【生物】2021届一轮复习人教版细胞器与生物膜系统教案（湖北专用） 16页

第5讲　细胞器与生物膜系统 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.细胞器的结构与功能及相互之间的关系 ‎2.细胞内各种结构相互联系，功能分工合作 ‎3.观察叶绿体和细胞质流动 生命观念 通过讨论分析各种细胞器分工与合作，强化结构与功能观、局部与整体观 科学思维 通过讨论分析细胞各种细胞器分工与合作的各种图示，强化模型与建模 科学探究 通过“观察叶绿体和细胞质流动”实验，掌握实验原理、材料选取及实验操作技能 ‎ 考点一　主要细胞器的结构和功能 ‎1.细胞器的分离方法——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。‎ ‎2.细胞器之间的分工 ‎3.细胞质基质 ‎(1)成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。‎ ‎(2)功能：是多种化学反应进行的场所。‎ ‎4.多角度归纳整合各种细胞器 ‎5.澄清两类核糖体和两类内质网的功能 ‎1.下图为真、原核细胞及动、植物细胞的概念模型，解读相关问题：判断概念图，你能否写出①～④内容？‎ ‎(1)说出模型中①～④的内容。‎ 提示　①核膜　②原核细胞　③细胞壁　④中心体 ‎(2)普通光学显微镜下能看到细胞内的哪些结构？‎ 提示　细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体(需染色)、染色体(需染色)。若显示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构则为电子显微镜下的亚显微结构图。‎ ‎2.下列为细胞结构图，据图回答问题：‎ ‎(1)上图①～⑧，哪些是具有膜结构的细胞器？‎ 提示　①线粒体、②叶绿体、③高尔基体、④内质网、⑤液泡、⑥溶酶体。‎ ‎(2)上图①～⑧中，哪些细胞器能发生碱基互补配对？‎ 提示　①线粒体、②叶绿体、⑦核糖体。‎ ‎(3)上图中哪些场所可产生ATP?‎ 提示　①线粒体、②叶绿体。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶(2018·全国Ⅰ，T1A)(　　)‎ ‎(2)溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成膜结构的破坏(2018·全国Ⅰ，T1B)(　　)‎ ‎(3)线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶(2018·全国Ⅰ，T1D)(　　)‎ ‎(4)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(2012·全国，T2D)(　　)‎ ‎(5)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA(2013·全国Ⅱ，T1D)(　　)‎ 提示　(1)√　(2)√‎ ‎(3)×　线粒体DNA位于线粒体基质。‎ ‎(4)×　由于线粒体基质和叶绿体基质的功能不同，所含酶的种类不尽相同。‎ ‎(5)×　核糖体含RNA ，不含DNA。‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)(必修1 P46“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。‎ ‎(2)教材P47中细胞骨架与教材P68中生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同？‎ 提示　细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，生物膜基本支架是由磷脂双分子层组成。‎ ‎　围绕主要细胞器的结构、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，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·全国名校大联考)‎ 在细胞中有许多相似的膜结构。下列关于膜结构的叙述中，错误的是(　　)‎ A.蓝藻细胞的光合片层膜上含有色素和光合酶 B.线粒体内模向内折叠形成嵴，其膜上含有全部的呼吸酶 C.神经肌肉接点处肌细胞膜折叠，其膜上有神经递质的受体 D.细胞内单位膜折叠成的囊腔和细管组成内质网，其膜上有合成磷脂的酶 解析　线粒体内膜向内折叠形成嵴，其膜上含有有氧呼吸第三阶段的酶。‎ 答案　B ‎　围绕细胞器的结构与功能考查科学思维 ‎3.如图为分离得到的几种细胞器模式简图，下列叙述错误的是(　　)‎ A.①②④三种细胞器都参与抗体合成和分泌的过程 B.④和脂质的合成有关，性腺中④的含量非常丰富 C.葡萄糖在①中氧化分解生成二氧化碳和水，并释放大量能量 D.③能合成ATP，不能为其他一些细胞器的生命活动提供直接能源 解析　图中①为线粒体、②为高尔基体、③为叶绿体、④为内质网，抗体属于分泌蛋白，其合成和分泌过程中线粒体、内质网和高尔基体都参与该过程；脂质的合成主要与内质网有关，性腺主要合成性激素，性激素属于脂质，因此性腺细胞中内质网含量丰富；葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，而不是在线粒体中；叶绿体中合成的ATP一般用于暗反应，不为其他生命活动提供能量。‎ 答案　C ‎4.下表是某动物肝细胞和胰腺外分泌细胞不同膜的相对含量(%)，有关说法错误的是(　　)‎ 质膜 内质网膜 高尔基体膜 线粒体 粗面 滑面 外膜 内膜 核膜 其他 甲 ‎2‎ ‎35‎ ‎16‎ ‎7‎ ‎7‎ ‎32‎ ‎0.2‎ 少量 乙 ‎5‎ ‎60‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎4‎ ‎17‎ ‎0.7‎ 少量 A.细胞甲呼吸强度大于细胞乙 B.细胞乙为胰腺外分泌细胞 C.细胞乙合成的分泌蛋白多于细胞甲 D.细胞中各种膜含量的差异取决于所含基因不同 解析　由表格数据知，细胞甲线粒体内膜多于乙，可以推断其呼吸强度大；细胞乙粗面内质网和高尔基体膜多于细胞甲，可以推断其分泌蛋白质活动旺盛，细胞乙为胰腺外分泌细胞；细胞中各种膜含量的差异取决于所含基因的表达情况不同，即基因的选择性表达。‎ 答案　D 考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统 ‎1.分泌蛋白与胞内蛋白 合成场所 实例 分泌蛋白 附着在内质网上的核糖体 消化酶、抗体、蛋白质类激素 胞内蛋白 游离的核糖体 呼吸酶、血红蛋白 ‎2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程 ‎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。‎ ‎(2)功能 ‎①‎ 分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化的模型分析 ‎(1)分泌蛋白合成、加工、运输过程(如图1)‎ 核糖体―→内质网高尔基体细胞膜 ‎(2)图2表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。‎ ‎(3)图3和图4分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小(只发出囊泡)，高尔基体膜面积基本不变(先接受囊泡，后发出囊泡)，细胞膜面积相对增大(只接受囊泡)。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同(2016·全国Ⅲ，T1B)(　　)‎ ‎(2)分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象(2016·全国Ⅲ，T1C)(　　)‎ 提示　(1)×　细胞膜与线粒体膜、核膜的功能不同，与此相适应所含蛋白质的功能不相同。‎ ‎(2)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)教材P48“资料分析”：科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是什么？如果用人的口腔上皮细胞为实验材料可以吗？为什么？‎ 提示　放射性同位素标记法；不可以，口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白。‎ ‎(2)教材P50“与社会的联系”：血液透析膜的功能特点是什么？‎ 提示　选择透过性，即把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。‎ ‎　围绕细胞器之间的协调与配合考查生命观念 ‎1.(2018·11月浙江选考)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。下列叙述错误的是(　　)‎ A.由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶 B.高尔基体主要进行蛋白质的分拣和转运 C.肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶 D.核膜与细胞膜的相连可通过线粒体来实现 解析　本题考查的是主要细胞器的形态、结构与功能。溶酶体是高尔基体断裂后形成的，溶酶体中有60种以上的水解酶，能催化多糖、蛋白质、脂质、DNA和RNA等的降解，A正确；高尔基体是真核细胞中的物质转运系统，承担着物质运输的任务，高尔基体的主要作用是把集中在高尔基体中的蛋白质进行分拣，并分别送到细胞内或细胞外的目的地，B正确；人肝脏细胞中的光面内质网上有氧化酒精的酶，C正确；内质网向内与细胞核被膜相连，向外与质膜相连，所以细胞内存在着一套复杂的膜系统，D错误。‎ 答案　D ‎2.(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。‎ 答案　C ‎　借助分泌蛋白的形成和分泌过程的模型解读考查科学思维 ‎3.(2019·北京西城区一模)下图A、B、C、D表示细胞内几种蛋白质的合成和转运过程，图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构。下列叙述正确的是(　　)‎ A.在①结构上发生的是转录和翻译的过程 B.B物质可能为RNA聚合酶 C.有氧呼吸第二阶段的酶、ATP合成酶属于A类物质，胃蛋白酶属于D类物质 D.③和④结构可以对蛋白质进行加工，蛋白质每次进出均需要穿过一层生物膜 解析　①结构是核糖体，可以发生翻译过程，转录在细胞核中进行，A错误；B物质从细胞质通过核孔进入细胞核中，可能是细胞核需要的RNA聚合酶，B正确；有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，故有氧呼吸第二阶段的酶应该属于C类物质，胃蛋白酶是分泌蛋白，属于D类物质，C错误；内质网和高尔基体对蛋白质进行加工，分泌蛋白的加工和分泌穿过0层生物膜，D错误。‎ 答案　B ‎4.如图表示人体内的某些细胞处于甲、乙、丙不同生理状态下的生物膜面积的变化情况。有关叙述错误的是(　　)‎ A.上述三种膜结构的组成成分相似 B.乙到丙可表示下丘脑神经细胞分泌肽类激素的膜变化 C.乙到甲可表示一个初级精母细胞到一个次级精母细胞的膜变化 D.甲到乙可表示胚胎干细胞分化为唾液腺上皮细胞的膜变化 解析　生物膜结构的组成成分相似；乙到丙内质网膜面积减小，细胞膜面积增大，高尔基体膜面积基本不变，可表示分泌肽类激素的膜变化；初级精母细胞分裂成次级精母细胞后，三种膜面积都有所减小；唾液腺上皮细胞需要分泌大量的唾液淀粉酶(分泌蛋白)，能大量分泌蛋白的细胞，其内质网膜、高尔基体膜面积都增加。‎ 答案　C 分泌蛋白形成过程图中的相关变化分析 ‎(1)分析此类问题要注意横坐标和纵坐标表示的含义和每一个柱状图代表的物质(结构)，要对同一物质(结构)变化前后进行比较。‎ ‎(2)解答此类问题一般采用“三看法”：‎ ‎　　　‎ 考点三　(实验)观察叶绿体和细胞质流动 ‎1.实验原理 ‎(1)叶肉细胞中的叶绿体呈扁平的椭球形或球形，绿色，散布于细胞质基质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。‎ ‎(2)细胞质的流动，悬浮于细胞质基质中的叶绿体等细胞器也会运动，因此，观察细胞质的流动可以以叶绿体作为参照物进行观察。‎ ‎2.实验步骤 ‎1.为什么用菠菜叶稍带叶肉的下表皮观察叶绿体？‎ 提示　接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，且含叶绿体大而数目少。‎ ‎2.观察叶绿体时，为什么临时装片中始终保持有水状态？‎ 提示　保证植物细胞正常形态，否则细胞会失水皱缩影响观察。‎ ‎3.若在显微镜视野中观察到叶绿体的流动方向如图所示，那么叶绿体的实际流动方向是什么？‎ 提示　顺时针方向。‎ ‎1.实验材料的选择 ‎(1)选材的标准：含叶绿体多，材料易得，叶片薄，尤其是含有的叶绿体大而清晰的材料。‎ ‎(2)两种适宜的实验材料：‎ ‎①藓类：高等植物，绿色单层细胞叶片，不需要加工可直接观察。‎ ‎②菠菜：撕下表皮稍带叶肉细胞(叶绿体主要存在于叶肉细胞中)。‎ ‎2.实验成功关键点 ‎(1)选取黑藻作为实验材料是因为材料易获得，幼嫩叶片透明度高，叶绿体含量较多。‎ ‎(2)在观察胞质环流时应选叶脉部位观察，此处水分供应充足。‎ ‎(3)选定好参照物，运动的、易于观察的叶绿体的运动方向就是细胞质流动的方向。　　　‎ ‎　围绕实验材料、结果分析考查科学探究能力 ‎1.用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是(　　)‎ A.叶绿体在细胞内是固定不动的 B.叶绿体在细胞内是均匀分布的 C.叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因 D.叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体 解析　活细胞的细胞质处于不断流动的状态，叶绿体随着细胞质的流动而运动，A错误；叶绿体在细胞内的分布不是均匀的，B错误；叶绿体内含有色素，使叶片呈绿色，C正确；叶肉细胞中含有叶绿体，也含有线粒体，只是线粒体无色，未经染色等处理，不能被观察到，D错误。‎ 答案　C ‎2.下列与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述，正确的是　(　　)‎ A.用幼根作为实验材料可观察到叶绿体但其细胞质不流动 B.若高倍显微镜下细胞质流动方向是逆时针的，则细胞中细胞质流动方向是逆时针的 C.细胞质流动的速度与环境温度的变化无关 D.细胞质流动的速度与该细胞新陈代谢的强度无关 解析　幼根中无叶绿体，因此用幼根作为实验材料不能观察到叶绿体，A错误；若在显微镜下观察到细胞质呈逆时针方向流动，则其实际流动方向也是逆时针，B正确；细胞质流动是所有活细胞具有的现象，细胞质流动的速度与环境温度和细胞新陈代谢强度等因素有关，C、D错误。‎ 答案　B ‎　围绕叶绿体观察实验的拓展考查科学探究能力 ‎3.‎ 现有如下材料和用具，欲观察植物细胞叶绿体的形态和分布，及光照强弱对叶绿体分布的影响，请选择最理想的材料完成实验并回答问题。‎ 材料和用具：藓类的小叶、菠菜叶、棉花叶、玉米叶、200 W白炽灯、25 W白炽灯、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子等。‎ ‎(1)实验原理。‎ 高等绿色植物的叶绿体主要存在于　　　　细胞的细胞质中，一般是绿色、扁平的椭球形或球形，可以用　　　　倍显微镜观察它的形态和分布。‎ ‎(2)实验步骤。‎ ‎①取材：选取最理想的材料是　　　　并均分为三份。该材料最理想的原因是其叶片薄而小，叶片是单层细胞，叶绿体清楚，不需加工即可进行观察。‎ ‎②将上述三份材料分别放在载玻片中的清水滴中，盖上盖玻片，制成临时装片。‎ ‎③将三个临时装片分别放在200 W、25 W的白炽灯下和暗处，处理5 min。‎ ‎④观察：先用　　　　观察，找到相应的细胞，然后转动　　　　，换上　　　　镜，调节　　　　使视野亮度适宜，最后调节细准焦螺旋，直到物像清晰。‎ ‎(3)实验现象。‎ ‎①叶绿体的形态： ___________________________________________________。‎ ‎②在弱光下，叶绿体以其　　　　面朝向光源，优点是____________________‎ ‎___________________________________________________________________；‎ 在强光下，叶绿体以其　　　　　　面朝向光源，优点是　　　　　　　　。‎ 解析　本题是观察细胞中叶绿体实验的拓展。其目的是探究光照强弱对叶绿体分布的影响，可参考教材中的实验原理、实验过程、实验结果及分析来解答此题。‎ 答案　(1)叶肉　高 ‎(2)①藓类的小叶　④低倍镜　转换器　高倍　光圈(或反光镜)‎ ‎(3)①扁平的椭球形或球形　②椭球体的正　便于接受较多的光照　椭球体的侧　不至于被强光灼伤 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　对细胞器的结构与功能认识不清 点拨　(1)细胞中的色素不一定都能进行光合作用。液泡中的色素是花青素，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。‎ ‎(2)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝藻。‎ ‎(3)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。‎ ‎(4)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体。‎ ‎(5)一切生物，其核糖体的合成不一定都与核仁有关，但蛋白质合成场所一定是核糖体。‎ ‎(6)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。‎ ‎(7)高尔基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。‎ ‎(8)一定不发生于细胞器中的反应为：葡萄糖→丙酮酸。‎ 易错点2　对细胞器结构与功能的适应性特点认识不清 点拨　①哺乳动物成熟的红细胞——没有细胞核和各种细胞器；‎ ‎②蛔虫的体细胞——没有线粒体，只能进行无氧呼吸；‎ ‎③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；‎ ‎④分泌腺细胞——高尔基体的数量较多；‎ ‎⑤原核细胞——只有核糖体一种细胞器；‎ 易错点3　对生物膜系统的组成及各种生物膜之间的联系分辨不清 点拨　(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。‎ ‎(4)溶酶体来自高尔基体，溶酶体中的酸性水解酶是在核糖体上合成多肽链，然后进入内质网进行初步加工，再进入高尔基体最终加工形成的，溶酶体既消化外来的病毒、病菌，也消化自身衰老、损伤的细胞器。‎ ‎(5)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的“枢纽”。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.(针对易错点1)下列叙述错误的是(　　)‎ A.大肠杆菌细胞内不存在由蛋白质和核酸组成的结构 B.细胞中核糖体的合成不一定都与核仁有关 C.含有叶绿素的细胞可能是原核细胞 D.蛔虫细胞、人成熟红细胞都没有线粒体，不能进行有氧呼吸 解析　大肠杆菌细胞内存在由蛋白质和RNA组成的核糖体，A错误；原核细胞没有核仁，但有核糖体，B正确；蓝藻细胞属于原核细胞，但有叶绿素，C正确；蛔虫细胞、人成熟红细胞都属于真核细胞，没有线粒体，不能进行有氧呼吸，D正确。‎ 答案　A ‎2.(针对易错点2)关于细胞结构与功能的叙述，错误的是(　　)‎ A.动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关 B.某些低等植物细胞中有中心体的存在，有利于其有丝分裂的正常进行 C.哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，但也能合成ATP D.神经细胞轴突末梢有大量突起，有利于接受更多神经递质进行信息传递 解析　细胞膜外侧的糖蛋白对于动物细胞有保护润滑的作用，动物细胞间的黏着性也和其有关，因此癌细胞易扩散转移主要就是其表面的糖蛋白减少，A正确；某些低等植物细胞中有中心体的存在，其中心体可以发出星射线形成纺锤体，有利于其有丝分裂的正常进行，B正确；哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，其可以进行无氧呼吸产生ATP，C正确；神经细胞轴突末梢形成突触前膜，有大量突起，有利于通过胞吐释放神经递质，神经递质受体蛋白位于突触后膜，D错误。‎ 答案　D ‎3.(针对易错点3)下列有关真核细胞中囊泡运输的叙述，错误的是(　　)‎ A.囊泡形成与高尔基体有关 B.囊泡内运输的物质不一定是蛋白质 C.囊泡运输是所有神经细胞都具有的物质运输方式 D.以囊泡形式释放神经递质体现了膜的选择透过性 解析　分泌蛋白的形成过程中，当分泌蛋白在高尔基体上加工成熟后则形成囊泡包裹并运输到细胞膜经外排到细胞外，A正确；囊泡运输的物质也可以是神经递质(本质不是蛋白质)，B正确；神经细胞都要分泌神经递质，而神经递质的分泌都是通过囊泡运输到突触前膜分泌到突触间隙的，C正确；以囊泡形式释放神经递质体现了膜的流动性，D错误。‎ 答案　D