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1、第5讲细胞器与生物膜系统,1.细胞器的分离方法法：将破坏后，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。,考点一主要细胞器的结构和功能,差速离心,细胞膜,2.细胞器的结构和功能（连线）,3.多角度比较各种细胞器,中心体、核糖体,线粒体、叶绿体,高尔基体、内质网、液泡、溶酶体,特别提醒细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“一定不”能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。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。一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。高尔基
2、体经囊泡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分泌。具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌也都有细胞壁。没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。,1.真题重组判断正误（1）大肠杆菌的细胞内有核糖体（2017海南卷，2A）（）（2）发生质壁分离的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞（2017海南卷，9A）（）（3）叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA（2013全国卷，1D）（）（4）线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成（2013全国卷，1D）（）（5）线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同（2012全国卷，2D）（）提示（1）（2）（3）核糖体不含DNA而含RN
3、A。（4）（5）酶种类不同。,2.深挖教材（人教版必修1P45图拓展）下列为细胞器结构图，据图回答问题：,上图中，哪些细胞器能发生碱基互补配对？上图中哪些场所可产生ATP?提示线粒体、叶绿体、核糖体；线粒体、叶绿体、细胞质基质。,3.边角拾遗（必修1P46“相关信息”）请简要叙述矿工中常见的职业病硅肺形成的原因。提示当肺部吸入硅尘（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。,围绕细胞器结构及功能，考查结构与功能观,1.（2018北京卷，2）哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，
4、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,解析细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸在线粒体基质中彻底分解，产生ATP，B正确；分泌蛋白由核糖体合成，在内质网和高尔基体中进行加工，C错误；溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，D正确。答案C,2.（2019湖南六校联考）细胞自噬是细胞通过溶酶体与包裹细胞自身物质的双层膜融合。从而降解细胞自身病变物质或结
5、构的过程（如图）。下列有关叙述中，正确的是（）,A.图中自噬体的膜由双层磷脂分子组成B.图中的水解酶是在自噬溶酶体中合成的C.图中溶酶体与自噬体融合过程体现了细胞膜的选择透过性D.溶酶体所参与的细胞内自身病变物质或结构的降解过程与基因有关解析分析题图，自噬体含有双层膜，故共有4层磷脂分子，A错误；水解酶的本质为蛋白质，是在核糖体上合成的，经加工后运往溶酶体，B错误；溶酶体与自噬体融合体现了细胞膜的流动性，C错误；溶酶体参与的细胞内物质或结构降解的过程是细胞自发的，精确性高，这与基因控制有关，D正确。答案D,围绕细胞亚显微结构及相关信息考查科学思维与科学探究能力,3.（2018湖北黄冈八模）分离
6、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结果如图所示。下列有关叙述正确的是（）,A.葡萄糖进入甲分解为CO2和H2OB.乙一定与分泌蛋白的修饰和加工有关C.细胞器丙的成分与烟草花叶病毒的相近D.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙慧眼识图获取信息,答案C,4.（2018经典高考，26）如图为真核细胞中3种结构的示意图，请回答下列问题：,（1）甲的名称为，处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有（在甲、乙、丙中选择）。（2）蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大，而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小，这表明结构c与（填序号）的形成直接有关。内质网高尔基体中心体核糖体（3）许多重要的化学
7、反应在生物膜上进行，乙、丙分别通过（用图中字母填空）扩大了膜面积，从而为这些反应需要的提供更多的附着场所。,（4）在细胞分裂间期，结构乙的数目增多，其增多的方式有3种假设：.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；.细胞利用其他生物膜装配形成；.结构乙分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱（磷脂的前体）培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中结构乙的放射性。结果如下：,与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是_。实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是_。通过上述实验
8、，初步判断3种假设中成立的是（在、中选择）。,解析（1）图中三种结构清晰，可根据其典型特征判断出甲为细胞核，乙为线粒体，丙为叶绿体。有丝分裂前期核膜解体、核仁消失，且洋葱根尖细胞没有叶绿体，故处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞中含有乙（线粒体）。（2）图甲中结构c是核仁，根据题意蛋白质合成活跃则结构c较大，蛋白质合成不活跃则结构c较小，而蛋白质合成的场所是核糖体，所以结构c（核仁）与核糖体的形成有关。（3）线粒体扩大膜面积的方式是通过e内膜向腔内折叠形成嵴；叶绿体增大膜面积的方式是通过h类囊体堆叠形成叶绿体基粒，生物膜的功能之一是为多种酶提供附着位点，是许多生化反应的场所。,（4）链孢霉营养缺陷型
9、突变株是指在某些营养物质的合成能力上出现缺陷，必须在培养基中额外添加这些营养成分后才能正常生长的变异菌。根据题意可以判断实验所用的链孢霉突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱。根据对照实验的单一变量原则，另一种培养基在配制成分上的要求应与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记；根据表格中数据分析，随着标记后细胞增殖代数的增加，测得的相对放射性逐代减半，故3种假设中最可能符合的是第种。答案（1）细胞核乙（2）（3）e、h酶（4）自身不能合成胆碱成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记,1.生物膜系统（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、核膜等结构，
10、共同构成细胞的生物膜系统。,考点二细胞器间的协调配合及细胞的生物膜系统,（2）功能,相对稳定的内部,物质运输,能量转换,信息传递,酶附着,区域化,2.生物膜之间的协调配合（1）在成分上的联系相似性：各种生物膜都主要由组成。差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其的种类和数量就越多。,脂质和蛋白质,蛋白质,（2）在结构上的联系,（3）在功能上的联系,注意（1）原核细胞只有细胞膜这种生物膜，不具备生物膜系统。生物膜系统是对真核生物而言。（2）分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。（3）在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层
11、。,3.常考的几类图解读（1）下图是分泌蛋白的加工与运输,A图：分泌蛋白依次经过，依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。B图：分泌蛋白依次经过图中，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，是线粒体，为该过程提供能量。C图：放射性最先出现在附着在内质网上的核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。,（2）分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图,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，细胞膜面积相对增大。,1.（人教版必修1P49“相关信息”）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
12、送入细胞，这一过程体现了细胞膜的什么特点？提示细胞膜的结构特点流动性。2.（人教版必修1P50“与社会联系”）肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾代替病变的肾脏行使功能，人工肾利用细胞膜的什么特点？提示细胞膜的功能特点选择透过性。,结合细胞器之间的协调与配合，考查生命观念,1.（2016海南卷，7）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解析分泌蛋白应先经内质网初步加工，再运往高尔基体进行最终加工。
13、答案C,2.（2019原创题）如图为真核细胞中生物膜系统部分结构的概念图，其中字母表示结构，数字代表过程，下列相关叙述正确的是（）,A.生物膜系统是对生物体内所有膜结构的统称B.C和G中的化学组成和结构相似，故两者的蛋白质分子基本相同C.若表示分泌蛋白在细胞中的运输过程，J、K、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新D.物质通过自由扩散的方式进入细胞中没有体现B的功能特性,解析生物膜系统是细胞膜、核膜以及细胞器膜等膜结构的统称，而不是生物体内所有膜结构的统称，A错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，线粒体和叶绿体的功能不同，则G（线粒体膜）和C（叶绿体膜）中的蛋白质分子是不相同的，B错误；分
14、析题图可知，B表示细胞膜；并非所有物质都能通过自由扩散的方式出入细胞，细胞膜的选择透过性使得一些小分子物质可自由通过磷脂双分子层，离子和大分子物质则不能自由通过，这体现了细胞膜（B）的功能特性（选择透过性），D错误。答案C,围绕囊泡分泌物的分泌过程，考查科学思维能力,3.（2019北京西城区一模）如图为细胞内某些蛋白质的加工、分类和运输过程，M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。下列叙述错误的是（）,A.分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体水解酶需要高尔基体的分类和运输B.M6P受体基因发生突变，会导致溶酶体水解酶在内质网内积累C.溶酶体的形成体现了生物膜系统在结构及功能上的协调统一D.若水解酶磷酸化过程受
15、阻，可能会导致细胞内吞物质的蓄积,解析由图中箭头的方向可知，蛋白质经高尔基体的加工之后，其去向包括溶酶体、细胞膜和分泌到细胞外，因此，溶酶体水解酶、膜蛋白和分泌蛋白需要高尔基体的分类和运输，A正确；M6P受体与溶酶体水解酶离开高尔基体并形成溶酶体有关，因此，若相关基因突变，会导致溶酶体水解酶在高尔基体内积累，B错误；图中可体现生物膜系统在结构及功能上紧密联系、协调配合，共同完成溶酶体的形成过程，C正确；水解酶磷酸化过程发生在高尔基体中，该过程受阻会影响水解酶与M6P受体结合并进一步形成溶酶体，从而导致细胞内吞物质无法水解而蓄积，D正确。答案B,4.（2019江西南昌市十所重点高中联考）细胞分泌
16、物的分泌方式主要有两种。一种是分泌物形成后随即被排出细胞，这种分泌方式称为组成型分泌；另一种是分泌物形成后先在分泌颗粒中贮存一段时间，待相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外，这种分泌方式称为调节型分泌。下图表示不同分泌蛋白合成和分泌的途径，有关叙述错误的是（）,A.对分泌蛋白进行加工的结构是内质网、高尔基体B.在分泌蛋白加工运输过程中，高尔基体的膜面积增大C.细胞膜成分的更新主要是通过组成型分泌途径实现的D.胰岛素的分泌属于调节型分泌解析在分泌蛋白加工运输过程中，高尔基体的膜面积基本不变。答案B,“三个角度”透析囊泡类问题,5.（2019武汉市质检）在研究蛋白质合成及运输实验中，科学家常用3H
17、标记亮氨酸（结构式如图）作原料，来追踪蛋白质的定向运输。,结合创新实验，考查科学探究及长句应答能力,回答下列问题：（1）用作原料的亮氨酸，若只有号位的H被标记时，（填“能”或“不能”）达到追踪的目的，原因是_。,（2）生物膜将细胞内部划分成一个个小区室的同时，也造成了蛋白质定向运输的空间障碍。当用3H标记的亮氨酸培养某种细胞时，一段时间后细胞核、高尔基体中均检测到放射性。请分别说明蛋白质是如何跨越膜障碍进入细胞核、高尔基体的。解析（1）氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质时，一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基反应，脱去一分子水，因此，号位的H在形成蛋白质分子时可被脱去，故标记号位的H不能达到
18、追踪的目的。（2）核孔是细胞质和细胞核之间进行物质交换的通道，在细胞质的核糖体上合成的蛋白质通过核孔进入细胞核。分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体上合成后，进入内质网中进行加工，然后通过内质网形成囊泡，囊泡将所加工的蛋白质运往高尔基体中进一步加工，故蛋白质进入高尔基体是通过囊泡运输的。,答案（1）不能脱水缩合时，被标记的3H可形成H2O，蛋白质没有放射性，不能被追踪（2）蛋白质通过核孔进入细胞核，蛋白质通过囊泡运输进入高尔基体。,1.实验原理,考点三实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体,2.实验材料的选取,3.实验流程（1）观察叶绿体,（2）观察线粒体,健那绿染液,1.观察叶绿体时，临时装片中的
19、材料要随时保持有水状态的原因是什么？提示保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。2.观察线粒体的实验要滴加健那绿染液的原因是什么？提示健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，从而在高倍显微镜下可以观察到生活状态的线粒体的分布和形态。,3.观察线粒体时细胞是否必须保持活性？提示观察线粒体时细胞必须为活细胞，因为线粒体很不稳定，在细胞死亡之后，马上就会被溶酶体水解。4.为什么不用植物叶肉细胞来观察线粒体？提示不选取植物叶肉细胞观察线粒体是因为植物细胞中线粒体相对较少，同时叶绿体呈现
20、的绿色与健那绿染液将线粒体染成的蓝绿色相近，会掩盖并影响对线粒体的观察。,结合实验原理、结论及基础性操作，考查科学探究能力,1.（2019福建师大附中调研）下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的叙述，正确的是（）A.在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色B.在光学显微镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构C.显微镜下观察到绿色明显集中且接近口腔上皮细胞中央，说明DNA只分布于细胞核中D.显微镜下观察到口腔上皮细胞中绿色区域周围的红色区域范围较广，说明RNA的产生、分布和发挥作用的部位主要是细胞质,解析在高倍
21、显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，A正确；在光学显微镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片时，观察不到叶绿体的结构，要观察叶绿体的结构需借助电子显微镜，B错误；显微镜下观察到绿色明显集中且接近口腔上皮细胞中央，说明DNA主要分布于细胞核中，C错误；显微镜下观察到口腔上皮细胞中绿色区域周围的红色区域范围较广，说明RNA分布的部位主要是细胞质，但RNA产生的主要部位是细胞核，D错误。答案A,2.（2019湖南六校联考）下列有关生物学实验的叙述，正确的是（）A.用苏丹染液可检测生物组织中维生素D的存在B.在观察叶绿体形态和分布的实验中，使用生理盐水制作黑藻临时装片C.分离叶绿体
22、中的色素时，不同色素随无水乙醇在滤纸上的扩散速度不同D.健那绿可以使活细胞中的线粒体染成蓝绿色，利于在高倍镜下观察,解析苏丹是鉴定脂肪的，而维生素D属于脂质，A错误；观察叶绿体的形态和分布需要细胞具有活性，应使用蒸馏水或清水，B错误；分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，而无水乙醇是提取液，C错误；健那绿是对活细胞进行染色的，可以将线粒体染成蓝绿色，D正确。答案D,澄清易错易混强化科学思维,易错易混,易错点1不同种类细胞所含细胞器不同点拨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、
23、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。,易错点2原核细胞没有生物膜系统，但也有生物膜点拨生物膜系统是对真核生物而言，原核生物只有细胞膜，不具有生物膜系统。易错点3高尔基体形成囊泡或细胞膜“胞吐”未必是形成“分泌蛋白”点拨分泌蛋白的形成，固然离不开高尔基体形成囊泡及细胞膜“胞吐”，但其他非蛋白质类分泌物（如非蛋白质类神经递质等），形成时也必须经由高尔基体包装形成囊泡，并经由细胞膜“胞吐”。,易错点4不能准确界定几种特殊细胞及其细胞器点拨（1）关注三类红细胞,（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，具分裂能力；
24、（4）具有分裂能力或代谢旺盛的细胞（如：癌细胞或萌发种子细胞）（5）分泌腺细胞、浆细胞、突触前神经元等具分泌功能，高尔基体的数量较多（若分泌物为“蛋白质”则粗面内质网也较发达）（6）原核细胞虽无线粒体，但许多可进行有氧呼吸，虽无叶绿体，但许多可进行自养（光合自养，化能合成自养等），虽无生物膜系统但却具“生物膜”（细胞膜），虽有DNA但无染色体，故遗传时不遵循孟德尔定律,1.（2019安徽六安市模拟）下列关于细胞结构和功能的叙述中，正确的是（）A.核糖体、线粒体、叶绿体和染色体中的蛋白质种类不同，但核酸种类相同B.观察线粒体和叶绿体可以用菠菜叶肉细胞作为原料C.核糖体和中心体都没有生物膜，但它们
25、都与细胞增殖有关D.哺乳动物成熟的红细胞可以合成血红蛋白,深度纠错,解析核糖体中只有RNA，叶绿体和线粒体中有DNA和RNA，染色体中有DNA，A错误；由于菠菜的叶肉细胞本身就有颜色，所以不适合用于观察线粒体，B错误；核糖体是蛋白质合成的场所，细胞增殖的间期需要合成蛋白质，中心体与纺锤体的形成有关，C正确；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和核糖体等多种细胞器，不能合成血红蛋白，D错误。答案C,2.（2019西安市质检）下列关于原核细胞和真核细胞的叙述，正确的是（）A.原核细胞不含线粒体，不能进行有氧呼吸B.真核生物和原核生物性状的遗传都遵循孟德尔遗传规律C.真核细胞以DNA为遗传物质，部分原核细
26、胞以RNA为遗传物质D.真核细胞具有的生物膜系统，有利于细胞代谢的有序进行,解析解答本题的关键是要掌握原核细胞与真核细胞的区别。原核细胞虽然不含线粒体，但有些也能进行有氧呼吸，如蓝藻（其细胞内有与有氧呼吸有关的酶），A错误；孟德尔的遗传规律适用于真核生物有性生殖过程中细胞核基因控制的性状的遗传，原核生物性状的遗传不遵循孟德尔的遗传规律，B错误；无论真核细胞还是原核细胞，其遗传物质均为DNA，C错误；真核细胞的生物膜系统为酶提供了大量的附着位点，有利于细胞代谢的有序进行，D正确。答案D,3.下列是关于几类生物的特点叙述，正确的是（）A.水绵和蓝藻结构上具有统一性，具体体现在它们都有细胞壁、细胞膜、核糖体及叶绿体B.硝化细菌和变形虫结构上的重要区别之一是前者无生物膜系统，后者具生物膜系统C.一个动物体的不同细胞形态和功能有其多样性，根本原因是DNA分子具多样性和特异性D.蛙的红细胞中没有细胞核和众多细胞器，所以可用来提取细胞膜,解析蓝藻无叶绿体，A不正确；同一动物体不同细胞DNA分子无特异性，C不正确；蛙的红细胞具核膜和多种细胞器膜，不适于提取细胞膜，D不正确。答案B,