2024届高三生物复习课件第5讲 细胞器之间的分工合作

这是一份2024届高三生物复习课件第5讲 细胞器之间的分工合作，共60页。PPT课件主要包含了概念图，要点聚焦，细胞质，细胞器，细胞质的组成，细胞骨架，显微镜观察，分离细胞器的方法，离心速率，分布于动植物细胞等内容，欢迎下载使用。
第五讲 细胞器之间的 分工合作
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。
主要考点 必备知识
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
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
分离细胞器的方法？细胞内有哪些主要的细胞器？它们形态、结构和功能？不同细胞的细胞器组成有什么区别？通过什么方法研究分泌蛋白的合成和运输过程？什么是生物膜系统？它具有什么功能？实验：高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动
结构：呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶组成功能：许多化学反应在此进行（细胞代谢的主要场所）
组成：蛋白质纤维组成的网架结构功能：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、能量转换、信息传递等生命活动有关
细胞质中忙碌不停的，有一定结构的“部门”
模拟题提示： 模拟题有时会考察原核细胞没有细胞骨架。实际上原核细胞具有一些简单的与真核细胞骨架相似的成分（MreB和FtsZ），可以视作原核细胞的细胞骨架。
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状结构。 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、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。
其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。
线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁、细胞壁
在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍。
主要采取逐渐提高 分离不同大小颗粒的方法。
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。
植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构模式图
二、“八种”细胞器的结构与功能
向内凹陷成“嵴”，增大膜面积，含有有氧呼吸第三阶段的酶
含有有氧呼吸第二阶段的酶，少量DNA、RNA，核糖体
细胞进行有氧呼吸的主要场所
线粒体为半自主性细胞器
线粒体无色，可用健那绿染液将活细胞中线粒体染成蓝绿色。
绿色植物进行光合作用的细胞
类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积，增大了光合作用面积，基粒间充满基质。
含有光合作用相关的酶、DNA、RNA、核糖体
绿色植物细胞进行光合作用的场所
叶绿体为半自主性细胞器
植物细胞不一定都含有叶绿体，如根部细胞。
都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制增殖）
圆柱形，至少有两个类囊体组成，含色素和光反应的酶
与周围的细胞质基质分开
植物的叶肉细胞、嫩茎细胞
突出的小颗粒，分布在内膜上
1.原核生物没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
2.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？
3.原核生物没有叶绿体，能进行光合作用吗？
很多原核细胞都可以进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上。(细胞基质和细胞膜上有有氧呼吸的酶。)
因为哺乳动物成熟红细胞内没有有氧呼吸的酶，只能进行无氧呼吸。
有些原核生物含有光合色素和光合作用的酶，也可以进行光合作用。 如：蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及相关酶。
无膜结构，蛋白质+rRNA
广泛分布于真核细胞，原核细胞
蛋白质的合成场所。（氨基酸发生脱水缩合形成肽链）附着核糖体可脱离内质网成为游离核糖体
由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，最终连接成一个连续的内腔相同的膜性管道系统。
内连核膜，外连细胞膜，甚至细胞器膜。
粗面内质网：附着有核糖体
光面内质网：未附着核糖体
蛋白质等大分子物质的合成和加工场所和运输通道。以及脂质合成的场所。
主要与分泌蛋白的的运输、加工有关
主要与脂质、糖类合成有关
主要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”。
单层膜，由一些扁平的囊和小泡构成
动物：与分泌物的形成有关植物：与细胞壁的形成有关（合成纤维素和果胶等）
⑴破坏植物细胞的高尔基体，可能形成双核细胞。（ ）⑵睾丸大量合成分泌雄性激素与细胞中发达的核糖体、内质网 和高尔基体有关。 （ ）
单层膜的囊状体，起源于高尔基体，内含有多种水解酶。这些酶在核糖体上合成，溶酶体只是储存场所。
是细胞的“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器（自噬作用），吞噬并杀死修侵入细胞的病毒或细菌（异噬作用）。
2.造成硅肺的原因是什么？
1.少量溶酶体酶泄漏到细胞质基质中，并不会引起细胞的损伤，为什么？
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。
肺部吸入硅尘(SiO2)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，最终导致肺的功能受损。
3.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?
4.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。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？
⑴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；⑵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。
与溶酶体有关。新宰的动物肉过一段时，细胞内的溶酶体破裂，释放其中的水解酶，其中把蛋白质水解成小的短肽。
内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等
调节植物细胞内的环境；充盈的液泡还可以保持细胞坚挺。
注意： 植物根尖分生区细胞的液泡小而多，不含有中央大液泡。
色素主要是花青素，可决定花和果实的颜色
细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层。
无膜结构，由两个互相垂直的中心粒及其周围物质构成。
有丝分裂过程中，中心体在间期复制，前期发出星射线，形成纺锤体。
从不同角度分析细胞器——从结构分析
①含有少量DNA的细胞器：②含有色素的细胞器：③含有RNA的细胞器：④含有蛋白质的细胞器：⑤含有磷脂的细胞器：
线粒体、叶绿体、核糖体。
线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、溶酶体、核糖体、中心体。
线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、液泡、溶酶体。
从不同角度分析细胞器——从成分分析
从不同角度分析细胞器——从分布分析
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
从不同角度分析细胞器——从功能分析
与能量转换有关的细胞器：
从不同角度分析细胞器——从观察仪器分析
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
（1）没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞， 如植物根尖细胞不含叶绿体。（2）没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞， 如植物根尖分生区细胞没有大液泡。（3）有中心体的细胞不一定就是动物细胞， 如低等植物细胞也含有中心体。（4）同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同， 如洋葱根尖细胞无叶绿体。
细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“一定不”
（5）同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同， 如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐退化。（6）能进行光合作用的生物不一定有叶绿体（如蓝细菌）， 但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。（7）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 （“葡萄糖→丙酮酸”的反应发生于细胞质基质）。
拓展1.具膜细胞器的演化
④线粒体、叶绿体具有双层膜，内外膜存在明显性质和成分差异。外膜与真核细胞膜相似，内膜与原核细胞膜相似。
⑤线粒体、叶绿体的分裂方式与原核细胞相似。
拓展2.叶绿体与线粒体的起源——内共生起源学说
A.线粒体和叶绿体的比较
（1）内容：许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。
②线粒体和叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能够进行DNA复制、转录和翻译(半自主细胞器)
③线粒体、叶绿体DNA不与蛋白质结合形成染色质，DNA为环状。
①线粒体和叶绿体的基因组与原核生物的基因组相似
总结：1.不同类型细胞图像判定(不包含真菌细胞)
①植物细胞的判断依据：有细胞壁；成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；无中心体的是高等植物细胞，有中心体的是低等植物细胞。②动物细胞的判断依据：无细胞壁、大液泡、叶绿体，有中心体。③原核细胞的判断依据：无细胞核，只含有核糖体一种细胞器。
(1)植物细胞特有的细胞器：______________，高等植物细胞肯定不具有的细胞器：____________，(2)高等植物根尖分生区细胞不具有的细胞器：___________________。(3)分布最广的细胞器是：_________，原核生物细胞中唯一的细胞器：_________(4)腺细胞中数量较多的细胞器：_____________。(5)心肌细胞中数量较多的细胞器：____________。(6)具有单层膜的细胞器：___________________________
总结：2.不同细胞器的分类
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
(7)具有双层膜的细胞器：_____________________(8)无膜结构（不含磷脂分子）的细胞器：___________________(9)光镜下可见的细胞器______________________。
(10)具有核酸的细胞器有：______________________，既含有DNA又含有RNA的细胞器有：_______________，只含有RNA的细胞器有：_________(11)含有色素的细胞器有：___________________都有基质的细胞器有：________________
线粒体、叶绿体、核糖体
(12)蝌蚪尾部逐渐消失与____________这一细胞器有关。(13)与分泌蛋白质（如：抗体、胰岛素等）合成与分泌有关的细胞器有：______________________________(14)肽键形成的场所：__________，雄性激素合成的场所：_________。(15)发生碱基互补配对的细胞有______________________。(16)能够复制的细胞器：________________
线粒体、叶绿体、中心体
(17)动力车间是：________________(18)养料制造车间是：______________(19)蛋白质合成和加工车间：____________(20)脂质合成的车间：_________________(21)生产蛋白质的机器：______________(22)消化车间是：___________________
细胞内的快递员：____________
细胞内的交通枢纽：____________
细胞海洋中的潜艇：____________
细胞内开放式的监狱：____________
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
1.结合下图分析下列说法正确的是（ ）A.若判断甲是否为需氧型生物，依据的是细胞中是否含有结构①B.若判断乙是否为植物细胞，并不能仅依据细胞中是否含有结构②C.用电子显微镜观察不能区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物D.根据细胞中是否含有结构③，可将甲、乙、丙三种生物分为真核生物和原核生物两个类群
2.将某植物细胞各部分结构用差速离心法分离后，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 （ ）A.如果细胞器a是线粒体，那么细胞生命活动所需的能量都由它提供B.细胞器b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c的组成成分与SARS病毒的成分基本相同D.蓝藻细胞与此细胞共有的细胞器可能有a和c
(1)细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，可以控制物质进出细胞( )(2)植物细胞都含有叶绿体，动物细胞都含有线粒体( )(3)高尔基体是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道( )(4)液泡中含有糖类、无机盐和色素，但不含蛋白质( )(5)溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器( )(6)中心体和核糖体不含有脂质，都只存在于真核细胞中( )(7)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同( )(8)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA( )
例2.结合下图分析下列说法正确的是（ ）
A.若判断甲是否为需氧型生物，依据的是细胞中是否含有结构①B.若判断乙是否为植物细胞，并不能仅依据细胞中是否含有结构②C.用电子显微镜观察不能区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物D.根据细胞中是否含有结构③，可将甲、乙、丙三种生物分为真核生物和原核生物两个类群
①细胞膜 ②细胞质基质 ③线粒体 ④高尔基体 ⑤中心体 ⑥核糖体⑦核膜 ⑧核仁 ⑨内质网
动物细胞亚显微结构模式图
①细胞壁 ②高尔基体 ③核仁 ④核膜 ⑤染色质 ⑥核孔
细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1.分泌蛋白：指在 合成后，分泌到 起作用的蛋白质， 如消化酶、抗体和一部分激素等。
3.研究手段——放射性同位素标记法
在核糖体上合成的，不需要运输到细胞膜外，只在细胞内起作用的酶。如呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。
通过追踪同位素标记的化合物，可弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如3H、14C、35S、32P。
一、分泌蛋白的合成、加工和运输
豚鼠的胰蛋白酶（原）是一种分泌蛋白。科学家用3H标记的亮氨酸研究豚鼠胰蛋白酶（原）合成、运输和分泌，实验结果如下图所示。
二硫键在内质网形成，内质网加工后的蛋白质不具备生物学活性。
内质网膜面积减少，细胞膜面积增大，高尔基体不变
一、分泌蛋白的合成、加工和运输——相关细胞结构膜面积的变化
前 后
分泌蛋白分泌过程中穿过了多少层膜？
高尔基体是细胞内物质囊泡运输的枢纽
1.概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和 细胞膜、________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
原核生物只有细胞膜，无核膜细胞器膜等结构，故原核生物只有生物膜而无生物膜系统。
生物膜系统是指细胞中膜，而非生物体中的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统。
a.相似性：各种生物膜都主要由组成脂质和蛋白质组成。b.差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜， 其蛋白质的种类和数量就越多。
a.各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成 基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。
b.结构上具有一定的连续性：内质网内连核膜，外连细胞膜。
共同完成分泌蛋白的合成和运输。
3.生物膜系统中的囊泡
(1)来源： (2)内容物成分：
内质网、高尔基体、细胞膜。
1.使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
2.生物膜系统的广阔的膜面积为许多重要的化学反应所需的多种酶提供了大量的附着位点。
3.将细胞分成一个个小区室，使得细胞内能同时进行多种化学反应，而互不干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
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(　 　)
(1)消化酶、抗体、血浆蛋白和性激素等分泌蛋白经过囊泡运输到细胞外 ( )(2)肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质( )(3)生物膜系统指生物体内的所有膜结构( )(4)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新( )(5)含RNA的细胞器不一定含DNA，但含DNA的细胞器一定含RNA ( )
1.(2022·湖北襄阳一模)2013年，诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如下图所示)，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是( )A.囊泡运输需要载体蛋白和ATPB.囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”C.囊泡运输会导致某些生物膜成分更新D.“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、 ，散布于 中， 可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
2.活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，悬浮于细胞质基质中的 等细胞器也会运动，因此，观察细胞质的流动可以以 作为参照物进行观察。
2.三种适宜的实验材料
材料易得，叶片薄，尤其是含有的叶绿体应少，且大而清晰。
用镊子取一片藓类的小叶放入盛有清水的培养皿中
先用低倍镜找到需要观察的叶绿体，再换用高倍镜观察。仔细观察叶绿体的形态和分布情况
往载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶放入水滴中，盖上盖玻片
注意保持有水状态，以免影响细胞活性
三、方法步骤——观察叶绿体
用黒藻叶片做细胞的质壁分离实验时，叶绿体的存在有利于观察实验现象
三、方法步骤——观察细胞质
1.叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或球形；2.叶绿体不是静止不动的，会随着细胞质的流动而运动；3.黑藻叶片处于饱含水分的状态时，每个细胞中细胞质沿着中央液泡 流动，方向一致，其流动方式为环流式。
叶绿体的运动同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积（叶绿体椭球体的正面）朝向光源，强光下则以其椭球体的侧面或顶面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤。
(1)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞的活性受到影响。(2)加速细胞质流动的三种方法①进行光照，即在阳光或灯光下放置15～20分钟。②提高盛放黑藻的水温，可加入热水将水温调至25 ℃左右。③切伤一小部分叶片，因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快，由于保护性适应，伤口周围细胞代谢加快，细胞质流动加快。
1.(2022·山东济南调研)某研究小组用苔藓为实验材料观察细胞质的流动，显微镜下观察到叶绿体的运动方向如图箭头所示，下列有关叙述正确的是(　　)A.可以直接用苔藓叶片做成装片观察B.高倍镜下可以观察到不同细胞中叶绿体的运动方向相同C.细胞质的实际流动方向是顺时针流动D.用菠菜叶进行实验，应撕取上表皮制作装片