1、第5讲细胞器与生物膜系统课程导学课标要求素养目标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。1.生命观念：各种细胞器的结构和功能相适应。2科学思维：对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的标准进行分类和归纳。3科学探究：用科学的方法观察细胞中的叶绿体和细胞质的流动。考点一主要细胞器的结构和功能1细胞质基质：呈溶胶状，细胞器分布在细胞质基质中。2细胞器分离细胞器的方法差速离心法。(1)内质网(2)线粒体(3)叶绿体(4)高尔基体(5)液泡(6)核糖体(7)中心体(8)溶酶
2、体提醒显微结构与亚显微结构的区别(1)显微结构是光学显微镜下观察到的结构，如观察线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁，观察质壁分离与复原等。(2)亚显微结构是指在电子显微镜下看到的结构凡细胞中显示出线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体薄膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属于亚显微结构。3多角度比较各种细胞器4细胞骨架【考点速览诊断】(1)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是脂质、RNA2019全国卷，T1A()(2)真核生物的核糖体中含mRNA2017天津卷，T1B改编()(3)植物细胞中的液泡是一种细胞器，液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化2016海南卷，T8A、B
3、()(4)RNA是高尔基体的结构组分2014广东卷，T1C改编()(5)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA2013全国卷，T1D()(6)细胞骨架由蛋白质组成2013北京卷，T1D改编()(7)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同2012大纲全国卷，T2D()【教材拾遗拓展】1(必修1 P50图37改编)细胞骨架存在于真核细胞中，其作用是什么？是由什么物质组成的网架结构？提示：细胞骨架的作用：维持细胞形态，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。由蛋白质纤维组成网架结构。2(必修1 P53拓展应用)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体
4、膜不会被这些水解酶分解？提示：溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解。1特殊细胞中的细胞器(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)根尖分生区细胞没有叶绿体、大液泡。(4)植物表皮细胞无叶绿体。(5)具有分裂能力的细胞(包括癌细胞)核糖体的数量较多。(6)分泌腺细胞高尔基体的数量较多。(7)原核细胞只有核糖体一种细胞器。(8)成熟植物细胞有大液泡。2两类核糖体和两类内质网的功能3原核、真核细胞及动植物细胞的辨别细胞的结构和功能相适应生命观念1(2021十堰模拟)生物界细胞的形态、结构和功能是多样的，但其结
5、构与功能总是相适应的，下列观点正确的是()A小肠绒毛细胞形成很多微绒毛，其膜表面积与体积的比值增大有利于物质交换的高效性B核糖体是“生产蛋白质的机器”，只在真核细胞中存在C有些重要的细胞器具有双层膜，如线粒体、细胞核、叶绿体等D癌细胞分裂异常旺盛，故游离的核糖体较少解析：选A。小肠绒毛细胞形成很多微绒毛，有利于增大相对表面积，从而提高物质交换效率，A正确；核糖体是合成蛋白质的场所，是真核细胞和原核细胞共有的细胞器，B错误；细胞核是细胞结构，不属于细胞器，C错误；癌变的细胞分裂异常旺盛，需要合成大量蛋白质，故游离的核糖体较多，D错误。2(2021辽宁大连期末)“结构和功能相适应”是生物学的基本观
6、点之一，下列有关叙述错误的是()A叶绿体中基粒类囊体结构可扩大生物膜面积，有利于提高光合作用的速率B细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，有利于细胞生命活动的高效进行C根尖成熟区的细胞具有中央大液泡，有利于根吸收水分D线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白和磷脂的种类和数量有关解析：选D。线粒体内、外膜在功能上的差异主要与膜蛋白的种类和数量有关，D错误。用“统一性观点”理解细胞的结构与功能(1)肾小管、心肌、肝脏细胞代谢旺盛线粒体含量多。(2)肠腺、胰腺等腺体细胞分泌活动旺盛核糖体、内质网、高尔基体多。(3)癌细胞：能无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛
7、，核仁较大。(4)核膜上的核孔数目多RNA、蛋白质等物质运输快蛋白质合成旺盛细胞代谢快。(5)内质网、高尔基体多细胞的合成与分泌功能强。 细胞器的结构和功能科学思维3(不定项)(2019高考江苏卷)下图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是()A结构的数量倍增发生于分裂前期的细胞中B具有单层生物膜的结构与细胞分泌活动有关CRNA和RNA聚合酶穿过结构的方向相同D处的核糖体均由RNA和蛋白质组成解析：选BD。结构为中心体，主要成分为蛋白质，蛋白质的合成主要在细胞分裂间期完成，因此结构的数量倍增发生于细胞分裂间期，A错误；结构是高尔基体，具有单层生物膜，与细胞分泌蛋白的加工和运输有关，B正
8、确；结构是核孔，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质可参与翻译过程，RNA聚合酶通过核孔进入细胞核参与RNA的合成过程，因此二者穿过结构的方向不同，C错误；无论是附着在内质网上的核糖体还是游离的核糖体，均主要由rRNA和蛋白质组成，D正确。4(不定项)用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定它们有机物的含量如下图所示。以下有关说法正确的是()A细胞器甲是线粒体，其能完成的生理过程一定不存在葡萄糖的氧化分解B细胞器乙含有蛋白质和脂质，说明其具有膜结构，一定与分泌蛋白的合成和加工有关C细胞器丙中进行的生理过程产生水，该细胞器不一定只存在动物细胞中D发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙解析
9、：选AC。由于该细胞为动物细胞，且细胞器甲有蛋白质和脂质，说明细胞器甲有膜结构，又因其含有少量核酸，则细胞器甲为线粒体，其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解，葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，A正确。细胞器乙只含有蛋白质和脂质，应具有膜结构，可能是高尔基体、内质网、溶酶体，而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关，B错误。发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有丙核糖体；蛋白质的合成在核糖体上进行，该过程产生水，C正确，D错误。细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不”(1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌。(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
10、线粒体中。(3)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。(4)一切生物，其蛋白质的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)经高尔基体加工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加工。(7)“葡萄糖丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 事实概述性思维12020高考全国卷，T30(1)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)。答案：pH应与细胞质基质的相同；渗透压应与细胞内的相同2叶绿体的结
11、构与其功能相适应的特点是_。答案：叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积；叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素；叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶3细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能的区别是_。答案：细胞质基质含有多种成分，为生命活动提供了重要的代谢反应场所及所需的物质和一定的环境条件；线粒体基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶，是进行有氧呼吸第二阶段的场所；叶绿体基质含有与暗反应有关的酶，是植物进行光合作用暗反应的场所4游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类，其不同点是_。答案：游离的核糖体合成的一般是胞内蛋白，附着在内质网上的核糖体合成的一般是
12、分泌蛋白5液泡和叶绿体都含有色素，二者功能不相同，其不同点是_。答案：液泡中的色素主要是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关程序分析类思维6心肌细胞与腹肌细胞相比，线粒体的数量较多，原因是_。答案：心肌细胞不停地收缩舒张，耗能多，需要较多的线粒体提供能量7研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会_ (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是_。答案：促进癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要考点二细胞器之间的协
13、调配合及细胞的生物膜系统1生物膜系统(1)生物膜系统的组成及特点(2)生物膜系统的功能2细胞的生物膜系统中各生物膜的联系提醒有细胞膜不一定有生物膜系统生物膜系统是内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的细胞“膜系统”。只有真核细胞才具备这样的生物膜系统，原核细胞只有细胞膜，没有核膜及各种细胞器膜，因而不具备生物膜系统。【考点速览诊断】(1)高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工2018北京卷，T2C改编()(2)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是对蛋白质进行加工、分类和包装2018全国卷，T30节选()(3)细胞膜、内质网、
14、中心体都属于生物膜系统2017江苏卷，T21A改编()(4)分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象2016全国卷，T1C()(5)分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与；分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合2016海南卷，T7A、D()(6)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。抗体肽链的合成场所是内质网上的核糖体，抗体的加工场所是内质网、高尔基体2015安徽卷，T1D改编()【教材拾遗拓展】1(必修1 P53“与社会的联系”改编)利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜融合，将药物送入细胞，这一过程体现了细胞膜的结构特点是什么？提示：细胞膜具有流动
15、性。2(必修1 P53“与社会的联系”改编)采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜就能把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。这一过程体现了细胞膜的功能特点是什么？提示：细胞膜具有选择透过性。分泌蛋白的七个命题点(1)分泌蛋白分泌的方式：分泌蛋白出细胞的运输方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。(2)多肽与蛋白质不同：核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(3)原核细胞没有生物膜系统：真核细胞有生物膜系统，原核细胞只有细胞膜，不具有生物膜系统。(4)溶酶体内的水解
16、酶由核糖体合成、由高尔基体形成小泡运入。溶酶体执行功能时伴随其他膜组分的更新。溶酶体正常生理状态下对自身机体的细胞结构有分解作用。(5)研究方法：同位素标记法，但获取某细胞结构时采用差速离心法。(6)注意区分细胞结构与细胞器(7)分泌蛋白形成过程中的生物膜面积变化生物膜系统的组成和功能生命观念1(高考全国卷)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是()A叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶B溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏C细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道D线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶解析：选D。叶绿体的类囊体膜是光反应进行
17、的场所，光反应可产生ATP，ATP合成需要相关酶的参与，因此类囊体膜上存在催化ATP合成的酶，A正确；溶酶体内部含有多种水解酶，某些情况下，溶酶体膜破裂，释放出的酶会造成细胞结构的破坏，B正确；细胞的核膜是双层膜结构，核孔的存在实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；线粒体DNA位于线粒体基质中，它能参与编码有氧呼吸第二、三阶段的酶，D错误。2(2020高考全国卷)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。结构名称突触高尔基体(1)_叶绿体的类囊体膜功能(2)_(3)_控制物质进出细胞作为能量转换的场所膜的主要成分(4)_功能举例在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递参与豚
18、鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程参与K从土壤进入植物根细胞的过程(5)_解析：(1)作为系统的边界，细胞膜能够控制物质进出细胞。(2)利用突触可以完成神经元之间兴奋的传递，体现了生物膜参与信息传递的功能。(3)高尔基体广泛存在于真核细胞中，主要对来自内质网的蛋白质进行加工修饰。(4)细胞膜主要由脂质(约占50%)和蛋白质(约占40%)组成，此外，还有少量的糖类(占2%10%)。(5)叶绿体的类囊体膜是绿色植物光合作用过程中光反应的场所，光反应过程将光能转换成ATP和NADPH中的化学能，体现了生物膜进行能量转化的功能。答案：(1)细胞膜(2)参与信息传递(3)对蛋白质进行加工修饰(4)脂质和蛋
19、白质(5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上细胞器之间的协调配合科学思维3蛋白质“protein”一词源自拉丁文“proteus”，意思是“首要的物质”，是人类必不可少的营养物质之一。下图为蛋白质合成和转运的模式图，其中的数字代表结构。下列有关叙述正确的是()A真核细胞内，只有内发生DNA的转录，翻译则在核糖体上进行B若分泌到细胞外的是抗体，则该细胞是浆细胞或记忆B细胞C若细胞膜上为载体蛋白，则与其形成有关的细胞器有D图中的还能合成胆固醇等脂质分子，胆固醇可参与人体血液中脂质的运输解析：选D。图中依次为细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体。真核细胞内，细
20、胞核、线粒体、叶绿体内均可发生DNA的转录，翻译则在核糖体上进行，A错误。只有浆细胞才能分泌抗体，B错误。与载体蛋白形成有关的细胞器有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体，C错误。内质网与脂质的合成有关，胆固醇是动物细胞细胞膜的组成成分，还可参与人体血液中脂质的运输，D正确。四类常见的分泌蛋白(1)消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。(2)T细胞合成并分泌的细胞因子。(3)浆细胞合成并分泌的抗体。(4)下丘脑、垂体、胸腺、胰岛等合成的相关激素，如生长激素、胰岛素等。 4(不定项)(2021山东泰安高三月考)图甲表示分泌蛋白的形成过程，其中a、b、c分别代表不同的细胞器，图乙表示
21、该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述正确的是()A图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体B图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换C图甲中构成分泌蛋白的物质X约有21种，b的产物没有生物活性D图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性解析：选ACD。图甲表示分泌蛋白的形成与分泌过程，物质X为氨基酸，a是核糖体，b是内质网，c是高尔基体，A正确；蛋白质的合成与分泌过程中，内质网、高尔基体和细胞膜之间可通过囊泡实现膜成分的相互转换，这也体现了生物膜的流动性，B错误，D正确；构成生物体蛋白质的氨基酸约有21种，内质网中形成的蛋白质还不具有生物活性，还需要高尔基体的进一步加工，
22、C正确。“三看法”分析分泌蛋白形成过程图中的相关变化 事实概述性思维1分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_。答案：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装2与消化酶合成分泌相关的细胞器有_。答案：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体3与抗体合成及分泌直接相关的细胞结构有_。答案：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜4细胞中普遍存在过氧化物酶体和溶酶体，它们都是由单层膜构成的细胞器，都对细胞起重要的保护作用。过氧化物酶体和溶酶体中的酶只能在过氧化物酶体和溶酶体内部发挥作用，这体现了生物膜系统的功能之一是_。答案：将细胞分隔成小的区室，使细胞内能够同时进行多种化学反应而
23、不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行程序分析类思维5原核细胞具有生物膜，但不能构成生物膜系统，其原因是_。答案：原核细胞只有细胞膜，没有核膜及各种细胞器膜6用作原料的亮氨酸，若只有下图号位的H被标记，_(填“能”或“不能”)达到追踪蛋白质的目的，原因是_。答案：不能脱水缩合形成肽键时，号位的3H主要参与H2O的形成，导致蛋白质基本无放射性，不能被追踪7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真核细胞中，与分泌蛋白合成和加工相关的具膜
24、细胞器有_。研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信息序列，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_。答案：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考点三用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动1制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布2制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动3实验关键(1)观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物细胞。如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位。(2)用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料的原因：靠近叶下表皮的是栅栏组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为叶片表皮细胞不含叶绿体。(3
25、)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。(4)用运动着的叶绿体作为参照物，才能更好地观察细胞内细胞质的流动情况。通过观察我们发现细胞质沿逆时针方向不断流动。1(2020新高考山东卷)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探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液解析：选C。叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，须在电子显微镜下观察才能看到，A正确；黑藻成熟叶片细胞不进行有丝分裂，不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，由于原生质体失水缩小，故黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，C错误；光合色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇溶解和提取黑藻叶片中的光合色素，D正确。2(2021山东临沂段考)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的说法，不正确的是()A观察叶绿体的流动需要染色B在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体C藓类叶片可直接制成临时装片从而观察叶绿体D细胞质的流动有利于物质运输、能量交换和信息传递解析：选A。叶绿体本身呈绿色，可直接制成临时装片观察。
