【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第07讲《细胞器和生物膜系统》复习课件（新教材新高考）

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第六讲 细胞器和生物膜系统
1.举例说出主要细胞器的结构与功能。2.简述生物膜系统。3.活动：制作临时装片用显微镜观察叶绿体和细胞质流动。
考点一　主要细胞器的结构和功能
考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
主要考点 必备知识
考点三　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
主要细胞器的结构和功能
亚显微结构：能够在电子显微镜下看到的直径小于0.2微米的细微结构。
光学显微镜的分辨率不超过0.2μm（200nm)，有效放大倍数不超过1200倍。
显微结构：指在普通光学显微镜下能够观察到的结构
电子显微镜的分辨率：0.2nm，可以放大几千倍，甚至几十万倍。
植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构模式图
细胞器一般认为是散布在细胞质内具有一定形态和功能的微结构或微器官。
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，由于各种细胞器的质量不同，就能将各种细胞器分离开。
2.细胞器的分离方法差速离心法：主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
线粒体具有内外两层膜结构，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。
含有核酸（DNA和RNA）和核糖体
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。线粒体是有氧呼吸的主要场所。是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
注意：需氧型原核生物没有线粒体，在细胞质基质、细胞膜上进行有氧呼吸。代谢旺盛的细胞，往往含线粒体的数量比较多。如：心肌细胞。
3.细胞器的结构和功能
叶绿体的外表有双层膜，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。
吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
注意：植物细胞不一定都有叶绿体。叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但叶片表皮细胞不含叶绿体。像蓝藻无叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素也能进行光合作用。利用无机物（CO2+H2O）合成有机物，不一定进行光合作用，化能合成作用也可以。
内质网是蛋白质合成和加工的场所，还是脂质合成的车间。
内质网是单层膜围成的不规则网状结构。
内质网分为糙面内质网（附着大量核糖体）和滑面内质网（极少附着核糖体）。
注意：粗面内质网可以继续合成多肽链，并对合成的多肽链进行初步加工。脂质（性激素）的合成场所是：内质网。 细胞内膜面积最大的是内质网，为酶提供广阔的附着位点，向内可以与核膜相连，向外与细胞膜相连。
与动物细胞的细胞分泌物的形成有关；与植物细胞的细胞壁形成有关。
高尔基体由单层膜围成的囊状和囊泡状结构共同构成。
高尔基体主要负责对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和发送，是细胞内物质转运的枢纽。
注意：分泌旺盛的细胞含内质网和高尔基较多，并且膜成分更新快。突触小泡的形成也与高尔基体有关。融合的原生质体再生出细胞壁也与高尔基体有关。
被溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。
溶酶体由单层膜围绕而成。
溶酶体内含酸性水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌和病毒。
注意：溶酶体起源于高尔基体，也与细胞凋亡有关。 尘肺的成因：硅尘却破坏溶酶体膜，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。
注意：细胞的内吞作用，吞噬作用，自噬作用都与溶酶体的作用有关。
中央大液泡可以调节细胞内的环境，还能使植物坚挺。
中央大液泡由单层膜构成，占据成熟植物细胞绝大部分体积。
中央大液泡内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等。
注意：液泡是最大的细胞器。 并非植物细胞特有，并非所有植物细胞都有液泡。 含有色素，主要是水溶性的花青素，不能吸收光能。 细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质构成原生质层。
核糖体由RNA和蛋白质构成，包括两个亚基。核糖体是蛋白质合成的场所。核糖体通常附着在内质网上或游离在细胞质中。
注意：所有的蛋白质都起始于游离的核糖体，分泌蛋白和质膜上蛋白，继续合成于内质网上的核糖体；胞内蛋白合成于游离核糖体。
中心体由一组相互垂直的中心粒及周围物质构成。中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞中。中心体与细胞的有丝分裂有关。
注意：中心体存在于动物或低等的植物细胞。 有丝分裂过程中，中心体会在间期复制，前期移向两极，发出星射线形成纺锤体。
依据膜结构进行划分细胞器
无膜结构：单层膜结构：双层膜结构：
高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
细胞膜（单层）、核膜（双层）
4.多角度比较各种细胞器
动植物细胞共有的细胞器：植物细胞所特有的细胞器：动物细胞所特有的：
线粒体、内质网、核糖体高尔基体、溶酶体
中心体（低等植物也含有）
原核生物具有的细胞器：
光学显微镜下能观察到得细胞器：
内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、中心体
只能在电子显微镜下才能观察到的细胞器：
细胞壁、细胞核、染色体
能够产生ATP的结构及相应生理作用
无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段
有氧呼吸的第二、第三阶段
真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
在细胞质中，除了细胞器外，还有呈溶胶状态的细胞质基质，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。
考向　细胞器的分布、结构与功能1.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ATPD.营养缺乏时，溶酶体会加强自身物质的分解
解析：溶酶体内存在水解酶将物质水解不消耗ATP，C错误。
考向　主要细胞器的结构与功能分析2.(2021·黄岩调研)从洋葱根尖细胞中分离出X、Y、Z三种细胞器，测定它们有机物的含量如下表所示。下列说法错误的是( )
A.细胞器X的形成可能　与核仁有关B.细胞器Z可能与蛋白　质的分泌有关
C.细胞器Y具有双层膜结构D.这三种细胞器均可用光学显微镜观察到
解析：细胞器X含有蛋白质和核酸，不含脂质，说明该细胞器不具有膜结构，应该是核糖体，其形成与核仁有关，A项正确；
细胞器Z可能是内质网、高尔基体、液泡等，其中内质网和高尔基体与蛋白质的分泌有关，B项正确；
细胞器Y是线粒体，具有双层膜结构，C项正确；核糖体、内质网、高尔基体等用光学显微镜观察不到，D项错误。
考向　细胞骨架3.驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是( )A.驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架B.细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道C.ATP的水解一般与细胞中的吸能反应相联系D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
解析：细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，但两者处于平衡状态，D错误。
1.中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增(　　)2.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(　　)3.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA(　　)4.差速离心分离细胞器时起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底(　　)
5.大肠杆菌中，核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中(　　)6.液泡和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，其内都含有叶绿素、花青素等色素(　　)7.溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器(　 　)
1.(必修1 P48)内质网是 。2.(必修1 P48)高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行___________________。3.(必修1 P49)线粒体是细胞进行有氧呼吸的 ，是细胞的动力车间。4.(必修1 P49)中心体分布在动物与低等植物细胞中，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞的 有关。5.(必修1 P49)溶酶体内部含有多种 ，能分解 ，吞噬并杀死侵入细胞的 。
蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
6.(必修1 P53)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？尝试提出一种假说，解释这种现象： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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；溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着，分解它们的酶难以起作用
7.新屠宰的家畜家禽，如果马上把肉做熟了吃，这时候的肉比较老，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？请利用所学生物学知识解释其原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
与溶酶体的功能有关，细胞
死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩，这个过程需要一定的时间
细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1.分泌蛋白(1)概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。(2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。
同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。用同位素标记的化合物，化学性质不变，也可以参与生物体内的生化反应。
稳定性同位素标记法 原子核稳定，不发出射线。科学家也可通过测量分子质量或离心技术来区别同位素 。
放射性同位素标记法 原子核不稳定，能发出射线，科学家通过特殊的放射性显影仪器追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的过程。
2.分泌蛋白的合成、加工和运输(1)研究手段——同位素标记法向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。
2.分泌蛋白的合成、加工和运输(2)过程
游离核糖体移动到内质网上
3.细胞的生物膜系统(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
3.细胞的生物膜系统(2)生物膜系统的功能
广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点
使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行
保障细胞内部环境的相对稳定
物质运输、能量转换、信息传递
注意：生物膜系统主要指真核生物细胞。原核细胞只有细胞膜，因此不能称为生物膜系统。生物膜在成分和结构上基本相同。生物膜结构方面均具有流动性，功能方面均具有选择透过性。
3.细胞的生物膜系统(3)生物膜系统结构与功能的联系
考向　分泌蛋白的合成、加工和分泌过程的分析1.图中a、b、c、d为细胞器，3H－亮氨酸参与图示过程合成3H－X，且细胞器c为该过程提供能量。据图分析，下列说法错误的是（ ）
A.图示中，膜面积会发生变化的细胞器　有a、b、dB.3H－X分泌到细胞外与膜的流动性有关C.图中含有RNA的细胞器是a、cD.细胞器c中含有与有氧呼吸有关的酶
解析：图示过程表示的是分泌蛋白的合成、加工以及分泌过程，图中a、b、c、d分别表示核糖体、内质网、线粒体、高尔基体，其中在该过程中会发生膜面积变化的细胞器主要是内质网，核糖体没有生物膜，A错误。
考向　生物膜系统的组成和功能分析2.(2020·黑龙江鹤岗检测)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，图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述错误的是( )
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可能有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：蛋白质的合成、加工与分泌过程中，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，B错误。
1.生物膜系统指生物体内的所有膜结构(　 　)1.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(　 　)3.CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行(　 　)4.原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成(　 　)5.蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外(　 　)
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
2.实验步骤(1)观察叶绿体
(2)观察细胞质的流动
注意：撕取菠菜下表皮细胞时要带少量的叶肉细胞，因为表皮细胞没有叶绿体。用高倍镜观察黑藻细胞叶绿体时，可以观察到细胞质的流动。 实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受更多的光照；在强光下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。
考向　实验原理和过程分析1.在选取黑藻叶肉细胞作为实验材料观察叶绿体的实验中，下列叙述正确的是（ ）A.须撕取黑藻叶片下表皮带叶肉部分制作临时装片B.可以看到叶绿体的分布靠近细胞边缘的位置C.可以看到叶绿体的内外两层膜结构D.黑藻是低等植物
解析：黑藻叶片比较薄，可用镊子从黑藻新鲜枝上取下幼嫩小叶直接制成临时装片观察，A错误；成熟植物细胞内，液泡占据了细胞体积的绝大部分，在光学显微镜下可以看到叶绿体的分布靠近细胞边缘的位置，B正确；在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布，但不能看到叶绿体的内外两层膜结构，C错误；黑藻具有根茎叶的分化，属于高等植物，D错误。