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第5讲 细胞器与生物膜系统,考点一 主要细胞器的结构和功能,考点二 生物膜系统,总纲目录,考点三 观察叶绿体和细胞质的流动（实验）,真题再现 模拟预测,考点一主要细胞器的结构和功能,1.细胞器的分离方法 方法: 差速离心 法,将质膜破坏后,利用高速离心机,在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。,2.“八种”常见细胞器的结构及功能 (1) 溶酶体 :细胞内的“消化车间”,分解衰老、损伤的细胞器 ,吞噬并杀死侵入细胞的病菌或病毒。,(2) 中心体 :与细胞的有丝分裂有关。 (3) 核糖体 :“生产蛋白质的机器”,原核细胞中唯一的细胞器。 (4) 高尔基体 :主要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”。 (5)内质网:细胞内蛋白质 合成和加工 、脂质合成的“车间”。 (6) 线粒体 :进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。,(7) 叶绿体 :能进行光合作用的植物细胞所特有,是“养料制造车间”和“能量转换站”。 (8) 液泡 :内有细胞液,可调节植物细胞内的环境,使植物细胞保持坚挺。,1.没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物( ),2.线粒体和叶绿体为双层膜结构,其内膜中酶的种类相同( ),3.人体细胞的线粒体内膜蛋白质与脂质的比值大于外膜( ),4.没有叶绿体或中央液泡的细胞一定是动物细胞( ),5.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA( ),6.细胞器的数量可因细胞种类的不同和生物的不同而出现差异( ),7.性激素主要是由内质网上的核糖体合成( ),8.内质网既参与物质合成,也参与物质运输( ),9.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶( ),10.人体中高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关( ),11.高尔基体是肽链合成和加工的场所( ),12.正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用( ),下图为各种细胞器模式图,据图分析下列问题:,(1)图中能发生碱基互补配对的细胞器有 。 (2)能产生ATP的细胞器有 。 (3)和的关系是 起源于 。 (4)真核细胞中面积最大的膜结构是 。 (5)与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有 。 (6)与花瓣颜色有关的色素分布于 中。,1.线粒体与叶绿体在结构与功能上的联系,2.主要细胞器的功能拓展 (1)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是由核基因编码,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。 (2)真核细胞中的核糖体有两类:附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等);游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。 (3)内质网有两类:粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关;,滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。 (4)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关,是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。 (5)液泡中的色素是花青霉,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。 (6)溶酶体起源于高尔基体。,3.比较归类各种细胞器,4.不同细胞间的差异辨析 (1)从物质层面看,不同细胞间的差异主要体现为蛋白质种类、数量不同。 (2)从细胞结构层面看,不同细胞间的差异主要体现在细胞器的种类和数量上。 在代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多。 蛋白质合成旺盛的细胞内,核糖体、线粒体等含量较多。 可进行光合作用的细胞(如叶肉细胞)含大量叶绿体。,考向一细胞器的识别及功能分析,1.下列关于细胞器的结构和功能的说法,正确的是(C) A.四种结构中均可以发生AU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,解析 题图示的a、b、c、d四种细胞器分别是叶绿体、核糖体、线粒体、液泡。AU的碱基互补配对发生在转录或翻译过程中,a叶绿体和c线粒体中能发生转录和翻译过程,b核糖体中能发生翻译过程,但在d液泡中不能发生转录或翻译过程,A错误;a叶绿体进行光合作用不需要c线粒体提供能量,d液泡相关的渗透失水和吸水不需要线粒体提供能量,B错误;与分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确;a叶绿体和c线粒体是双层膜的细胞器,而d液泡是单层膜的细胞器,D错误。,2.将某植物细胞各部分结构分离后,取其中三种细胞器测定它们有机物的含量如下表所示。以下有关说法正确的是(D),A.细胞器甲中可能进行氧化分解葡萄糖的反应 B.细胞器乙只含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关 C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,产生的水中的氧来自于羧基和氨基 D.蓝藻细胞含有丙,不含甲、乙,解析 据题表分析,甲是具膜结构和微量核酸的细胞器,可能是线粒体或叶绿体,可能进行呼吸作用,即葡萄糖氧化分解的第二、三步,而葡萄糖氧化分解的第一步在细胞质基质,A错误;乙含有蛋白质和脂质,说明是具膜结构的细胞器,但不一定与分泌蛋白的加工和分泌有关,例如溶酶体,B错误;丙是核糖体,核糖体是翻译的场所,氨基酸脱水缩合反应过程中产生水,水中的氧来自于羧基,C错误;原核细胞中唯一的细胞器是丙核糖体,蓝藻是原核生物,不含甲、乙,D正确。,归纳拓展 特殊细胞中细胞器的特别之处 细胞器在不同种类细胞中的分布,最能体现结构和功能相适应的特点,举例如下: 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器; 蛔虫的体细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸; 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; 分泌腺细胞高尔基体的数量较多; 原核细胞只有核糖体一种细胞器。,考向二细胞亚显微结构模式图的分析 3.如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。下图中、绘出了各自区别于其他生物的标志结构,请据图判断下列说法不正确的是(D),A.、与共同具有的无膜细胞器是 B.可以判断为低等植物,因为它同时具有和 C.、与类中都有生物可进行光合作用合成有机物 D.生物既可营寄生生活,也可以独立生存,解析 原核生物和真核生物共同具有的细胞器是核糖体,A正确;题图中分别是中心体和叶绿体,只有低等植物细胞出现两者共存,B正确;由于和中都具有叶绿体,所以能够进行光合作用,而类中的蓝藻含有光合色素,也可以进行光合作用,C正确;病毒类生物只能营寄生生活,不能独立生存,D错误。,技能提炼 不同类型细胞图像的识别方法 (1)显微结构与亚显微结构模式图的判断 (2)真、原核细胞及动、植物细胞的判断,考点二生物膜系统,1.生物膜系统的组成和功能,2.生物膜系统在成分上的联系 (1)各种生物膜组成成分基本相似:均由 脂质、蛋白质 等组成,体现生物膜系统的统一性。 (2)每种成分所占的比例不同,体现了生物膜系统的差异性。,3.生物膜系统在结构上的联系 (1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。 (2)在结构上具有一定的连续性,4.生物膜系统在功能上的联系(以分泌蛋白的合成与分泌为例),1.生物膜系统指生物体内的所有膜结构( ),2.有多种酶附着在生物膜系统上,有利于化学反应的进行( ),3.原核细胞的生物膜系统由质膜和核膜组成,病毒只有质膜 ( ),4.“传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩”未体现生物膜信息传递功能 ( ),5.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成( ),6.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新( ),7.抗体从合成到分泌不经过高尔基体( ),8.靠近质膜的囊泡可由高尔基体形成( ),下图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图(其中物质X代表氨基酸,a、b、c、d、e表示细胞结构),据图分析下列问题: (1)图中a、b、c、d、e依次表示核糖体、内质网、高尔基体、质膜、线粒体。,(2)在某激素蛋白的合成与分泌过程中,下述细胞结构担负的功能:a为合成蛋白质,b为初步加工蛋白质,c为蛋白质加工、分类、包装及发送。 (3)图中 b、c、d、e (填字母)参与了生物膜系统的构成。,1.分泌蛋白的合成、分泌过程分析 流程图解读: (1)细胞核(真核细胞):基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质。,(2)核糖体:通过翻译将氨基酸合成为多肽。 (3)内质网:对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等),形成较成熟的蛋白质,再以囊泡的方式运送至高尔基体。 (4)高尔基体:将较成熟的蛋白质再加工为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到质膜。高尔基体为转化的“枢纽”。 (5)质膜:胞吐作用,将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 (6)线粒体:为各项过程提供能量。,(7)运输的方向:核糖体内质网高尔基体质膜。追踪方法:同位素标记法。,2.蛋白质分泌相关图示解读,(1)由图甲可以看出分泌蛋白合成、加工、运输过程如下: 核糖体内质网高尔基体质膜。 (2)图乙表示放射性在不同结构出现的先后顺序,据图可判断分泌蛋白的转移途径。 (3)图丙和图丁分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工和运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,质膜面积相对增大的现象。,考向一考查生物膜系统在结构与功能上的联系,1.下列关于生物膜结构和功能的叙述,正确的是(C) A.分泌蛋白的分泌需要消耗能量,也需要质膜上的载体协助 B.质膜上的受体是细胞间信息交流的必需结构 C.胰岛细胞比心肌细胞髙尔基体膜成分的更新速度更快 D.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出,解析 分泌蛋白是通过胞吐的方式分泌到细胞外的,需要消耗能量,但是不需要载体的协助,A错误;细胞间的信息交流不一定需要质膜上的受体,如植物细胞间的胞间连丝,B错误;胰岛细胞具有分泌胰岛素、胰高血糖素、消化酶等蛋白质的功能,而高尔基体与分泌物的形成有关,因此胰岛细胞比心肌细胞髙尔基体膜成分的更新速度更快,C正确;核膜上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道,具有选择性,D错误。,2.(2018福建师大附中期末)真核细胞的结构与功能如下图所示,其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,关于细胞的结构及膜流的叙述正确的是(D),A.需氧型生物细胞中均含有结构e B.所有细胞均能发生膜流现象 C.膜流体现了生物膜的结构特点,质壁分离与复原过程中发生了膜流 D.质膜蛋白的更新与fhc途径有关,解析 需氧型生物细胞中不一定含有结构e(线粒体),如好氧细菌,A错误;不是所有细胞都能发生膜流现象,如原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等,B错误;膜流可体现生物膜具有一定的流动性,但质壁分离与复原过程中没有膜结构的转移,没有发生膜流,C错误;质膜蛋白的更新过程即为蛋白质的合成、运输过程,和分泌蛋白合成和运输的路径相同,即与fhc途径有关,D正确。,归纳拓展 生物膜间的“联系”三层面,考向二以图解形式考查囊泡分泌物的分泌过程 3.(2018贵州贵阳摸底)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,测得与分泌蛋白合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化,其相关结构如图,则下列有关说法不正确的是(B),A.分泌蛋白合成和分泌过程中相关的一些细胞器上出现放射性的顺序依次是 B.在和上合成的蛋白质都可以分泌到细胞外 C.在分泌蛋白合成与分泌过程中的膜面积变化不大 D.在此图中与分泌蛋白合成和分泌相关的细胞器共有4种,解析 题图中,为游离的核糖体,为附着在内质网上的核糖体,为内质网,为高尔基体;上合成的蛋白质是胞内蛋白,不分泌到细胞外,上合成的蛋白质可以分泌到细胞外;合成分泌蛋白过程中,既融合内质网形成的囊泡,又形成分泌囊泡,因此膜面积变化不大;与分泌蛋白合成和分泌有关的细胞器除了外还有线粒体。,4.如图中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,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中,错误的是 (C),A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体 B.图甲中构成分泌蛋白的物质X最多有20种,b的产物没有生物活性 C.图乙说明高尔基体与内质网和质膜之间没有相互转换 D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性的特点,解析 氨基酸在核糖体上通过脱水缩合反应形成多肽,构成分泌蛋白的多肽要依次进入内质网和高尔基体中进行加工,最后由质膜释放出去,因此a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体,A正确;构成分泌蛋白的物质X为氨基酸,最多有20种,b的产物为具有一定空间结构的蛋白质,只有形成成熟空间结构的蛋白质才有生物活性,B正确;在分泌蛋白合成和分泌过程中,内质网膜以出芽的形式形成囊泡并与高尔基体膜融合,高尔基体膜以出芽的形式形成囊泡并与质膜融合,因此该过程中内质网膜面积减少,高尔基体膜面积不变,质膜面积增加,高尔基体与内质,网和质膜之间发生了相互转换,C错误;膜之间的融合体现了生物膜具有流动性的特点,D正确。,1.“三看法”分析分泌蛋白的合成、加工、运输,类题通法,2.常考的“囊泡”相关问题整合 (1)以“囊泡”形式运输(胞吐)的物质举例 神经递质(由突触前膜释放) (2)囊泡的来源及去向举例 胞吐:内质网可产生囊泡运往高尔基体,高尔基体一方面可接受内质网发来的囊泡,另一方面可向质膜发送囊泡。,胞吞:质膜可向细胞内发送囊泡。 (3)囊泡形成原理 生物膜具有一定的流动性,但囊泡运输需消耗能量。 注意:切不可认为以囊泡包囊形式运送的物质只有蛋白质(也可包括神经递质等)。,考点三观察叶绿体和细胞质的流动(实验),1.实验原理 (1)叶绿体呈绿色,散布于细胞质中,可以通过显微镜观察它的形态与分布。 (2)活细胞中的细胞质是不断流动着的,用运动着的叶绿体作为参照物,可观察植物细胞内细胞质的流动。,2.实验步骤,3.注意事项 (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)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,才能更好的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.(2018山东沾化联考)用高倍显微镜观察藓类叶片细胞,正确的结论是(C) A.叶绿体在细胞内是固定不动的 B.叶绿体在细胞中是均匀分布的 C.叶绿体的存在是叶片呈现绿色的原因 D.叶肉细胞含有叶绿体,不含线粒体,2.(2018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) 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 叶绿体本身呈绿色,可直接制成临时装片观察。,1.(2018课标全国,1,6分)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(D) 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,真题再现 模拟预测,解析 叶绿体的类囊体薄膜是进行光反应的场所,光反应过程有ATP生成,即该结构上存在催化ATP合成的酶,A正确;溶酶体中有多种水 解酶,溶酶体膜破裂释放出的水解酶可破坏细胞结构,B正确;细胞的核膜为双层膜,核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道,C正确;线粒体DNA位于线粒体基质中,编码参与呼吸作用的酶,D错误。,2.(2018天津理综,3,6分)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是(B),解析 突触后膜上识别并结合神经递质的结构是受体,A正确;靶质膜上,识别并结合激素的结构是受体,不是载体,B错误;类囊体膜上存在ATP合成酶,可催化光反应中ATP的合成,C正确;癌质膜上的特定抗原可引起机体发生特异性免疫,D正确。,3.(2018北京理综,2,6分)哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛,下列细胞结构与对应功能表述有误的是(C) A.细胞核:遗传物质储存与基因转录 B.线粒体:丙酮酸氧化与ATP合成 C.高尔基体:分泌蛋白的合成与加工 D.溶酶体:降解失去功能的细胞组分,解析 细胞核是遗传信息库,可以进行DNA复制和转录,A正确;有氧呼吸第二阶段中丙酮酸分解与ATP合成发生在线粒体内,B正确;分泌 蛋白的合成发生在核糖体中,加工在内质网、高尔基体中完成,C错误;溶酶体中的水解酶能降解衰老、损伤的细胞器,D正确。,4.(2018山东青岛联考)图1表示生物膜的亚显微结构,图2表示某种信息 传递的过程示意图。下列叙述正确的是(B),A.图1生物膜中的A和大多数的B都是可以运动的 B.脂质分子可优先通过质膜与图1中B密切相关 C.图2中C物质的释放依赖于质膜的选择透过性 D.图2中C与D结合后引起F的膜外电位由正变负,解析 质膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,A错误;根据物质的相似相溶的原理,脂质分子可优先通过质膜与图1中B(磷脂)密切相关,B正确;图2中C物质的释放方式是胞吐,依赖于质膜的流动性,C错误;图2中C为神经递质,如果神经递质为抑制性递质,F的膜外电位不会由正变负,D错误。,
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