2025届高三生物一轮复习课件第5课时 细胞器之间的分工合作

第5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。 3.活动：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。 考情分析 1.细胞器的结 构和功能 2024·安徽卷，2；2024·浙江6月选考，7；2024·江西卷，1；2023·福建卷，9；2023·浙江1月选考，3；2023·全国甲卷，29；2023·山东卷，2；2023·广东卷，4；2023·湖南卷，2；2023·天津卷，10～12；2023·重庆卷，1；2023·江苏卷，2；2022·江苏卷，1；2022·广东卷，8；2022·全国甲卷，4；2022·河北卷，2 2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2024·湖南卷，8；2024·北京卷，14；2023·江苏卷，15； 2022·浙江1月选考，2 3.细胞器之间的协调配合 2024·黑吉辽卷，12；2024·北京卷，3；2024·浙江1月选考，12；2024·山东卷，3；2023·浙江6月选考，6；2023·海南卷，3； 2022·河北卷，2；2022·广东卷，9；2022·浙江6月选考，7 4.生物膜系统 2024·安徽卷，1；2023·海南卷，3 命题点一 细胞器的结构和功能 1.细胞器的分离 细胞质基质 细胞骨架 细胞器 组成 功能 蛋白质纤维 维持着细胞形态，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。 细胞质中具有一定形态，结构、功能的结构 细胞质 呈溶胶状，细胞代谢的主要场所。 （1）细胞质 细胞骨架 细胞骨架是一个动态且自适应的结构网络，由微丝（肌动蛋白丝）、微管和中间丝三种主要聚合物组成，在细胞内执行多种重要功能，包括空间组织、与外部环境连接以及产生力使细胞移动和变形，其功能通过众多细胞质蛋白和细胞器的整合活动实现。 结合有秋水仙素或长春花碱的微管蛋白亚基组装到微管末端后,其他亚基就不能在该处组装。 紫杉醇作与微管蛋白亚基结合后可以阻止微管的去组装,增强微管的稳定性。 3种药物处理细胞的结果都是终止细胞周期的正常运行。 （2）细胞器分离方法 命题点一 细胞器的结构和功能 1.细胞器的分离 --差速离心法 差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。此法适用于混合样品中各结构大小差别较大组分的分离。 密度梯度离心法 通过向溶液中加入蔗糖、氯化铯等惰性介质，在离心管中形成从顶部到底部逐渐递增的密度梯度。梯度介质需不影响目标颗粒的理化性质。 根据颗粒的沉降速度差异（与颗粒大小、形状相关），在离心力作用下，颗粒沉降到对应密度的梯度区域，形成不连续区带。 实例：DNA半保留复制的验证。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （1）线粒体 双层膜结构，基质中含有DNA、RNA和有氧呼吸相关酶，以及核糖体； 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的"动力车间"。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体； 内膜向内腔折叠形成嵴增大膜面积。 注意：葡萄糖不会通过任何方式进入线粒体。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （2）叶绿体 双层膜结构，基质中含有DNA、RNA和暗反应相关的酶,以及核糖体。 光合作用的场所。 叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。 叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒来增大膜面积。 线粒体和叶绿体起源的内共生学说 证据： 外膜与真核细胞膜成分相似，可能来源于吞噬泡膜；内膜则与细菌质膜结构一致。 线粒体和叶绿体均含有独立的环状DNA，结构与细菌相似，且不与组蛋白结合，能自主复制和转录。 线粒体和叶绿体通过类似于细菌的二分裂方式增殖，而非依赖宿主细胞的分裂机制，这与内共生起源的“独立生存”特性一致。 线粒体和叶绿体的核糖体大小（70S）以及对氯霉素等抗生素的敏感性均与原核生物一致，而与真核细胞（80S）不同。 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 线粒体和叶绿体均含有自身的环状双链DNA，其结构与细菌DNA相似，能够以半保留方式进行复制。 两者拥有转录和翻译所需的全套组件，包括RNA聚合酶、核糖体（70S型）、tRNA及氨基酸活化酶等，可独立合成部分蛋白质。 线粒体和叶绿体的基因组仅编码少量蛋白质，绝大多数蛋白质由核基因编码，并在细胞质核糖体合成后转运至细胞器内。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （3）内质网 内质网是单层膜围成的不规则网状结构。 内质网分为糙面内质网（附着大量核糖体）和滑面内质网（没有附着核糖体） 。 内质网是蛋白质合成和加工的场所，还是脂质合成的车间 。 内质网腔 内质网膜 细胞质 内质网合成细胞所需包括磷脂和胆固醇在内的几乎全部膜脂，其中最主要的磷脂是磷脂酰胆碱（卵磷脂）。 内质网脂质合成的场所 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （4）高尔基体 单层膜围起的扁平囊状结构。 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”。 与植物细胞壁的形成有关。和动物细胞的分泌物形成有关（突触小泡的形成也与高尔基体有关）。 高尔基体与植物细胞壁的形成有关 高尔基体在植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关（合成半纤维素和果胶）。纤维素是在细胞膜上合成。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （5）溶酶体 溶酶体由单层膜围绕而成。 溶酶体含有酸性水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌的病毒。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （6）液泡 由单层膜围成的泡状结构。 液泡主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以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。 原生质层 细胞膜、液泡膜以及他们之间的细胞质构成原生质层。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （7）核糖体 核糖体由rRNA和蛋白质构成，包括两个亚基。 核糖体是蛋白质合成场所。 核糖体通常附着在内质网或者游离在细胞质中。 核糖体形成过程 注意：细胞中核糖体的形成不一定与核仁有关。 命题点一 细胞器的结构和功能 2.细胞器 （8）叶绿体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成（蛋白质）。 中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞。 中心体与细胞的有丝分裂有关。 2.细胞器 命题点一 细胞器的结构和功能 命题点一 细胞器的结构和功能 3.细胞器的分类 不含某些细胞器的特殊细胞： 无叶绿体：洋葱鳞片叶表皮细胞、植物根尖分生区细胞等； 无大液泡：植物根尖分生区细胞等； 无线粒体：哺乳动物成熟的红细胞等。 练习： (2024·江西卷，1)溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是(　　) A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构 B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成 C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶 D.从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低 A 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。 练习： (2023·湖南卷，2)关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是(　　) 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DNA、RNA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CO2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 C 练习： (2025·湖北荆州调研)如图是阳生植物蒲公英某细胞器的电镜照片，下列相关叙述正确的是(　　) A.结构①有两层生物膜，内膜面积比外膜面积大 B.结构②上分布着吸收、传递、转换光能的光敏色素 C.结构③中含有核糖体，能翻译出与光合作用有关的酶 D.适当遮阴后，结构②的数量和膜面积急剧减少 C 练习： 下列关于细胞器的叙述错误的有（ ） A.叶绿体的类囊体膜上具有叶绿素和酶 B.叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶 C.细胞都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中 D.有氧呼吸酶全部分布于线粒体中，有利于提高有氧呼吸的速率 E.抑制载体的活性或添加影响线粒体功能的药物可能会阻碍离子的吸收 F.细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体 G.线粒体和叶绿体均含有少量的DNA H.溶酶体不仅能水解外来的异物，还可水解自身细胞结构 I.酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白 J.根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，内含有糖、无机盐、色素等，有利于根吸收水分 K.中心体和高尔基体都能产生纺锤丝 L.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达 DFHJ 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验材料 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 新鲜的黑藻 或藓类叶 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 或藓类叶 原因 ___________________________________，可以取整个小叶直接制片 细胞排列疏松，易撕取； 含叶绿体数目 ，且体积___。 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察。 黑藻 藓类 菠菜 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞 少 大 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2.实验原理 ①高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中，叶绿体一般是绿色的，扁平的椭球形或球形，可以用高倍显微镜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。 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3.实验步骤 制作藓类叶 片临时装片 低倍显微镜下找到叶肉细胞 在洁净的载玻片中央滴一滴清水； 取 放 盖 看 滴 清水 用镊子取一片藓类小叶（菠菜叶稍带些叶肉下表皮）放入水滴中； 盖上盖玻片。 高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3.实验步骤 黑藻的培养 制作黑藻叶片临时装片 光照、室温条件下培养。 用镊子从黑藻新鲜枝上取一片幼嫩小叶放入水滴中； 盖上盖玻片。 显微镜下观察（先低倍镜再高倍镜观察） 当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，不利于观察。 在洁净的载玻片中央滴一滴清水； 4.实验分析 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，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。 命题点二 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 4.实验分析 植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是：细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障细胞生命活动的正常进行。 练习： 某实验小组选用菠菜、黑藻为实验材料，观察叶绿体的形态和分布，以及细胞质的流动，请思考下列问题： (1)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？ (2)选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为实验材料观察细胞质流动的原因：____________________________________________________________________ _______________________________。 提示：保持有水状态可以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则细胞会失水皱缩，将影响对叶绿体形态的观察。 幼嫩叶片细胞中存在叶绿体，便于观察细胞质流动，幼根细胞中细胞质流动没有明显的参照物，不便于观察 练习： 某实验小组选用菠菜、黑藻为实验材料，观察叶绿体的形态和分布，以及细胞质的流动，请思考下列问题： (3)如果将黑藻小叶的装片放在80 ℃条件下处理一段时间(装片中的小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，发现A处(如图1)呈绿色，可能的原因是________________________________________________ _______________________。 (4)如图2是光学显微镜下观察的黑藻叶片细胞，清晰可见叶绿体主要分布在细胞的________(填“中央”或“周边”)，其原因是____________________________ _________________。 高温下细胞膜、叶绿体膜等膜结构失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处 周边 细胞中央有大液泡，将叶绿 体推挤到细胞周边 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 1.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 在游离核糖体上合成短肽，然后游离核糖体和短肽一起转移到内质网上，经高尔基体加工最后分泌到细胞外起作用的一类蛋白质。如消化酶、抗体及部分激素。 （2）实验方法： 放射性同位素标记法 向豚鼠胰腺腺泡细胞培养液中加入3H标记的亮氨酸。利用放射性自显影技术研究豚鼠胰蛋白酶合成、运输和分泌的过程。 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 1.细胞器之间的协调配合--分泌蛋白的合成、加工和运输 (3)分泌蛋白合成、加工和运输过程 游离的核糖体合成一段肽链（随后暂停）。合成的一段肽链和核糖体转移至粗面内质网继续多肽链的合成，并且边合成边转移至内质网腔内。内质网对多肽链进行加工、折叠后转运至高尔基体，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，高尔基体形成囊泡包裹着蛋白质转运至细胞膜，与细胞膜融合分泌出去。 游离的核糖体 粗面内质网 高尔基体 溶酶体 质膜 分泌小泡 线粒体 叶绿体 细胞核 细胞质基质 囊泡 囊泡 信号序列 囊泡 高尔基体是细胞内物质囊泡运输的枢纽。 信号肽序列 靶向序列 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 1.细胞器之间的协调配合--分泌蛋白的合成、加工和运输 (3)分泌蛋白合成、加工和运输过程 内质网、高尔基体、细胞膜面积的变化 细胞器放射性强度变化 膜面积 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2.生物膜系统的组成及特点 (1)生物膜系统的组成 细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成了生物膜系统。 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，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统；原核生物没有核膜和细胞器膜，没有生物膜系统。 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2.生物膜系统的组成及特点 (2)生物膜系统的组成的特点 生物膜在组成成分和结构上相似，结构和功能上紧密联系。 生物膜的主要成分是：脂质(磷脂)和蛋白质； 每种成分所占比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。 生物膜的基本结构：流动镶嵌模型； 生物膜结构上密切联系： 命题点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2.生物膜系统的组成及特点 (3)生物膜系统的功能 功能 广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行 保障细胞内部环境的相对稳定； 生物膜系统 核膜 细胞膜 细胞器膜 物质运输、能量转换、信息传递。 练习： 信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N末端带有疏水氨基酸残基的信号肽。由于信号肽的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。信号肽位于分泌蛋白的N端。一般由15～30个氨基酸组成。 (1)在真核细胞内，与分泌蛋白合成和加工直接有关的具膜细胞器有___________________________。在分泌过程中，以上细胞器膜面积的变化为__________________________________________________________。 (2)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_______________________________。 多肽进入内质网腔内，信号肽会被切除，目的是____________________________。 内质网、高尔基体 内质网减小、高尔基体先增加后减少，面积基本不变 在内质网中，信号肽被切除 防止在内质网内驻留 练习： 信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N末端带有疏水氨基酸残基的信号肽。由于信号肽的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。信号肽位于分泌蛋白的N端。一般由15～30个氨基酸组成。 (3)科研小组将信号序列和细胞质基质蛋白重组，重组蛋白________(填“能”或“不能”)进入内质网内。 (4)人体进食后，血液中的葡萄糖含量升高。葡萄糖可作为信号分子作用于胰岛细胞，促进胰岛素的分泌，据此判断胰岛素的分泌会导致高尔基体膜面积发生什么改变？___________________________ 能 高尔基体的膜面积基本不变。 练习： 经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。请回答下列问题： (1)M6P标志的形成过程体现了S酶的________ (2)M6P标志与相应的受体识别，这决 定于受体的____________________。 (3)若S酶功能丧失，会导致衰老和损伤 的细胞器在细胞中________。 (4)溶酶体不分解自身的膜，原因可能是什么？ _________________________________________________。 专一性 特殊的空间结构 积累 溶酶体膜的成分可能被修饰，使酶不能对其发挥作用 练习： (2024·安徽卷，1)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　) A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 B $$