专题02 细胞的结构和功能-备战2025年高考生物一轮复习考点全解讲义

2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料 专题二 细胞的结构和功能 1 多种多样的细胞与病毒 基础层级部分主要考查真核细胞和原核细胞的异同点及实例、病毒的结构及繁殖特点等;重难及综合层级常结合细胞器、物质组成、细胞代谢、病毒免疫等内容综合考查,重点题型涉及不同类型细胞的区分及对应代谢类型的判断。 一、原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞 真核细胞 模式图 大小 较小 较大 本质区别 细胞壁 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶;真菌细胞壁主要成分是几丁质(壳多糖) 细胞质 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核,无核膜和核仁 有核膜和核仁 DNA存在形式 拟核:大型环状 质粒:小型环状 细胞核:和蛋白质形成染色体(质) 细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在 细胞分裂 遗传物质 进化水平 低 高 生态系统成份 生产者、消费者、分解者 生产者、消费者、分解者 举例 细菌、蓝藻、放线菌、衣原 体、支原体(目前发现的最小细 胞,且无细胞壁)等 酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物等 【易错提醒】 （1）蓝细菌不是一种生物,而是一类生物,色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等都属于蓝细菌。 （2）蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,含有与有氧呼吸有关的酶,能进行呼吸作用,新陈代谢类型为自养需氧型。 （3）细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,也存在蓝细菌(光合自养)、硝化细菌(化能合成自养)等自养生物。 （4）醋酸菌、乳酸菌是细菌,属于原核生物,只有核糖体一种细胞器。 （5）黑藻、绿藻、团藻、小球藻、水绵等是植物,属于真核生物,有叶绿体,可进行光合作用。 （6）支原体：支原体是目前发现的最小的最简单的原核生物。没有细胞壁。 二、病毒 1.病毒无 ,在生物学分类上独立成界,既不属于真核生物,也不属于原核生物。 2.病毒的遗传物质为 或 ,故每种病毒的碱基和核苷酸各有4种。在病毒增殖过程中,病毒一般只提供模板,氨基酸、核苷酸、核糖体、tRNA等都由宿主提供。 3.病毒增殖方式:复制，增殖过程如图。 4.培养病毒用 。 5.病毒可发生的变异: 。 真题链接 1．（2024·全国·高考真题）细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是（    ） A．病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物 B．原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸 C．哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同 D．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生 2．（2023·北京·高考真题）有关预防和治疗病毒性疾病的表述，正确的是（　　） A．75%的乙醇能破坏病毒结构，故饮酒可预防感染 B．疫苗接种后可立即实现有效保护，无需其他防护 C．大多数病毒耐冷不耐热，故洗热水澡可预防病毒感染 D．吸烟不能预防病毒感染，也不能用于治疗病毒性疾病 3．（2024·湖北·高考真题）人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是（    ） A．热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快 B．高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力 C．硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂 D．草履虫具有纤毛结构，有利于其运动 4．（2023·海南·高考真题）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是（    ） A．都属于原核生物 B．都以DNA作为遗传物质 C．都具有叶绿体，都能进行光合作用 D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用 5．（2022·北京·高考真题）鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（　　） A．属于自养生物 B．可以进行细胞呼吸 C．DNA位于细胞核中 D．在物质循环中发挥作用 6．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP 2 细胞膜和细胞壁 基础层级主要考查细胞膜的物质组成、流动镶嵌模型、功能,重难及综合层级主要是结合信息传递、激素调节等考查细胞膜的结构和功能,侧重点在于综合和应用。 一、细胞膜 1.细胞膜的制备方法，选材:  。选材原因： （1） ； （2） 。 2.细胞膜的成分 成分 比例 生物膜中特点 功能 脂质 约50% ：含量最丰富，磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂分子亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧 使脂质、脂溶性物质更容易通过细胞膜 ：多数动物细胞和极少数原核细胞中；胆固醇合成场所是细胞质基质和内质网 调节细胞膜的流动性，增加膜的稳定性，降低水溶性物质的通透性 约40% 镶在表面、嵌入和贯穿磷脂双分子层，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量 与细胞识别、运输、催化等功能相关 2%-10% 位于细胞膜外表面，称为“糖被”，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂 糖被与细胞表面的 、细胞间的 等功能有密切关系 【知识拓展】 常考易混的四种“膜蛋白” （1）转运蛋白:包括载体蛋白和通道蛋白。 ①功能:通道蛋白用于协助扩散,载体蛋白用于协助扩散或者主动运输。 ②特点:专一性,即一种载体一般只能与一种相应的被运输的物质相结合。 ③载体的种类和数量决定某种物质能否被运输或运输量的多少。 （2）受体 ①特点:特异性,即一种受体一般只能与一种信号分子结合。 ②功能:识别和选择性结合信号分子。 （3)粘连蛋白 ①实质:粘连蛋白是一种糖蛋白。 ②功能:促使细胞粘连。 ③实例:细胞癌变时,细胞表面的粘连蛋白减少,细胞之间的黏着性显著降低导致癌细胞易于转移和扩散。 （4）酶 ①功能:催化 ②实例:好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶;细胞膜上还可存在ATP水解酶,催化ATP水解,所释放的能量可用于主动运输等,一些细胞器膜上也分布着与其功能有关的酶。 3.细胞膜的结构①A为 ，是膜的基本支架； ②B为 ，镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在表面，有的部分或全部 ，有的 磷脂双分子层； ③细胞膜具有 性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动； ④糖类和蛋白质结合形成C ，与脂质结合成D ，这些糖类叫作 ，和细胞表面的 等功能有关。 （1）结构模型 （2）结构特点 ①结构特性： 。 ②原因： 。 ③实例： 。 （3）细胞膜结构特点——流动性的验证 实验:采用荧光标记法,标记小鼠细胞与人细胞,做如图实验。 结果:两种荧光蛋白在细胞膜上均匀分布。 结论:细胞膜 。 4.细胞膜的功能 （1）功能： ① 。 ② 。 ③ 。 （2） 功能特性： 。 【重点提醒】科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞 ，而活的动物细胞 ，从而判断细胞是否死亡。 活细胞 死细胞 5.细胞膜信息交流的三种类型 方式 图示 实例 内分泌细胞分泌激素,激素随血液运送至靶细胞,被靶细胞细胞膜表面的受体识别发挥作用 精卵细胞通过糖蛋白识别,实现相互识别和结合 高等植物细胞通过胞间连丝相互连接,进行信息交流 【重点提醒】 1.细胞间的信息交流 （1）细胞间的识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己或非己分子的识别和鉴别。通过细胞表面的受体与胞外信号分子的选择性相互作用，导致一系列的生理生化反应，从而实现信息传递。 （2）不同功能的膜，其上的蛋白质的种类和数量是不同的，但是并非所有细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流。 （3）受体的化学本质为“糖蛋白”，也可能为“糖脂”。 （4）“受体”多位于细胞膜的表面，例如大部分激素、神经递质、药物等与其结合后，能引起靶细胞的相应变化。 （5）注意有些特殊激素（如性激素）的受体位于细胞内。 2.脂质体 （1）脂质体的概念 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜，它可以作为药物的运载体，将其运输至特定的细胞发挥作用。 （2）脂质体的应用 ①脂质体中裹入DNA可有效地将其导人细胞中，常用于转基因实验。 ②脂质体中裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子，可用于治疗多种疾病，特别是脂质体技术与单克隆抗体及其他技术结合，可使药物更有效地作用于靶细胞以减少对机体的损害。 （3）脂质体运载药物进入细胞的过程 由于双层磷脂分子构成的脂质体的结构与细胞膜的结构类似，到达细胞后，可能会与细胞的细胞膜融合，从而使药物在细胞膜中起作用；也可能以胞吞的方式将携带的药物运入细胞。 真题链接 1．（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网 B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 2．（2024·浙江·高考真题）婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及（    ） A．消耗 ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 3．（2023·江苏·高考真题）植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中 B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似 C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质 D．植物细胞必须具备①、②和③才能存活 4．（2023·海南·高考真题）不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质（%） 49 18 64 62 78 脂质（%） 43 79 26 28 22 糖类（%） 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是（    ） A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C．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 D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 5．（2023·浙江·高考真题）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是 A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 3 细胞质和细胞核 基础层级部分主要考查各种细胞器的结构及功能、细胞核的结构及功能、生物膜系统的定义及意义等内容;重难及综合层级主要考查细胞器的分离、不同细胞器与其他考点的综合,如核糖体与基因表达、溶酶体与相关疾病、细胞器的种类及数量和不同细胞功能相适应的关系。 一、显微观察 1.显微结构 用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。细胞中的显微结构： 。 2.亚显微结构 在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍。 线粒体 叶绿体 内质网 2、 细胞质 1.细胞质的组成： 、 和 。 2.细胞器 （1）分离细胞器的方法： 。 ①过程：破坏细胞膜→细胞匀浆→不同转速离心→分离上清液和沉淀物。 ②流程图 逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒，形状大密度高的物质，越容易沉淀到试管底部，体积小密度小的物质仍保留在上层悬浮液中，称为上清液。 （2）不同细胞器 细胞器 结构 功能 图示 线粒体 具有 层膜,含有核酸(DNA和RNA)和 。 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” 叶绿体 具有 层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 具有 层膜,分为粗面内质网(有 附着)和光面内质网(不含核糖体) 粗面内质网: 加工场所和运输通道; 光面内质网: 合成的重要场所 高尔基体 具有单层膜 主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,是细胞内囊泡运输的枢纽 核糖体 主要由 和蛋白质构成，无膜结构 合成的场所 中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质构成，无膜结构 与细胞的有丝分裂有关 溶酶体 具有单层膜 细胞的“消化车间”,内含多种 (水解酶在溶酶体膜内起作用),能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒 液泡 具有单层膜 内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺 【重点提醒】 1.溶酶体中的水解酶属于蛋白质,且其并不是在溶酶体中合成的,而是在核糖体上合成,且需要内质网和高尔基体的加工等。 2.线粒体内膜向内折叠形成的嵴、叶绿体中由类囊体堆叠而成的基粒均可增大膜面积,为酶提供更多的附着位点,进而提高反应速率。 3.线粒体和叶绿体的起源 （1）内共生起源学说内容 内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的能进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。 （2）关于线粒体和叶绿体起源的推测 该学说认为真核细胞的祖先是一种体积较大、不需氧的、具有吞噬能力的细胞，通过糖酵解获取能量。进行有氧呼吸的细菌被原始真核细胞吞噬以后，有可能在长期互利共生中演化形成了现在的线粒体。与此类似，推测叶绿体的祖先是蓝细菌。当这种蓝细菌被原始真核细胞摄入后，在互利共生关系中逐渐演化为叶绿体。由于长期的互利共生，需氧细菌和蓝细菌逐渐失去了原有的一些特征，关闭、丢失或向宿主细胞核中转移了一些基因，形成了线粒体和叶绿体的半自主性。 （3）主要证据 ①叶绿体和线粒体的基因组与细菌基因组具有明显的相似性，它们均为单条环状双链DNA分子。 ②具备独立、完整的蛋白质合成系统。线粒体和叶绿体的蛋白质合成的机制类似于细菌，有别于真核生物。 ③分裂方式与细菌相似。线粒体和叶绿体均以缢裂的方式分裂增殖，类似于细菌。 ④膜的特性。线粒体、叶绿体的内膜和外膜存在明显的性质和成分的差异，外膜与真核细胞的内膜系统具有性质上的相似性，可与内质网和高尔基体膜融合沟通，而内膜则与细菌质膜相似。 3. 分泌蛋白的合成和运输 （1） 胞内蛋白与分泌蛋白 ①分泌蛋白： 上合成的。 ②胞内蛋白：在细胞质中 上合成的。 （2） 分泌蛋白研究 ①研究方法:同位素标记法(3H标记的亮氨酸)。如图表示放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序,而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。 ②合成及运输过程 A.在 中，以 为原料开始 的合成。 B.合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到 上继续其合成过程，并且边合成 ，再经过 、 ，形成 。 C.内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网到达 ，与高尔基体膜 。囊泡膜成为 高尔基体还能对蛋白质做 ，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的 。 D.囊泡转运到 ，与 ，将蛋白质 。 E.在分泌蛋白的 的过程中，需要 ，能量主要来自 。 （3）在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。 （4）胞内蛋白的定向转运 细胞内的蛋白质分布在细胞质基质、细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器中(此处不考虑溶酶体),有些蛋白质的加工和运输不涉及内质网和高尔基体,蛋白质可在特定信号序列的作用下转运至特定场所,此过程会消耗能量。 4. 生物膜系统 （1）生物膜系统组成与功能 ①生物膜系统的组成： 。 ②生物膜系统的功能： ； 。 （2）生物膜之间的联系 内质网膜 细胞膜 生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上 ，进一步体现了细胞内各种结构之间的 。 三、细胞核 1.分布：除高等植物成熟的筛管细胞和 等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2.结构 （1）核膜： 膜，把核内物质与细胞质分开；不连续的双层膜；有选择透过性。 （2）核仁：与 有关； （3）染色质：主要由 和 组成，DNA是遗传信息的载体。染色质和染色体是同一种物质在不同时期的不同表现形式。 （4）核孔：实现 。 3.细胞核的功能： （1）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）细胞核是 。 【易错提醒】 1.核仁和核孔与细胞的代谢有关：细胞代谢越旺盛，核仁越大、越明显，核孔数目越多。 2.大分子物质优先通过（如RNA和蛋白质）核孔，有选择透过性，DNA不能通过核孔进入细胞质。 3.核孔具有选择透过性：大分子物质如RNA、蛋白质可通过核孔，细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质。 4.物质进出细胞核并非都是通过核孔，小分子物质和无机盐离子等可通过核膜进出细胞核。 5.核仁不是遗传物质储存的场所，细胞核中的遗传物质分布在染色质（染色体）上。 6.核孔复合体 （1）核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。 （2）双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。 （3）双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。 真题链接 1．（2024·吉林·高考真题）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是（    ） A．钙调蛋白的合成场所是核糖体 B．Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D．钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是（    ） A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关 B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③ C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系 D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面 3．（2024·浙江·高考真题）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 4．（2023·重庆·高考真题）下列细胞结构中，对真核细胞合成多肽链，作用最小的是（    ） A．高尔基体 B．线粒体 C．核糖体 D．细胞核 5．（2023·辽宁·高考真题）科学家根据对部分植物细胞观察的结果，得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是（    ） A．早期的细胞研究主要运用了观察法 B．上述结论的得出运用了归纳法 C．运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立 D．利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化 6．（2023·浙江·高考真题）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是 A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 7．（2023·湖南·高考真题）关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是（    ） A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动 B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关 C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所 D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道 8．（2023·重庆·高考真题）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 B．几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C．细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外 D．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 9．（2022·海南·高考真题）肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是（    ） A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B．编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形 C．Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D．Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 10．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（    ） A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定 B．核被膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换 C．核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关 D．染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 11．（2021·北京·高考真题）下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，1~4均为细胞核的结构，对其描述错误的是（　　） A．1是转录和翻译的场所 B．2是核与质之间物质运输的通道 C．3是核与质的界膜 D．4是与核糖体形成有关的场所 12．（2021·河北·高考真题）关于细胞核的叙述，错误的是（    ） A．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现 B．蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛 C．许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核 D．细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出 2 学科网（北京）股份有限公司 $$2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料 专题二 细胞的结构和功能 1 多种多样的细胞与病毒 基础层级部分主要考查真核细胞和原核细胞的异同点及实例、病毒的结构及繁殖特点等;重难及综合层级常结合细胞器、物质组成、细胞代谢、病毒免疫等内容综合考查,重点题型涉及不同类型细胞的区分及对应代谢类型的判断。 一、原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞 真核细胞 模式图 大小 较小 较大 本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核 细胞壁 主要成分为肽聚糖 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶;真菌细胞壁主要成分是几丁质(壳多糖) 细胞质 有核糖体,无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核,无核膜和核仁 有核膜和核仁 DNA存在形式 拟核:大型环状 质粒:小型环状 细胞核:和蛋白质形成染色体(质) 细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在 细胞分裂 二分裂 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂 遗传物质 DNA 进化水平 低 高 生态系统成份 生产者、消费者、分解者 生产者、消费者、分解者 举例 细菌、蓝藻、放线菌、衣原 体、支原体(目前发现的最小细 胞,且无细胞壁)等 酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物等 【易错提醒】 （1）蓝细菌不是一种生物,而是一类生物,色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等都属于蓝细菌。 （2）蓝细菌属于原核生物,无叶绿体和线粒体,但蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用,含有与有氧呼吸有关的酶,能进行呼吸作用,新陈代谢类型为自养需氧型。 （3）细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物,也存在蓝细菌(光合自养)、硝化细菌(化能合成自养)等自养生物。 （4）醋酸菌、乳酸菌是细菌,属于原核生物,只有核糖体一种细胞器。 （5）黑藻、绿藻、团藻、小球藻、水绵等是植物,属于真核生物,有叶绿体,可进行光合作用。 （6）支原体：支原体是目前发现的最小的最简单的原核生物。没有细胞壁。 二、病毒 1.病毒无细胞结构,在生物学分类上独立成界,既不属于真核生物,也不属于原核生物。 2.病毒的遗传物质为DNA或RNA,故每种病毒的碱基和核苷酸各有4种。在病毒增殖过程中,病毒一般只提供模板,氨基酸、核苷酸、核糖体、tRNA等都由宿主提供。 3.病毒增殖方式:复制，增殖过程如图。 4.培养病毒用活细胞。 5.病毒可发生的变异:基因突变。 真题链接 1．（2024·全国·高考真题）细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是（    ） A．病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物 B．原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸 C．哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同 D．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生 【答案】C 【分析】原核细胞和真核细胞最主要的区别是原核细胞没有核膜包被的典型的细胞核，但是它们均具有细胞膜、细胞质、核糖体以及遗传物质DNA等结构。原核生物虽没有叶绿体和线粒体，但是少数生物也能进行光合作用和有氧呼吸，如蓝藻。 【详解】A、病毒没有细胞结构，A错误； B、原核生物也可以进行有氧呼吸，原核细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，B错误； C、哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同，如生殖细胞中染色体数目是体细胞的一半，C正确； D、小麦根细胞不含叶绿体，而线粒体是有氧呼吸的主要场所，小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由线粒体产生，D错误。 故选C。 2．（2023·北京·高考真题）有关预防和治疗病毒性疾病的表述，正确的是（　　） A．75%的乙醇能破坏病毒结构，故饮酒可预防感染 B．疫苗接种后可立即实现有效保护，无需其他防护 C．大多数病毒耐冷不耐热，故洗热水澡可预防病毒感染 D．吸烟不能预防病毒感染，也不能用于治疗病毒性疾病 【答案】D 【分析】病毒是非细胞生物，只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体；根据遗传物质来分，分为DNA病毒和RNA病毒；病毒由核酸和蛋白质组成。 【详解】A、75%的乙醇能破坏病毒结构，但饮酒时一方面因为酒精浓度达不到该浓度，另一方面饮酒后酒精并不一定直接与病毒接触，故饮酒达不到预防感染的效果，A错误； B、疫苗相当于抗原，进入机体可激发机体产生抗体和相关的记忆细胞，疫苗接种后实现有效保护需要一段时间，且由于病毒的变异性强，疫苗并非长久有效，故还应结合其他防护措施，B错误； C、洗热水澡的温度通常较低，达不到将病毒杀灭的效果，且病毒入侵后通常进入细胞内，无法通过表面的热水进行杀灭，C错误； D、吸烟不能预防病毒感染，也不能用于治疗病毒性疾病，且会对人体造成伤害，应避免吸烟，D正确。 故选D。 3．（2024·湖北·高考真题）人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是（    ） A．热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快 B．高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力 C．硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂 D．草履虫具有纤毛结构，有利于其运动 【答案】C 【分析】蛋白质的功能： （1）免疫功能：抗体的本质是免疫球蛋白，会与抗原结合形成沉淀团，被吞噬细胞消化分解。 （2）结构功能：有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，如人和动物的肌肉、毛发。 （3）催化功能：绝大多数酶都是蛋白质，具有催化功能。 （4）运输功能：有些蛋白质具有运输载体的功能，如血红蛋白运输氧气。 （5）调节功能：有些蛋白质有信息传递功能，能够调节机体的生命活动，如胰岛素可以调节血糖。 【详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，其中分解者属于组成成分，其以动植物残体、排泄物中的有机物质为生命活动能源，并把复杂的有机物逐步分解为简单的无机物，所以其重要功能是维持生态系统物质循环的正常进行，以保证生态系统结构和功能的稳定，因此热带雨林生态系统中分解者丰富多样，该生态系统物质循环速率会加快，A不符合题意； B、抗体的本质是免疫球蛋白，会与抗原结合形成沉淀团，被吞噬细胞消化分解，高温会破坏抗体（免疫球蛋白）的空间结构，使抗体失去生物活性（即生物学功能），所以无法与抗原结合，B不符合题意； C、硝化细菌是原核生物，只含核糖体这一种细胞器，其分裂时，DNA分子附着在细胞膜上并复制为二，然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA分子彼此分开；同时细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞，该过程即二分裂，依赖于细胞膜和细胞壁，C符合题意； D、草履虫的纤毛会辅助运动，草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进，还可帮助口沟摄食，D不符合题意。 故选C。 4．（2023·海南·高考真题）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是（    ） A．都属于原核生物 B．都以DNA作为遗传物质 C．都具有叶绿体，都能进行光合作用 D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用 【答案】B 【分析】生物包括细胞生物和非细胞生物，非细胞生物是指病毒类生物，而细胞生物分为原核生物和真核生物．其中原核生物包括：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等；真核生物包括：动物、植物、原生动物、低等植物、真菌等。 【详解】A、衣藻属于真核生物，A错误； B、衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA，B正确； C、大肠杆菌没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误； D、大肠杆菌不含线粒体，D错误。 故选B。 5．（2022·北京·高考真题）鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（　　） A．属于自养生物 B．可以进行细胞呼吸 C．DNA位于细胞核中 D．在物质循环中发挥作用 【答案】C 【分析】蓝细菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物，只含有核糖体一种细胞器，含有叶绿素和藻蓝素，是能进行光合作用的自养生物。 【详解】A、蓝细菌能进行光合作用，属于自养生物，A正确； B、蓝细菌进行的是有氧呼吸，B正确； C、蓝细菌属于原核生物，没有细胞核，DNA主要位于拟核中，C错误； D、蓝细菌在生态系统中属于生产者，在物质循环中其重要作用，D正确。 故选C。 6．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP 【答案】B 【分析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，释放出少量的能量；第二阶段在线粒体基质进行，2分子丙酮酸和6水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量；第三阶段在线粒体内膜进行，前两阶段脱下的共24个[H]与6个O2结合成水，释放大量的能量。 2、无氧呼吸在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并释放出少量的能量，或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并释放出少量的能量。 【详解】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误； B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B正确； C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C错误； D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ，D错误。 故选B。 2 细胞膜和细胞壁 基础层级主要考查细胞膜的物质组成、流动镶嵌模型、功能,重难及综合层级主要是结合信息传递、激素调节等考查细胞膜的结构和功能,侧重点在于综合和应用。 一、细胞膜 1.细胞膜的制备方法，选材:哺乳动物红细胞 。选材原因： （1）无细胞壁，细胞容易吸水涨破； （2）无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 2.细胞膜的成分 成分 比例 生物膜中特点 功能 脂质 约50% 磷脂：含量最丰富，磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂分子亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧 使脂质、脂溶性物质更容易通过细胞膜 胆固醇：多数动物细胞和极少数原核细胞中；胆固醇合成场所是细胞质基质和内质网 调节细胞膜的流动性，增加膜的稳定性，降低水溶性物质的通透性 蛋白质 约40% 镶在表面、嵌入和贯穿磷脂双分子层，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多 与细胞识别、运输、催化等功能相关 糖类 2%-10% 位于细胞膜外表面，称为“糖被”，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂 糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 【知识拓展】 常考易混的四种“膜蛋白” （1）转运蛋白:包括载体蛋白和通道蛋白。 ①功能:通道蛋白用于协助扩散,载体蛋白用于协助扩散或者主动运输。 ②特点:专一性,即一种载体一般只能与一种相应的被运输的物质相结合。 ③载体的种类和数量决定某种物质能否被运输或运输量的多少。 （2）受体 ①特点:特异性,即一种受体一般只能与一种信号分子结合。 ②功能:识别和选择性结合信号分子。 （3)粘连蛋白 ①实质:粘连蛋白是一种糖蛋白。 ②功能:促使细胞粘连。 ③实例:细胞癌变时,细胞表面的粘连蛋白减少,细胞之间的黏着性显著降低导致癌细胞易于转移和扩散。 （4）酶 ①功能:催化 ②实例:好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶;细胞膜上还可存在ATP水解酶,催化ATP水解,所释放的能量可用于主动运输等,一些细胞器膜上也分布着与其功能有关的酶。 3.细胞膜的结构①A为磷脂双分子层，是膜的基本支架； ②B为蛋白质，镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在表面，有的部分或全部嵌入，有的贯穿磷脂双分子层； ③细胞膜具有流动性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动； ④糖类和蛋白质结合形成C糖蛋白，与脂质结合成D糖脂，这些糖类叫作糖被，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。 （1）结构模型 （2）结构特点 ①结构特性：具有一定的流动性。 ②原因：磷脂和蛋白质均可运动。 ③实例：胞吞、胞吐、神经递质的释放。 （3）细胞膜结构特点——流动性的验证 实验:采用荧光标记法,标记小鼠细胞与人细胞,做如图实验。 结果:两种荧光蛋白在细胞膜上均匀分布。 结论:细胞膜具有一定的流动性。 4.细胞膜的功能 （1）功能： ①将细胞与外界环境隔开。 ②控制物质进出。 ③进行细胞间的信息交流。 （2） 功能特性：选择透过性。 【重点提醒】科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 活细胞 死细胞 5.细胞膜信息交流的三种类型 方式 图示 实例 物质传递 内分泌细胞分泌激素,激素随血液运送至靶细胞,被靶细胞细胞膜表面的受体识别发挥作用 接触传递 精卵细胞通过糖蛋白识别,实现相互识别和结合 通道传递 高等植物细胞通过胞间连丝相互连接,进行信息交流 【重点提醒】 1.细胞间的信息交流 （1）细胞间的识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己或非己分子的识别和鉴别。通过细胞表面的受体与胞外信号分子的选择性相互作用，导致一系列的生理生化反应，从而实现信息传递。 （2）不同功能的膜，其上的蛋白质的种类和数量是不同的，但是并非所有细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流。 （3）受体的化学本质为“糖蛋白”，也可能为“糖脂”。 （4）“受体”多位于细胞膜的表面，例如大部分激素、神经递质、药物等与其结合后，能引起靶细胞的相应变化。 （5）注意有些特殊激素（如性激素）的受体位于细胞内。 2.脂质体 （1）脂质体的概念 脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的现象而制备的人工膜，它可以作为药物的运载体，将其运输至特定的细胞发挥作用。 （2）脂质体的应用 ①脂质体中裹入DNA可有效地将其导人细胞中，常用于转基因实验。 ②脂质体中裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子，可用于治疗多种疾病，特别是脂质体技术与单克隆抗体及其他技术结合，可使药物更有效地作用于靶细胞以减少对机体的损害。 （3）脂质体运载药物进入细胞的过程 由于双层磷脂分子构成的脂质体的结构与细胞膜的结构类似，到达细胞后，可能会与细胞的细胞膜融合，从而使药物在细胞膜中起作用；也可能以胞吞的方式将携带的药物运入细胞。 真题链接 1．（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网 B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 【答案】B 【分析】由题意，某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞，，即前提再经加工后即为成熟蛋白，说明蛋白P前体通过囊泡从内质网转移至高尔基体。碱性会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性。 【详解】A、核糖体没有膜结构，不是通过囊泡从核糖体向内质网转移，A错误； B、蛋白P被排出细胞的过程为胞吐，依赖细胞膜的流动性，B正确； C、由题意，碱性会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性，C错误； D、病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，即受体结构改变后即不能识别，能体现受体识别的专一性，D错误。 故选B。 2．（2024·浙江·高考真题）婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及（    ） A．消耗 ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 【答案】C 【分析】小分子的物质可以通过主动运输和被动运输来进出细胞，大分子进出细胞是通过内吞和外排来完成的。被动运输的动力来自细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自ATP。胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应。 【详解】AD、免疫球蛋白化学本质是蛋白质，是有机大分子物质，吸收方式为胞吞，需要消耗ATP，胞吞体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，AD正确； BC、免疫球蛋白是有机大分子物质，细胞吸收该物质，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，B正确，C错误。 故选C。 3．（2023·江苏·高考真题）植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中 B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似 C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质 D．植物细胞必须具备①、②和③才能存活 【答案】D 【分析】分析图片，可知①是染色质，②是细胞膜，③是细胞壁。 【详解】A、分析图片，可知①是染色质，是由DNA 和蛋白质组成的，只存在于植物细胞的细胞核中，A正确； B、分析图片，②是细胞膜，主要由磷脂双分子层构成，核膜和细胞器膜的基本结构和细胞膜相似，但各种膜上的蛋白质等成分有差异，功能也各不相同，B正确； C、分析图片，③是细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，其中纤维素是多糖，此外细胞壁含多种蛋白质，C正确； D、部分植物细胞并没有细胞核，即并不具有①染色质，也可以成活，例如植物的筛管细胞，D错误。 故选D。 4．（2023·海南·高考真题）不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质（%） 49 18 64 62 78 脂质（%） 43 79 26 28 22 糖类（%） 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是（    ） A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C．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 D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 【答案】C 【分析】流动镶嵌模型： （1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的。 （2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质也是可以流动的。 （3）在细胞膜的外表，少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。 【详解】A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的，大多数蛋白质也是可以流动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确； B、糖蛋白与细胞识别作用有密切关系，因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关，B正确； C、哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误； D、功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质最高，其功能最复杂，神经鞘细胞质膜的蛋白质最少，其功能最简单，D正确。 故选C。 5．（2023·浙江·高考真题）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是 A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 【答案】A 【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，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。囊泡以出芽的方式，从一个细胞器膜产生，脱离后又与另一种细胞器膜融合，囊泡与细胞器膜的结合体现了生物膜的流动性。 【详解】A、细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确； B、核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误； C、囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即具有一定的流动性，C错误； D、囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。 故选A。 3 细胞质和细胞核 基础层级部分主要考查各种细胞器的结构及功能、细胞核的结构及功能、生物膜系统的定义及意义等内容;重难及综合层级主要考查细胞器的分离、不同细胞器与其他考点的综合,如核糖体与基因表达、溶酶体与相关疾病、细胞器的种类及数量和不同细胞功能相适应的关系。 一、显微观察 1.显微结构 用光学显微镜观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。其分辨率不超过0.2μm,有效放大倍数一般不超过1200倍。细胞中的显微结构：线粒体、叶绿体、液泡、染色体、核仁、细胞壁。 2.亚显微结构 在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。其分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍。 线粒体 叶绿体 内质网 2、 细胞质 1.细胞质的组成：细胞质基质、细胞器和细胞骨架。 2.细胞器 （1）分离细胞器的方法：差速离心法。 ①过程：破坏细胞膜→细胞匀浆→不同转速离心→分离上清液和沉淀物。 ②流程图 逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒，形状大密度高的物质，越容易沉淀到试管底部，体积小密度小的物质仍保留在上层悬浮液中，称为上清液。 （2）不同细胞器 细胞器 结构 功能 图示 线粒体 具有2层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体。 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” 叶绿体 具有2层膜,含有核酸(DNA和RNA)和核糖体 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 具有1层膜,分为粗面内质网(有核糖体附着)和光面内质网(不含核糖体) 粗面内质网:蛋白质加工场所和运输通道; 光面内质网:脂质合成的重要场所 高尔基体 具有单层膜 主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,是细胞内囊泡运输的枢纽 核糖体 主要由rRNA和蛋白质构成，无膜结构 蛋白质合成的场所 中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质构成，无膜结构 与细胞的有丝分裂有关 溶酶体 具有单层膜 细胞的“消化车间”,内含多种水解酶(水解酶在溶酶体膜内起作用),能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒 液泡 具有单层膜 内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可调节植物细胞内的环境,充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺 【重点提醒】 1.溶酶体中的水解酶属于蛋白质,且其并不是在溶酶体中合成的,而是在核糖体上合成,且需要内质网和高尔基体的加工等。 2.线粒体内膜向内折叠形成的嵴、叶绿体中由类囊体堆叠而成的基粒均可增大膜面积,为酶提供更多的附着位点,进而提高反应速率。 3.线粒体和叶绿体的起源 （1）内共生起源学说内容 内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的能进行有氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。 （2）关于线粒体和叶绿体起源的推测 该学说认为真核细胞的祖先是一种体积较大、不需氧的、具有吞噬能力的细胞，通过糖酵解获取能量。进行有氧呼吸的细菌被原始真核细胞吞噬以后，有可能在长期互利共生中演化形成了现在的线粒体。与此类似，推测叶绿体的祖先是蓝细菌。当这种蓝细菌被原始真核细胞摄入后，在互利共生关系中逐渐演化为叶绿体。由于长期的互利共生，需氧细菌和蓝细菌逐渐失去了原有的一些特征，关闭、丢失或向宿主细胞核中转移了一些基因，形成了线粒体和叶绿体的半自主性。 （3）主要证据 ①叶绿体和线粒体的基因组与细菌基因组具有明显的相似性，它们均为单条环状双链DNA分子。 ②具备独立、完整的蛋白质合成系统。线粒体和叶绿体的蛋白质合成的机制类似于细菌，有别于真核生物。 ③分裂方式与细菌相似。线粒体和叶绿体均以缢裂的方式分裂增殖，类似于细菌。 ④膜的特性。线粒体、叶绿体的内膜和外膜存在明显的性质和成分的差异，外膜与真核细胞的内膜系统具有性质上的相似性，可与内质网和高尔基体膜融合沟通，而内膜则与细菌质膜相似。 3. 分泌蛋白的合成和运输 （1） 胞内蛋白与分泌蛋白 ①分泌蛋白：附着在内质网上的核糖体上合成的。 ②胞内蛋白：在细胞质中游离的核糖体上合成的。 （2） 分泌蛋白研究 ①研究方法:同位素标记法(3H标记的亮氨酸)。如图表示放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序,而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。 ②合成及运输过程 A.在核糖体中，以氨基酸为原料开始多肽链的合成。 B.合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。 C.内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网到达高尔基体，与高尔基体膜融合。囊泡膜成为高尔基体膜的一部分高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。 D.囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 E.在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，能量主要来自线粒体。 （3）在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜膜面积增加。 （4）胞内蛋白的定向转运 细胞内的蛋白质分布在细胞质基质、细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器中(此处不考虑溶酶体),有些蛋白质的加工和运输不涉及内质网和高尔基体,蛋白质可在特定信号序列的作用下转运至特定场所,此过程会消耗能量。 4. 生物膜系统 （1）生物膜系统组成与功能 ①生物膜系统的组成：细胞膜、核膜、细胞器膜。 ②生物膜系统的功能：广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点；使细胞内部区域化，保证生命活动高效、有序地进行。 （2）生物膜之间的联系 内质网膜 细胞膜 生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。 三、细胞核 1.分布：除高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2.结构 （1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开；不连续的双层膜；有选择透过性。 （2）核仁：与rRNA 的合成以及核糖体的形成有关； （3）染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。染色质和染色体是同一种物质在不同时期的不同表现形式。 （4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 3.细胞核的功能： （1）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）细胞核是遗传信息库。 【易错提醒】 1.核仁和核孔与细胞的代谢有关：细胞代谢越旺盛，核仁越大、越明显，核孔数目越多。 2.大分子物质优先通过（如RNA和蛋白质）核孔，有选择透过性，DNA不能通过核孔进入细胞质。 3.核孔具有选择透过性：大分子物质如RNA、蛋白质可通过核孔，细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质。 4.物质进出细胞核并非都是通过核孔，小分子物质和无机盐离子等可通过核膜进出细胞核。 5.核仁不是遗传物质储存的场所，细胞核中的遗传物质分布在染色质（染色体）上。 6.核孔复合体 （1）核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。 （2）双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。 （3）双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。 真题链接 1．（2024·吉林·高考真题）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是（    ） A．钙调蛋白的合成场所是核糖体 B．Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D．钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化 【答案】B 【分析】蛋白质的合成场所为核糖体，组成蛋白质的基本单位为氨基酸，蛋白质一定含有的元素为C、H、O、N。 【详解】A、钙调蛋白的合成场所是核糖体，核糖体是生产蛋白质的机器，A正确； B、Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位，钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B错误； C、氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确； D、小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+，钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化，D正确。 故选B。 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是（    ） A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关 B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③ C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系 D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面 【答案】D 【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。 2、由图可知，抗原呈递细胞通过胞吞作用摄取抗原。辅助性T细胞不能直接识别外源性抗原，无摄取、加工和处理抗原的能力。 【详解】A、摄取抗原的过程是胞吞，依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白有关，A错误； B、由图可知，抗原是先由抗原呈递细胞吞噬形成①吞噬小泡，再由③溶酶体直接加工处理的，B错误； C、MHCⅡ类分子作为分泌蛋白，其加工过程有核糖体、内质网和高尔基体的参与，体现了生物膜之间的间接联系，C错误； D、由图可知，抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，在溶酶体内水解酶的作用下，可以将外源性抗原降解为很多的小分子肽，其中具有免疫原性的抗原肽会与MHC形成复合物，由囊泡呈递于APC表面，D正确。 故选D。 3．（2024·浙江·高考真题）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 【答案】A 【分析】由题意可知：分泌蛋白先在游离的核糖体合成，形成一段多肽链后，信号识别颗粒（SRP）识别信号，再与内质网上信号识别受体结合，将肽链引导至内质网，由 SRP受体内的通道送入内质网腔，进一步在内质网腔内完成翻译，合成蛋白质。 【详解】A、SRP 参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A正确； B、SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链，如呼吸酶等，B错误； C、核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡，C错误； D、生长激素通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过该途径合成并分泌，D错误。 故选A。 4．（2023·重庆·高考真题）下列细胞结构中，对真核细胞合成多肽链，作用最小的是（    ） A．高尔基体 B．线粒体 C．核糖体 D．细胞核 【答案】A 【分析】1、转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。转录的场所：细胞核。 2、翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。翻译的场所：细胞质的核糖体上。 【详解】真核细胞合成多肽链包括转录和翻译两个过程，转录的场所为细胞核，翻译的场所是核糖体，过程中需要的能量由线粒体提供，高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，发送蛋白质，所以作用最小的是高尔基体，A正确，BCD错误。 故选A。 5．（2023·辽宁·高考真题）科学家根据对部分植物细胞观察的结果，得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是（    ） A．早期的细胞研究主要运用了观察法 B．上述结论的得出运用了归纳法 C．运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立 D．利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化 【答案】C 【分析】1、假说-演绎法的步骤：发现现象→提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证。 2、归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法，完全归纳法是由所有事实推出一般结论；不完全归纳法是由部分事实推出一般结论。科学假说（理论）的提出通常建立在不完全归纳的基础上，因此常常需要进一步的检验。 3、用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 【详解】A、细胞研究需要使用显微镜、放大镜、等工具，一般使用显微镜；观察早期的细胞研究主要运用了观察法，A正确； B、根据部分植物细胞都有细胞核，得出植物细胞都有细胞核这一结论，运用的是不完全归纳法，B正确； C、原核细胞没有成形的细胞核，C错误； D、同位素标记法可以示踪物质的运行和变化规律，故可利用同位素标记法研究细胞核内的物质变化，D正确； 故选C。 6．（2023·浙江·高考真题）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是 A．囊泡的运输依赖于细胞骨架 B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 【答案】A 【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，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。囊泡以出芽的方式，从一个细胞器膜产生，脱离后又与另一种细胞器膜融合，囊泡与细胞器膜的结合体现了生物膜的流动性。 【详解】A、细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构，与物质运输等活动有关，囊泡运输依赖于细胞骨架，A正确； B、核糖体是无膜细胞器，不能产生囊泡，B错误； C、囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性，即具有一定的流动性，C错误； D、囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化，并不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。 故选A。 7．（2023·湖南·高考真题）关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是（    ） A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动 B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关 C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所 D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道 【答案】C 【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架具有锚定支撑细胞器及维持细胞形态的功能，细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。 【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架破坏会影响到这些生命活动的正常进行，A正确； B、核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确； C、有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C错误； D、内质网是由膜连接而成的网状结构，是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，D正确。 故选C。 8．（2023·重庆·高考真题）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 B．几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C．细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外 D．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 【答案】C 【分析】几丁质是一种多糖，又称壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁中。分析题图可知，几丁质合成的过程主要有三个阶段，第一个阶段，几丁质合成酶将细胞中的单糖转移到细胞膜上用于合成几丁质糖链。第二阶段，新生成的几丁质糖链通过细胞膜上的转运通道释放到细胞外。第三阶段，释放的几丁质链自发组装形成几丁质。 【详解】A、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，真菌合成几丁质属于细胞代谢，A正确； B、N-乙酰葡萄糖氨是几丁质的单体，几丁质是由多个这样的单体脱水缩合而成的多糖，B正确； C、据图分析可知，因为几丁质的合成是在细胞膜上进行的，所以几丁质运到胞外的过程没有跨膜运输，C错误； D、几丁质合成酶抑制剂可以抑制该酶的活性，打断生物合成几丁质的过程，从而让缺乏几丁质的害虫、真菌死亡，故可用于防止病虫害，D正确。 故选C。 9．（2022·海南·高考真题）肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是（    ） A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B．编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形 C．Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D．Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 【答案】A 【分析】肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，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。 【详解】A 、核孔具有选择透过性，肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，肌动蛋白进入细胞核需要 Cofilin -1的介导，A错误； B、编码Cofilin-1的基因不表达，Cofilin-1缺失，可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常，B正确； C、Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核，从而引起细胞核变形，可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力，C正确； D、Cofilin-1缺失会导致染色质功能异常，染色质上含有控制细胞代谢的基因，从而影响细胞核控制细胞代谢的能力，D正确。 故选A。 10．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（    ） A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定 B．核被膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换 C．核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关 D．染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 【答案】B 【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（主要成分是DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。 【详解】A、核被膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误； B、核被膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确； C、核仁主要与rRNA的合成有关，C错误； D、染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。 故选B。 11．（2021·北京·高考真题）下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，1~4均为细胞核的结构，对其描述错误的是（　　） A．1是转录和翻译的场所 B．2是核与质之间物质运输的通道 C．3是核与质的界膜 D．4是与核糖体形成有关的场所 【答案】A 【分析】据图分析，1~4均为细胞核的结构，则1是染色质，2是核孔，3是核膜，4是核仁，据此分析作答。 【详解】A、1是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误； B、2是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择透过性，B正确； C、3是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确； D、4是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。 故选A。 12．（2021·河北·高考真题）关于细胞核的叙述，错误的是（    ） A．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现 B．蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛 C．许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核 D．细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出 【答案】D 【分析】细胞核的结构和功能： 1、结构： （1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开； （2）核孔：能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流； （3）染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA中储存着遗传信息； （4）核仁：与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。 2、功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【详解】A、在有丝分裂前期，核膜、核仁消失，在有丝分裂后期，核膜、核仁重新出现，故在有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现，A正确； B、蛋白质合成的场所是核糖体，蛋白质合成活跃的细胞，需要大量的核糖体，而核糖体的形成与核仁有关，所以核仁代谢活动旺盛，B正确； C、蛋白质合成的场所是核糖体，核糖体分布在细胞质中，基因主要存在于细胞核中，故对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质中合成后，经核孔进入细胞核，C正确； D、RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。 故选D。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$