1 P50正文）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。（　√　） 6．大肠杆菌中，核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中（　×　） 7．液泡和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，其内都含有叶绿素、花青素等色素（　×　） 8．经内质网加工的蛋白质，都通过高尔基体分泌到细胞外（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修1 P53“练习与应用·拓展应用”）溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象：　①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溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着，分解它们的酶难以起作用　。 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：　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　。 1．叶绿体和线粒体的比较 项目 线粒体 叶绿体 形态与亚 显微结构 成分 内膜：与有氧呼吸有关的酶 基质：①与有氧呼吸有关的酶；②少量DNA和RNA 类囊体薄膜：①与光反应有关的酶；②叶绿素和类胡萝卜素 基质：①与暗反应有关的酶；②少量DNA和RNA 增大膜面 积方式 内膜向内凹陷形成嵴 囊状结构堆叠形成基粒 功能 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 共同点 ①都具有双层膜； ②都与能量转换有关，产生ATP； ③都含有DNA，可以自主复制与表达，是细胞质遗传的物质基础 2.真核、原核细胞及动、植物细胞的判断 3．多角度比较各种细胞器 [真题真练] （2024·北京卷）关于大肠杆菌和水绵的共同点，表述正确的是（　D　） A．都是真核生物 B．能量代谢都发生在细胞器中 C．都能进行光合作用 D．都具有核糖体 解析：大肠杆菌是原核生物，水绵是真核生物，A错误；大肠杆菌只具有核糖体，无线粒体等其他细胞器，能量代谢不发生在细胞器中，B错误；大肠杆菌无光合色素，不能进行光合作用，C错误；原核生物和真核生物都具有核糖体这一细胞器，D正确。故选D。 考点二　细胞器之间的协调配合与生物膜系统 1．细胞的生物膜系统的组成与功能 （1）组成：　细胞膜　、细胞器膜和　核膜　等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 （2）功能 2．细胞的生物膜系统中各生物膜之间的联系 （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，大都具有一定的流动性。 ②在结构上具有一定的连续性，图示如下： （3）在功能上的联系 在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之间协调配合如图所示： 流程图解读（填细胞结构名称）： ①　核糖体　：通过翻译将氨基酸合成多肽，不属于生物膜系统。 ②　内质网　：对多肽进行初步加工（如盘曲、折叠、糖基化等），形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的形式运送至高尔基体。 ③　高尔基体　：将较成熟蛋白质加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。 ④　细胞膜　：通过胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 ⑤　线粒体　：提供能量。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．生物膜系统指生物体内的所有膜结构（　×　） 2．生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性（　×　） 3．CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行（　×　） 4．原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成（　×　） 5．蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外（　√　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．在分泌蛋白合成和分泌的过程中，膜面积先增加后下降的细胞器是　高尔基体　，原因是　内质网膜鼓出形成的囊泡与高尔基体膜融合，使其膜面积增大；高尔基体膜产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小　。 2．胃腺细胞中，各种生物膜的结构和化学成分相似，但它们的功能差别较大，原因是　生物膜上蛋白质的种类和数量不同　。 3．研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因可能是　分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉　。 1．各种生物膜之间的联系（生命观念：结构与功能观）： （1）在成分上的联系 ①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。 ②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 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，都具有一定的流动性。 ②在结构上：具有一定的连续性，图示如下： （3）在功能上：既有明确分工，又协调配合，如分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程。 2．分泌蛋白合成和运输的实验分析 （1）研究手段——放射性同位素标记法 在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。 （2）实验结果 放射性最先出现在核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。 （3）分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图 分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。 [真题真练] （2024·浙江1月选考）浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（　A　） A．SRP与信号肽的识别与结合具有特异性 B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 解析：SRP受体并不是参与所有蛋白质的合成过程，故SRP受体缺陷的细胞可以合成多肽链，B错误；核糖体无膜，核糖体和内质网之间不能通过囊泡转移多肽链，C错误；性激素属于固醇，其不通过题中途径合成并分泌，D错误。 考点三　实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1．实验原理 （1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，不需　染色　，制片后直接观察。 （2）活细胞中的细胞质是不断流动着的，用运动着的　叶绿体　作为参照物，可观察植物细胞内细胞质的流动。 2．实验步骤 （1）观察叶绿体 （2）观察细胞质的流动 3．注意事项 （1）观察叶绿体常选用藓类的叶片。这是因为藓类的叶片薄而小，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片。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，因为叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮细胞无叶绿体，接近下表皮处是海绵组织，细胞排列疏松，易撕取，叶绿体大而少，便于观察。 （2）实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响。 （3）盖盖玻片时，使盖玻片与载玻片成45°夹角，一侧先接触液滴，然后缓慢放下，防止产生气泡。 （4）观察细胞质流动时，首先要找到叶肉细胞中的叶绿体，然后以叶绿体作为参照物，在观察时眼睛注视叶绿体，来观察细胞质的流动，最后仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。 差速离心法与密度梯度离心法 1．差速离心法 （1）概念：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。 （2）原理：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。 （3）具体操作：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。 2．密度梯度离心法 （1）概念：密度梯度离心法又称为区带离心法，可以同时使样品中几个或全部组分分离，具有良好的分辨率。 （2）原理：不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。 （3）操作：离心时先将样品溶液置于一个由梯度材料形成的密度梯度液体柱中，离心后被分离，组分以区带层分布于梯度柱中。 3．密度梯度离心法和差速离心法的区别 （1）差速离心法是用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离，密度梯度离心中单一样品组分的分离是借助于混合样品穿过密度梯度层的沉降或上浮来达到的。 （2）差速离心用两个甚至更多的转速，而密度梯度离心只用一个离心转速。 （3）差速离心是适用于混合样品中各沉降系数差别较大组分，而密度梯度离心的物质是密度有一定差异的。 [真题真练] （2024·湖南卷）以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素，实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同，且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是（　B　） A．该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域 B．细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快 C．材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键 D．细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标 解析：该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率，因此该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域，A正确；新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高，原因新叶比老叶细胞代谢旺盛，而细胞代谢越旺盛，细胞内结合水与自由水的比值越低，B错误；选择新鲜的叶片，在适宜的温度和光照强度下，黑藻细胞质的流动速率较快，实验容易取得成功，C正确；观察细胞质的流动时，常以细胞质基质中叶绿体的运动作为标志，D正确。故选B。 要语必背 必背教材结论性语句 1．(必修1 P52)肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。 2．(必修1 P52)内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体能对蛋白质做进一步修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。 3．(必修1 P52)细胞膜不仅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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。 4．(必修1 P52)广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。 学科网（北京）股份有限公司 $$