内容正文:
第08讲 细胞器与生物膜系统
2026届高考一轮复习
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
思维导图:
2026届高考一轮复习
细胞质
一
细胞骨架
二
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
三
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
四
目 录
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教材中的隐性知识 源于必修1 P50:细胞骨架是由
组成的网架结构,细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、 、________等生命活动密切相关。
蛋白质纤维
能量转换
信息传递
考点一:细胞骨架
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细胞质
一
细胞骨架
二
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
三
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
四
目 录
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细胞质基质:
细胞质
细胞器:
细胞质基质呈胶质状态,为代谢提供场所(细胞代谢的主要场所)、物质(水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶)和一定的环境条件,影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。
线粒体、叶绿体、
中心体、核糖体、
溶酶体、液泡、内质网、高尔基体
考点二:细胞质
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1.分离各种细胞器的方法:
差速离心法
(1)原理: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,用高速离心机在不同的转速下进行离心处理,就能将各种细胞器分离开。
考点二:细胞质
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低速
10min
上 清液(1)
沉淀(1)
细胞核
较低速
20min
上 清液(2)
沉淀(2)
线粒体;溶酶体
较高速
1h
上 清液(3)
沉淀(3)
内质网;高尔基体
高速
3h
沉淀(4)
核糖体
破坏细胞膜
细胞匀浆
不同转速离心
上清液
沉淀物
(2)各种细胞器分离的先后顺序:逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒,形状大密度高的物质,越容易沉淀到试管底部,体积小密度小的物质仍保留在上层悬浮液中,称为上清液。
细胞膜
细胞匀浆
考点二:细胞质
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问:要研究各种细胞器的组成和功能,需要将这些细胞器分离出来,用什么方法呢?
8
2.细胞器之间的分工合作
(1)线粒体
结构 ①双层膜:______上含大量与有氧呼吸有关的酶
②嵴(内膜向内折叠):增大膜面积,为大量与有氧呼吸有关的酶提供附着位点
③基质:含少量的_____和_____,含有核糖体(半自主性细胞器)
④与有氧呼吸有关的酶分布在 内膜 、嵴、基质。
功能 是细胞进行有氧呼吸的______场所,是细胞的动力车间。(生命活动所需的能量大约95%来自线粒体)
内膜
主要
光镜下呈短线状或颗粒状
电镜下的线粒体
有氧呼吸第三阶段
有氧呼吸第二阶段
环状
考点二:细胞质
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2.细胞器之间的分工合作
(1)线粒体
因为哺乳动物成熟红细胞内没有有氧呼吸的酶,只能进行无氧呼吸。
很多原核细胞都可以进行有氧呼吸,其场所在细胞质基质和细胞膜上。(细胞质基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。)
②哺乳动物成熟红细胞没有线粒体,能进行有氧呼吸吗?
①原核生物没有线粒体,能进行有氧呼吸吗?细胞呼吸的场所是?
③葡萄糖不会通过任何方式进入线粒体
(因为线粒体内不存在分解葡萄糖的酶,葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸后,再进入线粒体中被彻底氧化分解的)
考点二:细胞质
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2.细胞器之间的分工合作
(2)叶绿体
分布 绿色植物能进行光合作用的细胞中
结构 ①双层膜:内膜和外膜
②基粒:由囊状结构的类囊体堆叠而成(增大膜面积),含与光合作用
(光反应阶段)有关的色素(脂溶性的色素)和酶;
③基质:含少量_____、_____以及与光合作用(暗反应阶段)有关的
____,含有核糖体(半自主性细胞器)
功能 绿色植物进行光合作用的场所(植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”)
酶
光镜下呈椭圆形或球形
(光合色素、酶)光反应场所
(酶)暗反应场所
增大膜面积
没有光合作用的酶
电镜下:
考点二:细胞质
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2.细胞器之间的分工合作
(2)叶绿体:
①分布于植物的叶片和幼茎的绿色绿色组织中
如:高等植物叶片的叶肉细胞和保卫细胞。
藻类植物细胞中叶绿体较少,如:水绵细胞中只有一个或几个螺旋带状的叶绿体。
考点二:细胞质
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2.细胞器之间的分工合作
(2)叶绿体
能进行光合作用的细胞不一定含有叶绿体,如蓝细菌(有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶,也可以进行光合作用。如:蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。)
②原核生物没有叶绿体,能进行光合作用吗?
考点二:细胞质
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2.细胞器之间的分工合作
(2)叶绿体
光照
较弱
保证高效光合作用
叶绿体汇集到顶面
最大限度吸收光能
光照
较强
避免强光造成伤害
叶绿体移动到侧面
最小限度吸收光能
Z
Z
Z
③细胞中的叶绿体依光照情况而变化(2021,广东)
考点二:细胞质
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例1(高考重组题)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
D
E
F
H
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拓展:【线粒体与叶绿体的比较】
线粒体 叶绿体
形态
分布
结构
短棒状、圆球状等
在动植物细胞中普遍存在
扁平的椭球形或球形
主要存在于植物的叶肉细胞
增大膜面积方式
内膜向内折叠形成嵴
类囊体薄膜堆叠形成基粒
考点二:细胞质
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线粒体 叶绿体
成分
功能
相同点
①与有氧呼吸有关的酶(内膜、基质)
②少量DNA、RNA(基质)
①光合色素(基粒)
②与光合作用有关的酶(基粒、基质)
③少量DNA、RNA(基质)
有氧呼吸的主要场所
光合作用的主要场所
①都有双层膜; ②含有少量DNA和RNA;
③与能量转换有关; ④都有基质。
拓展:【线粒体与叶绿体的比较】
考点二:细胞质
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拓展.叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说
细菌
原始真核细胞
内膜
细胞核
线粒体
考点二
细胞器的结构和功能
S z L w h
拓展.叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说
原始真核细胞
光合细菌
叶绿体
具光合能力的真核细胞
考点二
细胞器的结构和功能
S z L w h
A.内容:许多科学家认为,线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。
B.证据:
②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体,能够进行DNA复制、转录和翻译(半自主细胞器);
③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质,DNA为环状;
④线粒体、叶绿体具有双层膜,内外膜存在明显性质和成分差异。外膜与真核细胞膜相似,内膜与原核细胞膜相似;
①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似;
⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。
拓展.叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说
考点二
细胞器的结构和功能
S z L w h
例2:关于线粒体和叶绿体的内共生起源假说认为:线粒体和叶绿体可能分别起源于在原始真核细胞内共生的好氧细菌和蓝细菌,在长期的共同进化中整合进入了真核细胞之中。研究也表明叶绿体和线粒体都含有特有的核糖体,都具有相对独立的蛋白质合成系统。据此推断,下列说法不能较为准确地支持该假说的是( )
A.叶绿体和线粒体都具有双层膜结构
B.叶绿体和线粒体都具有环状DNA分子结构
C.叶绿体、线粒体和中心体都有一定的自我复制功能
D.能抑制原核生物蛋白质合成的氯霉素也能抑制线粒体和叶绿体的蛋白质合成
C
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(3)内质网
结构 ①单层膜形成的膜性管道系统,外连________,内连______
②粗面内质网:膜表面附着许多核糖体,参与分泌蛋白等的合成、加工和运输
③光面内质网:无核糖体附着,参与糖类代谢、脂质的合成与分泌等
功能 ①粗面内质网是细胞内蛋白质等大分子合成、加工的场所,光面内质网是脂质合成的“车间”
②蛋白质运输的通道
细胞膜
核膜
2.细胞器之间的分工合作
(分泌蛋白、载体蛋白、溶酶体内的水解酶、糖蛋白)
蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间”,膜面积最大的细胞器;外连核膜,内连细胞膜;
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22
(4)高尔基体
结构 ①由扁平囊状结构和囊状小泡组成
②单层膜结构
功能 ①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”及“交通枢纽”
②植物:与________的形成有关
③动物:与________的形成有关
细胞壁
分泌物
2.细胞器之间的分工合作
判断:
1.破坏植物细胞的高尔基体,可能形成双核细胞.( )
2.睾丸大量合成分泌雄性激素与细胞中发达的核糖体、内质网和高尔基体有关.( )
√
×
纤维素的原料由高尔基体囊泡包裹运输到细胞膜,由细胞膜上的纤维素合成酶催化形成纤维;果胶在高尔基体中合成
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23
2.细胞器之间的分工合作
溶酶体/液泡
膜蛋白
分泌蛋白
内质网
高尔基体
水解酶
分泌蛋白、细胞膜蛋白、溶酶体中的水解酶几乎都要进行糖基化。
内质网
逃逸蛋白
细胞膜
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显微结构
亚显微结构
泡状结构
主要存在于成熟植物细胞中,根尖分生区组织细胞无大液泡
单层膜,内有细胞液, 含糖类、无机盐、色素和蛋白质等
①调节植物细胞内的环境;
②充盈的液泡还可以保持细胞坚挺
(5)液泡
原生质层:
细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质构成原生质层。
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亚显微结构
—“消化车间”
主要分布在动物细胞
单层膜包裹的小泡,起源于高尔基体,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内的病毒或细菌。
(营养和防御作用)
溶酶体的自噬作用
溶酶体的吞噬作用
(6)溶酶体
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①“消化车间”:分解衰老、损伤细胞器,吞噬杀死细菌和病毒,无用的生物大分子。
(6)溶酶体(主要分布于动物细胞中,细胞的“消化车间”)
2.细胞器之间的分工合作
细胞凋亡、个体发育过程中往往涉及组织或器官的改造或重建,如昆虫和蛙类的变态发育等;
参与分泌过程的调节,如将甲状腺球蛋白降解成有生物活性的甲状腺激素
考点二:细胞质
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PH=7.2
细胞质基质
③造成硅肺的原因是什么?
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。
0.05-0.5㎛
②少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中,并不会引起细胞的损伤,为什么?
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。
(6)溶酶体(主要分布于动物细胞中,细胞的“消化车间”)
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PH=7.2
细胞质基质
0.05-0.5㎛
(6)溶酶体(主要分布于动物细胞中,细胞的“消化车间”)
④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?
膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用。
⑤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?
与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时间,细胞内的溶酶体破裂,释放其中的水解酶,其中把蛋白质水解成小的短肽。
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⑥起源:溶酶体起源于高尔基体
(6)溶酶体(主要分布于动物细胞中,细胞的“消化车间”)
2.细胞器之间的分工合作
吞噬体的膜来自细胞膜,形成单层膜;
自噬体的膜来自内质网,形成双层膜。
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(7)核糖体(“生产蛋白质的机器”)
结构 ①无膜结构,小颗粒状细胞器
②由蛋白质和 组成
③包括大、小两个亚单位
功能 蛋白质的合成场所
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(7)核糖体(“生产蛋白质的机器”)
2.细胞器之间的分工合作
真核细胞
细胞质基质(游离核糖体)
内质网膜及核膜的外膜(附着核糖体)
线粒体和叶绿体基质中
原核细胞
细胞质基质中
内质网
核膜
核孔
核糖体分布
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无论是游离核糖体还是内质网膜结合核糖体,在合成蛋白质时均形成多聚核糖体。
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同进行多条肽链的合成。利用少量的mRNA分子迅速合成大量的蛋白质。
P二69
5′
3′
多聚核糖体
(7)核糖体(“生产蛋白质的机器”)
2.细胞器之间的分工合作
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核糖体蛋白
前体rRNA
核仁外rRNA
rDNA
核仁外DNA
mRNA
核仁
核孔
大亚基
小亚基
核糖的形成
(7)核糖体(“生产蛋白质的机器”)
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(8)中心体
分布 动物与低等植物细胞中
结构 ①无膜结构
②由两个相互垂直排列的中心粒以及__________组成
功能 与有丝分裂有关(发出星射线形成纺锤体)
周围物质
2.细胞器之间的分工合作
(动物细胞/低等植物细胞)有丝分裂过程中,中心体在间期复制,前期移向两极。
(本质是蛋白质)
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核糖体
内质网
线粒体
高尔基体
细胞壁
细胞膜
细胞核
核膜
核仁
液泡
叶绿体
细胞膜
细胞核
核膜
核仁
中心体
溶酶体
细胞结构总览
动植物细胞亚显微结构模式图
考点二:细胞质
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36
:用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。
(1)显微结构
细胞中的显微结构:
线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁、细胞壁
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:在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率为0.2nm,可以放大几千倍、几万倍,甚至几十万倍。
(2)亚显微结构
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
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总结:1.不同类型细胞图像判定(不包含真菌细胞)
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:无细胞核,只含有核糖体一种细胞器。
2.细胞器之间的分工合作
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2.细胞器之间的分工合作
总结:2.细胞器多角度分类
中心体
核糖体
中心体
线粒体、叶绿体
内质网、
液泡
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2.细胞器之间的分工合作
总结:2.细胞器多角度分类
液泡
线粒体、叶绿体、
核糖体
核糖体
线粒体、中心体、高尔
基体
线粒体、叶绿体
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(1)没有叶绿体或大液泡的细胞不一定是动物细胞,如根尖分生区细胞。
(2)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。
(3)没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用,如蓝藻。
(4)没有叶绿体或光合色素不一定不能将无机物转化为有机物,如进行化能合成作用的硝化细菌。
(5)没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸,如需氧型的原核生物。
(6)一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。
(7)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。
总结:3.与细胞器有关的“一定”“不一定”“一定不”
2.细胞器之间的分工合作
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易错整合,判断正误:
(1)人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜。( )
(2)内质网是脂质的合成车间,性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。( )
(3)溶酶体合成和分泌的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。( )
(4)中心体和核糖体不含有脂质,都只存在于真核细胞中。( )
(5)高尔基体是肽链合成和加工的场所。( )
(6)细胞骨架与细胞壁都有支撑作用,组成成分都是纤维素。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
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例1: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:
(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
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(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?
(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?
二、三
排出细胞外或在细胞内被利用
癌细胞中自噬作用强,可获得更多的能量和物质
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。
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精|准|命|题
考向一 分析主要细胞器的结构与功能
例1(2025·上饶模拟)下列有关细胞器结构与功能的叙述,正确的是( )
A.核糖体和中心体都无膜结构,因此二者都不含P
B.人体骨骼肌细胞产生的CO2不会全部都来自线粒体
C.叶绿体、线粒体都可以合成DNA、RNA、ATP等有机物
D.溶酶体含有的水解酶不会分解细胞自身的细胞器
C
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〔变式训练1〕(多选)存在于高尔基体膜上的GM130蛋白具有维持高尔基体结构稳定和捕获来自内质网的囊泡的功能。下列有关叙述正确的是( )
A.高尔基体是单层膜细胞器,其周围的囊泡可以来自内质网和自身产生
B.若GM130蛋白结构异常,则会影响高尔基体对蛋白质的合成、加工和发送
C.若GM130蛋白结构异常,则会影响来自内质网的囊泡与高尔基体膜融合
D.若GM130蛋白异常出现在线粒体外膜上,则内质网产生的囊泡很可能会与线粒体外膜融合
ACD
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考向二 结合细胞器相关图像、曲线分析,考查科学思维
例2(2024·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
C
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〔变式训练2〕(2025·石家庄质检)研究水稻叶肉细胞的结构和功能时,取匀浆或上清液依次离心,将不同的结构分开,其过程和结果如图所示,P1~P4表示沉淀物,S1~S4表示上清液。下列有关叙述错误的是( )
A.稀释研磨后的水稻叶肉细胞匀浆液时不可以用清水
B.含双层生物膜结构的有P1、P2和P3,且结构中都有DNA
C.P2、P3、P4中都有基因且都能指导蛋白质的合成
D.上清液S1中含有mRNA、酶和ATP等物质
C
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细胞质
一
细胞骨架
二
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
三
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
四
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1.实验原理
叶绿体
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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2.实验步骤
菠菜
叶稍带些叶肉的下表皮
清水
制作临时装片
载玻片
清水
盖玻片
低倍镜
叶绿体
(1)观察叶绿体
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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(2)观察细胞质的流动
光照、室温
叶绿体随细胞
质绕液泡流动
判断:用黑藻叶片做细胞的质壁分离实验时,叶绿体的存在有利于观察实验现象
( )
√
2.实验步骤
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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(1)实验材料分析
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_______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
一两层
少
直接
大
3.实验分析
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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(2)关键点拨
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。
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。
3.实验分析
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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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,加速细胞质流动,可采取的措施是适度照光、适当加温、切伤叶片等。
3.实验分析
考点三:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
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例6(高考重组)某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料,经不同处理和染色剂染色,用高倍显微镜观察。下列描述正确的是( )
A.经蒸馏水处理,可观察到细胞吸水涨破
B.高倍显微镜下能观察到叶绿体的形态和结构
C.高倍显微镜观察菠菜叶肉细胞中的叶绿体时,叶绿体在液泡周围是可以运动的
D.经苏丹Ⅲ染色,可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
E.在新鲜黑藻小叶片装片中可进行叶绿体形态观察和计数
F.用高倍显微镜观察菠菜叶肉细胞中的叶绿体时,通常看不到染色体是因为放大倍数不够(若用电子显微镜可看到)
G.观察叶绿体可以用菠菜稍带叶肉细胞的下表皮,因为菠菜下表皮细胞含有大量的叶绿体
H.水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2被同一个细胞利用需要跨过4层生物膜
L.高倍显微镜可以观察到附着的核糖体不是只分布在内质网上
C
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思|维|辨|析
易错整合,判断正误。
(1)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。( )
(2)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。( )
(3)显微镜的光线调节相对暗淡,更易观察细胞质的流动。( )
(4)黑藻叶绿体的分布不随光照强度和方向的改变而改变。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
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延|伸|探|究
1.细胞质中的叶绿体是不是静止不动的?
2.在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构?
3.为什么观察叶绿体的临时装片的实验过程中要始终保持有水状态?
提示:不是静止不动的,它会随着细胞质的流动而运动。
提示:不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构,只有用电子显微镜才能看到。
提示:防止细胞内的叶绿体失水,如果叶绿体失水,叶绿体就缩成一团,无法观察叶绿体的形态和分布。
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精|准|命|题
考向 考查实验原理和操作过程
例1: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中的基粒由类囊体堆叠而成
A
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〔变式训练〕 (2025·江苏镇江模拟)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
B
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细胞质
一
细胞骨架
二
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
三
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
四
目 录
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1.细胞器之间的协调配合:以分泌蛋白的合成和运输为例
(1)分泌蛋白:有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,如消化酶、抗体、细胞因子、溶菌酶、蛋白质类激素等。
(2)研究方法:向豚鼠的胰腺腺泡细胞注射3H标记的亮氨酸
3 min
17 min
117 min
P一51,15N,18O不具有放射性
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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1.细胞器之间的协调配合:以分泌蛋白的合成和运输为例
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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1.细胞器之间的协调配合:以分泌蛋白的合成和运输为例
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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1.细胞器之间的协调配合:以分泌蛋白的合成和运输为例
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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1.细胞器之间的协调配合:以分泌蛋白的合成和运输为例
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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2.生物膜系统
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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3.各种生物膜之间的联系
流动镶嵌模型
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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3.各种生物膜之间的联系
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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3.各种生物膜之间的联系
考点四:细胞器之间的协调配合与生物膜系统
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考向一 分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
例1(2024·广东深圳高三一模)下图是豚鼠胰腺腺泡细胞的示意图,该细胞可合成并分泌胰蛋白酶等多种消化酶。据图分析,下列说法错误的是( )
A.③鼓出形成的囊泡发展成①
B.②彻底氧化分解丙酮酸为该细胞供能
C.由蛋白质纤维组成的细胞骨架与①的移动有关
D.与胰腺表皮细胞相比,该细胞的④体积较大
精|准|命|题
A
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〔变式训练1〕高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
C
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生物膜
膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
考向二 生物膜系统的组成和功能
例2(2023·海南卷)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
C
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〔变式训练2〕细胞内的生物膜系统是结构、功能乃至发生上彼此关联并不断变化的动态结构体系,由生物膜围成的各区室之间通过生物合成、蛋白质修饰与分选、囊泡运输等维持其系统的动态平衡。下列关于生物膜系统的说法错误的是( )
A.生物膜的功能越复杂其膜上蛋白质的种类和数量就越多
B.真核细胞都有生物膜系统,原核细胞没有生物膜系统
C.生物膜系统使细胞内部区域化,保证了细胞生命活动的高效有序进行
D.细胞膜作为主要的生物膜,其蛋白质的种类和数量不会固定不变
B
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思|维|辨|析
易错整合,判断正误。
(1)肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。( )
(2)囊泡在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,其中起重要交通枢纽作用的是内质网。( )
(3)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成,有利于细胞代谢的有序进行。( )
(4)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。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
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图1、图2、图3分别表示哪一种生物膜?
延|伸|探|究
1.生物膜上的某些蛋白质不仅是膜的组成成分,还具有催化、物质运输、能量转换、接收和传递信息的功能,下面表示三种生物膜。
提示:图1表示线粒体内膜;图2表示细胞膜;图3表示叶绿体的类囊体膜。
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2.正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列,科研小组除去内质网蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如下图所示:
(1)真核细胞中,与分泌蛋白合成和加工相关的具膜细胞器有_____________。
(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:
内质网、高尔基体和线粒体
分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉了
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例1(2020·山东,1改编)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。下列说法错误的是
A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器
会在细胞内积累
D.M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
D
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S酶仅在某些蛋白质上形成M6P标志,体现了S酶的专一性,A正确;
据题干信息可知,溶酶体酶是经内质网加工后再进入高尔基体转化而
来的,由此推测附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成,B正确;
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【高考预测】溶酶体的形成过程和功能如图所示,下列说法正确的是( )
A.溶酶体不能清除细胞内无用的生物大分子和衰老的细胞器
B.图中的初级溶酶体起源于内质网,说明生物膜在结构上有联系
C.图中吞噬体的形成和线粒体的细胞内消化过程都体现了生物膜的流动性
D.溶酶体内的水解酶由核糖体合成后不需经过内质网和高尔基体的加工
C
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真|题|再|现
1.(2024·江西卷)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
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2.(2024·浙江6月卷)溶酶体内含有多种水解酶,是细胞内大分子物质水解的场所。机体休克时,相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降,通透性增高,引发水解酶渗漏到胞质溶胶,造成细胞自溶与机体损伤。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体内的水解酶由核糖体合成
B.溶酶体水解产生的物质可被再利用
C.水解酶释放到胞质溶胶会全部失活
D.休克时可用药物稳定溶酶体膜
C
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3.(2023·海南卷)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
4.(2023·浙江卷)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
A
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5.(2022·河北卷)关于细胞器的叙述,错误的是( )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
D
6.(2022·广东卷)将正常线粒体各部分分离,结果见图。含有线粒体DNA的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
C
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2H++1/2O2
H2O
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
H2O
2H+
1/2O2
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
光
细胞外
图1
图2
图3
生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。 图1 ~ 3 表示3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。 请回答下列问题:
(1)图1表示的生理过程是____________________,其主要的生理意义在于
______________________ 。
有氧呼吸第三阶段
为生命活动提供能量
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86
2H++1/2O2
H2O
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
H2O
2H+
1/2O2
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
光
细胞外
图1
图2
图3
生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。 图1 ~ 3 表示3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。 请回答下列问题:
(2)图2 中存在3 种信号分子,但只有1 种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明____________________________;若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素,那么靶器官是_______。
受体蛋白具有特异性
垂体
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87
2H++1/2O2
H2O
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
H2O
2H+
1/2O2
H+
H+
H+
H+
H+
ADP+Pi
ATP
光
细胞外
图1
图2
图3
(3)图3 中 ATP 参与的主要生理过程是____________。
暗反应
(4)图1 ~ 3 中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是________________________。
含有的蛋白质不同
(5)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图_________ (填图序号)中的膜结构。
1、2
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蛋白质的功能依赖于蛋白
质的结构,多肽链需要经加工具有正确结构后才具备生物功能
1.(必修 “拓展应用”)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜的原因可能有:
①______________________________________________;
②________________________________________________________;
③__________________________________________________。
溶酶体膜的成分经过修饰,不能被这些水解酶识别
溶酶体膜因所带电荷或某些特定基因的作用而能使酶远离自身
膜转运物质使膜周围的环境(如)不适合酶发挥作用
2.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高,请从结构与功能观角度分析原因:
_________________________________________________________________________
_____________。
功能越复杂的生物膜,膜上蛋白质的种类和数量越多;有氧呼吸的第三阶段在线粒
体内膜上进行
3.核糖体上合成的多肽链往往是没有生物功能的,原因是_______________________
_______________________________________________________。
阐述基本原理,突破长句表达
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【岂曰无衣,与子同袍】
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$$