第04讲 细胞的基本结构（第3课时）

第04讲 细胞的基本结构③ 考点三 细胞器的结构和功能 【核心要点1】细胞器的分离 【核心要点2】“八种”常见细胞器的结构和功能 【核心要点3】比较线粒体和叶绿体 考点四 细胞骨架 考点五 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动 :呈溶胶状，以水为基础的液体环境。 . 双层膜： 。 单层膜： . 。 无 膜： 。 细胞的基本结构 . . (支持保护) . . (系统边界) . . (控制中心) . . (代谢中心) 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 细胞质基质 细胞器 叶绿体、线粒体 内质网、高尔基体、 溶酶体、液泡 核糖体、中心体 【重要性】 细胞是最基本的生命系统，是生物学最重要的研究对象，也是命题的热点。需要通过结构和供能相适应及分工合作的逻辑深入理解。 逻辑1：结构和供能相适应；逻辑2：系统的分工合作 1.原理：采取 分离不同大小颗粒的方法。 2.规律：①起始的离心速率较低时，让较 的颗粒沉降到管底， 的颗粒仍然悬浮在上清液中。 ②收集 ，改用较高的离心速率离心 ， 将较 的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。 分离细胞器的方法： 。 03 差速离心法 大 逐渐提高离心速率 上清液 沉淀 细胞核 叶绿体、 线粒体、 溶酶体 内质网、 高尔基体、 囊泡 核糖体、 大分子复合物 小 小 沉淀物1（转速：3000转/min）：细胞核 沉淀物2（转速：4300转/min）：叶绿体、线粒体、溶酶体 沉淀物3（转速：27000转/min）：内质网、高尔基体、囊泡 沉淀物4（转速：37000转/min）：核糖体、大分子复合物 线粒体 叶绿体 细胞器的结构和功能【P30】 03 细胞器的功能 代谢 稳定 分裂 能量代谢 物质代谢 维持稳态 细胞分裂 核心逻辑：结构与功能相适应 细胞能量代谢：大家会想到什么？光合作用、细胞呼吸等和能量相关的反应。 能量代谢相关的细胞器：线粒体【P30】 03 ① ② ③ ④ 外膜 内膜 嵴 基质 结构 功能 是细胞进行 ，是细胞的“动力车间”； 分布 动植物细胞均有， 的部位分布较多。 膜 膜：向内折叠成 ,增大膜面积； 基质：含有少量 、 和 ； 膜: 外 内 DNA RNA 嵴 双层 有氧呼吸的主要场所 代谢旺盛 细胞生命活动所需的能量，大约95%来自 线粒体。 核糖体 注：哺乳动物成熟红细胞、蛔虫体细胞无线粒体。 能量代谢相关的细胞器：叶绿体【P30】 03 结构 功能 是绿色植物进行 ， 是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转化站”； 分布 进行光合作用的细胞中。 膜和 膜 基粒: 堆叠形成，增大膜面积； 基质:含有少量 、 和 ； 膜: 外 内 双层 ① ② ④ ③ ⑤ 外膜 内膜 类囊体 补充：基粒中含有与光合作用有关的色素和酶； DNA RNA 光合作用的场所 绿色植物 基粒 类囊体 基质 核糖体 注：植物根细胞无叶绿体。 植物细胞特有，但不是所有植物细胞均有的。 比较叶绿体和线粒体【P31】 线粒体 叶绿体 不同点 化学 组成 含有 、 、 蛋白质、磷脂等 含有DNA、RNA、 蛋白质、磷脂、 等 酶 分布 与有氧呼吸有关的酶分布在： . 与光合作用有关的酶分布在： . 功能 有氧呼吸的主要场所， 完成有氧呼吸的第二、三阶段； 光合作用的场所， 完成光合作用的全过程； 相同点 ①均具有 层膜结构； ②都能产生ATP，与 有关； ③都有少量的 、 和 ， 能形成自身的部分蛋白质，能自主复制，是 细胞器。 03 DNA RNA 光合色素 脂溶性 线粒体基质和内膜 类囊体薄膜和叶绿体基质 双 能量转换 DNA RNA 核糖体 半自主性 大多数蛋白质是由细胞核控制合成的，因此称为半自主性细胞器。 【素养提升】内共生学说 1.内容： 线粒体和叶绿体分别起源于 原始真核细胞内共生的 和 。 2.证据： ①线粒体和叶绿体内含有 和 ，在遗传上具有半自主性； ②线粒体和叶绿体内的DNA是 的，与细菌相同； ③线粒体和叶绿体中都有 ，能独立合成蛋白质； ④在生物界中， 现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌 好氧细菌 蓝细菌 推测：真核细胞进化历程中，线粒体出现的时间早于叶绿体。 DNA RNA 环状 核糖体 吞噬 03 细胞器的结构和功能【P30】 03 细胞器的功能 代谢 稳定 分裂 能量代谢 物质代谢 维持稳态 细胞分裂 内质网 核糖体 核心逻辑：结构与功能相适应 高尔基体 线粒体 叶绿体 物质代谢：大家会想到什么？生命活动的主要承担者是蛋白质，蛋白质合成是最重要的。 与蛋白质合成有关的细胞器有哪些呢？ 物质代谢相关的细胞器：核糖体【P30】 03 结构 结构，由 和 两种物质构成； 功能 是“生产 的机器”。 分布 动植物细胞均有， 有的游离在 中，有的附于 上。 无膜 rRNA 蛋白质 细胞质基质 蛋白质 粗面内质网 注：原核细胞中唯一的细胞器。 物质代谢相关的细胞器：内质网【P30】 03 结构 由 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； 功能 粗面内质网：蛋白质的 、 和 ； 光面内质网： 的合成车间。 分布 动植物细胞均有。 单层膜 合成 加工场所 运输通道 ① ② 粗面内质网 (附着核糖体) 光面内质网 (不含核糖体) 注：膜面积最大的细胞器。 脂质 物质代谢相关的细胞器：高尔基体【P30】 03 结构 由 围成的扁平囊和大小不等的囊泡组成； 功能 主要是对来自 的蛋白质进行 的 “车间”及“发送站”； 分布 动植物细胞均有。 内质网 加工、分类和包装 注：①在动物细胞中还与 的形成有关； ②在植物细胞中还与 的形成有关； 单层膜 溶酶体 细胞壁 细胞器的结构和功能【P30】 03 细胞器的功能 代谢 稳定 分裂 能量代谢 物质代谢 维持稳态 细胞分裂 内质网 核糖体 核心逻辑：结构与功能相适应 高尔基体 溶酶体 液泡 线粒体 叶绿体 一个细胞需要进行正常的生命活动，还需要维持稳定。 动物细胞内：溶酶体。植物细胞内：液泡； 维持稳态相关的细胞器：溶酶体【P30】 03 结构 由 包裹的囊泡状细胞器； 功能 是细胞的“消化车间”，内含多种 ， 能分解 ，吞噬并杀死侵入细胞的 ； 分布 主要分布在 中。 (酸性)水解酶 衰老损伤的细胞器 动物细胞 病毒或细菌 单层膜 维持稳态相关的细胞器：液泡【P30】 03 结构 由 围成的泡状结构; 功能 ，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺； 分布 主要分布在 中。 调节植物细胞内的环境 植物细胞 注：内有 ， 含糖类、无机盐、蛋白质和色素(水溶性)等。 单层膜 注：幼嫩植物细胞无液泡或有多个小液泡。 细胞液 细胞器的结构和功能【P30】 03 细胞器的功能 代谢 稳定 分裂 能量代谢 物质代谢 维持稳态 细胞分裂 内质网 核糖体 核心逻辑：结构与功能相适应 高尔基体 溶酶体 液泡 中心体 线粒体 叶绿体 活下来，来需要增殖，那与细胞分裂相关的细胞器是中心体。 细胞分裂相关的细胞器：中心体【P30】 03 结构 结构，只由 构成； 由两个互相垂直排列的 及周围的物质组成； 功能 与细胞的 有关； 分布 细胞中。 无膜 蛋白质 有丝分裂 动物和低等植物 中心粒 随堂小结：细胞器的归类分析【P32】 分布 植物特有 动物和低等植物特有 原核和真核生物共有 结构 无膜 单层膜 双层膜 功能 与能量转化有关 动植物都有，但功能不同 与蛋白质合成、加工相关 叶绿体 中心体 核糖体 核糖体、中心体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 线粒体、叶绿体 线粒体、叶绿体 高尔基体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 03 随堂小结：细胞器的归类分析【P32】 成分 含磷脂 含DNA 含RNA 含色素 含蛋白质 [有膜的细胞器] 叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体（RNA和蛋白质结合而成） 叶绿体（含光合色素）、液泡（含花青素） 叶绿体、线粒体、核糖体、中心体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 [所有细胞器] 03 考向1 围绕细胞器的结构和功能，考查生命观念【P31】 03 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 溶酶体属于单层膜细胞器，×； 蛋白质的合成场所是核糖体，√； 溶酶体内部含有多种水解酶，如蛋白酶等，√； 溶酶体内呈酸性，而细胞质基质接近中性， 所以溶酶体中的酶外溢后，大多数酶的活性会降低，√； 考向1 围绕细胞器的结构和功能，考查生命观念【P31】 03 2.(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 有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，×； 3.(2025·广东佛山模拟)细菌细胞膜内褶而成的囊状结构称为中体，如图所示。与细胞膜相比，中体膜上蛋白质含量较少，而脂质含量相当。中体膜上附着细菌的呼吸酶系，中体中分布有质粒和核糖体。下列叙述错误的是(　　) A.中体膜的功能比细胞膜的功能更复杂 B.中体膜以磷脂双分子层为基本支架 C.中体可能是细菌进行细胞呼吸的场所 D.推测中体可能与线粒体的起源有关 考向1 围绕细胞器的结构和功能，考查生命观念【P31】 03 A 生物膜的功能越复杂，其上的蛋白质的种类和数量越多，中体膜上蛋白质少，×； 生物膜都是以磷脂双分子层为基本支架，√； 中体膜上附着细菌的呼吸酶系，√； 中体膜上有细菌的呼吸酶系、质粒和核糖体，√； 细胞骨架【P31】 04 1.结构：由 组成的网架结构，包括 、 、 等。 2.功能：①维持着细胞的 ； ②锚定并支撑着许多的细胞器； ③与细胞 、 、 以及 、 、 等生命活动密切相关。 蛋白质纤维 形态 运动 分裂 分化 物质运输 能量转化 信息传递 微管 微丝 中间纤维 注：真核细胞广泛存在。 所有 细胞质中的细胞器并非漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。 鬼笔环肽，染细胞骨架。 考向 围绕细胞骨架，考查生命观念【P32】 04 4.(2025·广东佛山模拟)在神经元中，线粒体在轴突方向的长距离运输需要以细胞骨架为轨道，并依赖马达蛋白进行拖运，将线粒体与马达蛋白相连的是衔接蛋白。活跃的神经元中马达蛋白多向突触小体运输线粒体，衰老的神经元中马达蛋白则多向细胞体运输线粒体。下列说法错误的是(　　) A.细胞骨架是细胞内以纤维素为主要成分的网架结构 B.衔接蛋白功能缺失会改变线粒体在神经元中的分布 C.细胞骨架不仅为线粒体运输提供机械支撑，还与轴突的构建有关 D.在衰老的神经元中，线粒体移向细胞体可能与细胞自噬加强有关 A 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，×； 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动【P32】 1.实验原理: ①观察叶绿体的形态和分布，可在 显微镜下观察。 叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈 色、扁平的 形。②观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的 作为标志。 叶绿体的运动 高倍 05 绿 椭球或球 菠菜 思考 观察叶绿体时，是否需要染色？ 不需染色，制片后直接观察。 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动【P32】 2.实验材料: 05 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片很薄， 仅有 . 叶肉细胞， 可以取整个小叶 制片。 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体 数目 ， 且个体 。 黑藻幼嫩的 小叶扁平， 只有一层细胞， 存在叶绿体，易观察。 直接 一两层 少 大 黑藻 菠菜 藓类 菠菜 扩展：叶片的结构 05 注：表皮细胞 叶绿体，保卫细胞 叶绿体，叶肉细胞 叶绿体。 ①靠近上表皮的叶肉细胞形成栅栏组织，叶绿体过多且过于密集，不易观察。 ②靠近下表皮的叶肉细胞形成海绵组织，叶绿体较少，便于观察。 表皮细胞 保卫细胞 靠近上表皮的叶肉细胞 靠近下表皮的叶肉细胞 无 有 有 3.实验步骤：(1)观察叶绿体 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动【P32】 05 取材 制作 临时 装片 观察 用镊子取一片藓类的小叶(或者取菠菜叶 ) 放入盛有 的培养皿中。 先用 镜找到需要观察的叶绿体， 再换用 镜观察叶绿体的形态和分布情况。 往载玻片 滴一滴清水。 用镊子夹住所取的叶放入 。 盖上盖玻片。 稍带叶肉的下表皮 清水 中央 水滴中 低倍 高倍 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：(2)观察细胞质的流动 05 取材 制作 临时 装片 观察 供观察用的黒藻，事先应先放在 、 条件下培养。 先用 镜找到黒藻叶肉细胞， 再换用 镜观察，可见叶绿体随细胞质绕液泡流动。 取载玻片，滴清水。 用镊子取一片幼嫩的小叶，放入水滴中。 盖上盖玻片。 光照 低倍 高倍 室温 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 05 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 4.实验结果： (1)叶绿体散布于细胞质中，呈 色、扁平的 形或 形； 绿 黑藻细胞叶绿体形态分布模式图 光:叶绿体以其椭球体的正面朝向光源； 光:叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源； 椭球 球 弱 强 思考 叶绿体的形态和分布有什么意义？ 这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。 05 形态分布的意义： 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 4.实验结果： (2)叶绿体不是静止不动的，会随着 的流动而运动。 细胞质 思考 细胞质流动有什么意义？ 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。 05 注：显微镜下观察到的流动方向与实际流动方向 ； 不同细胞中细胞质的流动方向 。 黑藻细胞细胞质流动模式图 相同 可能不同 考向 结合观察叶绿体和细胞质的流动，考查科学探究【P33】 05 1.(2024·湖南卷，8)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(　　) 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 B 细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，应该是比值越低，越快，×； 考向 结合观察叶绿体和细胞质的流动，考查科学探究【P33】 05 2.(2023·江苏卷，15改编)下列中学实验需要使用显微镜观察， 相关叙述正确的是(　　) A.观察细胞中脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 B.观察酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清晰可见 C.观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动 D.观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象 A 观察酵母菌时，细胞核、液泡清晰可见，但观察不到核糖体，×； 黑藻叶肉细胞呈长条形或不规则形，叶绿体围绕大液泡运动，×； 观察植物细胞质壁分离时，就是在低倍镜下观察的，能观察到，×； 考向 结合观察叶绿体和细胞质的流动，考查科学探究【P33】 05 3.(2020·山东卷，3改编)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是(　　) A.在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 D.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶片临时装片， 可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象 C 植物细胞失水→细胞液浓度增大→绿色加深，吸水能力增强，×； $$