内容正文:
第6讲 细胞器之间的分工合作
对应学生P25
知识体系———定内容 核心素养———定能力
生命
观念
通过对各种细胞器分工与合作的复习,明确组成
细胞的结构既相对独立,又相互联系,进而建立生
命部分与整体的观念
科学
思维
通过对细胞结构与功能的归纳及对生物膜结构与
功能的总结,培养逻辑思维能力,归纳总结能力及
识图析图能力
科学
探究
通过“观察线粒体和叶绿体”实验,掌握实验材料
选取原则和显微镜操作技能
对应学生P25
考点1 细胞器的结构与功能
[必备知识复盘]
1.细胞质的组成
2.细胞壁
3.细胞器的结构和功能
图示 名称 功能
线粒体
细胞进行有氧呼吸的主要场
所,是细胞的“动力车间”
叶绿体
绿色植物细胞进行光合作用
的场所,被称为细胞的“养料
制造车间”和“能量转换站”
内质网
蛋白质等大分子物质的合成、
加工场所和运输通道
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”
溶酶体
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
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,主要存在于 植物 细
胞中
中心体
分布在动物与低等植物细胞
中,与细胞的有丝分裂有关
核糖体 “生产蛋白质的机器”
4.细胞骨架
(1)含义:由蛋白质纤维组成的网架结构.
(2)功能:
1.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低.
(2024江西卷,1D)(√)
2.有氧呼吸第一阶段发生在线粒体基质.
(2024江苏卷,6C)(×)
3.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2
的场所.
(2023湖南卷,2C)(×)
4.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解.
(2022河北卷,2A)(√)
03
高考总复习 生物学
1.(必修1P48“图3-6文字”)内质网有哪两类? 各
有怎样的功能?
答案:粗面内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有
关;光面内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成
有关.
2.(必修1P53“拓展应用”)溶酶体内含有多种水解
酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解? 尝试
提出一种假说,解释这种现象.
答案:溶酶体的膜在结构上比较特殊,如经过修饰
等,不会被溶酶体内的水解酶水解.
3.必修1P50“细胞骨架”与教材P45中生物膜的“基本
支架”在物质构成上有什么不同?
答案:细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,
生物膜的基本支架是由磷脂双分子层组成.
4.(情景探究)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家依
据证据提出了一种解释:约十几亿年前,有一种原
始真核生物吞噬了原始的蓝细菌,有些未被消化的
蓝细菌,能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营
养物质,逐渐进化为叶绿体,演变过程如下图.
①按照这一推测,叶绿体的外膜和内膜的来源分别
是什么?
答案:原始真核生物的细胞膜和蓝细菌的细胞膜.
②进一步推测,线粒体的形成过程是什么?
答案:是原始真核生物吞噬好氧型细菌形成的.
③在你的知识范围内找出支持这一假说的三条
证据.
答案:线粒体和叶绿体内含有DNA和RNA,在遗
传上具有半自主性;线粒体和叶绿体内的DNA是
环状,没有与蛋白质结合,与细菌相同;线粒体和叶
绿体中都有核糖体,能独立合成蛋白质;在生物界
中,吞噬现象普遍存在,如白细胞吞噬病菌等.
[关键能力提升]
◆[提升点1] 通过细胞结构和功能考查理解能力
和获取信息的能力
1.(2025八省联考河南卷,2)植物可通过细胞自噬
实现自清洁和胁迫应答.在自噬过程中,受损蛋白
质或细胞器被膜包裹后形成自噬小体,自噬小体与
液泡融合进而完成内容物的降解和利用.下列推
测错误的是 ( )
A.内质 网 可 以 为 植 物 自 噬 小 体 的 膜 结 构 提 供
原材料
B.植物 自 噬 小 体 的 锚 定 和 运 输 与 细 胞 骨 架 密
切相关
C.液泡中含有多种水解酶,有类似于溶酶体的功能
D.钠盐胁迫下,植物减弱细胞自噬活动以维持生存
解析:D [内质网是脂质的合成车间,自噬小体膜
结构的主要成分是脂质和蛋白质,因此内质网可以
为植物自噬小体的膜结构提供原材料,A正确;细
胞骨架与物质运输、能量转换、信息传递等生命活
动密切相关,植物自噬小体的定向和运输与细胞骨
架密切相关,B正确;液泡中含有多种水解酶,有类
似于溶酶体的功能,C正确;钠盐胁迫下,植物通过
增强细胞自噬活动以维持生存,D错误.]
2.(2025八省联考晋陕宁青卷,2)将肝脏组织匀浆
用差速离心等方法获得不同的细胞结构和组分.
下列叙述错误的是 ( )
A.若离心沉淀物中含细胞核,则其中具有可被甲
紫溶液染色的物质
B.某细胞结构是“生产蛋白质的机器”,则其形成与
核仁有关
C.对分离到的线粒体进行检测,发现其基质中有能
分解葡萄糖的酶
D.某具膜细胞结构中检测到多种水解酶,其应是
细胞的“消化车间”
解析:C [若离心沉淀物中含细胞核,则其中具有
可被甲紫溶液染色的物质———染色体,染色体可被
碱性染料染色,A正确;某细胞结构是“生产蛋白质
的机器”,即为核糖体,核糖体的形成与核仁有关,B
正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体基质
中没有能分解葡萄糖的酶,C错误;某具膜细胞结
构中可检测到多种水解酶,其应是溶酶体,是细胞
的“消化车间”,D正确.]
◆[提升点2] 通过细胞图像、曲线考查识图分析
能力
3.(2025成都七中诊断)下列关于细胞器的结构和
功能的说法,正确的是 ( )
A.四种结构中均可以发生A—U配对现象
B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c
的参与
D.a、c、d都具有双层膜结构
解析:C [题图所示的a、b、c、d四种细胞器分别是
叶绿体、核糖体、线粒体、液泡.A—U的碱基互补
配对发生在转录或翻译过程中,a(叶绿体)和c(线
粒体)中能发生转录和翻译过程,b(核糖体)中能发
生翻译过程,但在d(液泡)中不能发生转录或翻译
过程,A错误;a(叶绿体)进行光合作用不需要c(线
粒体)提供能量,d(液泡)相关的渗透失水和吸水不
需要c(线粒体)提供能量,B错误;与分泌蛋白的合
成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、
内质网、高尔基体和线粒体,C正确;a(叶绿体)和
c(线粒体)是双层膜的细胞器,而d(液泡)是单层膜
的细胞器,D错误.]
13
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
4.(2025河南南阳一中质检)用差速离心法分离出
某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含
量如图所示.下列有关说法正确的是 ( )
A.细胞器甲是线粒体,其能完成的生理过程是葡
萄糖的氧化分解
B.细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结
构,一定与分泌蛋白的合成和加工有关
C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,该细胞器不
一定只存在动物细胞中
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
解析:C [由于该细胞为动物细胞且细胞器甲有蛋
白质和脂质,说明细胞器甲有膜结构,又因其含有
少量核酸,则细胞器甲为线粒体,其能完成的生理
过程是丙酮酸的氧化分解,葡萄糖不能直接进入线
粒体进行氧化分解,A错误;细胞器乙只含有蛋白
质和脂质,应具有膜结构,可能是高尔基体、内质
网、溶酶体,而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无
关,B错误;发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有
丙(核糖体),蛋白质的合成在核糖体上进行,该过
程产生水,C正确,D错误.]
1.显微结构与亚显微结构模式图的判断
是否表示出细胞器的结构:
表示出→亚显微结构模式图
未表示出→显微结构模式图{
2.真核、原核细胞及动、植物细胞的判断
有
无
核
膜
无
→ 原核细胞
有
→
真
核
细
胞
有无
细胞壁
有
→
不能被纤维
素酶破坏
→
真菌
细胞
能被纤维
素酶破坏
→
植物
细胞
有无
中心体
有
→
低等植
物细胞
无
→
高等植
物细胞
无
→ 动物细胞
①植物细胞的判断依据:有细胞壁;成熟植物细胞
有大液泡,有的有叶绿体;无中心体的是高等植物
细胞,有中心体的是低等植物细胞.
②动物细胞的判断依据:无细胞壁、大液泡、叶绿
体,有中心体.
③原核细胞的判断依据:无核膜包被的细胞核,只
含有核糖体一种细胞器.
考点2 细胞的生物膜系统
[必备知识复盘]
1.分泌蛋白
(1)概念:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋
白质.
(2)举例:消化酶、抗体和一部分激素等.
2.分泌蛋白的合成、加工和运输
(1)研究手段———同位素标记法
向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)过程
3.细胞的生物膜系统
(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)特点
①生物膜的组成成分和结构很相似.
②在结构和功能上紧密联系、协调配合.
(3)功能
1.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直
接联系. (2024黑吉辽卷,12C)(×)
2.蛋白P通过胞吐被排出细胞的过程依赖细胞膜的
流动性. (2024山东卷,3B)(√)
3.生物膜系统由具膜结构的细胞器构成. (×)
1.(必修1P51“思考讨论”)科学家研究分泌蛋白的
合成与运输的方法是什么? 如果用人的口腔上皮
细胞为实验材料可以吗? 为什么?
答案:同位素标记法.不可以.口腔上皮细胞不能
产生分泌蛋白.
2.(必修1P53“与社会的联系”)血液透析膜的功能特
点是什么?
答案:选择透过性,即把病人血液中的代谢废物透
析掉,让干净的血液返回病人体内.
23
高考总复习 生物学
3.(情景探究)如图表示细胞生物膜系统的关系网,据
图分析.
(1)请写出a~g各部分名称,并写出推断理由.
.
(2)c、d所在的细胞器均有很大的膜面积,其增大
膜面积的方式分别是
.
图中e和f在分泌蛋白的加工和运输过程中,膜面
积发生的变化分别为
.
(3)溶酶体的功能是
.
(4)生物膜使真核细胞区室化,对新陈代谢的意义
是
.
答案:(1)由c、d生物膜中分别发生水光解和水合
成的反应,可推断c为叶绿体的类囊体薄膜,d为线
粒体内膜;由e产生囊泡至f,f产生囊泡至g,可推
断e为内质网膜,f为高尔基体膜,g为细胞膜,则b
为细胞器膜,a为核膜
(2)叶绿体由类囊体堆叠形成基粒,线粒体内膜向
内腔折叠形成嵴 e的膜面积变小,f的膜面积先
增大后减小,前后基本保持不变
(3)分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞
的病毒或病菌
(4)减少彼此干扰,保证化学反应高效、有序地进行
[关键能力提升]
◆[提升点1] 通过生物膜系统的结构和功能考查
信息提取能力、理解能力
1.(2023浙江1月选考)性腺细胞的内质网是合成
性激素的场所.在一定条件下,部分内质网被包裹
后与细胞器X融合而被降解,从而调节了性激素的
分泌量.细胞器X是 ( )
A.溶酶体 B.中心体 C.线粒体 D.高尔基体
解析:A [根据题意“部分内质网被包裹后与细胞
器X融合而被降解”,可推测细胞器X内含有水解
酶,是细胞内的消化车间,故可知细胞器X是溶酶
体,A正确,BCD错误.]
2.(2025湖北武汉质检)细胞生命活动依赖于胞内
运输系统.运输系统将大量需要运输的物质分拣、
包装到囊泡中,利用动力蛋白水解 ATP驱动囊泡
在细胞骨架上移动,高效精确地将物质运输到相应
结构中发挥功能.下列叙述正确的是 ( )
A.血红蛋白可通过囊泡分泌到细胞外
B.核糖体可出芽形成囊泡将肽链运往内质网进行
加工
C.在胞内运输过程中,内质网起到重要的交通枢纽
作用
D.动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着
能量代谢
解析:D [分泌蛋白通过囊泡分泌到细胞外,血红
蛋白为胞内蛋白,A错误;核糖体是无膜结构的细
胞器,无法出芽形成囊泡,附着在内质网上的核糖
体合成肽链后直接进入内质网进行加工,B错误;
在胞内运输过程中,高尔基体起着重要的交通枢纽
的作用,一方面接受内质网形成的囊泡,一方面自
身形成新的囊泡运输蛋白质到细胞膜,C错误;根
据题干信息可知,动力蛋白水解 ATP驱动囊泡在
细胞骨架上移动,因此,动力蛋白驱动囊泡在细胞
骨架上的移动伴随着能量代谢,D正确.]
◆[提升点2] 通过蛋白质的合成、加工和转运考查
科学思维和科学探究能力
3.(2025江苏南京学情调研)如图是高等动物细胞
内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意
图,其中a~f表示细胞结构,①~⑧表示生理过
程.下列相关叙述错误的是 ( )
A.图示结构中,除a外其他均属于细胞的生物
膜系统
B.过程①中多个结构a附着于 mRNA上,可提高
蛋白质合成速率
C.生长激素的合成和转运途径是⑤→⑥→⑧
D.结构c中的蛋白质均依赖①→④过程转运
解析:D [图示结构中,a为核糖体、b为细胞核、
c为线粒体、d为内质网、e为高尔基体、f为细胞
膜,除a没有膜结构外,其他均有生物膜,都属于细
胞的生物膜系统,A正确;过程①表示翻译,在翻译
过程中多个核糖体附着于 mRNA上,形成多聚核
糖体,可加快细胞内蛋白质的合成速率,B正确;生
长激素的化学本质是蛋白质,属于分泌蛋白,其合
成和转运途径是⑤→⑥→⑧,C正确;c(线粒体)内
的蛋白质,可以来源于核基因控制合成,即依赖①
→④过程转运,也可以来源于自身DNA的转录和
翻译,D错误.]
33
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
4.研究分泌蛋白的合成及分泌过程中,科学家们做了
下列实验.请回答问题.
(1)科学家将一小块胰腺组织放入含放射性标记的
培养液中短暂培养,在此期间放射性
标记物被活细胞摄取,并掺入正在合成的蛋白质
中.然后,科学家立即洗去放射性标记物,转入不
含放射性标记物的培养液中继续培养.实验结果
如图所示.随着 的变化,放射性颗粒
数的百分比在不同细胞结构上有规律的变化,据此
推测,分泌蛋白转移的途径是
.
(2)细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡之中,这
些膜泡能够精准的运输.为了确定参与膜泡运输
的基因(sec基因),科学家筛选了两种酵母突变体,
这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下.
酵母突变体 与野生型酵母电镜照片的差异
sec12 基 因
突变体
突变体细胞内内质网特别大
sec17 基 因
突变体
突变体细胞内,尤其是内质网和高
尔基体间积累大量的未融合小泡
据此推测,sec12 基因编码的蛋白质的功能是与
的形成有关.sec17 基因编码的蛋白
质的功能是
.
解析:(1)由于合成蛋白质所需要的原料是氨基酸,
所以通常采用放射性同位素标记的氨基酸来研究
分泌蛋白的合成和运输过程.实验结果表明,随着
追踪时间的变化,放射性颗粒数的百分比在不同细
胞结构上有规律的变化.根据曲线图中放射性出
现的时间早晚可知,分泌蛋白转移的途径是:附有
核糖体的内质网→高尔基体→分泌小泡.
(2)sec12 基因突变后,细胞内内质网特别大,推测
sec12 基因编码的蛋白质可能参与内质网小泡的形
成;sec17 基因突变后,突变体细胞内,尤其是内质
网和高尔基体间积累大量的未融合小泡,说明内质
网脱落的小泡与高尔基体没有融合,推测sec17 基
因编码的蛋白质参与小泡与高尔基体的融合.
答案:(1)氨基酸(3H亮氨酸) 追踪时间(时间)
附有核糖体的内质网→高尔基体→分泌小泡
(2)内质网小泡 参与膜泡(或“小泡”)与高尔基体
的融合
分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化
(1)分泌蛋白合成、加工、运输过程(如图1):
核糖体→内质网→
“出芽
囊泡”→高尔基体→
“出芽”
囊泡→细胞膜.
(2)图2表示放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同
时间放射性元素在细胞中的分布情况,该图不仅
表示了放射性元素出现的先后顺序,而且还表示
了某种结构中放射性元素的含量变化.
(3)图3和图4分别以直方图和曲线图形式表示在分
泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小(只
发出囊泡),高尔基体膜面积基本不变(先接受囊
泡,后发出囊泡),细胞膜面积相对增大(只接受
囊泡).
探究实践三 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 对应学生P29
1.实验原理
(1)叶肉细胞中的叶绿体,散布于细胞质基质中,呈绿
色,扁平的椭球形或球形,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.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.实验流程
(1)观察叶绿体
43
高考总复习 生物学