2026届高三生物一轮复习课件 第5讲 细胞器的分工合作

2026 第5讲 细胞器的分工合作 必修一 第二单元 细胞的基本结构与物质运输 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 目录 PART 01 主要细胞器的结构和功能 PART 02 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 PART 03 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 PART 04 真题精炼 主要细胞器的结构和功能 01 4 1.细胞的亚显微结构 ①细胞膜 ④细胞骨架 ②细胞核 ③细胞质 ⑤细胞壁 动物细胞 植物细胞 主要细胞器的结构和功能 考点一 2.细胞骨架 维持细胞的形态，锚定并支撑着细胞器，与细胞运动、分裂、分化及物质运输 、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 ①成分： ②功能： 由蛋白纤维组成的网架结构 主要细胞器的结构和功能 考点一 1、细胞骨架： 2、生物大分子的骨架： 3、核酸的骨架： 4、生物膜的基本骨架： 高中生物中的“骨架” 蛋白纤维 碳链 磷酸和五碳糖交替排列 磷脂双分子层 拓展延伸 3. 细胞质的组成 细胞质基质 细胞器 呈溶胶状态 具有特定的形态、结构和功能，包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、核糖体、中心体 分离细胞器的方法—— 差速离心法 主要细胞器的结构和功能 考点一 ——“动力工厂” 外膜、内膜、嵴、基质 形状 功能 椭球形 、粒状或棒状 结构 有氧呼吸的主要场所，为细胞提供能量 （含少量DNA、RNA、有氧呼吸酶等） （1）线粒体 分布 广泛分布于真核细胞 主要细胞器的结构和功能 考点一 心肌细胞每时每刻都处在收缩和舒张的运动过程中，需要消耗能量，这些能量大部分来自线粒体，腹肌细胞生命活动较心肌细胞弱，所需能量少，所以线粒体的数量较心肌细胞少。 9 形状 功能 结构 外膜 内膜 类囊体 基粒 叶绿体基质 扁平的椭球形或球形 外膜、内膜 光合作用的场所 ——“养料制造工厂、能量转换站” 含少量DNA、RNA和暗反应有关的酶 基粒 基质 由至少2个甚至多达100个以上的类囊体堆叠而成，膜表面分布有叶绿素、类胡萝卜素、和光反应有关的酶 （2）叶绿体 线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内，因此二者被称为半自主性细胞器。 一般分布于绿色植物的叶肉细胞和幼茎皮层细胞 分布 主要细胞器的结构和功能 考点一 心肌细胞每时每刻都处在收缩和舒张的运动过程中，需要消耗能量，这些能量大部分来自线粒体，腹肌细胞生命活动较心肌细胞弱，所需能量少，所以线粒体的数量较心肌细胞少。 10 线粒体 叶绿体 分布 在动植物细胞中普遍存在 主要分布于植物的叶肉细胞和幼茎皮层细胞中 成分 内膜:与 有关的酶 基质: 类囊体薄膜: 基质: 增大膜面积方式 内膜向内折叠形成嵴 囊状薄膜结构堆叠形成基粒 功能 能量转化 物质转化 共同点 ①与光反应有关的酶 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 有氧呼吸 ①有氧呼吸有关的酶 ②少量DNA,RNA和核糖体 ①暗反应有关的酶 ②叶绿素和类胡萝卜素 ②少量DNA,RNA和核糖体 稳定化学能→ATP中活跃的化学能 光能→ATP中活跃的化学能→稳定化学能 有机物→无机物 无机物→有机物 ①都具有双层膜；②都含有少量DNA,是半自主性细胞器；③都能产生ATP 广泛分布于真核细胞 由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，最终连接成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。 蛋白质的合成和加工场所、运输通道 粗面内质网（附着有核糖体） 光面内质网（未附着核糖体） (内连核膜，外连细胞膜，甚至细胞器膜) （3）内质网 分布 类型及 功能 形态 结构 脂质合成的场所 光面内质网 粗面内质网 核糖体 主要细胞器的结构和功能 考点一 广泛分布于真核细胞 扁平囊状结构，有大小囊泡，呈弓形 ①对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和转运 ②在动物细胞中与细胞分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化的“枢纽”； 在植物细胞中与细胞壁的形成有关。 ——蛋白质的“加工工厂” （4）高尔基体 功能 形态 结构 分布 主要细胞器的结构和功能 考点一 中央大液泡 注意： 主要存在于植物细胞 单层膜；内有细胞液，含糖类、无机盐、花青素和蛋白质等 ①调节植物细胞内的环境； ②充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。 （5）液泡 功能 结构 分布 1、液泡并非植物细胞独有，而是普遍存在于植物、真菌、原生动物及部分动物和细菌中，但其形态和功能因生物类群而异。 2、植物根尖分生区细胞的液泡小而多，不含有中央大液泡。 主要细胞器的结构和功能 考点一 单层膜，内含多种酸性水解酶 ①能分解衰老、损伤的细胞器； ②吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或细菌； ③水解细胞吞噬的各种大分子物质如蛋白质、核酸、多糖等。 主要在动物细胞中 高尔基体 （6）溶酶体 起源 功能 结构 分布 ——细胞的“消化车间” 溶酶体的自噬作用 溶酶体的吞噬作用 （但其中的水解酶由核糖体合成、内质网加工） 主要细胞器的结构和功能 考点一 PH=7.2 细胞质基质 ➊. 少量溶酶体酶泄露到细胞质基质中，为什么不会引起细胞的损伤？ 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。 ➋. 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；溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而使酶远离自身；膜周围的环境（PH)不适合酶发挥作用。 ➌. 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，为什么？ 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，把蛋白质水解成短肽。 拓展延伸 ——生产蛋白质的机器 广泛存在于真核细胞和原核细胞中，有的附着在内质网上，有的游离在细胞质基质中 无膜，蛋白质+rRNA 合成蛋白质的场所 （7）核糖体 功能 结构 分布 主要细胞器的结构和功能 考点一 无膜结构，由两个垂直排列的中心粒及其周围物质组成 动物细胞和低等的植物细胞中 与细胞有丝分裂有关 有丝分裂间期复制，前期发出星射线，形成纺锤体 （8）中心体 分布 功能 结构 （组成成分为微管蛋白质、结构蛋白等） 主要细胞器的结构和功能 考点一 多角度比较各种细胞器 按 分 布 植物特有的细胞器 动物和某些低等植物特有的细胞器 按 成 分 含DNA的细胞器 含RNA的细胞器 含色素的细胞器 按 膜 层 数 无膜细胞器 单膜细胞器 双膜细胞器 叶绿体、液泡 中心体 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体 叶绿体、液泡 中心体、核糖体 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 叶绿体、线粒体 拓展延伸 多角度比较各种细胞器 按 功 能 能产生ATP的细胞器 能产生水的细胞器 能复制的细胞器 与细胞分裂有关的细胞器 与分泌蛋白合成、分泌有关的细胞器 能发生碱基互补配对的细胞器 与主动运输有关的细胞器 叶绿体、线粒体 叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体 叶绿体、线粒体、中心体 中心体、线粒体、核糖体、高尔基体 线粒体、核糖体 叶绿体、线粒体、核糖体 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 拓展延伸 1、能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌；但真核细胞光合作用一定发生于叶绿体。 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主要发生在线粒体中。 3、真核细胞中丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体，但由葡萄糖生成丙酮酸一定不发生于细胞器中。 4、所有生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 5、有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。 6、高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但真核细胞的分泌蛋白一定经高尔基体分泌。 细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“一定不” 拓展延伸 （2025·济宁一模）沉降系数（S）是离心时每单位重力物质或结构的沉降速度，沉降系数与细胞结构大小相关。核糖体是由两个亚基组成的复合体，翻译过程中伴随大、小亚基的结合和解离。真核细胞的核糖体沉降系数大约为80S，若降低溶液中Mg2+浓度，核糖体可解离为60S与40S的大、小亚基。下列叙述错误的是（ ） A. 核糖体蛋白由DNA控制合成 B．线粒体、叶绿体和细胞核的沉降系数大于80S C．核糖体参与中心体、高尔基体等多种细胞器的形成 D．降低Mg2+浓度，核糖体肽键水解后形成大、小亚基 D 真题精炼 （2025·天津一模）电镜下观察发现，某些植物细胞的大液泡中有线粒体和内质网的碎片。下列叙述错误的是（ ） A. 植物细胞的大液泡是具有单层膜的细胞器，内有细胞液 B. 液泡中细胞液渗透压升高，有利于增强植物的抗早能力 C. 植物细胞的大液泡可能与动物细胞的溶酶体具有相似的功能 D. 成熟植物细胞失水时大液泡会缩小，细胞骨架不会发生变化 D 真题精炼 溶酶体是细胞中进行“细胞内消化”的细胞器，溶酶体膜也承担着重要的物质运输功能。如溶酶体膜上存在一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白——质子泵，有助于维持溶酶体内酸性环境(pH约为5.0)，另外，台－萨氏综合征的病因是患者神经细胞的溶酶体中积累了大量的神经节苷脂(GM2)，不能被分解运出，从而造成精神呆滞。下列有关说法错误的是( ) A. 质子泵能将细胞质中的H＋运入溶酶体内 B. 台－萨氏综合征患者溶酶体内可能缺乏水解GM2的酶 C. 与肠道消化不同，“细胞内消化”反应都需消耗ATP D. 营养缺乏时，溶酶体会加强自身物质的分解 C 真题精炼 （2025·龙岩模拟）生命观念中的“结构与功能观”是指一定结构必然有其对应的功能，而一定功能需要对应的结构来完成。下列有关“结构与功能观”的叙述中正确的是（ ） A. 分布在细胞不同部位的核糖体结构有差异，导致合成的蛋白质种类不同 B. 吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶，有利于杀死侵入机体的病毒或病菌 C. 根部细胞不含叶绿体，利用这类细胞不可能培育出含叶绿体的植株 D. 高尔基体在分泌蛋白加工运输过程中起交通枢纽作用，是由于其能接收和形成囊泡 D 真题精炼 利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性 方法规律 细胞器之间的协调配合 与生物膜系统 02 27 一、细胞的生物膜系统 1、组成: ________、细胞器膜 和______等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 细胞膜 核膜　 注意： 1、原核细胞有生物膜，但是没有生物膜系统。 2、不是所有真核细胞都有生物膜系统，如哺乳动物成熟的红细胞。 3、口腔黏膜、胃黏膜等是由多层上皮细胞构成的组织结构，不属于生物膜系统。 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 一、细胞的生物膜系统 信息传递 细胞器 酶 2、功能 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 ①相似性: 各种生物膜都主要由_________________组成。 ②差异性: 每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其__________的种类和数量就越多。 脂质和蛋白质 蛋白质 二、各种生物膜之间的联系 1、在成分上的联系 （1）各种生物膜在结构上大致相同，都由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。 2、在结构上的联系 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 （2）在结构上具有一定的连续性 2、在结构上的联系 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 3、 在功能上的联系 ——以分泌蛋白的合成、运输为例 （1）分泌蛋白: 指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如各种消化酶、抗体和一部分激素。 二、各种生物膜之间的联系 项目 胞内蛋白 分泌蛋白 合成场所 作用场所 实例 游离核糖体 游离的核糖体合成一段肽链后，二者一起转移到粗面内质网上继续合成 细胞内 血红蛋白、 与有氧呼吸有关的酶 消化酶、抗体、胰岛素 细胞外 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 3、 在功能上的联系 （2）研究手段 3H标记的亮氨酸 ——放射性同位素标记法 具有放射性的同位素: 如14C、32P、3H、35S等； 不具有放射性的同位素: 如15N、18O等。 ——以分泌蛋白的合成、运输为例 在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射_________________，3 min后，检测放射性依次出现的部位。 二、各种生物膜之间的联系 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 囊泡 囊泡 氨基酸 多肽 未成熟蛋白 成熟蛋白 分泌蛋白 脱水缩合 加工、折叠 修饰、加工 分泌 粗面内质网 高尔基体 细胞膜 游离核糖体 转移 囊泡 囊泡 线粒体供能 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 分泌蛋白合成、运输的过程 注意: 囊泡运输需消耗能量 考点二 细胞器之间的协调配合与生物膜系统 区分参与分泌蛋白合成、加工、运输和分泌的“有关细胞器” “有关结构”和“有关膜结构” ①有关细胞器: 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 ②有关膜结构: 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 ③有关结构: 线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜 易错提醒 （2025·济宁模拟）大部分线粒体蛋白是由核基因编码的，这些蛋白质的前体蛋白无活性，肽链的一端含有信号序列（导肽），导肽能识别线粒体上的特定受体。前体蛋白合成后，需要在分子伴侣蛋白Hsp70的帮助下解折叠或维持非折叠状态，在导肽的介导下转运进入线粒体。导肽及Hsp70从前体蛋白上释放后，前体蛋白折叠成活性形式。下列叙述错误的是（ ） A. Hsp70的存在会阻碍前体蛋白的折叠 B．Hsp70合成开始于细胞质基质中游离的核糖体 C．核基因编码的线粒体蛋白转运进入线粒体并活化需要能量 D. 导肽与其受体蛋白结合的过程实现了细胞间的信息交流 D 真题精炼 （2025·广州模拟）泛素是真核细胞中一种小分子调节蛋白，错误折叠的蛋白质、损伤的线粒体可被泛素标记，该过程称为泛素化。如图是细胞通过自噬降解自身异常蛋白质和线粒体的过程。下列叙述错误的是（ ） A. 泛素化能维持细胞内部的稳定，保证生命活动的正常进行 B. 被泛素标记的异常物质或结构能被溶酶体识别并形成自噬体 C. 溶酶体水解酶相关的基因表达受阻可能会引起自噬体堆积 D. 细胞自噬后得到的氨基酸可参与新蛋白合成过程 B 真题精炼 下图为高等动物胰腺中某种细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。下列说法合理的是（ ） A. 若原料中含有放射性标记的尿嘧啶， 　则图中具膜结构a、b、c都能检测到 　某些放射性大分子物质 B. 由图示可知，呼吸酶和解旋酶的形 成可能不经过高尔基体 C. ⑧过程的产物可能是胰岛素、生长 激素、抗体或某些消化酶，其分泌过程需要c供能 D. 据图分析，细胞膜上钠钾泵的形成过程依次是⑤⑥⑧ B 真题精炼 胞内蛋白与分泌蛋白的比较 需要内质网和高尔基体加工的蛋白质: ①分泌蛋白 ②膜蛋白, 如载体蛋白 ③溶酶体内的水解酶 不需要内质网和高尔基体加工的蛋白质: ①线粒体、叶绿体中的蛋白 ②细胞核中的蛋白 ③细胞质基质中的蛋白 ④细胞骨架的成分 拓展延伸 分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化的模型分析 图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: ，还表示了相关结构中放射性元素的含量变化。 内质网→高尔基体→分泌小泡 拓展延伸 在分泌蛋白加工、运输过程中: 内质网膜面积减小、高尔基体膜面积基本不变、细胞膜面积增大。 拓展延伸 实验：用高倍显微镜观察 叶绿体和细胞质的流动 03 43 1.实验原理 叶绿体 考点三 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2.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，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片 ①细胞排列疏松，易撕取； ②含叶绿体数目少，且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察 考点三 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 (1) 观察叶绿体的形态和分布 取 材 用镊子取一片藓类的小叶（或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）放入盛有清水的培养皿中 制作临时装片 观 察 用镊子夹住所取的叶放入水滴中 高倍镜下可见叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形 在载玻片中央滴一滴清水 盖上盖玻片 低倍镜下找到需要观察的叶绿体 考点三 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 (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 考点三 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 下列有关“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述中，正确的是（ ） A. 观察叶绿体时，换用高倍镜后视野会变暗，这时应该使用较小光圈或换平面镜采光 B. 将位于视野右上方的物像移向视野的中央，应向左下方移动玻片标本 C. 高倍镜下可看到细胞质是处于流动状态，叶绿体和细胞质的流动方向不同 D. 高倍镜下可看到扁平的椭球或球形的叶绿体，叶绿体的形态有利于接受光照 D 真题精炼 $