第4課時細胞器與生物膜系統課標要求1.細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動。2.闡明細胞內具有多個相對獨立的結構，擔負著物質運輸、合成與分解、能量轉換和信息傳遞等生命活動。3.舉例說明細胞各部分結構之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動。4.活動：觀察葉綠體和細胞質流動。考點一細胞質的組成和細胞器1．細胞質的組成2．動植物細胞的區別(1)有無細胞壁：植物細胞一般有細胞壁；動物細胞一般無細胞壁，有些細菌有莢膜或細胞外基質等。(2)有無中心體：高等植物細胞無中心體，細胞分裂時直接在細胞兩極形成紡錘體；動物細胞有中心體，而有些低等植物細胞(藻類或蕨類)也有中心體。(3)細胞分裂時是否形成細胞板：植物細胞形成細胞板；動物細胞分裂后期縊裂。(4)有無葉綠體：高等植物細胞含有葉綠體；動物細胞一般無葉綠體。(5)是否有液泡：成熟的高等植物細胞內有大液泡；動物細胞中沒有大液泡。(6)有無胞間連絲：高等植物細胞間有胞間連絲；動物細胞間無胞間連絲，而是橋粒和黏著帶。3．幾種細胞器的結構和功能①溶酶體：幾乎存在于所有動物細胞中，是高爾基體斷裂后形成的；進行細胞內消化，它能②中心體：無膜結構，由兩個空間相互垂直的中心粒(蛋白質構成的若干組管狀結構)及周圍物質組成，動物細胞和低等植物細胞增殖時發出紡錘絲形成紡錘體。③核糖體：無膜結構，由RNA和蛋白質構成；游離于細胞溶膠的核糖體合成的蛋白質通常用于細胞自身或構成自身結構，如血紅蛋白等；附著于粗面內質網等結構的核糖體合成的蛋白質，被運輸至胞外或細胞的其他部位，如抗體、溶酶體內的多種水解酶。④高爾基體：對由內質網運入的蛋白質進行加工、分類、包裝和運輸。這類蛋白質主要有三個去路：一些蛋白質通過囊泡被分泌至胞外；一些蛋白質通過囊泡被運至細胞膜，成為膜蛋白；還有一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡中，與高爾基體脫離，形成溶酶體。在植物細胞中，高爾基體合成果膠物質，參與細胞壁的構建。⑤內質網：由膜囊和管狀的腔組成，內連核膜，外連細胞膜，并與高爾基體相互聯系，構成物質運輸通道。光面內質網是運輸蛋白質和合成脂質的重要場所。粗面內質網對核糖體合成的蛋白質進行加工和運輸。⑥線粒體：一般呈顆粒狀或短桿狀，由內、外兩層膜構成。外膜平整，內膜向內凹陷形成嵴。線粒體基質中具有DNA、RNA和核糖體，能合成一部分自身所需的蛋白質。⑦葉綠體：由雙層膜、基粒、基質等結構組成。由若干個附著有光合色素的類囊體堆疊成基粒，葉綠體基質中也具有DNA、RNA和核糖體，能合成一部分自身所需的蛋白質。⑧液泡：主要存在于植物細胞中，由單層膜構成，成熟植物細胞的顯著特征是具有中央大液泡。植物細胞液泡中的水溶液稱為細胞液，液泡中的色素使花、果實和葉呈現不同的顏色，細胞液可維持細胞正常形態，還富含水解酶，能吞噬衰老的細胞器。4．多角度比較各種細胞器5．細胞骨架由蛋白質纖維交錯連接的網絡結構，主要包括微絲和微管。(1)微絲：①具有支撐、維持細胞形態的作用；②參與細胞運動、植物細胞的細胞質流動與肌肉細胞的收縮等一系列生理功能。(2)微管：①中心體、紡錘體等結構由微管構成；②在細胞器等物質和結構的移動中發揮重要作用，如線粒體和囊泡可沿微管移動。(1)(必修1P39)在光學顯微鏡下判斷某一細胞是成熟的綠色植物細胞還是動物細胞的依據：若在光學顯微鏡下觀察到中央大液泡和葉綠體，則該細胞為成熟的綠色植物細胞；若沒觀察到，則為動物細胞。(2)(必修1P41，圖2－23)新屠宰的家畜家禽，如果馬上把肉做熟了吃，這時候的肉比較老，過一段時間再煮，肉反而鮮嫩。這可能與肌細胞內哪一種細胞器的作用有關？請利用所學生物學知識解釋其原因。提示溶酶體。細胞死亡后，溶酶體膜破裂，各種水解酶釋放出來，分解細胞中的蛋白質等物質，這時畜、禽肉烹飪后更鮮嫩，這個過程需要一定的時間。(3)(必修1P46，圖2－29)研究表明，若抑制肝癌發展期大鼠的細胞自噬，其腫瘤的體積和數量都比沒有抑制細胞自噬的對照組小，說明在肝癌發展期，細胞自噬會促進(填“促進”或“抑制”)腫瘤的發生，結合圖中自噬過程，推測其原因。提示癌細胞可利用自噬過程的降解產物作為自身細胞代謝的原料，以滿足其持續增殖和生長的需要。1．關于下列結構的說法，正確的是()A．四種結構廣泛存在于各種細胞內B．A、B、D上進行的生理活動都需要C提供能量C．觀察活細胞中的A需要進行染色D．需要水作為反應物參與生化反應的是A、C答案D解析由題圖可知，A結構為葉綠體，B結構為核糖體，C結構為線粒體，D結構為成熟植物細胞中的大液泡。原核細胞只有核糖體一種細胞器，A錯誤；A結構(葉綠體)上進行光合作用，其生理過程所需能量為光能，B錯誤；觀察活細胞中的A(葉綠體)時不需要染色，C錯誤；光合作用和需氧呼吸的原料都有水，D正確。易錯警示細胞結構的“特殊性”分析(1)特殊細胞中細胞器的特別之處：細胞器在不同種類細胞中的分布，最能體現結構和功能相適應的特點，舉例如下：①哺乳動物成熟的紅細胞——沒有細胞核和各種細胞器。②蛔蟲的體細胞——沒有線粒體，只能進行厭氧呼吸。③具有分裂能力或代謝旺盛的細胞(包括癌細胞)——核糖體、線粒體的數量較多。④分泌腺細胞——高爾基體的數量較多。⑤原核細胞——只有核糖體一種細胞器。(2)細胞結構與功能中的“一定”“不一定”與“一定不”①能進行光合作用的生物，不一定有葉綠體，但高等植物細胞的光合作用一定在葉綠體中進行。②能進行需氧呼吸的生物不一定有線粒體，但真核生物的需氧呼吸一定需要線粒體。③一切生物，其蛋白質合成的場所一定是核糖體。但有蛋白質的生物不一定有核糖體，例如病毒的蛋白質在宿主的核糖體上合成。④有中心體的生物不一定為動物，但一定不是高等植物。⑤高爾基體經囊泡分泌的物質不一定為分泌蛋白，但分泌蛋白一定經高爾基體分泌。⑥具有細胞壁的細胞不一定是植物細胞，真菌、細菌一般也都有細胞壁。⑦沒有葉綠體和大液泡的細胞不一定是動物細胞，如根尖分生區細胞。2．甲、乙兩圖是真核細胞的亞顯微結構模式圖，下列相關敘述正確的是()A．圖甲為高等植物細胞，判定依據是其含有①⑦⑩，并且不含圖乙中的②B．甲細胞所在的個體中所有細胞都含有⑦，都能進行光合作用C．圖乙中具有雙層膜結構的是⑤⑦，其中⑤是需氧呼吸的唯一場所D．圖乙中④⑤⑥⑧在結構和功能上沒有聯系答案A解析根據題圖及相關知識判定，圖甲為高等植物細胞，因其含①(細胞壁)、⑦(葉綠體)、⑩(液泡)，而不含圖乙中的②(中心體)，A正確；高等植物根尖細胞不含葉綠體，B錯誤；圖乙中具有雙層膜結構的是⑤(線粒體)和⑦(細胞核)，其中⑤是需氧呼吸的主要場所，需氧呼吸的第二、三階段發生在⑤(線粒體)內，C錯誤；圖乙中④(細胞膜)、⑤(線粒體)、⑥(高爾基體)、⑧(內質網)均屬于生物膜系統，在結構和功能上有密切聯系，D錯誤。方法技巧不同類型細胞圖像的識別方法(1)顯微結構與亞顯微結構模式圖的判斷是否表示出細胞器的結構eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(表示出→亞顯微結構模式圖,未表示出→顯微結構模式圖))提醒染色體屬于顯微結構。(2)真核細胞、原核細胞及動物細胞、植物細胞的判斷考點二生物膜系統與細胞器之間的協調配合1．細胞的生物膜系統中各生物膜的聯系2．生物膜系統的組成、特點與功能(1)細胞的生物膜系統組成：細胞膜和包括核膜在內的多種細胞器膜(包括類囊體膜、囊泡膜等)。(2)生物膜的特點①生物膜中面積最大的結構是內質網膜，與蛋白質、脂質和糖類的加工、合成有關。②生物膜具有一定的流動性，各組分之間可以通過囊泡相互轉化。③囊泡的移動為多種細胞器的膜質成分提供物質來源，從而實現膜成分的更新。(3)生物膜系統的功能①大大提高了細胞內物質運輸的效率，加強了各組分間的交流。②生物膜形成的各區室使細胞具有相對獨立的空間，保證了細胞各項生命活動高效、有序地進行。③廣闊的膜面積為多種酶提供了附著位點，有利于許多化學反應的順利進行。3．膜泡運輸(1)分泌蛋白：機體中有一類在細胞內產生，分泌到胞外發揮作用的蛋白質，稱為分泌蛋白，如抗體、各種消化酶和一部分激素(如胰島素)。(2)光面內質網合成的磷脂和膽固醇同樣需要與高爾基體的聯系，通過囊泡運入其他細胞器。(3)囊泡定向運輸的物質和關鍵①運輸的物質：一類是囊泡膜上的膜蛋白和脂質等，另一類是囊泡包裹的內含物，如一些激素、酶等。②囊泡定向運輸的關鍵是囊泡與特定部位膜的融合，這個過程需要多種信號分子和細胞骨架的參與。提醒①在分泌蛋白合成至分泌出細胞的整個過程中跨膜層數為“0”層。②內質網可對肽鏈進行折疊、組裝、糖基化、羧基化、二硫鍵的形成等。4．分泌蛋白分泌過程中放射性同位素及膜面積變化圖示(1)圖A表示分泌蛋白合成、加工、運輸過程示意圖，其中①是核膜，②是核糖體，③是內質網，④是高爾基體，⑤是細胞膜。(2)圖B、C表示用放射性同位素示蹤法，研究3H標記亮氨酸的放射性依次出現的結構，則圖C中①②③分別表示核糖體、內質網和高爾基體三種細胞器。(3)圖D、E表示在分泌蛋白加工、運輸過程中，相關結構膜面積的變化，則圖E中①②③分別表示內質網、細胞膜和高爾基體三種細胞結構的膜面積變化。原核細胞是否具有生物膜？是否有生物膜系統？提示原核細胞具有細胞膜，但沒有核膜及各種細胞器膜，所以它構不成生物膜系統。3．(2023·浙江6月選考，6)囊泡運輸是細胞內重要的運輸方式。沒有囊泡運輸的精確運行，細胞將陷入混亂狀態。下列敘述正確的是()A．囊泡的運輸依賴于細胞骨架B．囊泡可來自核糖體、內質網等細胞器C．囊泡與細胞膜的融合依賴于膜的選擇透過性D．囊泡將細胞內所有結構形成統一的整體答案A解析細胞骨架是細胞內由蛋白質纖維交錯連接組成的網絡結構，與物質運輸等活動有關，囊泡運輸依賴于細胞骨架，A正確；核糖體是無膜細胞器，不能產生囊泡，B錯誤；囊泡與細胞膜的融合依賴于膜的結構特性，即具有一定的流動性，C錯誤；囊泡只能在具有生物膜的細胞結構中相互轉化，并不能將細胞內所有結構形成統一的整體，D錯誤。4．圖甲表示分泌蛋白的形成過程，其中a、b、c分別代表不同的細胞器，圖乙表示該過程中部分結構的膜面積變化。下列相關敘述中，錯誤的是()A．圖甲中的a、b、c分別是核糖體、內質網和高爾基體B．圖甲中構成分泌蛋白的物質X約有20種，b的產物沒有生物活性C．圖乙說明高爾基體與內質網和細胞膜之間沒有相互轉換D．圖甲、圖乙所示變化都能體現生物膜具有一定的流動性答案C解析圖甲中構成分泌蛋白的物質X是氨基酸，構成蛋白質的氨基酸約有20種，b內質網的產物是不成熟的分泌蛋白，需要經c高爾基體的再加工才具有生物活性；圖乙可說明內質網、高爾基體和細胞膜的膜面積在分泌蛋白的合成和分泌前后的變化，不能說明該過程中高爾基體與內質網和細胞膜之間沒有相互轉換；圖甲中分泌蛋白的運輸和轉運過程是通過囊泡進行的，圖乙表示內質網、高爾基體和細胞膜的膜面積在分泌蛋白的合成和分泌前后的變化，二者都能體現生物膜具有一定的流動性。歸納提升擴大生物膜面積對代謝的促進作用考點三活動：觀察葉綠體和細胞質流動1．實驗材料、原理(1)選擇材料：黑藻葉片小而薄，葉肉細胞的葉綠體大而清晰，不需染色，制片后直接觀察。(2)細胞質流動的標志：活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態，觀察時可用細胞溶膠中的葉綠體的運動作為標志。(3)胞質環流的意義：①使葉綠體移到光照充足的位置進行光合作用；②使營養物質均勻分布，促使基質內的一系列代謝反應高效有序地進行。2．實驗步驟3．實驗關鍵(1)選定好參照物，運動的、易于觀察的葉綠體的運動方向就是細胞質流動的方向。(2)胞質環流的速度受溫度的影響。(3)加快黑藻胞質環流速度的方法是進行光照、適當提高水溫。(4)若在顯微鏡視野中觀察到葉綠體的流動方向如圖所示，那么葉綠體的實際流動方向是順時針方向。5．下列是與“觀察葉綠體和細胞質流動”活動有關的敘述，正確的是()A．不選幼根作實驗材料，因為根細胞無葉綠體，其細胞質也不流動B．葉綠體的形態不會隨著光強度和光照方向的改變而改變C．細胞中葉綠體的移動是細胞質流動的標志D．植物細胞的細胞質流動的速度標志著該細胞合成物質的快慢答案C解析任何活細胞的細胞質都在流動，不是靜止的，A錯誤；葉綠體的形態隨光強度和光照方向的改變而改變，B錯誤；植物細胞的細胞質流動的速度與新陳代謝的旺盛程度有關，不代表合成物質的快慢，D錯誤。6．(2023·湖州高三模擬)如圖所示為某同學觀察黑藻細胞細胞質環流的一個顯微鏡視野，其中只顯示了一個葉肉細胞，下列有關分析錯誤的是()A．要觀察圖示中的葉肉細胞，應將裝片向左下方移動B．視野中的葉綠體位于液泡的右方，細胞質環流的方向為逆時針，則實際上，黑藻細胞中葉綠體的位置和細胞質環流的方向分別為左方和順時針C．若該視野中有一污物存在，該同學移動玻片時污物不動；轉動目鏡，污物也不動，則可判斷污物應在物鏡上D．玻片標本制作好后，應先用低倍鏡觀察，不能直接使用高倍鏡觀察答案B解析視野中的物像移動與裝片移動的關系：如果視野中某觀察對象位于左下方，應將裝片向左下方移動，也就是同向移動。因為物體在顯微鏡中成的像是倒立的虛像，視野中葉綠體在液泡的右方，實際上是在左方，但顯微鏡視野中細胞質的環流方向與實際相同。1．(2023·浙江1月選考，3)性腺細胞的內質網是合成性激素的場所。在一定條件下，部分內質網被包裹后與細胞器X融合而被降解，從而調節了性激素的分泌量。細胞器X是()A．溶酶體B．中心體C．線粒體D．高爾基體答案A解析根據題意“部分內質網被包裹后與細胞器X融合而被降解”可推測，細胞器X內含有水解酶，是細胞內的消化車間，故可知細胞器X是溶酶體，A正確。閱讀下列材料，完成第2～4小題。在細胞中，細胞器結構、功能的穩定對于維持細胞的穩定十分重要。真核生物細胞中的核糖體分為兩部分，在結構上與原核生物核糖體相差較大。真核細胞中的線粒體、葉綠體內含有基因，并可以在其中表達，因此線粒體、葉綠體同樣含有核糖體，這類核糖體與原核生物核糖體較為相似。植物細胞前質體可在光照誘導下變為葉綠體。內質網和高爾基體在細胞分裂前期會破裂成較小結構，當細胞分裂完成后，重新組裝。經合成加工后，高爾基體會釋放含有溶酶體水解酶的囊泡，與前溶酶體融合，產生最適合溶酶體水解酶的酸性環境，構成溶酶體。溶酶體對于清除細胞內衰老、損傷的細胞器至關重要。2．(2023·天津，10)某種抗生素對細菌核糖體有損傷作用，大量攝入會危害人體，其最有可能危害人類細胞哪個細胞器？()A．線粒體B．內質網C．細胞質核糖體D．中心體答案A解析據題意可知，線粒體、葉綠體中的核糖體與原核生物核糖體較為相似，因此推測該抗生素最有可能危害人類細胞線粒體中的核糖體，A符合題意。3．(2023·天津，11)下列說法或推斷，正確的是()A．葉綠體基質只能合成有機物，線粒體基質只能分解有機物B．細胞分裂中期可以觀察到線粒體與高爾基體C．葉綠體和線粒體內基因表達都遵循中心法則D．植物細胞葉綠體均由前質體產生答案C解析葉綠體基質可分解ATP，合成糖類、蛋白質、DNA、RNA等有機物；線粒體基質可分解丙酮酸，可以合成蛋白質、DNA、RNA等有機物，所以葉綠體基質和線粒體基質均能合成有機物和分解有機物，A錯誤；植物細胞前質體可在光照誘導下變為葉綠體，但不能說明植物細胞葉綠體均由前質體產生，D錯誤。4．(2023·天津，12)下列說法或推斷，錯誤的是()A．經游離核糖體合成后，溶酶體水解酶囊泡進入前溶酶體，形成溶酶體B．溶酶體分解衰老、損傷的細胞器的產物，可以被再次利用C．若溶酶體功能異常，細胞內可能積累異常線粒體D．溶酶體水解酶進入細胞溶膠后活性降低答案A解析高爾基體釋放含有溶酶體水解酶的囊泡，與前溶酶體融合，產生最適合溶酶體水解酶的酸性環境，構成溶酶體，A錯誤；溶酶體含有大量的水解酶，分解的衰老、損傷的細胞器的產物，可以被再次利用或者排出體外，B正確；溶酶體水解酶適合酸性環境，進入細胞溶膠后，pH不適宜