第2讲细胞器之间的分工合作

第2讲细胞器之间的分工合作考点定标1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。2．举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。3．活动：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。考情解码1.细胞器的结构和功能2024·安徽卷·T2;2024·浙江6月卷·T7;2024·江西卷·T1；2024·广西卷·T13;2023·福建卷·T9;2023·浙江1月卷·T3；2023·全国甲卷·T29;2023·山东卷·T2;2023·广东卷·T4；2023·湖南卷·T2;2023·天津卷·T10～T12；2023·重庆卷·T1;2023·江苏卷·T22.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动2025·陕晋青宁卷·T14;2024·湖南卷·T8;2024·北京卷·T14；2023·江苏卷·T153.细胞器之间的协调配合2025·陕晋青宁卷·T14;2024·黑吉辽卷·T12;2024·北京卷·T3；2024·浙江1月卷·T12;2024·山东卷·T3;2023·浙江6月卷·T6；2023·海南卷·T34.生物膜系统2024·安徽卷·T1；2023·海南卷·T3考点一细胞器的结构和功能 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(湖南卷，2C)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。()(2)(河北卷，2A)受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解。()(3)(福建卷，9A)葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量。()(4)(辽宁卷，1D)线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质。()(5)(河北卷，1A)酵母菌和白细胞都有细胞骨架。()(6)(湖北卷，1A)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。()(7)(江苏卷，3B)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。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．细胞质的组成__________呈溶胶状细胞器用________法分离2.“八种”常见细胞器的结构和功能师说解惑①动物细胞内的高尔基体与细胞的分泌功能有关，起交通“枢纽”作用。②内质网是各种生物膜的转化中心。③植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。④溶酶体起源于高尔基体，含有多种水解酶但不能合成酶。⑤液泡中的色素是水溶性色素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是脂溶性色素，包括叶绿素和类胡萝卜素，与光合作用有关。3．多角度比较各种细胞器4．利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性易错警示关注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，如蓝细菌。(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)真核细胞的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)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生在细胞器中。5．细胞骨架结构由____________组成的网架结构作用维持__________________、锚定并支撑许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及________________________________等生命活动密切相关任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P47“科学方法”)用差速离心法分离细胞器的过程：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐________离心速率的方法分离不同大小的细胞器。2．(必修1P53“概念检测”T4拓展)心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的线粒体，原因是心肌细胞收缩需要大量的________，线粒体是________的“动力车间”。3．(必修1P53“拓展应用”)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？尝试提出一种假说，解释这种现象。________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(必修1P53“拓展应用”改编)溶酶体内含有多种水解酶，溶酶体膜不被分解可能与下列因素有关：一是溶酶体内的pH为5，细胞质基质中的pH为7.2；二是溶酶体膜表面高度糖基化，有助于保护自身不被酶水解。下列有关说法错误的是()A．细胞质基质中的H＋通过主动运输进入溶酶体内B．溶酶体膜上的蛋白质的加工需内质网、高尔基体的参与C.溶酶体中的蛋白酶催化蛋白质水解时所需要的能量均由线粒体提供D．在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这有利于维持细胞内部环境的稳定师说拓展纤维素是在高尔基体合成的吗？高尔基体合成的是构成细胞壁的非纤维素多糖(如果胶、半纤维素等)，纤维素则是在细胞膜上合成的。在细胞膜上分布有纤维素合酶复合体，它能利用尿苷二磷酸-葡萄糖(UDP-G)，催化β-1，4-糖苷键的形成。这样，纤维素糖链就像头发一样从细胞膜外表面“长”出来，参与细胞壁结构的形成(如图)。2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕细胞器的结构和功能，考查生命观念1．(2024·江西卷，1)溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是()A．溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构B．溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成C．从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶D．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低2．(2024·海南卷，2)液泡和溶酶体均含有水解酶，二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是()A．液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器B．内质网上附着的核糖体，其组成蛋白在细胞核内合成C．液泡和溶酶体形成过程中，内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体D．核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体考向2围绕细胞骨架，考查生命观念3．(2026·河北保定部分学校期中卷)科研人员用细胞松弛素(可抑制细胞骨架的形成)处理分裂期的细胞并染色，与未处理的正常细胞比较，可观察到线粒体分布情况，如图。细胞分裂过程中细胞骨架形成“绳索状结构”保证了线粒体的均匀分布，最终使线粒体较为均等地分配至子代细胞中。已有研究表明肌动蛋白M19上有细胞骨架和线粒体膜蛋白的结合位点，若抑制M19的表达，细胞骨架和线粒体分布情况将出现的结果是()A．细胞骨架不能形成正确的“绳索状结构”B．细胞骨架正常形成“绳索状结构”C．线粒体分布与细胞松弛素未处理组相同D．肌动蛋白M19将细胞骨架锚定在线粒体上考点二用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·北京卷，14B)观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动，是由取材不当引起的。()(2)(浙江1月卷，6D)在进行“观察叶绿体”的活动中，在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成。()(3)(江苏卷，15C)观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．实验原理2．实验材料选择实验观察叶绿体观察细胞质的流动选材藓类叶菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮新鲜的黑藻原因叶片很薄，仅有________叶肉细胞，可以取整个小叶________制片①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目____，且个体____黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察3.方法步骤(1)观察叶绿体(2)观察细胞质的流动1．实验关键分析(1)观察叶绿体和细胞质流动时选用藓类的小叶、黑藻的小叶，这些材料的叶子薄而小，叶绿体清晰，可取整个小叶直接制片。若用菠菜叶观察叶绿体时，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉，因为表皮细胞不含叶绿体。(2)观察叶绿体的临时装片实验过程中要始终保持有水状态，防止细胞内的叶绿体失水。若叶绿体失水，则会缩成一团，无法观察其形态和分布。(3)不同细胞中细胞质可朝一个方向流动，也可朝不同的方向流动，其流动方式为转动式。观察细胞质流动时，以叶绿体为参照物。(4)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。(5)细胞质流动速度与细胞的新陈代谢有密切关系。新陈代谢越旺盛，细胞质流动越快；反之，则越慢。细胞器随细胞质(基质)一起运动，并非只是细胞质的运动。光照、温度和机械损伤等都可以加快细胞质的流动。2．观察细胞质流动，寻找三“最佳”(1)寻找最佳参照物——叶绿体：以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。(2)寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，容易观察到细胞质的流动。(3)寻找最佳视野——相对较暗：在高倍显微镜下观察一般要调成较暗的视野，这样有利于辨别。任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P50“探究·实践”拓展)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是________________________，并能悬浮在____________，否则细胞________，将影响对________的观察。2．(必修1P50“探究·实践”)植物细胞质处于不断流动的状态。细胞质中含有细胞代谢所需的________、代谢所需的________、细胞器等物质与结构。细胞质的流动，为细胞内________创造了条件，从而保障了____________的正常进行。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(必修1P50“探究·实践”拓展)结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验，思考并回答问题。用高倍镜观察细胞质的流动(1)如图为视野中细胞质流动的方向，则实际流动方向应为怎样？________________________________________________________________________。(2)为了保证观察细胞质流动实验的成功，我们应采取什么方法加快黑藻细胞的流动速度？________________________________________________________________________。(3)有人认为，在相同的外界条件下，被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显。如何设计实验验证这种说法的正确性？(请简要写出实验思路)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.过程评价·考向题组练经典考向结合观察叶绿体和细胞质的流动，考查科学探究1.(2024·湖南卷，8)以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素，实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同，且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是()A．该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域B．细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快C．材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键D．细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标2．某实验小组利用黑藻的叶肉细胞，探究了光照强度对黑藻细胞质流动速率的影响，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是()实验条件2000lx4000lx6000lx光照前光照后光照前光照后光照前光照后测量结果v/(μm·s－1)3.415.672.836.993.035.06A.叶肉细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标B．光照可增强细胞代谢，但光照过弱或过强均可导致细胞代谢减弱C．适当提高环境温度可能使各组实验光照前后细胞质流动速率均增加D．可以用洋葱根尖成熟区细胞代替黑藻叶肉细胞来观察细胞质环流考点三细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(浙江6月卷，6B)囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器。()(2)(海南卷，3C)哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象。()(3)(江苏卷，3C)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。()(4)(河北卷，2D)附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成。()(5)(北京卷，2C改编)高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工。()(6)(江苏卷，21A改编)细胞膜、高尔基体、中心体都属于生物膜系统。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输(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。(2)研究方法——同位素标记法将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养，检测带有____________________________________依次出现的部位。提醒研究分泌蛋白的合成、运输的方法是同位素标记法。常用的具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等；不具有放射性的稳定同位素：15N、18O等。(3)分泌蛋白的合成、加工、运输过程(按参与结构划分阶段)师说解惑对细胞结构认识的两个易混点(1)混淆两种内质网的功能(2)混淆与分泌蛋白形成的“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”等概念2．细胞的生物膜系统任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(必修1P51“科学方法”改编)研究分泌蛋白的合成、运输的方法是____________法。常用的具有放射性的同位素：14C、32P、3H、________等；不具有放射性的稳定同位素：________、18O等。2．(必修1P51“思考·讨论”改编)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是同位素标记法，________(填“能”或“不能”)以人的口腔上皮细胞为实验材料，原因是________________________________________________________________________。3．(必修1P51“思考·讨论”改编)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体，原因是________________________________________________________________________。4．(必修1P52图3-8拓展)分泌蛋白的合成和运输过程中，内质网形成的囊泡可以与高尔基体融合，高尔基体形成的囊泡可以与细胞膜融合，囊泡与膜的融合过程体现了生物膜的________。5．(必修1P53“与社会的联系”拓展)当肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，人工肾模拟了细胞膜的________性。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能1．(必修1P53“与社会的联系”素材应用)人工磷脂膜渗透系统现已广泛用于模拟药物跨膜的研究。实验装置如图所示，将上层板套入下层板，一段时间后进行药物转移速率的检测。下列叙述错误的是()A．测定上下层板的对应小管中溶液浓度变化可计算药物转移速率B．该实验装置适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定C．调整磷脂种类及比例、缓冲液等，可模拟不同组织对药物的吸收情况D．在该模拟实验之后，还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验2．用模型建构法分析放射性及膜面积变化(1)图丙表示分泌蛋白的合成、加工、运输过程，其中①是________，②是________，③是________，④是________，⑤是________。(2)图甲、乙表示用同位素标记法，研究3H标记的亮氨酸的放射性依次出现的结构，则图乙中①②③分别表示__________________________三种细胞器。(3)图丁、戊表示在分泌蛋白加工、运输过程中，相关结构膜面积的变化，则图戊中①②③分别表示________________________三种细胞结构的膜面积变化。师说拓展分泌蛋白的修饰加工(1)蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图甲)，其中COPⅠ被膜小泡及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图乙所示。(2)驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列，如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡，就会从内质网逃逸到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列将它们回收到内质网。(3)信号肽假说分泌蛋白的合成一开始也是在游离核糖体上，但其mRNA在AUG之后有一段45～90个碱基的信号序列，能翻译出一段15～30个非极性的疏水氨基酸残基构成的肽链，称为信号肽；细胞质中存在信号肽识别颗粒SRP，能结合在信号肽和核糖体上，SRP会占据核糖体的“A”位点，使翻译过程暂停；SRP还可以与内质网膜上的特异性受体——DP蛋白结合，将新生肽链通过转运体(内质网膜上的通道蛋白)运入内质网腔；SRP自身离开核糖体，翻译得以继续；转运体旁边的信号肽酶发挥作用，将信号肽剪除；蛋白质边翻译边转运；翻译结束后，肽链彻底进入内质网中，核糖体的大小亚基离开，说明附着核糖体与粗面内质网的结合不是结构性的，而是特异性的、暂时性的、功能性的。2.过程评价·考向题组练经典考向1结合分泌蛋白的合成和运输过程，考查科学思维1.(2024·浙江1月卷，12)浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是()A．SRP与信号肽的识别与结合具有特异性B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌考向2围绕生物膜系统组成，考查生命观念2．(2024·安徽卷，1)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是()A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子B．水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞C．根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建D．[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上3．(湖北卷，1)在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是()A．葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜B．细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质课堂评价过教材过真题实战演练一、过教材——判断正误并找到课本原话1．(必修1P47“科学方法”)差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。()2．(必修1P48图3－6)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。()3．(必修1P48图3－6)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．(必修1P48图3－6)液泡中含有糖类、无机盐和色素，但不含蛋白质。()5．(必修1P48～49图3－6)植物细胞都含有叶绿体，动物细胞都含有线粒体。()6．(必修1P49图3－6)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。()7．(必修1P49图3－6)中心体和核糖体不含有脂质，都只存在于真核细胞中。()8．(必修1P50正文)细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。()9．(必修1P50“探究·实践”)观察细胞中的叶绿体的形态使用低倍镜，观察叶绿体的结构使用高倍镜。()10．(必修1P50“探究·实践”)叶绿体呈绿色，可作为观察细胞质流动的参照物。()11．(必修1P51“思考·讨论”)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。()12．(必修1P52正文)肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。()13．(必修1P52正文)囊泡在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，其中起重要交通枢纽作用的是内质网。()14．(必修1P52正文)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。()15．(必修1P52图3－8)生物膜之间通