第5講細(xì)胞器之間的分工合作必修1

分子與細(xì)胞第一單元細(xì)胞的分子組成和結(jié)構(gòu)課標(biāo)要求1.闡明細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動(dòng)。2.舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。3.實(shí)驗(yàn)：用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。考點(diǎn)1細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞器的分離方法1．差速離心法主要是采取_________________________________________的方法。逐漸提高離心速率分離不同大小顆粒2．過程(1)將細(xì)胞膜破壞后，形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿。(2)將勻漿放入離心管中，采取逐漸提高離心速率的方法分離不同大小的細(xì)胞器。二、細(xì)胞器1．細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能(1)上圖①～⑧的名稱依次是___________________________________________________________________。(2)③的功能主要是__________________________________________________。④的功能是_______________________________________________。⑤內(nèi)含_________，可以______________________________，還可以___________________________。⑥內(nèi)部含有_______________，能_______________________________________________________________________。線粒體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、溶酶體、核糖體、中心體對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成、加工場所和運(yùn)輸通道細(xì)胞液調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺多種水解酶分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌1．(必修1P48“圖3-6”)溶酶體內(nèi)的水解酶的合成過程是先在_________上合成肽鏈，然后轉(zhuǎn)移至粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)繼續(xù)合成，經(jīng)____________加工后，由高爾基體產(chǎn)生的分泌小泡將其包裹。2．(必修1P48“圖3-6”)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞中均存在核糖體，在真核細(xì)胞中核糖體分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、_________、_________、核膜等部位，有的核糖體游離在_______________中。核糖體高爾基體線粒體葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2．線粒體和葉綠體的比較3．多角度比較各種細(xì)胞器(1)(2)(3)(4)三、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中，除了細(xì)胞器外，還有呈______狀的_______________。四、細(xì)胞骨架1．結(jié)構(gòu)：由_______________組成的____________。2．功能：維持著_______________，錨定并支撐著許多_________，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及_________________________________等生命活動(dòng)密切相關(guān)。溶膠細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)細(xì)胞的形態(tài)細(xì)胞器物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞五、植物細(xì)胞壁1．主要成分：纖維素、果膠。2．功能：對細(xì)胞起______和______作用。支持保護(hù)1．差速離心分離細(xì)胞器時(shí)起始的離心速率較低，讓較大的顆粒沉降到管底。(

)2．溶酶體能合成水解酶用于分解衰老的細(xì)胞器。(

)提示：溶酶體中的酶是在核糖體上合成的。3．核糖體有的附著在高爾基體上。(

)提示：核糖體有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，并不附著在高爾基體上。√××4．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA。(

)提示：核糖體含有rRNA和蛋白質(zhì)，不含DNA。5．中心體在動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的前期完成倍增。(

)提示：中心體在有絲分裂間期倍增。6．性激素主要是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成的。(

)提示：性激素屬于脂質(zhì)，是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的。×××古生物學(xué)家推測：被原始真核生物吞噬的藍(lán)細(xì)菌有些未被消化，反而能依靠原始真核生物的“生活廢物”制造營養(yǎng)物質(zhì)，逐漸進(jìn)化為葉綠體。(1)圖中原始真核生物與被吞噬的藍(lán)細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最主要的差異是前者_(dá)________________________________，原始真核生物吞噬某些生物具有選擇性是與其細(xì)胞膜上的__________________________(填物質(zhì))有關(guān)。(2)被吞噬而未被消化的藍(lán)細(xì)菌為原始真核生物的線粒體提供了__________________。(3)古生物學(xué)家認(rèn)為線粒體也是由真核生物吞噬某種細(xì)菌逐漸形成的，試推測該種細(xì)菌的呼吸作用類型是____________，理由是__________________________________________________________________________。有以核膜為界限的細(xì)胞核蛋白質(zhì)(或糖蛋白或受體蛋白)氧氣和有機(jī)物有氧呼吸線粒體是有氧呼吸的主要場所(或線粒體內(nèi)分解有機(jī)物需要消耗氧氣)(4)在你的知識(shí)范圍內(nèi)找出支持古生物學(xué)家推測的兩條證據(jù)。線粒體和葉綠體內(nèi)含有DNA和RNA，在遺傳上具有半自主性；線粒體和葉綠體內(nèi)的DNA是環(huán)狀的，沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合，與細(xì)菌相同；線粒體和葉綠體中都有核糖體，能獨(dú)立合成蛋白質(zhì)；在生物界中，吞噬現(xiàn)象普遍存在，如白細(xì)胞吞噬病菌等(答出任意兩條即可)。1．(2022·廣東卷)將正常線粒體各部分分離，結(jié)果見圖。含有線粒體DNA的是(

)1細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能A．①

B．②

C．③

D．④√C

[線粒體DNA分布于線粒體基質(zhì)，故將正常線粒體各部分分離后，線粒體DNA應(yīng)該位于③中，C正確。]2．(2022·河北卷)關(guān)于細(xì)胞器的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．受損細(xì)胞器的蛋白質(zhì)、核酸可被溶酶體降解B．線粒體內(nèi)、外膜上都有與物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)的多種蛋白質(zhì)C．生長激素經(jīng)高爾基體加工、包裝后分泌到細(xì)胞外D．附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的和游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體具有不同的分子組成√D

[溶酶體中有水解酶，可以分解衰老、損傷的細(xì)胞器，受損細(xì)胞器的蛋白質(zhì)、核酸可被溶酶體降解，降解產(chǎn)生的有用物質(zhì)可被再次利用，A正確；生物膜上的蛋白質(zhì)可具有物質(zhì)運(yùn)輸?shù)裙δ?，線粒體內(nèi)、外膜上都有與物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)的多種蛋白質(zhì)，B正確；生長激素是由垂體分泌的蛋白質(zhì)類激素，屬于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖體合成后，需要經(jīng)高爾基體加工、包裝后分泌到細(xì)胞外，C正確；附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的和游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體分子組成相同，均主要由RNA和蛋白質(zhì)組成，D錯(cuò)誤。]

細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能中的“一定”“不一定”與“一定不”(1)真核細(xì)胞的光合作用一定發(fā)生在葉綠體中，丙酮酸徹底氧化分解一定發(fā)生在線粒體中。(2)一切生物，其蛋白質(zhì)合成場所一定是核糖體。(3)能進(jìn)行光合作用的生物，不一定有葉綠體，如藍(lán)細(xì)菌。(4)能進(jìn)行有氧呼吸的生物不一定有線粒體，但真核生物的有氧呼吸一定主要發(fā)生在線粒體中。(5)有中心體的細(xì)胞不一定為動(dòng)物細(xì)胞，但一定不是高等植物細(xì)胞。(6)經(jīng)高爾基體加工分泌的物質(zhì)不一定為分泌蛋白，但分泌蛋白一定經(jīng)高爾基體加工。3．馬達(dá)蛋白是一類利用ATP驅(qū)動(dòng)自身沿細(xì)胞骨架定向運(yùn)動(dòng)的蛋白。目前普遍認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)是由馬達(dá)蛋白介導(dǎo)的“貨物”定向運(yùn)輸引起的。下圖為馬達(dá)蛋白運(yùn)輸葉綠體的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)2細(xì)胞骨架A．細(xì)胞骨架參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸B．觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)可用葉綠體的運(yùn)動(dòng)作為參照C．該細(xì)胞中馬達(dá)蛋白介導(dǎo)葉綠體朝不同的方向運(yùn)輸D．馬達(dá)蛋白含有細(xì)胞骨架結(jié)合區(qū)域和“貨物”結(jié)合區(qū)域√C

[細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞中由蛋白質(zhì)聚合而成的三維的纖維狀網(wǎng)架體系，細(xì)胞骨架在細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長、細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞壁合成等許多生命活動(dòng)中都具有非常重要的作用，A正確；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是不斷流動(dòng)的，懸浮在基質(zhì)中的細(xì)胞器也會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)，由于細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的速度慢，無標(biāo)志物難以察覺，而選擇體積較大、有顏色的細(xì)胞器如葉綠體等作為標(biāo)志物有利于觀察，B正確；馬達(dá)蛋白是一類利用ATP驅(qū)動(dòng)自身沿細(xì)胞骨架定向運(yùn)動(dòng)的蛋白，不能介導(dǎo)葉綠體朝不同的方向運(yùn)輸，C錯(cuò)誤；馬達(dá)蛋白是指細(xì)胞內(nèi)在ATP驅(qū)動(dòng)下沿著細(xì)胞骨架定向運(yùn)輸“貨物”的蛋白，馬達(dá)蛋白含有細(xì)胞骨架結(jié)合區(qū)域和“貨物”結(jié)合區(qū)域，D正確。]4．“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”是重要的生命觀念，以下論證邏輯合理的是(

)A．細(xì)胞壁具有維持細(xì)胞正常形態(tài)的功能，所以無細(xì)胞壁的動(dòng)物細(xì)胞都為圓球形B．核糖體是蛋白質(zhì)的裝配機(jī)器，所以所有的生命體都含有核糖體C．葉綠體能利用光能將無機(jī)物制造成有機(jī)物，所以自養(yǎng)型生物都含有葉綠體D．線粒體能分解有機(jī)物釋放能量，是因?yàn)槠鋬?nèi)含有多種催化有機(jī)物分解的酶√3結(jié)構(gòu)與功能觀D

[細(xì)胞壁具有保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，維持細(xì)胞正常形態(tài)的功能，動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，但是細(xì)胞形態(tài)多種多樣，A錯(cuò)誤；核糖體是蛋白質(zhì)的裝配機(jī)器，但是病毒沒有核糖體，B錯(cuò)誤；葉綠體能利用光能將無機(jī)物制造成有機(jī)物，原核生物沒有葉綠體，但是含有葉綠素也能進(jìn)行光合作用，C錯(cuò)誤；線粒體含有多種催化有機(jī)物分解的酶，能分解有機(jī)物釋放能量，D正確。]

利用“結(jié)構(gòu)與功能觀”理解細(xì)胞的特殊性考點(diǎn)2細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合和細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)一、細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合——分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸1．分泌蛋白：指在_________合成后，分泌到_________起作用的蛋白質(zhì)，如消化酶、抗體和一部分激素等。2．研究方法——同位素標(biāo)記法在豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞中注射_____________________，檢測放射性物質(zhì)依次出現(xiàn)的部位。細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外3H標(biāo)記的亮氨酸(必修1P51“科學(xué)方法”)研究分泌蛋白的合成、運(yùn)輸?shù)姆椒ㄊ莀______________法。常用的具有放射性的同位素：14C、32P、3H、____等；不具有放射性的穩(wěn)定同位素：____、18O等。同位素標(biāo)記35S15N3．從結(jié)構(gòu)與功能觀角度剖析分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸過程(1)_________(真核細(xì)胞)：基因的轉(zhuǎn)錄，將遺傳信息從DNA傳遞到mRNA。(2)核糖體：在__________________中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成，當(dāng)合成了一段肽鏈后，肽鏈與核糖體一起轉(zhuǎn)移到_______________上。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，再經(jīng)過加工、折疊，形成____________________________________。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，將其運(yùn)送至高爾基體。細(xì)胞核游離的核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)(4)____________：對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)一步修飾加工，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡，并以囊泡的方式運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜。(5)_________：通過胞吐作用，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。(6)_________：為整個(gè)過程提供能量。高爾基體細(xì)胞膜線粒體二、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)1．生物膜系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)2．生物膜系統(tǒng)的功能(1)(2)囊泡運(yùn)輸1．生物膜系統(tǒng)是指生物體內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。(

)提示：生物膜系統(tǒng)是細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜的統(tǒng)稱。2．真核生物細(xì)胞具有生物膜系統(tǒng)，有利于細(xì)胞代謝有序進(jìn)行。(

)3．生物膜之間通過囊泡的轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)膜成分的更新依賴于生物膜的選擇透過性。(

)提示：依賴于生物膜的流動(dòng)性?！痢獭?．生物膜之間通過囊泡運(yùn)輸依賴膜的流動(dòng)性且不消耗能量。(

)提示：囊泡運(yùn)輸消耗能量。5．分泌蛋白先經(jīng)過高爾基體再經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌到細(xì)胞外。(

)提示：分泌蛋白先經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，再經(jīng)過高爾基體分泌到細(xì)胞外。××生物膜上的某些蛋白質(zhì)不僅是膜的組成成分，還具有其他功能，下圖表示三種生物膜。(1)圖1、圖2、圖3所表示的生物膜分別是______________________________________________。(2)生物膜的功能主要通過膜蛋白完成，圖中的膜蛋白完成的功能包括_________________________________________________。線粒體內(nèi)膜、細(xì)胞膜、葉綠體的類囊體薄膜催化、物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、接收和傳遞信息1．(2022·廣東卷)酵母菌sec系列基因的突變會(huì)影響分泌蛋白的分泌過程，某突變酵母菌菌株的分泌蛋白最終積累在高爾基體中。此外，還可能檢測到分泌蛋白的場所是(

)A．線粒體、囊泡 B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞外C．線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、囊泡1分泌蛋白合成和運(yùn)輸?shù)倪^程√D

[線粒體為分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸提供能量，分泌蛋白不會(huì)進(jìn)入線粒體，A、C錯(cuò)誤；根據(jù)題意，分泌蛋白在高爾基體中積累，不會(huì)分泌到細(xì)胞外，B錯(cuò)誤；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式轉(zhuǎn)移到高爾基體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、囊泡中會(huì)檢測到分泌蛋白，D正確。]2．哺乳動(dòng)物胃黏膜上的某種細(xì)胞可以分泌胃蛋白酶原，該酶原可在胃的酸性環(huán)境中被切除一段多肽后轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，發(fā)揮消化作用。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．細(xì)胞分泌無活性的胃蛋白酶原可以避免細(xì)胞自身被消化B．胃蛋白酶原的合成起始于附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體C．高爾基體對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分泌蛋白進(jìn)行修飾和加工D．高爾基體形成的囊泡具有單層膜，通過與細(xì)胞膜融合完成分泌√C

[蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，由題干信息“胃蛋白酶原可在胃的酸性環(huán)境中被切除一段多肽后轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，發(fā)揮消化作用”可知胃蛋白酶原無活性，從而可以避免細(xì)胞自身被消化，A正確；胃蛋白酶原為分泌蛋白，所以其合成起始于附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體，B正確；核糖體合成肽鏈后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行粗加工，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)“出芽”形成囊泡，到達(dá)高爾基體后高爾基體是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的不成熟的蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾和加工，不是分泌蛋白，C錯(cuò)誤；高爾基體對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行再加工形成成熟的蛋白質(zhì)，然后高爾基體“出芽”形成單層膜的囊泡，其與細(xì)胞膜融合完成分泌，D正確。]

有關(guān)分泌蛋白合成與分泌的三個(gè)注意點(diǎn)(1)核糖體只是肽鏈的合成場所，肽鏈需要經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工與包裝才能形成具有生物活性的蛋白質(zhì)，也只有分泌到細(xì)胞外才行使一定的功能。(2)除分泌蛋白外，存在于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)也要經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上，如轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和受體蛋白等。(3)分泌蛋白出細(xì)胞的方式為胞吐，該過程主要體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，也體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性。3．某同學(xué)構(gòu)建的細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)概念如圖所示，其中1～6表示不同的細(xì)胞器，a、b、c、d分別表示細(xì)胞器中具體的膜結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)2生物膜系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能A．圖中a含有光合色素，d的膜面積大于c的B．圖中3表示高爾基體、6表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C．圖中的生物膜系統(tǒng)缺少了細(xì)胞膜和核膜等D．圖中2可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境√A

[圖中a為葉綠體的類囊體薄膜，其上含有光合色素，d為線粒體外膜，其膜面積小于c線粒體內(nèi)膜，A錯(cuò)誤；根據(jù)功能可知，圖中3表示高爾基體、6表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，B正確；生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜和細(xì)胞器膜，而圖中的生物膜系統(tǒng)只包含了細(xì)胞器膜，因而缺少細(xì)胞膜和核膜等，C正確；圖中2為液泡，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，與植物細(xì)胞的吸水和失水有關(guān)，D正確。]考點(diǎn)3

(探究·實(shí)踐)用高倍顯微鏡觀察葉綠體和

細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)一、實(shí)驗(yàn)原理1．觀察葉綠體：葉肉細(xì)胞中的葉綠體，散布于細(xì)胞質(zhì)中，呈綠色、扁平的橢球或球形?？梢?/p>