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1专题2-2细胞器【考情分析】1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)。2.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。3.实验：观察线粒体和叶绿体。通过对各种细胞器进行比较和分析，能按照不同的标准进行分类和归纳。用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体。【核心素养分析】生命观念：各种细胞器的结构与功能相适应；细胞器之间的协调配合；科学思维：对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的标准进行分类和归纳；科学探究：用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体。【重点知识梳理】知识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细胞质基质和细胞器，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。2．细胞器之间的分工(1)线粒体和叶绿体的比较项目线粒体叶绿体结构模式图增大膜面积方式内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒生理功能有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段光合作用的场所，完成光合作用的全过程酶的种类和分布与有氧呼吸有关的酶主要分布于内膜和基质中与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜和基质中相同点①均具有双层膜；②都含有少量DNA，是半自主性细胞器；③都能产生ATP，与能量转换有关2(2)其他细胞器的功能分析内质网蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”高尔基体蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”溶酶体“消化车间”“酶仓库”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌液泡调节植物细胞内的环境，使细胞保持坚挺核糖体蛋白质的合成场所中心体与细胞的有丝分裂有关【重点突破】(1)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。(2)真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。(3)内质网有两类：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。(4)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。(5)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。(6)溶酶体起源于高尔基体。3．细胞器的不同分类3知识点二细胞器之间的协调配合及生物膜系统1．各种生物膜之间的联系(1)在成分上的联系①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。(2)在结构上的联系①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，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。②在结构上具有一定的连续性，图示如下：(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)①过程②图解分泌蛋白依次经过图中①②③④⑤⑥⑦，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，⑧是线粒体，为该过程提供能量。2．细胞的生物膜系统(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。(2)功能4②其他膜—酶附着的支架——为生化反应的进行创造条件使细胞内部区域化——保证细胞生命活动高效、有序地进行【重点突破】1．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。2．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。知识点三用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1．实验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需要染色，制片后直接观察。(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液将活细胞中线粒体染成蓝绿色后制片观察。2．实验步骤(1)观察叶绿体5(2)观察线粒体【典型题分析】高频考点一主要细胞器的结构和功能例1.（2020·浙江卷）溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（）A.高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体B.中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解C.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡D.大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变【答案】C【解析】在动物、真菌和某些植物细胞中，含有一些由单位膜包被的小泡，称为溶酶体，是高尔基体断裂后形成，其中含有60种以上的水解酶，能催化多糖、蛋白质、脂质、DNA和RNA等的降解。溶酶体是由高尔基体断裂后的囊泡结构形成，其内包裹着多种水解酶，A正确；溶酶体的功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣，因此中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种水解酶降解，B正确；溶酶体是由脂双层构成的单层膜包被的小泡，C错误；酶的活性会受到pH的影响，大量碱性物质进入溶酶体会使其中的酶活性发生改变，D正确。故选C。【举一反三】(2019·江苏卷)下图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是()6A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中B．具有双层生物膜的结构②与细胞的分泌活动有关C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同D．④⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成【答案】D【解析】结构①为中心体，主要成分为蛋白质，蛋白质的合成主要在细胞分裂间期完成，因此结构①的数量倍增发生于细胞分裂间期，A错误；结构②是高尔基体，具有单层生物膜结构，与细胞分泌蛋白的加工和运输有关，B错误；结构③是核孔，RNA通过核孔出细胞核，进入到细胞质可参与翻译过程，RNA聚合酶通过核孔进入细胞核参与RNA的合成过程，因此二者穿过结构③的方向不同，C错误；无论是附着在内质网上的核糖体还是游离的核糖体，均主要由rRNA和蛋白质组成，D正确。【举一反三】（2019·浙江选考）细胞质中有细胞溶胶和多种细胞器。下列叙述正确的是（）A．液泡在有丝分裂末期时分泌囊泡B．光面内质网是合成蛋白质的主要场所C．叶绿体内膜向内折叠若干层利于色素附着D．细胞溶胶中有与细胞呼吸糖酵解有关的酶【答案】D【解析】植物细胞有丝分裂末期细胞板周围会聚集许多小囊泡，产生这些囊泡的结构是高尔基体，与液泡无关，A选项错误；合成蛋白质的主要场所是粗面内质网，光面内质网主要作用是合成脂质，B选项错误；叶绿体膜是通过基粒的堆积形成类囊体，从而有利于色素附着，C选项错误；细胞呼吸糖酵解的场所是细胞溶胶，故细胞溶胶中含有相关的酶，D选项正确。【变式探究】（2019·新课标卷III）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【答案】D【解析】蓝藻是原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，没有高尔基体、叶绿体和线粒体，A错误；线粒体和叶绿体含有少量的DNA，而高尔基体不含DNA，B错误；线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是进行光合作用的场所，线粒体和叶绿体的类囊体薄膜都可以合成ATP，高尔基体参与植物细胞壁、动物分泌物的形成，消耗ATP，C错误；高尔基体、线粒体和叶绿体都是具有膜结构的细胞器，而膜的主要成分中有蛋白质，D正确。故选D。高频考点二考查分泌蛋白的合成、加工和分泌过程例2．（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【答案】D【解析】酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶，该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；在S酶的作用下形成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别，最终会被分泌到细胞外，D错误。故选D。【举一反三】(2020·山东潍坊模拟)如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线。下列相关叙述正确的是()A．该生物大分子可能是抗体或神经递质B．①可能是核糖体也可能是中心体C．该物质经“②→③→④”的运输过程需要囊泡D．该物质运输过程体现了生物膜具有选择透过性8【答案】C【解析】神经递质不是生物大分子，不是蛋白质，也不在核糖体上合成，A项错误；①是核糖体，不可能是中心体，B项错误；该物质经“②→③→④”的运输过程需要囊泡，C项正确；该物质运输过程体现了生物膜具有流动性，不能体现选择透过性，D项错误。【变式探究】(2020·湖北重点中学联考)某科学家将3H标记的氨基酸注射到浆细胞中，以研究分泌蛋白的合成和分泌过程。(1)要检测细胞器的放射性强度，可以用____________法将这些细胞器分离出来，在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是______________。(2)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________________，原因是_____________________________________________________________________________。膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是_________________________________________________。【答案】(1)差速离心核糖体(2)高尔基体内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小具有一定的流动性【解析】(1)分离细胞器，常采用差速离心法。分泌蛋白的合成和分泌依次通过的细胞结构是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，因此在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是核糖体。(2)在分泌蛋白合成和分泌的过程中，内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小，所以膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体。膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是具有一定的流动性。高频考点三考查生物膜系统的组成和功能例3.(2018·高考全国卷Ⅰ)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【答案】D【解析】叶绿体的类囊体膜是光反应进行的场所，光反应可产生ATP，ATP合成需要相关酶的参与，因此类囊体膜上存在催化ATP合成的酶，A正确；溶酶体内部含有多种水解酶，某些情况下，溶酶体膜破裂，释放出的酶会造成细胞结构的破坏，B正确；细胞的核膜是双层膜结构，核孔的存在实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；线粒体DNA位于线粒体基质中，它能参与编码有氧呼吸第二、三阶段的酶，D错误。9【变式探究】(2020·山东潍坊市一模)下列有关生物膜的叙述，错误的是()A．膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成B．细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必备结构C．植物细胞的质壁分离过程可体现膜的流动性和选择透过性D．生物膜可保证真核细胞内的代谢反应高效、有序地进行【答案】B【解析】膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成，A项正确；植物细胞之间的信息交流可以通过胞间连丝