专题05细胞器和生物膜系统（串讲）（原卷版）

专题05细胞器和生物膜系统考点分布重点难点备考指南1．细胞器的分离方法2．常见细胞器的结构及功能3．细胞骨架4．细胞的生物膜系统5.分泌蛋白的合成、运输、分泌1.主要细胞器的结构和功能2.细胞膜系统的结构和功能3.实验：观察线粒体和叶绿体了解细胞器的分离方法。掌握细胞器的结构及功能明确细胞的骨架与细胞膜的基本支架进行区分掌握细胞的生物膜系统组成理解并掌握分泌蛋白的合成、运输、分泌过程理解并掌握观察叶绿体、细胞质流动的实验步骤。考点一主要细胞器的结构和功能1．细胞质的组成：细胞质包括_______________________________，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。细胞质基质呈______状态，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。2．细胞器的分离方法是____________。3．常见细胞器的结构及功能（1）溶酶体：主要分布在______细胞中，含有多种水解酶，是细胞内的“消化车间”，能分解____________细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。（2）中心体：分布在_______________________________中，由_______________________________组成，与细胞的______________有关。（3）核糖体：合成______的细胞器。（4）高尔基体：主要是对来自内质网的的蛋白质进行_______________________________的“车间”及“发送站”。在植物细胞中与______的形成有关。（5）内质网：细胞内蛋白质合成、加工和______________。（6）线粒体：由______层膜构成，进行______________的主要场所，是细胞的“动力车间”。（7）叶绿体：由由______层膜构成，绿色植物细胞进行______________的场所。（8）液泡：内有______，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。4．细胞骨架：由______纤维组成的网架结构。功能是：_____________________________________________________________________________________________。显微结构与亚显微结构的区别：显微结构是光学显微镜下观察到的结构，如细胞核、细胞器、细胞壁等。亚显微结构是指在电子显微镜下看到的结构，如细胞器的膜结构。2、多角度比较各种细胞器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中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。2、有色素存在的细胞器有液泡和叶绿体，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。3、中心体、核糖体无膜，线粒体和叶绿体双层膜，高尔基体、内质网、液泡、溶酶体单层膜。4、叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器能合成有机物，线粒体、核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网等细胞器能产生水。5、能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体(如蓝藻)，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。6、有些好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸，但真核生物的有氧呼吸一定主要在线粒体中进行。7、一切生物，其蛋白质合成场所都是核糖体。8、只有高等植物有中心体。9、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。10、不是只有植物细胞具有细胞壁，真菌、细菌也都有细胞壁。(7)有些植物细胞没有叶绿体和中央大液泡，如根尖分生区细胞。辨别细胞结构时，常有原核细胞和真核细胞的判断、植物细胞和动物细胞的判断，归纳如下。1、溶酶体起源于高尔基体。2、线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内。因此二者被称为半自主性细胞器。3、硅肺的成因是当肺部吸入硅尘(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。4、溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？①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；②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。(2)新宰的畜、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。典例1.下列有关生命系统结构层次的说法，正确的是()A．草履虫既属于细胞层次，也属于个体层次B．生命系统中最大的结构层次是生态系统C．病毒没有细胞结构，所以其生活不需要依赖活细胞D．高等植物的个体水平以下包括组成个体的系统、器官、组织和细胞典例2.(2020·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()项目蛋白质(%)脂质(%)核酸(%)X61039Y6720微量Z59410B．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考点二细胞器之间的协调配合及生物膜系统1．细胞的生物膜系统（1）组成：____________________________等。（2）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，各种生物膜组成成分基本相似，各种生物膜都主要由______________组成，都具有一定的______________。但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。2．分泌蛋白的合成、运输、分泌流程：1．细胞的生物膜系统的功能2．分泌蛋白合成和运输的实验分析（1）研究手段——放射性同位素标记法在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）实验结果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。3．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．分泌蛋白与胞内蛋白①分泌蛋白：合成场所为附着在内质网上的核糖体。例如：消化酶(催化)、抗体(免疫)、蛋白质类激素等。②胞内蛋白：合成场所为游离的核糖体。例如，呼吸酶、血红蛋白等。(1)四类常见的分泌蛋白①消化腺(如唾液腺、胃腺、肠腺等)细胞合成并分泌的消化酶。②T细胞合成并分泌的淋巴因子。③浆细胞合成并分泌的抗体。④下丘脑、垂体、胸腺、胰岛等合成的相关激素，如生长激素、胰岛素等。(2)常见的胞内蛋白：呼吸酶、血红蛋白等。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替代病变的肾脏行使功能，其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料，人工肾利用了生物膜的选择透过性。3.有的生物学家推测，在生物进化过程中，真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜。科学家作出这种推测的依据是什么？(1)某些细胞器的膜结构可以和细胞膜相互转换。(2)这些膜结构的成分非常相似。典例1.(2020·湖北黄冈模拟)用差速离心法分离出某动物的甲、乙、丙三种细胞器，测定其中三种有机物的含量如图所示。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加工修饰有关C．细胞器丙的成分与烟草花叶病毒相近D．酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙典例2.下图为动物细胞和植物细胞的结构示意图，下列叙述错误的是()A．动物细胞的②外面没有①的结构，植物细胞必须有①才能存活B．动物细胞④⑤中可合成ATP，植物细胞内④⑤⑥中都可合成ATPC．动物细胞合成蛋白质的场所有③④⑤，植物细胞的⑥内也能合成蛋白质D．植物细胞②外面有①，其细胞分裂末期细胞质分裂的方式与动物细胞不同典例3.内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以“感知”内质网中Ca2＋浓度变化。当内质网中Ca2＋浓度过高时，TMCO1会形成四聚体离子通道转运出Ca2＋；当内质网与细胞质基质中Ca2＋浓度接近时，四聚体离子通道解体失去转运活性。下列分析错误的是()A．内质网中Ca2＋浓度失衡可能会影响脂质的合成B．TMCO1蛋白感知到Ca2＋浓度变化后会改变自身的空间结构C．Ca2＋以协助扩散的方式由内质网释放到细胞质基质中D．敲除TMCO1的基因会导致内质网中Ca2＋下降考点三用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动（实验）(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，_________染色，制片后直接观察。(2活细胞中的细胞质处于不断__________的状态。（1）观察叶绿体（2）制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动①黑藻应事先放在______________条件下培养②将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶，将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。③用低倍镜找到黑藻________细胞，然后用高倍镜观察1、观察叶绿体时的三个注意点选材观察叶绿体实验用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因：接近下表皮，海绵组织较多，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。若用菠菜等高等植物叶片，撕取的下表皮上一定要稍带些叶肉细胞。条件实验过程中的临时装片要始终保持有水状态观察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，在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2、用运动着的叶绿体作为参照物才能更好的观察细胞内细胞质的流动情况。通过观察我们发现细胞质沿逆时针方向不断流动。典例1.下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体”实验的说法,不正确的是 ()观察叶绿体不需要染色B.在高倍显微镜下,可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体D.藓类的小叶很薄,是观察叶绿体的理想材料典例2.（2020山东卷）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（）A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液与生物膜系统有关的易错点（1）内质网外连细胞膜、内连核膜，还能和高尔基体膜相互转化，是细胞中面积最大、联系最广的膜结构，是生物膜系统的中心。（2）与分泌蛋白形成与分泌有关的细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体；有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡；有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。（3）分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。（4）原核生物只有细胞膜，一般认为不具有生物膜系统。1.（2020江苏,3）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2.(2021·潍坊模拟)高尔基体可将蛋白前体水解为活性物质，如将1分子胰岛素原水解为1分子胰岛素和1分子C肽(后者不易降解)，然后将这些产物分类、包装、分泌到细胞外。下列相关分析正确的是()A．可通过普通光学显微镜观察高尔基体的亚显微结构B．人体不同细胞中高尔基体的数目和发达程度取决于遗传物质的差异C．高尔基体可合成蛋白酶参与胰岛素原的水解D．通过检测C肽含量可推测糖尿病人胰岛B细胞的受损情况3.(2020·江苏，3)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4.(2020·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5.（2019·茂名高三第一次综合考试）研究发现，抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9（FGF9）是一种分泌蛋白，含量远高于正常人。判断正确的是（）A．抑郁症患者有较多FGF9的根本原因是合成FGF9的酶的活性较高B．可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症C．FGF9的分泌过程体现了细胞膜的功能特点——流动性D．FGF9通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，属于细胞间的直接信息传递6.(2019·全国Ⅲ，1)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是()A．三者都存在于蓝藻中B．三者都含有DNAC．三者都是ATP合成的场所D．三者的膜结构中都含有蛋白质7.(2018·全国Ⅰ，1)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8.(2022·淮北高三月考)细胞中各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工，下列有关细胞器的叙述正确的是()A．线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体B．叶绿体是进行光合作用的主要场所，进行光合作用的细胞都含有叶绿体C．溶酶体能合成多种水解酶，是细胞的“消化车间”D．内质网和高尔基体都只有一层膜，都能对蛋白质进行加工9.（2021河南平顶山阶段测试）某些正常蛋白质的空间结构改变后,会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质(异常蛋白)黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图所示。回答问题:(1)图示过程中,溶酶体与自噬体融合后,其内的多种将黏附物降解,降解产物的去是。(2)ATTEC与异常蛋白的结合(填“具有”或“不具有”)特异性。图中自噬体的膜由层磷脂分子构成。溶酶体与自噬体相互融合的过程体现了生物膜在结构上具有特点,溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的原因是。(3)研究表明,溶酶体内的pH为5左右,若少量溶酶体内的水解酶泄露不会引起细胞损伤,请推测原因是。10.(2020·全国Ⅰ，29)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)______叶绿体的类囊体薄膜功能(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)_______________