2026届高三生物一轮复习课件2.5细胞器之间的分工

第二单元　 细胞的基本结构和物质的运输 第5课时 细胞器之间的分工 1 课标要求 细胞器的结构和功能 < 考点一 > 1.细胞质的组成 细胞质基质 差速离心法 必备知识—学习笔记P24 源于必修1 P47“科学方法”：用差速离心法分离细胞器 过程：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 离心速率的方法分离不同大小的细胞器。 提高 教材隐性知识—学习笔记P24 密度梯度离心法 密度梯度离心法：用一定的介质形成密度梯度，在一定离心力下，不同密度的物质停留在特定梯度层（用14N和15N分别标记子链和母链） 必修2P54 选必3P54 离心一般是在一定的转速下进行一段时间，将要分离的物质分开。 差速离心则是用一定的转速将物质分成两部分后，将上清液再用更高的转速离心，分成层后如果需要还要用更高的转速再将上清液离心，直到将物质完全分成不同的层次为止。是交替使用低速和高速离心，用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。 2.常见细胞器的结构及功能 (1)双层膜结构的细胞器 有氧呼吸 必备知识—学习笔记P24 形态：光镜下染色后可见形态，呈线状、粒状、棒状； 结构：（电镜）具有内外两层膜结构，内膜折叠形成嵴，嵴增大了内膜表面积。 光镜 照片 电镜 照片 分布于真核细胞中 有氧呼吸 线粒体内膜—有氧呼吸第三阶段酶 线粒体基质—有氧呼吸第二阶段酶、DNA(环状、 裸露）、RNA、核糖体 （原因分析：线粒体中没有分解葡萄糖的酶，线粒体膜上没有转运葡萄糖的载体蛋白） 注意：原核生物没有线粒体，但有些能进行有氧呼吸（如蓝藻、好氧细菌等）；但真核生物没有线粒体一定不能进行有氧呼吸（如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等） 不同生物的不同组织中线粒体数量的差异是巨大的。一般来说，细胞中线粒体数量取决于该细胞的代谢水平，代谢活动越旺盛的细胞线粒体越多。 半自主性细胞器 叶绿体 形态：光镜下可见形态，球形或椭球形； 结构：（电镜）具有内外两层膜，内部有许多基粒，每个基粒由2个以上类囊体(圆饼状的囊状结构)堆叠而成，基粒之间充满基质。 光镜 照片 电镜 照片 类囊体 基粒 堆叠 绿色的植物细胞，主要分布在叶肉细胞中 通过类囊体增大膜面积，有利于光合色素和光反应酶的附着 叶绿体 类囊体的薄膜上—光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）、光合作用酶（光反应阶段） 叶绿体基质—光合作用酶（暗反应阶段）、DNA、RNA、核糖体 半自主性细胞器 注意：并不是所有的植物都有叶绿体，如菟丝子（营寄生生活）、根尖分生区细胞等。 蓝细菌、光合细菌等能进行光合作用的原核生物，不含叶绿体，含有藻蓝素和叶绿素及进行光合作用的相关酶。 线粒体和叶绿体的比较 线粒体外膜与内膜的比较 都有增大膜面积的结构（目的并不都是为了增大酶的附着面积，如根毛细胞，神经细胞） 练习：下列关于叶绿体和线粒体的比较的叙述，正确的是(　 　) A．叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6，在线粒体中则会发生C6H12O6→C3→CO2 B．ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生 C．光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中 D．都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行 E．剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体 F．线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所 G．叶绿体能通过光合作用合成葡萄糖，线粒体可以通过有氧呼吸分解葡萄糖 H．分泌蛋白的合成与分泌与ATP水解反应相联系 I . 线粒体、叶绿体的基质中都能产生ATP √ √ √ √ (2)单层膜结构的细胞器 细胞器 病毒或细菌 水解酶 起源于高尔基体，其中的水解酶由核糖体合成，需要内质网和高尔基体的加工 分解后产物的去向：对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外 溶酶体的自噬作用 溶酶体的吞噬作用 教材P126 思考： 1.新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，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?原因是？ 溶酶体。一段时间后溶酶体中蛋白酶等释放，催化蛋白质水解。 2.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。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。 膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；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酶远离自身；可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用；等等。 教材p53 矿工中常见的职业病——硅肺形成的原因 当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。 15 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 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。 √ 酵母菌、草履虫中有液泡 根尖分生区组织细胞无大液泡 成熟的植物细胞具有大液泡 花青素：水溶性、不能吸收光能 液泡与渗透吸水有关，与代谢产物贮存有关，与花、果实等颜色有关 辨析细胞液、细胞内液、细胞外液 植物细胞中没有溶酶体，但其圆球体和液泡内含有多种酸性水解酶，具有相当于动物溶酶体的作用。 拓展—学习笔记P24 蛋白质 输通道 运 分布：动、植物等细胞中 亚显微结构，由单层膜连接成的内腔相通的膜性管道系统 （囊状、泡状、管状） 内连核膜，外连细胞膜，膜面积最大的细胞器 电镜照片 （附着有核糖体） 粗面内质网主要与分泌蛋白的合成、加工、运输有关； 光面内质网主要与脂质合成有关 粗面内质网是核糖体与内质网共同组成的复合机能结构。所以，粗面内质网的功能是合成、加工并转运蛋白质。有些蛋白质在细胞质的游离核糖体上合成，合成后留在细胞质基质或被运到细胞核、线粒体等；另一些蛋白质在刚开始合成不久便随着核糖体一起转移到内质网膜上，在粗面内质网上新生肽穿过内质网膜进入内质网腔中，肽链继续延伸直至蛋白质的合成。 在粗面内质网上合成的蛋白质主要有三类：分泌蛋白，即在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如胰腺细胞分泌的酶，浆细胞分泌的抗体，内分泌腺分泌的多肽类激素等。这类蛋白质合成后经过加工，通过胞吐作用输送到细胞外。生物膜蛋白，包括细胞膜上的膜蛋白和内质网、高尔基体、溶酶体膜上的膜蛋白等。这些膜蛋白在内质网上合成时就已经确定了其方向性，并在以后的转运过程中能有目的地定向运输。细胞器中的可溶性驻留蛋白，这些蛋白质需要与其他细胞组分严格隔离，如溶酶体蛋白与植物液泡中的酸性水解酶类，在合成后进入内质网，能与其他细胞组分进一步区分，也有利于对它们的加工和活化。 信号肽 拓展 工、分类和包装 细胞壁 加 广泛分布于动植细胞中 亚显微结构，单层膜连接而成的扁平囊泡结构，有大小囊泡 电镜照片 融合原生质体再生细胞壁与高尔基体有关； 与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）； 与溶酶体的形成有关； 汗腺、唾液腺细胞中高尔基体比较丰富 (3)无膜结构的细胞器 线粒体和叶绿体 生产蛋白质 亚显微结构，椭球形的粒状小体，无膜结构，由rRNA和蛋白质构成 （脱水缩合的场所） 核糖体是真核细胞和原核细胞唯一共存的细胞器 分布：几乎一切细胞中 真核细胞的核糖体形成与核仁有关 没有加工功能 中心粒 有丝分裂 低等植物：绿藻、小球藻、水绵、褐藻、硅藻 地衣植物 亚显微结构，无膜结构，主要成分是蛋白质（微管蛋白） （在有丝分裂前的间期自我复制，前期发出星射线形成纺锤体） 3.多角度比较各种细胞器 线粒体、叶绿 体、核糖体 液泡 叶绿体 中心体 核糖体 核糖体 线粒体、中心体、 高尔基体 线粒体、叶绿体 结构与功能中的“一定”与“不一定” (1)能进行光合作用的生物不一定有叶绿体(如蓝细菌)，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。 (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有线粒体参与。 (3)所有生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 (4)葡萄糖→丙酮酸一定不发生在细胞器中。 (5)有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。 (6)高尔基体经囊泡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分泌。 (7)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌(支原体除外)也有细胞壁。 (8)没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。 易错提醒—学习笔记P25 （如神经递质） 4.细胞骨架 蛋白质纤维 细胞的形态 许多细胞器 能量转化 利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性 总结：不同类型细胞图像判定 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：无细胞核，只含有核糖体一种细胞器。 不同种类细胞所含细胞器不同： ①哺乳动物成熟的红细胞——没有细胞核和各种细胞器； ②蛔虫的体细胞——没有线粒体，只能进行无氧呼吸； ③具有分裂能力或代谢旺盛的细胞(包括癌细胞)——核糖体、线粒体的数量较多； ④分泌腺细胞——高尔基体的数量较多； ⑤原核细胞——只有核糖体一种细胞器； ⑥根尖分生区细胞——没有叶绿体、大液泡，具分裂能力。 (1)细胞内具备运输功能的物质或结构有结合水、囊泡、细胞骨架、tRNA(2024·河北，1改编)(　　) × (2)苹果变甜主要是因为多糖水解为可溶性糖，细胞中可溶性糖储存的主要场所是叶绿体(2024·重庆，1A)(　　) × 判断正误—学习笔记P25 (3)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同 (2020·江苏，3B)(　　) × (4)差速离心法的应用促进了对细胞器的认识(2024·广东，4B)(　) (5)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( ) (6)小麦细胞的有丝分裂与中心体有关(　　) √ × × 溶酶体的特点和作用 人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径，如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示思考回答下列问题： 关键能力—学习笔记P25 (1)从图中可以看出，与溶酶体产生直接相关的细胞器是 ，与水解酶合成和加工有关的细胞器有 (至少答3种)。 (2)已知酶在不同pH下的催化活性不同，研究表明，少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤，其主要原因可能是________________________________________________________________。 高尔基体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 细胞质基质中的pH与溶酶体内的不同，导致酶活性降低或丧失 (3)衰老的线粒体功能逐渐退化，会直接影响有氧呼吸的第 阶段。其在自噬溶酶体内被水解后，其产物的去向是_______________________ 。由此推测，在环境中营养物质缺乏时，癌细胞仍能存活的原因可能是 。 二、三 排出细胞或在细胞内被 利用 癌细胞中自噬作用强，可获得更多的能量和物质 (4)据图分析，与溶酶体相比，自噬体在结构上的主要特征是具有 。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜不被分解的原因可能是什么？ 双层膜 溶酶体膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用。 (5)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。 可能与肌细胞内溶酶体的作用有关。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。 考向一　细胞器的结构和功能 阅读下列材料，回答1～3小题： 高等生物细胞器的稳态是细胞行使正常功能的基础。 细胞质核糖体由大小两个亚基组成，每个亚基由蛋白质和rRNA在核仁组装而成。线粒体和叶绿体内存在环状DNA和自身核糖体，该类核糖体与细菌的核糖体相似，而与细胞质核糖体差别较大。线粒体和叶绿体的蛋白质有的由核基因编码，有的由自身基因编码。线粒体和叶绿体均可经分裂增殖。植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体。 内质网和高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，细胞分裂完成后重新组装。 高尔基体产生含有酸性水解酶的囊泡，该囊泡与前溶酶体融合后，经酸化成熟形成溶酶体。衰老和损伤的细胞器在溶酶体内部进行降解，维持细胞器的平衡。 迁移应用—学习笔记P26 1.氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥抗菌作用，大量使用会对人体产生毒副作用，原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能，该细胞器最可能是 A.线粒体 B.内质网 C.细胞质核糖体 D.中心体 2.在种子萌发成幼苗的过程中，细胞不断分裂。下列叙述正确的是 A.幼苗中的叶绿体均由前质体在光下分裂而来 B.细胞分裂中期可以观察到核糖体和高尔基体 C.线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则 D.内质网、中心体和线粒体都要经历解体和重建过程 √ √ 3.溶酶体在维持细胞器稳态中具有重要作用。下列叙述错误的是 A.溶酶体水解酶由游离核糖体合成，经囊泡运输进入前溶酶体 B.溶酶体中的水解产物一般可被细胞再利用 C.溶酶体异常时，细胞质内会积累异常线粒体等细胞器 D.溶酶体膜破裂后，释放到细胞质中的水解酶活性降低 √ 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 < 考点二 > 1.实验原理 叶绿体的运动 必备知识—学习笔记P27 2.选材及原因 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，叶绿体较大，不需要加工可直接制片 细胞排列疏松，易撕取；所含叶绿体数目少，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 注意：高倍镜下观察的是叶绿体的形态和分布，而不是结构 3.实验步骤 (1)观察叶绿体 稍带些叶肉的下表皮 清水 叶绿体 因为表皮细胞没有叶绿体，栅栏组织（近上表皮）叶绿体多，而海绵组织（近下表皮）细胞中叶绿体少。 注意：装片要保持有水状态，防止叶绿体失水而缩成一团。 (2)观察细胞质的流动 叶绿体随细胞质 实验结果： ①叶绿体呈扁平椭球形或球形，深绿色，随细胞质流动，自身也可转动。 ②每个细胞中细胞质流动的方向是一致的，其流动方式为环流式。 黒藻细胞叶绿体形态分布与细胞质流动模式图 观察细胞质的流动实验的四个注意点 (1)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利于接受光照进行光合作用。 (2)实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以免影响细胞活性。 必备知识—学习笔记P27 (3)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。 (4)在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，如适度照光、适当加温、切伤叶片等，加速细胞质流动。 (5)细胞质流动与线粒体、细胞骨架有关。细胞质流动为细胞内的物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 溶酶体 分解细菌 线粒体 供应能量 溶酶体酶 （蛋白质） 核糖体 内质网 高尔基体 运动 细胞骨架 小结：各种细胞器既分工又合作，共同完成生命活动。 哪些细胞器参与了白细胞吞噬细菌的生命活动？ 细胞中有许多条“生产线”。每一条 “生产线”都需要若干细胞器的相互配合。 45 (1)观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动，是由取材不当引起的(2024·北京，14B)(　　) × (2)在进行“观察叶绿体”的活动中，在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成(2021·浙江1月选考，6D)(　　) × 判断正误—学习笔记P27 考向二　观察叶绿体和细胞质的流动 4.在进行观察叶绿体的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是 A.制作临时装片时，实验材料不需要染色 B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需要切片 C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察 D.在高倍镜下可观察到叶绿体内部的各种结构 √ 迁移应用—学习笔记P27 5.(2025·荆州模拟)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验叙述，正确的是 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转到高倍镜后，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，实际流动方向是 逆时针 √ 一、过教材 下列关于细胞和细胞结构的叙述，正确的是 A.差速离心法主要是采取逐渐降低离心速率来分离不同大小的细胞器 B.大肠杆菌中，核糖体有的附着在内质网上，有的游离在细胞质中 C.线粒体、叶绿体、核糖体都是含有核酸的细胞器 D.大熊猫胰腺细胞内双层膜细胞器有线粒体和高尔基体 E.溶酶体合成的水解酶用于分解衰老、损伤的细胞器和侵入细胞的病毒 或病菌 F.胰腺腺泡细胞中内质网和高尔基体发达，线粒体的数量也较多 √ √ 查落实固基础—学习笔记P28 G.被称为“软黄金”的黑枸杞，其果实呈深黑色，是由液泡中的色素导 致的 H.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 I.细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与细胞的生命活动密切相关 J.细胞骨架能锚定并支撑许多细胞器，与细胞的运动、物质运输和能量 转化等生命活动密切相关 K.常用藓类叶作为观察叶绿体的材料，是因为叶片薄、叶绿体多 L.在高倍镜下可以观察到叶绿体基质中由类囊体堆叠形成的基粒 M.黑藻叶绿体的分布不随光照强度和方向的改变而改变 √ √ 二、过高考 (2020·全国Ⅱ·30节选)为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。该实验所用溶液B应满足的条件是_________________________________ (答出2点即可)。 pH应与细胞质基质的相同；渗透压应 与细胞内的相同 思维导图 $$