2020版高考生物一轮复习第2单元第3讲细胞质细胞器和细胞的生物膜系统教学案苏教版必修.pdf

第 3 讲 细胞质、细胞器和细胞的生物膜系统第 3 讲 细胞质、细胞器和细胞的生物膜系统 考纲展示 1.主要细胞器的结构和功能() 2.细胞膜系统的结构和功能() 3.实 验：观察线粒体和叶绿体 考点一| 细胞器的结构和功能 1细胞质 (1)包括：细胞质基质和细胞器。 (2)细胞质基质 成分 无机成分：水、无机盐 有机成分：脂质、糖类、蛋白质、氨基酸和核苷酸等) 功能为生命活动提供了重要的代谢反应场所和所需物质 影响细胞的形状、分裂、运动以及细胞器的转运) 2细胞器的分离方法 方法：差速离心法，将细胞膜破坏后，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。 3八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” 。在植物细胞中与细胞壁的形成有关。 (5)内质网：细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“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。 4用结构与功能相适应的观点理解细胞器的结构与功能 (1)线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多。 (2)叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中。 (3)在分泌旺盛的腺体细胞中，高尔基体的数量较多。 (4)在蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量较多。 5细胞骨架 (1)存在：真核细胞中。 (2)作用：维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性。 (3)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (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)叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA。(×) 提示：核糖体含有 rRNA 和蛋白质，不含有 DNA。 (3)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。(×) 提示：溶酶体中的酶是在核糖体上合成的。 (4)核糖体有的附着在高尔基体上。(×) 提示：核糖体有的附着在内质网上，不是附着在高尔基体上。 (5)内质网是脂质的合成车间。() 2思考回答(规范表述) (1)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能有何不同？ 提示：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。 (2)矿工中常见的职业病硅肺产生的病因是什么？ 提示：矿工肺部吸入硅尘后，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， 造成肺功能受损。 1归纳比较线粒体和叶绿体 线粒体叶绿体 结构 不 同 点 增大膜面积的方内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构堆叠而成基粒 式 完成的生理过程 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 所含的酶种类 与有氧呼吸有关的酶，分布于 内膜和基质中 与光合作用有关的酶， 分布于 类囊体薄膜和基质中 物质转化有机物CO2H2OCO2H2O 有机物 能量转化 有机物中的化学能ATP 中的 化学能热能 光能ATP 中的化学能有机 物中的化学能 ATP 线粒体产生的ATP可供各项生 命活动利用 叶绿体产生的ATP满足暗反应 的需要 相同点 均具有双层膜；都含少量 DNA 和 RNA，是半自主性细胞器 (含核糖体：可复制、转录、翻译)；都能产生 ATP，与能量 转换有关；都参与碳循环；都既有水消耗又有水产生 2多角度分析、比较细胞器 考法 1 综合考查叶绿体和线粒体 1(2019·西工大附中模拟)以下关于叶绿体与线粒体的叙述，不正确的是( ) A都有较大的膜面积，有利于代谢高效进行 B都需要以水作为代谢的原料 C都含有 DNA 和 RNA D都能生成 ATP 并为各项生命活动直接提供能量 D 线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积，有利于提高代谢效率，A 正确；线粒体的有氧 呼吸和叶绿体的光合作用都需要水分子参与， B正确 ； 线粒体和叶绿体都含有少量DNA和RNA， C 正确；叶绿体光反应产生的 ATP 只能用于暗反应，D 错误。 2(2019·武汉模拟)下列关于线粒体和叶绿体的说法错误的是( ) A两种细胞器都依靠增大膜面积来提高代谢效率 B两种细胞器中都可进行基因的表达 C线粒体中丙酮酸的氧化分解需要 O2的参与 D叶绿体中 C3的还原需要还原型辅酶的催化 C 叶绿体和线粒体中都含有 DNA 和核糖体，都能进行基因的表达。线粒体中丙酮酸的 氧化分解需要 H2O 的参与。 考法 2 综合考查各类细胞器的结构和功能 3(2018·北京高考)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( ) 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 C 细胞核是细胞的遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，是转录的主要场所，A 正确；在线粒体中进行的有氧呼吸第二阶段包括丙酮酸氧化与 ATP 合成，B 正确；蛋白质的合 成在核糖体中进行，而高尔基体是对蛋白质进行加工、分类、包装和运送，C 错误；溶酶体内 含多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，D 正确。 4(2018·临沂期中)用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，测定其 中三种有机物的含量如图所示。下列叙述正确的是( ) A葡萄糖进入甲分解为 CO2和 H2O B细胞内的囊泡均来自乙 C甲和丙含有的核酸种类相同 D丙的形成与核仁有关 D 据图分析细胞器甲含有蛋白质、 磷脂和核酸， 是线粒体。 细胞器乙含有蛋白质和磷脂， 可能是内质网或高尔基体或溶酶体。细胞器丙含有蛋白质和核酸，是核糖体。葡萄糖不能进 入线粒体中，A 项错误；细胞内的囊泡可能来自细胞膜，B 项错误；线粒体中含有 DNA 和 RNA， 核糖体中含有 RNA，不含有 DNA，C 项错误；核糖体的形成与核仁有关，D 项正确。 技法总结 细胞结构与功能中的“一定”与“不一定” 1能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体(如蓝藻)，能进行有氧呼吸的生物不一定有 线粒体(如部分原核生物)。 2一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 3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。 4有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。 5高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，如：细胞膜上的蛋白质，神经递质； 分泌蛋白一定经高尔基体分泌。 考法 3 考查细胞亚显微结构图的识读和分析 解题指导 辨别细胞结构时，常有原核细胞和真核细胞的判断、植物细胞和动物细胞的判断，归纳 如下。 (1)原核细胞与真核细胞结构模式图的辨别方法：有由核膜包被的细胞核的细胞是真核细 胞，没有由核膜包被的细胞核的细胞是原核细胞。 (2)动植物细胞亚显微结构模式图的识别 5(2018·中山质检)下列分析正确的是( ) A该图为光学显微镜下所观察到的动物细胞结构图 B外界溶液浓度大于内液体浓度时，可能发生质壁分离现象 C该细胞中能产生 ATP 的部位是、和 D该细胞可能取自茎尖分生区或根尖成熟区 B 该图是植物细胞的亚显微结构模式图，在普通光学显微镜下无法观察到，A 项错误； 该细胞中含有中央大液泡，为成熟植物细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时可能发生质 壁分离现象，B 项正确 ； 该细胞能产生 ATP 的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体，对应、 和，C 项错误；此细胞有叶绿体，不可能是根尖细胞，D 项错误。 6(2019·聊城月考)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。 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( ) 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、与中都有生物可进行光合作用合成有机物 DV 生物既可营寄生生活，也可以独立生存 D 原核生物和真核生物共同具有的细胞器是核糖体；图中分别是中心体和叶绿体， 只有低等植物细胞中才能出现两者共存的现象；由于和中都具有叶绿体，所以能够进行 光合作用，而中的蓝藻含有光合色素，也可以进行光合作用；病毒类生物只能营寄生生活， 不能独立生存。 考点二| 生物膜系统的组成和功能 1细胞的生物膜系统 (1)组成 细胞膜、核膜和各种细胞器膜等。 (2)功能 其他膜 酶附着的支架为生化反应的进行创造条件 使细胞内部区域化保证化学反应高效、有序地进行) 2生物膜系统成分和结构上的联系 (1)成分上的联系 各种生物膜组成成分基本相似：均主要由脂质、蛋白质等组成，都具有一定的流动性， 体现生物膜系统的统一性。 每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的差异性。 (2)结构上的联系 3生物膜系统功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例) 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：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。 (5)细胞膜：通过胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 (6)线粒体：提供能量。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成。() (2)造血干细胞中合成的细胞膜蛋白运输的途径可能是高尔基体核糖体细胞膜。(×) 提示：膜蛋白运输的途径应为核糖体内质网高尔基体细胞膜。 (3)真核生物细胞具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行。() (4)生物膜之间通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新。() (5)生物膜之间通过囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量。(×) 提示：囊泡运输消耗能量。 (6)生物膜系统是指生物体内所有膜结构的统称。(×) 提示：生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜的统称。 2思考回答(规范表述) (1)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有何不同？ 提示：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不同：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分泌蛋白、膜蛋白和溶酶体 蛋白。 (2)原核细胞是否具有生物膜？是否有生物膜系统？ 提示：原核细胞具细胞膜这种生物膜，没有核膜及各种细胞器膜，所以它不能构成生物 膜系统。 考法 1 考查分泌蛋白的合成、加工和分泌过程 解题指导 “三看”分泌蛋白的合成、加工、运输 一看 标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体内质网小泡高尔基体小泡 细胞膜(胞外) 二看膜面积变化的结果：内质网面积缩小，细胞膜面积增大 三看 与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工 车间)、高尔基体(包装)和线粒体(提供能量) 1.(2018·潍坊期末)如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线。下列相关叙述 正确的是( ) A该生物大分子可能是抗体或神经递质 B可能是核糖体也可能是中心体 C该物质经“”的运输过程需要囊泡 D该物质运输过程体现了生物膜具有选择透过性 C 神经递质不是生物大分子，不是蛋白质，也不在核糖体上合成，A 项错误；是核糖 体，不可能是中心体，B 项错误；该物质经“”的运输过程需要囊泡，C 项正确； 该物质运输过程体现了生物膜具有流动性，不能体现选择透过性，D 项错误。 2. (2019·山东、 湖北重点中学联考)某科学家将 3H 标记的氨基酸注射到浆细胞中， 以研 究分泌蛋白的合成和分泌过程。 (1)要检测细胞器的放射性强度，可以用_法将这些细胞器分离出来，在分离 出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是_。 (2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中， 膜面积先增加后下降的细胞器是_， 原因是_ _ _。 膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是_ _ _。 解析：(1)分离细胞器，常采用差速离心法。分泌蛋白的合成和分泌依次通过的细胞结构 是核糖体内质网高尔基体细胞膜，因此在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性 的是核糖体。 (2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增 大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小，所以膜面积先增加后下降的细胞器 是高尔基体。膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是具有一定的流动性。 答案：(1)差速离心 核糖体 (2)高尔基体 内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其 膜面积增大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小 具有一定的流动性 规律总结 “囊泡”的来源、去向及作用 1以“囊泡”形式运输(胞吐)的物质举例： (1) (2)神经递质(由突触前膜释放)。 2囊泡的来源及去向举例： (1)胞吐：内质网可产生囊泡运往高尔基体，高尔基体可接受内质网发来的囊泡，另一方 面可向细胞膜发送囊泡。 (2)胞吞：细胞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。囊泡运输需消耗能量。 考法 2 考查生物膜系统的组成和功能 3(2018·临沂期中)下列生理过程在生物膜上发生的是( ) A氨基酸的脱水缩合 B骨骼肌细胞产生乳酸 C水绵细胞内 CO2的固定 D酵母菌细胞利用 O2 D 氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上，核糖体不具有膜结构。骨骼肌细胞产生乳酸发 生在细胞质基质中。水绵细胞内 CO2的固定发生在叶绿体的基质中。酵母菌细胞利用 O2发生 在线粒体内膜上。 4 (2018·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 D 叶绿体的类囊体膜是光反应进行的场所，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。 考点三| 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(实验) 1实验原理 (1)观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈 绿色，所以不需要染色。 (2)观察线粒体应选用动物或人体细胞，如人口腔上皮细胞。用健那绿染液染色，该染液 是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。 2实验步骤 (1)叶绿体的观察 (2)线粒体观察 观察线粒体和叶绿体实验的四个注意点 1健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色， 而细胞质接近无色。 2实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。 3由于高等植物叶肉细胞同时含叶绿体和线粒体，因此观察线粒体时不选用高等植物叶 肉细胞。 4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，若用菠菜等高等植物叶片时， 要用菠菜叶稍带叶肉的下表皮，因为靠近下表皮的叶为海绵组织，叶绿体大而排列疏松，便 于观察，带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。 1(2019·湖北重点中学期中联考)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实 验说法，不正确的是 ( ) A健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞 B选用含叶绿体少而大的细胞来观察 C高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒 D藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体 C 健那绿染液是活细胞染料，可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质则几乎为无色；藓类 叶片很薄，可直接用于制作临时装片；叶绿体少而大的细胞更易观察清楚；叶绿体的基粒在 电子显微镜下才能看到。 2 (2018·潍坊三模)下列关于用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验的叙述， 正确的是( ) A以黑藻叶为实验材料就可达到实验目的 B在高倍镜下可观察到叶绿体的类囊体 C视野中观察到的叶绿体环流方向与实际相反 D细胞在实验过程中要始终保持活性 D 以黑藻叶为实验材料可观察叶绿体，不能观察线粒体，A 项错误；叶绿体的类囊体只 能在电子显微镜下才能看到，B 项错误；虽然显微镜下呈倒像，但叶绿体环流方向与实际方向 是相同的，C 项错误；观察叶绿体和线粒体的实验过程中，细胞始终保持活性，D 项正确。 3(2019·西安八校联考)用光学显微镜观察叶绿体和线粒体的实验中，说法正确的是 ( ) A细胞染色后，线粒体应该呈蓝绿色，而细胞质呈无色状态 B观察叶绿体时所用的染料是健那绿染液 C观察一段时间后，可以发现叶绿体和线粒体在细胞中的位置是固定不动的 D本实验中用高倍显微镜观察菠菜叶的临时装片，可同时观察叶绿体和线粒体的结构 A 叶绿体本身呈现绿色，观察叶绿体时不需要染色；由于细胞质是流动的，因此观察 一段时间后，可发现线粒体和叶绿体的位置会发生变化；菠菜叶肉细胞含有大量叶绿体，可 以作为观察叶绿体的实验材料，但不能用于观察线粒体，同时高倍显微镜只能观察叶绿体和 线粒体的形态，不能观察其结构。 真题体验| 感悟高考 淬炼考能 1(2017·天津高考)下列有关真核生物核糖体的叙述，正确的是( ) A遗传信息翻译的场所 B组成成分中含 mRNA C全部游离在细胞质基质中 D能识别基因的启动子 A A 对 ： 核糖体是遗传信息翻译的场所。 B 错 ： 核糖体的组成成分中含 rRNA， 不含 mRNA。 C 错 ： 核糖体有的附着在内质网上，有的游离在细胞质基质中。D 错 ： 能识别基因启动子的是 RNA 聚合酶，而不是核糖体。 2(2016·海南高考)下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是( ) A分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与 B线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量 C分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外 D分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合 C 蛋白质都是在核糖体上合成的；线粒体为分泌蛋白的合成和运输提供能量；分泌蛋 白在核糖体上合成后，先通过内质网加工，再通过高尔基体加工，然后分泌到细胞外；分泌 蛋白从细胞内排出时，由高尔基体形成的囊泡膜与细胞膜融合，通过胞吐作用排出细胞。 3(2016·海南高考)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是( ) A植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质 B植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同 C光合作用中，催化 ATP 合成的酶分布在类囊体膜上 D呼吸作用中，催化 ATP 合成的酶分布在线粒体外膜上 D 植物根细胞通过主动运输吸收离子，存在载体蛋白，A 项正确；液泡膜与类囊体膜功 能不同，其上的蛋白质不同，B 项正确；类囊体上发生光反应，存在催化 ATP 合成的酶，C 项 正确；呼吸作用中，催化 ATP 合成的酶分布在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上，D 项 错误。 4(2016·全国卷)下列与细胞相关的叙述，正确的是( ) A核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器 B酵母菌的细胞核内含有 DNA 和 RNA 两类核酸 C蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程 D在叶绿体中可进行 CO2的固定，但不能合成 ATP B 核糖体不具有膜结构，溶酶体具有膜结构，故 A 项错误。酵母菌是真核生物，其细 胞核内含有 DNA，是遗传物质，在细胞核内转录形成 RNA，故 B 项正确。蓝藻属于原核生物， 细胞内只有核糖体一种细胞器，无线粒体，故 C 项错误。叶绿体内进行的光合作用分为光反 应和暗反应两个阶段， 光反应过程中能合成 ATP， 暗反应过程中进行 CO2的固定， 故 D 项错误。