2025届高考生物一轮总复习第2单元细胞的基本结构及物质运输第6讲细胞器与生物膜系统课件

这是一份2025届高考生物一轮总复习第2单元细胞的基本结构及物质运输第6讲细胞器与生物膜系统课件，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，细胞质的组成，细胞质基质，差速离心法，有氧呼吸，叶绿体，水解酶，细胞器，病毒或细菌，蛋白质等内容，欢迎下载使用。

考点一　主要细胞器的结构和功能
教材深挖[必修1第47页“科学方法”]用差速离心法分离细胞器①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,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。②离心结果:运用差速离心法分离细胞器时,线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是:　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 
最先沉降的是叶绿体,随后是线粒体,最后是核糖体
2.八种细胞器的结构和功能(1)双层膜结构的细胞器
(2)单层膜结构的细胞器
(3)无膜结构的细胞器
3.细胞骨架 (1)结构:由　　　　　　　　　　组成的网架结构。 (2)功能:维持着　　　　　　　　,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、　　　　　　　　以及物质运输、　　　　　　　　、信息传递等生命活动密切相关。 
链高考·前挂后连(1)溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解。[2021·湖北卷](　　)(2)酵母菌和白细胞都有细胞骨架。[2021·河北卷](　　)(3)原核细胞和真核细胞都在核糖体上合成蛋白质。[2020·北京卷](　　)(4)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。[2020·江苏卷](　　)
1.线粒体和叶绿体的比较
2.多角度归纳各种细胞器
练思维·考教衔接1.[根据2021福建卷情境设计]运动可促进机体产生更多新的线粒体,加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,维持线粒体数量、质量及功能的完整性,保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。(1)题干中“受损、衰老的线粒体的特异性消化降解”主要依赖的细胞器是　　　　　　。 (2)运动可促进机体产生更多新的线粒体,保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求,体现出线粒体的功能是　　　　　　　　,线粒体在不同部位的分布数量不同,体现了　　　　　　　　　的生命观念。 
2.[根据2007江苏卷、2021重庆卷情境设计]下面是关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图。
(1)b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器　　　　　　　　。溶酶体内酶的合成部位是　　　　　　。 
(2)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。提示 溶酶体膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用;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;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。(3)人体细胞溶酶体内较高的H+浓度(pH为5.0左右)保证了溶酶体的正常功能。溶酶体破裂后,水解酶泄漏到细胞质基质后活性　　　　(填“上升” “下降”或“不变”),原因是　　　　　　　　　 　　　。 (4)细胞　　　(填“能”或“不能”)利用被溶酶体分解后产生的物质。 
pH改变影响了酶的空间结构
考向一 围绕细胞器的结构、功能,考查结构与功能观1.(2024·广东茂名统考)某小组从成熟叶肉细胞中提取多种细胞器,并分析各种细胞器成分。下列叙述正确的是(　　)A.若某细胞器含有DNA分子,则该细胞器能合成RNA分子B.若某细胞器含有色素,则该细胞器能吸收、传递和转化光能C.若某细胞器含有P元素,则该细胞器一定具有膜结构D.若某细胞器含有ATP合成酶,则该细胞器能分解葡萄糖
解析 若某细胞器含有DNA分子,该细胞器为线粒体或叶绿体,则该细胞器能进行转录和翻译,能合成RNA分子,A项正确;若某细胞器含有色素,该细胞器为液泡或叶绿体,叶绿体能吸收、传递和转化光能,液泡不能,B项错误;核糖体中含有RNA,含有P元素,但不具有膜结构,C项错误;若某细胞器含有ATP合成酶,该细胞器为线粒体或叶绿体,线粒体内没有分解葡萄糖的酶,不能分解葡萄糖,只能分解丙酮酸,叶绿体不能分解葡萄糖,可以生成葡萄糖,D项错误。
2.结构与功能相适应是生命科学的基本观点之一。如有氧呼吸最后一个阶段需要在生物膜上进行,溶酶体内含有多种酸性水解酶,可以分解侵入机体的病原体和自身衰老、受损的细胞器等。下列有关叙述错误的是(　　)A.溶酶体膜上具有主动运输H+的载体蛋白B.叶绿体内膜上分布着与光合作用有关的酶C.需氧细菌的细胞膜上可能含有与有氧呼吸有关的酶D.细胞骨架能维持细胞形态和细胞内部结构的有序性
解析 溶酶体内含有多种酸性水解酶,H+的浓度较高,H+通过主动运输的方式进入溶酶体内,不仅需要消耗能量,还需要溶酶体膜上具有特异性转运H+的载体蛋白,A项正确;叶绿体类囊体膜上分布着与光合作用有关的酶,B项错误;需氧细菌没有线粒体,但能进行有氧呼吸,其细胞膜上可能含有与有氧呼吸有关的酶,C项正确;细胞骨架是指细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,能维持细胞形态,保持细胞内部结构的有序性,D项正确。
3.下列有关细胞的叙述,不能体现结构与功能相适应观点的是(　　)A.唾液腺细胞中高尔基体发达,与其合成蛋白质的功能密切相关B.叶绿体与线粒体以不同的方式增大膜面积,有利于化学反应的进行C.哺乳动物成熟的红细胞不具有细胞核及细胞器,有利于其运输氧气D.肌细胞中的线粒体比脂肪细胞多,因为肌肉收缩需要消耗大量能量
解析 合成蛋白质的场所是核糖体,不是高尔基体,A项符合题意;叶绿体与线粒体以不同的方式增大膜面积,线粒体通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积,叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒来扩大膜面积,为酶提供附着位点,以利于化学反应的进行,能体现细胞结构与功能相适应的观点,B项不符合题意;哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器,内含丰富的血红蛋白,这与红细胞运输氧气的功能相适应,体现了细胞结构与功能相适应的观点,C项不符合题意;肌细胞中的线粒体比脂肪细胞多,因为肌肉收缩需要消耗大量能量,体现了细胞结构与功能相适应的观点,D项不符合题意。
考向二 围绕细胞骨架,考查迁移应用能力4.(2023·山东潍坊一模)细胞骨架包括细胞质骨架和细胞核骨架,其主要包括微管、微丝和中间纤维。细胞骨架的主要作用是维持细胞形态、参与胞内物质运输和细胞器的移动、将细胞质基质区域化和帮助细胞移动行走等功能。下列说法错误的是(　　)A.微管、微丝和中间纤维的主要成分是蛋白质纤维B.细胞核作为遗传和代谢的中心与细胞核骨架密切相关C.细胞器的移动速度、方向与细胞质骨架有关D.细胞增殖过程中可能会有细胞骨架周期性的解体与重构
解析 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,故微管、微丝和中间纤维的主要成分是蛋白质纤维,A项正确;遗传物质储存和复制的主要场所在细胞核,故细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,B项错误;由题意“细胞骨架的主要作用是维持细胞形态、参与胞内物质运输和细胞器的移动、将细胞质基质区域化和帮助细胞移动行走等功能”可知,细胞器的移动速度、方向与细胞质骨架有关,C项正确;有丝分裂过程中形成的纺锤丝(细胞骨架)能牵引姐妹染色单体分离,纺锤丝在前期形成、末期消失,故细胞增殖过程中可能会有细胞骨架周期性的解体与重构,D项正确。
考点二　实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
2.实验步骤(1)观察叶绿体
(2)观察细胞质流动
1.(2024·江苏镇江模拟)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验叙述,正确的是(　　)A.菠菜叶的下表皮含有丰富且体积较大的叶绿体,是观察叶绿体的理想材料B.用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时,临时装片需要保持有水状态C.转动转换器由低倍镜转到高倍镜后,将待观察目标移至视野中央D.观察细胞质流动时,若看到细胞质顺时针方向流动,实际流动方向是逆时针
解析 若用菠菜叶做实验材料,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,A项错误;用高倍镜观察菠菜细胞的叶绿体形态时,临时装片需要保持有水状态,使细胞保持活性,这样才能进行实验观察,B项正确;由低倍镜转到高倍镜前,将待观察目标移至视野中央,C项错误;若显微镜视野中细胞质沿顺时针方向流动,显微镜下的环流方向与实际环流方向一致,所以实际流动方向也是顺时针,D项错误。
2.如图为某小组在室温下进行“观察黑藻细胞质环流”实验时拍摄的照片,下列有关说法错误的是(　　)A.适当调暗光线更便于观察细胞质B.适当升高温度细胞质环流的速度会加快C.同一细胞中叶绿体的流动方向相同D.图示植物细胞中不存在细胞核和大液泡
考点三　细胞器之间的协调配合与生物膜系统
1.细胞器之间的协调配合(1)分泌蛋白:指在细胞内合成后,分泌到　　　　　　起作用的蛋白质,如　　　　　　　　　　　　　　　　等。 (2)研究手段——放射性同位素标记法在豚鼠的胰腺腺泡细胞中放入含有　　　　　　　　　　　　　的培养液中培养,检测放射性依次出现的部位。 
消化酶、抗体和一部分激素
流程图解读:①　　　　　　(真核细胞):基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质。 ②　　　　　　:通过翻译将氨基酸合成多肽。 ③　　　　　　:对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等),形成较成熟的蛋白质,再以囊泡的形式运送至高尔基体。 ④　　　　　　:将较成熟蛋白质加工为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到细胞膜。 ⑤　　　　　　:通过胞吐作用,将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 ⑥　　　　　　:提供能量。 
细胞核　核糖体　内质网　高尔基体　细胞膜　线粒体
2.细胞的生物膜系统(1)生物膜系统的组成和功能
(2)各种生物膜之间的联系①在成分上的联系
②在结构上的联系在结构上具有一定的连续性,如图所示:
链高考·前挂后连(1)高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体。[2020·浙江卷](　　)(2)O、P、N等元素大量参与组成线粒体内膜。[2022·江苏卷](　　)
1.三个角度理解生物膜系统结构和功能的统一性
2.囊泡运输相关知识归纳
练思维·考教衔接[根据2015江苏卷、2022广东卷情境设计]图1为真核细胞结构及细胞内物质运输的示意图。
(1)用35S标记一定量的氨基酸并注射到该细胞中,则在蛋白质合成并分泌的过程中,放射性同位素出现的顺序是:　　　　　　　　　　 　　　　　　;在此过程中,高尔基体、内质网和细胞膜膜面积的变化曲线如图2所示,图2中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在蛋白质合成分泌过程中,囊泡可来源于　　　　　　　　　　　,这个过程体现了生物膜的　　　　　　(结构特点)。 (3)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是　　　　　　　。若在培养液中添加呼吸抑制剂,正常酵母菌也能出现蛋白质堆积在内质网和高尔基体中的现象,原因是　　　　 　　。分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌需要细胞呼吸提供能量 
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
内质网膜、细胞膜、高尔基体膜
考向一 围绕分泌蛋白的合成、加工和分泌过程,考查科学思维1.(2023·山东济南一模)科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是(　　)A.微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分B.细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列C.SP合成缺陷的浆细胞中,抗体会在内质网腔中聚集D.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
解析 分析题意,微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网腔,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A项错误;基因通常是有遗传效应的DNA片段,信号肽(SP)是由控制信号肽(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的,所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,但细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,B项错误;SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的浆细胞中,不会合成SP,因此抗体不会进入内质网腔中,C项错误;经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含信号肽,说明在内质网腔内信号肽被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),D项正确。
2.(2024·广东广州统考)2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现细胞内部囊泡运输调控机制的三位科学家。下图是囊泡正常运输的局部放大图,囊泡运输与S蛋白有关,科学家发现S蛋白异常会使内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,据此分析,下列说法错误的是(　　)A.根据题意推测,S蛋白可能参与囊泡与高尔基体融合B.囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等具有一定的结构相似性C.若细胞货物为胰岛素,则与其加工有关的细胞器有内质网和高尔基体等D.囊泡膜上的蛋白A和细胞膜上的蛋白B特异性识别体现了细胞膜的结构特点
解析 科学家发现S蛋白异常会使内质网形成的囊泡在细胞内大量积累,说明内质网形成的囊泡不能与高尔基体融合,据此推测S蛋白可能参与内质网囊泡与高尔基体的融合,A项正确;囊泡膜、细胞膜、核膜、细胞器膜都是生物膜,它们具有一定的结构相似性,B项正确;分泌蛋白的加工与内质网、高尔基体有关,胰岛素的本质是蛋白质,故与其加工有关的细胞器有内质网和高尔基体等,C项正确;囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B特异性结合,说明细胞膜具有控制物质进出细胞和信息交流的功能,体现了细胞膜的功能特点,D项错误。
考向二 围绕生物膜系统的组成与功能,考查结构与功能观3.(2024·湖南邵阳模拟)CLAC 通道是细胞应对内质网中 Ca2+超载的一种保护机制,可避免因Ca2+浓度过高引起内质网功能紊乱。该通道功能的实现依赖一种位于内质网上的跨膜蛋白 TMCO1, TMCO1可感知内质网中过高的Ca2+浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的Ca2+释放到细胞质基质中。当内质网与细胞质基质中的Ca2+浓度接近时,四聚体解聚,Ca2+通道活性消失。下列分析错误的是(　　)A.Ca2+可作为信号分子发挥作用B.内质网膜属于生物膜系统,可与核膜、细胞膜直接相连C.TMCO1 四聚体的形成和解聚涉及其空间结构的变化D.若要追踪 TMCO1的合成途径,需用3H标记氨基酸的羧基
解析 题意显示,TMCO1可感知内质网中过高的Ca2+浓度并形成具有Ca2+通道活性的四聚体,主动将内质网中过多的Ca2+释放到细胞质基质中,当内质网与细胞质基质中的Ca2+浓度接近时,四聚体解聚,Ca2+通道活性消失,该过程中Ca2+可作为信号分子发挥作用,A项正确;内质网膜属于生物膜系统,内连核膜,外连细胞膜,B项正确;TMCO1属于膜蛋白,TMCO1 四聚体的形成和解聚涉及其空间结构的变化,C项正确;TMCO1是跨膜蛋白,由氨基酸脱水缩合形成,若用3H标记氨基酸的羧基,在脱水缩合过程中—OH会被脱去,因此无法追踪TMCO1的合成途径,D项错误。
4.(2023·山东德州期末)有研究表明,内质网膜与线粒体膜、高尔基体膜等之间存在紧密连接的结构,称为膜接触位点(MCS),如图所示。MCS能够接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点,以此调控细胞的代谢。下列说法正确的是(　　)A.MCS中既有受体蛋白,又存在转运蛋白B.MCS加强了细胞之间的信息交流C.内质网与核糖体和中心体之间也存在MCSD.内质网和高尔基体进行信息交流必须经过MCS
解析 MCS的作用机理是接收信息并为脂质Ca2+等物质提供运输的位点,因此MCS中既有受体蛋白,又存在转运蛋白,A项正确;内质网膜与线粒体膜、高尔基体膜等之间存在紧密连接的结构,称为膜接触位点(MCS),MCS加强了具膜细胞器之间的信息交流,B项错误;MCS称为膜接触位点,而核糖体和中心体没有膜结构,C项错误;内质网和高尔基体之间还可以通过囊泡进行交流,D项错误。
角度1 细胞器的结构与功能1.(2022·河北卷)下列关于细胞器的叙述,错误的是(　　)A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外D.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
解析 核糖体主要是由RNA和蛋白质组成的,D项错误。
2.(2022·山东卷)某种干细胞中,进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　)A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
解析 由题干信息可知,进入细胞核的蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老,衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,A项正确;由APOE基因控制合成的蛋白APOE能促进该种干细胞的衰老,故敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老,B项正确;细胞自噬发生在溶酶体内,降解后的产物可能被细胞利用,也可能排出细胞外,C项错误,D项正确。
角度2 分泌蛋白与生物膜系统3.(2021·海南卷)分泌蛋白在细胞内合成与加工后,经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是(　　)A.核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白B.囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换C.参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统D.合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞
解析 根据题意可知,该细胞为真核细胞,所以核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白,A项正确;囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换,B项正确;生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜等,C项错误;分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐,D项正确。
4.(2022·浙江卷)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.光面内质网是合成该酶的场所B.核糖体能形成包裹该酶的小泡C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
解析 消化酶是分泌蛋白,其合成场所是核糖体,A项错误;核糖体无膜结构,不能形成小泡,B项错误;高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装和发送,具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用,C项正确;该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现,D项错误。
5.(2020·山东卷)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D.M6P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 根据题意可知,M6P受体基因缺陷的细胞中,不能发生题述识别过程的蛋白质可经囊泡运往细胞膜,不会聚集在高尔基体内,D项错误。
1.(必修1第51页“思考·讨论”)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器或细胞结构?尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
提示 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在游离的核糖体中合成一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,由囊泡运输到高尔基体进一步加工,再由囊泡运输到细胞膜,囊泡与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。