新高考一轮复习人教版细胞器之间的分工合作教案

第二讲细胞器之间的分工合作素能目标★备考明确考点一主要细胞器的结构和功能1．细胞质的组成2．细胞器之间的分工(1)线粒体和叶绿体的比较(2)其他细胞器的结构和功能图示名称功能内质网细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，有粗面内质网和光面内质网两种类型高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”溶酶体是“消化车间”，内部含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌液泡主要存在于植物细胞中，调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺中心体与细胞的有丝分裂有关核糖体生产蛋白质的机器，有游离核糖体和附着在粗面内质网上核糖体两种类型【基础小题】1．判断正误(1)溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器。(×)(2)中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增。(×)(3)叶绿体中构成基粒的类囊体扩展了捕获光能的膜面积。(√)(4)性激素主要是由内质网上的核糖体合成。(×)(5)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA。(×)(6)线粒体是细胞内物质氧化和能量转化的主要场所。(√)2．教材拾遗(1)溶酶体内含有多种水解酶，但溶酶体膜不被这些水解酶分解的原因可能是什么？提示：可能的原因有①膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；②溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；③可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用。(2)细胞骨架的成分和功能是什么？提示：细胞骨架的组成成分是蛋白质纤维，其主要功能是①维持细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器；②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。3．热图导析：据图分析细胞器的功能。(1)图中能发生碱基互补配对的细胞器有①②⑦。(2)能产生ATP的细胞器有①②。(3)③和⑥的关系是⑥起源于③。(4)真核细胞中面积最大的膜结构是④。(5)与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有①③⑦⑧。(6)与花瓣颜色有关的色素分布于⑤中。(填图中序号)【典例导引】(2020·7月浙江选考)溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是()A．高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体B．中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解C．溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡D．大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变[解析]溶酶体是由高尔基体断裂后的囊泡结构形成的，A项正确。溶酶体中含有多种水解酶，中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的水解酶降解，B项正确。溶酶体是单层膜结构，C项错误。溶酶体中含有多种酸性水解酶，大量碱性物质进入会改变溶酶体中的pH，因此其中的酶的活性会受影响，D项正确。[答案]C【科学思维——归纳概括融会贯通】1．多角度归纳与概括细胞器的结构和功能2．归纳概括与细胞器有关的特例(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，是观察有丝分裂的良好材料，成熟区等根部和其他不见光的部位都无叶绿体。(2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。(3)肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体含量多；肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、高尔基体多。(4)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，原料为葡萄糖，产物为乳酸，且人的成熟红细胞无细胞核，不再进行分裂，是提取细胞膜的首选材料。(5)癌细胞：无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛，核仁较大。(6)原核细胞只有核糖体，无其他细胞器，无核膜和核仁。【对点落实】1．(2020·湖北模拟)有氧呼吸所需的ADP和Pi是由细胞质基质不断输入到线粒体基质中的，而合成的ATP则要由线粒体基质持续输往线粒体外。该事实表明()A．线粒体膜具有高度的选择透过性B．有氧呼吸过程都发生在线粒体中C．线粒体是一类半自主性的细胞器D．线粒体的内膜是合成ATP的场所解析：选A根据题干信息“有氧呼吸所需的ADP和Pi是由细胞质基质不断输入到线粒体基质中的，而合成的ATP则要由线粒体基质持续输往线粒体外”可知线粒体膜具有高度的选择透过性，A正确；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，B错误；根据题干信息不能推断出“线粒体是一类半自主性的细胞器”，C错误；题干中涉及的是“线粒体基质”，不能说明线粒体的内膜是合成ATP的场所，D错误。2．(2020·菏泽一模)内质网对细胞损伤因素(如缺氧)极为敏感，当细胞受到损伤因素作用时，内质网腔内出现错误折叠蛋白和未折叠蛋白聚集等现象，称为内质网应激(ERS)。肿瘤细胞的ERS保护机制可促进未折叠蛋白的正常折叠、加速错误蛋白降解，以维持肿瘤细胞的存活和转移。下列叙述错误的是()A．内质网可对肽链进行折叠、加工、修饰等B．肿瘤细胞的转移可能与内质网中大量蛋白合成有关C．肿瘤细胞的ERS机制可能使其能耐受缺氧酸中毒等环境D．敲除与ERS相关的基因可能会使生物发生癌症的几率下降解析：选B内质网可对肽链进行折叠、加工、修饰等，A正确；蛋白质的合成场所是核糖体，肿瘤细胞的转移可能与内质网中未折叠蛋白的正常折叠有关，B错误；根据题干可知，肿瘤细胞的ERS机制可能使其能耐受缺氧酸中毒等环境，C正确；肿瘤细胞的ERS保护机制可以维持肿瘤细胞的存活和转移，因此敲除与ERS相关的基因可能会使生物发生癌症的概率下降，D正确。3．(多选)下列与动植物细胞有关的“不一定”的叙述，正确的是()A．所有植物细胞中不一定都含有叶绿体B．蛋白质的合成不一定要在核糖体上C．光合作用不一定要在叶绿体中进行D．胰岛素的分泌不一定需要消耗能量解析：选AC植物根尖细胞没有叶绿体；蛋白质的合成一定在核糖体上；蓝细菌细胞没有叶绿体也能进行光合作用；胰岛素的分泌方式为胞吐，一定需要消耗能量。eq\a\vs4\al([易错提醒])辨析细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不”(1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体。(2)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。(3)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。(4)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。(5)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。(6)在真核生物中，经高尔基体加工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加工。(7)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。【科学探究——领悟方法提升能力】用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动1．实验原理和操作步骤(1)实验原理①叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，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2．实验的三个注意点(1)细胞质流动与新陈代谢有密切关系，呼吸越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞质流动可朝一个方向，也可朝不同的方向，其流动方式为转动式。这时细胞器随细胞质(基质)一起运动，并非只是细胞质的运动。(2)观察细胞质流动时，首先要找到叶肉细胞中的叶绿体，然后以叶绿体作为参照物，在观察时眼睛注视叶绿体，再观察细胞质的流动。最后，再仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。(3)叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源，实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。【对点落实】4．下列各项均是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的叙述，其中正确的是()A．不选幼根作实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动B．叶绿体的形态和分布不会随着光照强度和方向的改变而改变C．细胞中叶绿体的运动是细胞质流动的标志D．植物细胞质流动的速度，标志着该细胞同化作用的强弱解析：选CA中的“细胞质不流动”是错误的，虽然根细胞无叶绿体，但是细胞质仍会流动，只是不易觉察，A错误；因为光照是叶绿体进行光合作用的必要条件之一，所以叶绿体的形态和分布会随着光照强度和方向的改变而改变，B错误；细胞质的流动是以叶绿体流动为参照物进行观察的，C正确；细胞代谢越旺盛，细胞质流动越快，同化作用只是细胞代谢的一部分而不是全部(细胞同化作用较弱，异化作用很强时细胞质流动也可能很快)，D错误。5.(2020·德州期末)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叶绿体有两层膜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解析：选A苔藓叶片由单层细胞构成，因此可以直接用苔藓叶片做成装片观察，A正确；叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，B错误；显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像，因此观察到的细胞质流动方向与实际流动方向是一致的，即细胞质的流动方向是逆时针流动，C错误；用菠菜叶进行实验，应撕取下表皮制作装片，D错误。考点二细胞器之间的协调配合与生物膜系统1．区分分泌蛋白与胞内蛋白项目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【基础小题】1．判断正误(1)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。(×)(2)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)蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外。(√)(5)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。(×)(6)分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外。(×)2．教材拾遗(1)生物膜使真核细胞区室化，对新陈代谢的意义是减少彼此干扰，保证化学反应高效、有序地进行。(2)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。3．热图导析：根据细胞的生物膜系统概念图回答下列问题。(1)请填出a～g各部分名称：a是核膜，b是细胞器膜，c是叶绿体(类囊体)膜，d是线粒体(内)膜，e是内质网膜，f是高尔基体膜，g是细胞膜。(2)上述生物膜可为许多化学反应提供酶附着位点，下图显示了其中三类生物膜上的生化反应，请指出A～C所示反应依次对应上图中的哪个字母所示生物膜。A对应e，B对应f，C对应g。【典例导引】(2020·山东等级考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是()A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内[解析]进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用带上M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成，B正确；溶酶体含有大量的水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质，不能产生溶酶体酶，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不会经高尔基体膜包裹形成囊泡并在囊泡内转化为溶酶体酶，但会经囊泡运往细胞膜，不会聚集在高尔基体内，D错误。[答案]D【信息获取——模型构建图文转换】用模型建构法分析分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化[典型图示][问题设计](1)图A表示分泌蛋白合成、加工、运输过程示意图，其中①是核膜，②是附着在内质网上的核糖体，③是内质网，④是高尔基体，⑤是细胞膜。(2)图B、C表示用同位素标记法，研究3H标记亮氨酸的放射性依次出现的结构，则图C中①、②、③分别表示核糖体、内质网和高尔基体三种细胞器。(3)图D、E表示在分泌蛋白加工、运输过程中，相关结构膜面积的变化。则图E中①、②、③分别表示内质网、细胞膜和高尔基体三种细胞结构的膜面积变化。【对点落实】1．(2020·朝阳区一模)蓖麻毒素是一种分泌蛋白，它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中通过高尔基体以囊泡形式运输至液泡，在液泡中加工成成熟蓖麻毒素，再分泌至细胞外。下列有关此过程的叙述错误的是()A．蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质B．蓖麻毒素的加工需要内质网、高尔基体、液泡的参与C．成熟的蓖麻毒素可独立穿出液泡膜进而分泌至胞外D．蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体解析：选C蛋白质的合成场所是核糖体，蓖麻毒素使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质，A正确；根据题意，蓖麻毒素是一种分泌蛋白，其加工需要内质网、高尔基体的参与，另外蓖麻毒素的成熟需要在液泡中加工，B正确；蓖麻毒素是一种分泌蛋白，其需要借助囊泡以胞吐的方式分泌到细胞外，C错误；根据题干，蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性，故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体，D正确。2．(多选)(2020·泰安一模)细胞内的“囊泡”就像“深海中的潜艇”在细胞中“来回穿梭”，参与物质的运输过程，下列有关细胞内囊泡运输的叙述，正确的是()A．囊泡运输依赖于生物膜的流动性且消耗能量B．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与C．囊泡只能将物质从胞内运输到胞外D．细胞内有些大分子物质不能通过囊泡进行运输解析：选ABD囊泡运输依赖于生物膜的流动性且需要消耗能量，A正确；抗体属于分泌蛋白，其运输和分泌过程需要囊泡的参与，B正确；囊泡既能将物质从胞内运输到胞外，也能从胞外运输到胞内，C错误；细胞内的大分子物质不都可通过囊泡进行运输，如核酸不通过囊泡进行运输，D正确。eq\a\vs4\al([拓展归纳])与囊泡有关的知识归纳【生命观念——阐释观点解释现象】1．从“生命的系统观”角度理解生物膜系统在组成、结构和功能上的联系2．从“结构与功能观”角度分析各种膜结构增大膜面积的方式【对点落实】3．(2018·浙江4月选考)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．核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现解析：选D溶酶体由一层单位膜包被，内含多种水解酶；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”，即高尔基体主要进行蛋白质的分拣和转运；与肝脏解酒精的功能相适应，人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶；核被膜与质膜相连是通过内质网实现的。4．(多选)(2020·烟台一模)生物膜将真核细胞内的各种结构分隔开，有利于同时进行多种生命活动。下列叙述正确的是()A．叶绿体由类囊体堆叠形成的基粒，有利于光反应的进行B．溶酶体内含有多种水解酶，有利于消化入侵细胞的病菌C．线粒体内膜上附有许多酶，有利于葡萄糖的氧化分解D．核膜上形成的核孔，有利于大分子物质自由进出细胞核解析：选AB叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒，增加光合色素的附着面积，有利于光反应的进行，A正确；溶酶体内含有多种水解酶，有利于消化入侵细胞的病菌，B正确；葡萄糖不能进入线粒体，C错误；核孔是蛋白质和RNA大分子物质进出细胞核的通道，核孔具有选择性，如DNA分子不能通过核孔，D错误。5．(2020·全国卷Ⅰ)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。结构名称突触高尔基体(1)______叶绿体的类囊体膜功能(2)______(3)______控制物质进出细胞作为能量转换的场所膜的主要成分(4)________________功能举例在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程参与K＋从土壤进入植物根细胞的过程(5)_____________________解析：(1)细胞膜是生命系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能。(2)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构，可参与信息传递过程。(3)高尔基体是具有单层膜的细胞器，其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装，然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。(4)生物膜主要由脂质和蛋白质组成。(5)叶绿体的类囊体膜是光合作用中光反应(将光能转化为化学能)的场所，在光反应阶段，类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能，这些能量可以用于H2O的光解，产生O2和[H]，也可以用于合成ATP。答案：(1)细胞膜(2)参与信息传递(3)对蛋白质进行加工修饰(4)脂质和蛋白质(5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上一、形成生命观念1．(2020·江苏高考)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是()A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关解析：选A线粒体是有氧呼吸的主要场所，根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类不完全相同，则功能也不同，B错误；胰腺外分泌细胞能产生分泌蛋白，则内质网非常发达，C错误；高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，而蛋白质合成场所是核糖体，D错误。2．(2019·全国卷Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是()A．脂质、RNA B．氨基酸、蛋白质C．RNA、DNA D．DNA、蛋白质解析：选A真核细胞的内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；细胞核中能够完成转录过程，可产生RNA，A项正确。3．(2018·全国卷Ⅰ)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解析：选D叶绿体的类囊体膜上是进行光反应的场所，光反应过程会合成ATP，所以叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶；溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜破裂后水解酶释放出来，会破坏部分细胞结构；细胞的核膜是双层膜结构，其上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道；线粒体DNA位于线粒体中，而不是在线粒体外膜上，其可编码参与呼吸作用的酶。二、进行实验探究4．(2020·1月浙江选考)研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液依次离心，将不同的结构分开，其过程和结果如图所示，P1～P4表示沉淀物，S1～S4表示上清液。据此分析，下列叙述正确的是()A．ATP仅在P2和P3中产生B．D