2.2 细胞器和生物膜系统（课件PPT）-【创新方案】2025年高考生物一轮总复习（新教材Ⅰ）

细胞器和生物膜系统 第二讲 学习目标 1.2.2　阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与 分解、能量转换和信息传递等生命活动 1.2.4　举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行 细胞的各项生命活动 内容索引 1.自主学习单 基础为主打 · 学生为主体 2.深化学习单 能力为主攻 · 教师为主导 3.发展报告单 创新为主线 · 优化为主调 4.素养提升训练 3 基础为主打 · 学生为主体 自主学习单 01 基础点（一） 细胞器之间的分工及细胞骨架 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．细胞质中含有呈溶胶状的细胞质基质和各种功能不同的细胞器，可用 差速离心法分离细胞器。 (1)(2023·湖南卷)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。 ( ) (2)(2022·河北卷)受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解。 ( ) (3)(2022·河北卷)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。 ( ) × √ √ (4)(2021·湖北卷)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体 外膜。 ( ) (5)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的过程中，高尔基体具有 加工、分类和包装该酶的作用。 ( ) (6)蓝莓中的花青素通常存在于液泡中。 ( ) (7)利用差速离心法分离叶肉细胞内的细胞器，有人说最后得到的是核糖 体，其原因_____________________________________________________。 √ × √ 核糖体是细胞内最小的细胞器，分离时所需的离心速率最高 2．由蛋白质纤维组成的细胞骨架支撑着各种细胞器并有多种功能。 (1)(2023·湖南卷)细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化 等生命活动。 ( ) (2)囊泡的运输依赖于细胞骨架。 ( ) (3)在化学组成上，_______(填细胞器名称)与细胞骨架最相似，因为 __________________________。 中心体 它们的主要成分都是蛋白质 √ √ (二)知识点间的 关系要“融通” 1．一图理清 细胞器的结构 和功能(连线) DNA、RNA 项目 线粒体 叶绿体 结构 化学组成 含有____________、蛋白质、磷脂等 含有DNA、RNA、蛋白质、磷脂、色素等 酶的分布 与有氧呼吸有关的酶分布于内膜和基质中 与光合作用有关的酶分布于_______ ____________ 2．一表比较线粒体和叶绿体 类囊体 薄膜和基质中 9 功能 有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的 _________阶段 光合作用的场所，完成光合作用的全过程 共性 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，与有_________关 第二、三 能量转化 (三)两个重要的生物图示要“辨清” 植物细胞 动物细胞 不同点 ①细胞壁 有 无 ③叶绿体 有(存在于可进行光合作用的细胞中) 无 ④液泡 成熟植物细胞有大液泡 一般没有(个别原生动物有伸缩泡、食物泡等) ⑤______ 大多数植物细胞中没有 有 ⑩______ 低等植物细胞有，高等植物细胞没有 有 溶酶体 中心体 相同点 都有细胞膜 (②)、细胞质、细胞核 (⑪)；细胞质中都有 _______(⑨)、内质网(⑦)、_______(⑧)、________ (⑥) 等细胞器 线粒体 核糖体 高尔基体 (四)一个典型的实验要“内化” 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1．实验原理 叶绿体 2．实验步骤 (1)观察叶绿体的形态和分布 下表皮 清水 载玻片 盖玻片 清水 低倍镜 叶绿体 (2)观察细胞质的流动 光照、温室 幼嫩的小叶 低倍镜 高倍镜 (五)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(必修1 P50“探究·实践”延伸)为什么观察叶绿体的临时装片的 实验过程中要始终保持有水状态？ 提示：防止细胞失水，如果失水，细胞就缩成一团，无法观察叶绿 体的形态和分布。 2．(必修1 P50“探究·实践”延伸)观察黑藻叶肉细胞质流动时， 由于流动过慢不易观察，采用什么措施能加快细胞质流动？ 提示：①进行光照，即在阳光或灯光下放置适宜的时间；②提高 盛放黑藻的水温，可加入热水将水温调至25 ℃左右；③切伤一小 部分叶片，因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快，由于保 护性适应，伤口周围细胞代谢加快，细胞质流动加快。 3．(必修1 P53“概念检测T4”拓展)心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的 线粒体，原因是什么？ 提示：心肌细胞收缩需要大量的能量，线粒体是供应能量的“动力 车间”。 4．(必修1 P53“拓展应用”)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜，可能 的原因是什么？ 提示：①膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；②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；③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。 基础点（二）细胞器之间的协调配合及生物膜系统 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．分泌蛋白的合成首先在游离的核糖体中进行多肽链的合成，然后这 段肽链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，最后经高尔基体到达细胞膜分泌到细胞外。 (1)(2023·浙江卷)囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器。 ( ) (2)(2022·河北卷)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外。 ( ) (3)(2022·湖南卷)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，它的形成 与内质网、高尔基体有关。 ( ) × √ √ (4)如果诱导突变导致细胞内的某分泌蛋白在合成、加工和分泌过程中 全部滞留在高尔基体，在内质网和线粒体内能检测到该蛋白质吗？并 说明理由。 提示：在内质网可能检测到，因为高尔基体内加工的蛋白质来自内质 网；线粒体只提供能量，分泌蛋白不进入线粒体。 2．细胞膜、细胞器膜以及核膜在组成成分和结构上相似，在结构和功能上紧密联系，共同构成了生物膜系统。 (1)(2023·海南卷)高尔基体与内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关。 ( ) (2)(2021·海南卷)参与分泌蛋白合成、加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统。 ( ) (3)内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以通过囊泡实现相互转化，这一现象说明不同的生物膜在_________________________。 × √ 组成成分和结构方面很相似 (二)知识点间的关系要“融通” 1．一图理清细胞器之间的协调配合 分泌蛋白的合成、加工和运输 消化酶、抗 体 同位素标记法 游离的核糖体 2．一图辨清生物膜系统的组成和功能 信息传递 酶 细胞器 (三)一个重要的生物图示要“辨清” 1．上图A、B、C代表的生物膜分别是______、________、________。 2．上图三种生物膜存在_____联系，此外还有间接联系，如下图： 高尔基体 内质网 内质网膜 细胞膜 直接 核膜 相似性 各种生物膜都主要由_____________组成 差异性 每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其_______的种类和数量就越多 3．各种生物膜在成分上的联系 脂质和蛋白质 蛋白质 27 (四)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(必修1 P51“思考·讨论”拓展)核糖体上合成的多肽链往往是没有 生物功能的，原因是___________________________________________ _________________________________。 2．(必修1 P52“图3­8”延伸)分泌蛋白合成过程中内质网和高尔基体的 作用分别是什么？ 提示：内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道； 高尔基体主要是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”。 蛋白质的功能依赖于蛋白质的结构，多肽链经加工具有正确结构后才具备生物功能 3．(必修1 P53“与社会的联系”)肾功能发生障碍时，目前常用的 治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，人工肾利用 了细胞膜的____________。 选择透过性 能力为主攻 · 教师为主导 深化学习单 02 提能点（一） 细胞膜器结构与功能的深化理解 |小|题|导|学|　 1．(2023·重庆高考)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 √ 解析：在真核细胞中，细胞核中脱氧核糖核酸(DNA)的某一区段 转录出来的信使RNA(mRNA)通过核孔进入细胞质中，与核糖体 结合，核糖体附着在mRNA的一端，然后沿着mRNA从5′到3′方 向移动，翻译出多肽链，该过程需要的能量主要来自线粒体。高 尔基体主要是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”，故A项符合题意。 2．(2023·天津高考)下列说法或推断，错误的是(　 ) A．经游离核糖体合成后，溶酶体水解酶囊泡进入前溶酶体，形成溶酶体 B．溶酶体分解衰老、损伤的细胞器的产物，可以被再次利用 C．若溶酶体功能异常，细胞内可能积累异常线粒体 D．溶酶体水解酶进入细胞质基质后活性降低 √ 解析：溶酶体水解酶由内质网上的附着核糖体合成后，经内质网加工通过囊泡进入高尔基体，高尔基体释放含有溶酶体水解酶的囊泡，与前溶酶体融合，产生最适合溶酶体水解酶的酸性环境，构成溶酶体，A错误； 溶酶体含有大量的水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，分解后的产物可以被再次利用或者排出体外，B正确； 溶酶体对于清除细胞内衰老、损伤的细胞器至关重要，若溶酶体功能异常，细胞内可能积累异常线粒体，C正确； 溶酶体内的环境属于酸性环境，溶酶体水解酶进入细胞质基质后，pH不适宜，水解酶活性降低，D正确。 |精|要|点|拨|　 1．细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不” (1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌。 (2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一 定主要发生在线粒体中。 (3)真核细胞的光合作用一定发生在叶绿体中，丙酮酸的彻底氧化分解 一定发生在线粒体中。 (4)一切生物，其蛋白质一定在核糖体中合成。 (5)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。 (6)经高尔基体加工分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经 高尔基体加工。 (7)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 2．从不同角度归纳动、植物细胞的各种细胞器 题点1　细胞器的种类、结构与功能 1．(2024·白城模拟)蛋白质和脂质经过糖基化作用，形成糖蛋白和 糖脂，糖蛋白对蛋白酶有很强的抗性。下列相关叙述正确的是(　 ) A．蛋白质的糖基化发生在核糖体 B．高尔基体膜内侧的糖蛋白数量明显多于外侧 C．溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化的修饰 D．细胞膜上仅糖蛋白参与细胞识别，糖脂不具备此功能 √ 解析：蛋白质在核糖体中合成，其糖基化不在核糖体中进行，A错误； 糖蛋白具有识别作用，一般分布于膜的外表面，故高尔基体膜内侧的糖蛋白数量明显少于外侧，B错误； 溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体的膜蛋白不会被溶酶体酶降解可能与其糖基化有关，即溶酶体膜中的蛋白质多数进行了糖基化的修饰，C正确； 糖脂也可参与细胞识别和信息传递过程，D错误。 2．(2024·青岛一模)动物细胞在葡萄糖供应不足时，一方面可通过 促进线粒体外膜与内膜发生融合，增加线粒体嵴密度(线粒体嵴密度＝ 嵴的数目/线粒体长度)；另一方面也可以促进线粒体间的融合，从而提 高能量转化效率。同时，脂肪分解为甘油和脂肪酸，在线粒体内转化为 乙酰辅酶A氧化分解供能。下列叙述不正确的是(　 ) A．线粒体嵴密度增大，可为有氧呼吸第三阶段有关的酶提供更多的附着位点 B．细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸产生的ATP全部来自线粒体内膜和外膜 C．与同等质量的葡萄糖相比，脂肪转化为乙酰辅酶A氧化分解释放的能量更多 D．肿瘤增殖中心区域的细胞严重缺乏营养，其线粒体体积增大，数量减少 √ 解析：有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜进行的，线粒体嵴密度增大，则嵴的数目增多，可为有氧呼吸第三阶段有关的酶提供更多的附着位点，A正确； 细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸，产生的ATP来自细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，B错误； 与同等质量的葡萄糖相比，脂肪中C、H比例高，脂肪转化为乙酰辅酶A氧化分解释放的能量更多，C正确； 肿瘤增殖中心区域的细胞严重缺乏营养，葡萄糖供应不足，促进线粒体间的融合，其线粒体体积增大，数量减少，D正确。 题点2　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 3．(2022·浙江1月选考)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。 下列叙述正确的是(　 ) A．基部成熟叶片是最佳观察材料 B．叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心 C．叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D．不同条件下叶绿体的位置不变 √ 解析：该实验选择的是幼嫩的小叶，A错误； 黑藻中的叶绿体大多是围着液泡并沿着细胞边缘分布的，B错误； 在光学显微镜下可以看到叶绿体呈扁平的椭球形或球形，C正确； 不同的光线下叶绿体的分布是不同的，D错误。 4．某实验小组进行“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动” 实验。下列有关叙述正确的是(　 ) A．在高倍显微镜下不用对叶绿体染色就能观察其双层膜结构 B．可通过观察黑藻细胞质的流动方向判断叶绿体的运动方向 C．为了加快黑藻细胞质流动，可先置于光照下培养再观察 D．制作黑藻叶片临时装片时，要在载玻片中央滴一滴生理盐水 √ 解析：光学显微镜下看不到叶绿体的双层膜结构，需要用电子显微镜才能看到，A错误； 该实验中是通过叶绿体的运动方向判断细胞质的流动方向，B错误； 观察叶绿体细胞质流动时，作为观察材料的黑藻，事先应放在光照室温条件下培养，以提高细胞质的流动速度，便于观察，C正确； 制作黑藻叶片临时装片时，要在载玻片中央滴一滴清水，以保持细胞的活性，D错误。 提能点（二）细胞器之间的协调配合和生物膜系统的综合分析 逐点清(一)　与分泌蛋白的合成、加工和运输有关的结构 |探|究|导|学| 细胞可以通过囊泡精确地释放被运输的物质，不同囊泡介导不同途径 的运输。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的 局部放大。请回答下列问题。 　　 (1)图中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细 胞外，据图推测可能的原因是___________________________________ ___________。此过程体现了生物膜具有____________________的功能。 (2)如果该细胞是胰岛B细胞，用放射性同位素标记某种氨基酸，检测 放射性在细胞结构上出现的顺序，可知胰岛素从合成到分泌到细胞外 的途径，该途径是____________________________________________ _________。 (3)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会 储存在结构⑤中，推断结构⑤是______。 囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B 特异性结合 进行细胞间信息交流 核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜 →细胞外 溶酶体 |精|要|点|拨|　 建模分析分泌蛋白的合成、加工和运输 1．放射性出现的先后顺序 (1)将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含3H标记的亮氨酸培养液中培养，检测 放射性依次出现的部位(如图)。 (2)放射性先出现在附着在内质网上的核糖体，然后依次出现在内质网、 高尔基体和细胞膜等结构上。 2．膜面积的变化 (1)曲线建模 (2)图示建模 逐点清(二) 生物膜系统的组成 与联系 |精|要|点|拨|　 归纳概括生物膜 系统各种生物膜 之间的联系 膜主要成分 红细胞膜 神经鞘细胞膜 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 |典|题|例|析|　 [典例]　(2023·海南高考，改编)几种不同的生物膜主要成分的相对 含量见下表。 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．哺乳动物成熟的红细胞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 胞膜的功能最简单 √ [解析]　生物膜的组成成分相似，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，其中的大多数蛋白质也是可以运动的，因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性，A正确； 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，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； 高尔基体与细胞膜不直接接触，二者不能发生膜融合，且哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误； 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含量最高，其功能最复杂，神经鞘细胞膜的蛋白质含量最少，其功能最简单，D正确。 题点1　分泌蛋白的合成、加工和运输 1．(2024·宁德一模)下图为蛋白质的合成、加工、运输过程图， 下列相关叙述错误的是(　 ) A．分泌蛋白的合成需要游离的核糖体参与 B．细胞内的蛋白质都是由细胞质基质内游离的核糖体合成 C．参与细胞膜上载体蛋白合成的细胞器有核糖体、内质网、 高尔基体、线粒体 D．溶酶体内的水解酶的合成途径与分泌蛋白的合成途径相似 √ 解析：分泌蛋白的合成首先在游离核糖体上进行，然后转移到内质网上，A正确； 线粒体中可以进行蛋白质的合成，B错误； 载体蛋白为膜蛋白，参与细胞膜上载体蛋白合成的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)，C正确； 由题图可知，溶酶体内的水解酶的合成途径与分泌蛋白的合成途径相似，都需要经过核糖体、内质网、高尔基体，D正确。 2．(2024·娄底模拟)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，酶X会 在其中的某些蛋白质上形成M6P标志物。具有该标志物的蛋白质能 被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体加工后逐渐转化为溶 酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质进入溶酶体，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．经内质网加工后的蛋白质通过囊泡运输进入高尔基体 B．M6P标志被高尔基体膜上的M6P受体识别依赖其特异性结构 C．推测酶X的合成加工也需要核糖体、内质网及高尔基体参与 D．与M6P标志相关的蛋白质分选机制与细胞功能区域化无关 √ 解析：内质网与高尔基体不直接相连，经内质网加工后的蛋白质通过囊泡运输进入高尔基体，A正确； M6P标志被高尔基体膜上的M6P受体识别依靠膜表面糖蛋白的特异性结构，B正确； 酶X存在于高尔基体内，据此推测酶X的合成、加工与分泌蛋白类似，也需要核糖体、内质网及高尔基体直接参与，C正确； 与M6P标志相关的蛋白质分选机制保证了不同结构与功能的蛋白质被分选发送到细胞的不同部位，与细胞功能区域化密切相关，D错误。 题点2　细胞的生物膜系统 3．(2024年1月·九省联考安徽卷)细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。下列相关叙述正确的是(　 ) A．内质网是一个内腔不相通的膜性管道系统，与蛋白质等大分子物质的合成有关 B．细胞骨架是由蛋白质组成的纤维状网架结构，与细胞运动等生命活动密切相关 C．生物膜系统由细胞器膜、细胞膜和核膜等构成，具有相同的组成成分、结构和功能 D．细胞核具有核膜、核仁等结构，核膜上的核孔是大分子物质被动运输进出细胞核的通道 √ 解析：内质网的内腔相通，A错误； 细胞骨架是由蛋白质组成的纤维状网架结构，与细胞运动等生命活动密切相关，B正确； 生物膜系统由细胞器膜、细胞膜和核膜等构成，具有相似的组成成分、结构和功能，C错误； 细胞核具有核膜、核仁等结构，核膜上的核孔是大分子物质有选择性地进出细胞核的通道，并不属于被动运输，D错误。 4．(2024·芜湖模拟)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程。B型突变酵母菌的分泌蛋白积累在内质网中，D型突变酵母菌的分泌蛋白则积累在高尔基体中。下列相关叙述正确的是(　 ) A．分泌蛋白在核糖体上合成时不需要消耗能量 B．B型突变酵母菌的内质网和D型突变酵母菌的高尔基体均可能无法形成正常囊泡 C．DNA聚合酶、胰高血糖素的合成均需内质网和高尔基体参与加工 D．内质网和高尔基体都是具有双层膜的细胞器，均属于生物膜系统 √ 解析：蛋白质的合成过程中需消耗能量，A错误。 B型突变酵母菌的分泌蛋白积累在内质网中，说明该分泌蛋白不能通过囊泡运输到高尔基体，可能是其不能形成正常囊泡造成的；D型突变酵母菌的分泌蛋白则积累在高尔基体中，可能是高尔基体不能形成正常囊泡所致，B正确。 DNA聚合酶为胞内酶，不属于分泌蛋白，不需要内质网和高尔基体参与加工，C错误。 内质网和高尔基体都是单层膜的细胞器，两者的膜均属于生物膜系统，D错误。 创新为主线 · 优化为主调 发展报告单 03 热考题型多维考法精研 ——细胞结构和功能的考查凸显综合性和创新性 典题精研————研一题，悟一法　 [典例]　(2023·山东高考)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白 都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白 在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。 [信息①]Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶 体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。 [信息②]下列说法错误的是(　 ) A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输 B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性[信息③]增强 √ [解题关键] 关键信息 信息加工 信息① Cl－/H＋转运蛋白：H＋浓度梯度驱动Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明溶酶体内H＋浓度高于细胞质基质。b.H＋载体蛋白：维持溶酶体内H＋浓度，将H＋逆浓度梯度运入溶酶体内，属于主动运输 信息② H＋载体蛋白失活会让溶酶体内H＋浓度无法维持，将因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累。b.溶酶体有吞噬物积累、破裂等都会导致损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 信息③ 正常情况下溶酶体内是酸性环境，细胞质基质的近中性环境将会大大降低水解酶的活性甚至失活 [解析]　Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明溶酶体内H＋浓度较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确； 溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，溶酶体内H＋浓度降低，则Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下转运Cl－的过程受阻，Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确； Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂，则该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确； 细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。 细胞是生物体结构和功能的基本单位，一切生命活动都离不开 细胞。历年高考试题中都有对细胞及各种细胞器结构和功能的考查， 近几年对这部分知识的考查更趋于综合性，试题情境及考查角度等体 现了创新性。 本题以溶酶体膜上离子转运蛋白及其缺失的突变体发生 的改变为学科情境，综合考查物质运输方式的判断及溶酶体的功能等 必备知识，命题情境和设问视角都对常规识记性知识考查有所突破， 是一道具有综合性和创新性的典型题。 【考法分析】 　升维训练————得一法，通一类　 1．(2024·石家庄一模)科学家发现了囊泡准确转运物质的调控机制。细胞 内部产生的一些物质被包裹于膜泡形成囊泡，能在正确的时间把正确的 细胞“货物”运送到正确的目的地。下列有关叙述错误的是(　 ) A．光面内质网上合成的磷脂、蛋白质和胆固醇需要形成囊泡运输 B．若细胞内的囊泡运输机制出现问题，可能会导致糖尿病、肿瘤 的发生等 C．囊泡运输过程涉及一些细胞器膜的更新，需要ATP供能 D．浆细胞分泌抗体的过程中囊泡运输是按照内质网→高尔基体→ 细胞膜的方向进行的 √ 解析：光面内质网是脂质的合成场所，不能合成蛋白质，A错误； 若细胞内的囊泡运输机制出现问题，某些激素(如胰岛素)和免疫活性物质(如细胞因子、抗体)的分泌受阻，可能会引起糖尿病、肿瘤的发生等，B正确； 囊泡膜的成分与细胞器膜的成分相似，囊泡运输过程涉及一些细胞器膜的更新，需要ATP供能，C正确； 抗体属于分泌蛋白，浆细胞分泌抗体的过程中囊泡运输是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向进行的，D正确。 2．(2024·丽江一模)在出芽酵母中，溶酶体样液泡和线粒体之间存在 功能上的联系。具体机制如图所示(Cys为半胱氨酸)。 下列叙述错误的是(　 ) A．H＋以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡 B．液泡是一种酸性细胞器，能促进蛋白质降解 C．添加ATP水解酶抑制剂可使有氧呼吸受抑制 D．液泡酸化异常可导致线粒体中积累大量铁离子 √ 解析：液泡是一种酸性细胞器，其内部H＋浓度高，细胞质基质中的H＋在ATP水解酶的协助下，逆浓度梯度进入液泡，属于主动运输，A正确； 溶酶体样液泡是一种酸性细胞器，其内含有酸性水解酶，可以促进蛋白质降解，B正确； 由题图分析可知，添加ATP水解酶抑制剂会使H＋不能逆浓度梯度运进液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H＋浓度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys的浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，使有氧呼吸受抑制，C正确； 结合C选项的分析可知，液泡酸化异常会导致铁离子无法进入线粒体，从而导致线粒体外积累大量铁离子，D错误。 素养提升训练 04 　　　　　　　　　　　　　 1．(2024·苏州模拟)下列有关组成细胞的分子和细胞结构的叙述， 错误的是(　 ) A．人体成熟红细胞的血红蛋白可以携带氧气，但是该细胞没有 细胞核及多种细胞器 B．植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，具有支持和保护作用 C．细胞骨架能维持真核细胞的形态，它与细胞的物质运输等活动 有关 D．细胞质基质呈胶质状态，包括多种酶和各种细胞器 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 81 解析：人体成熟红细胞没有细胞核和多种细胞器，但含有丰富的血红蛋白，以便于高效地运输氧气，A正确； 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，对植物细胞具有支持和保护作用，B正确； 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，能维持真核细胞的形态，它与细胞的物质运输等活动有关，C正确； 细胞质基质呈胶质状态，包括多种酶，不包括各种细胞器，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2．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DNA分子，则其能合成RNA分子 B．若某细胞器含色素，则其能吸收、传递和转化光能 C．若某细胞器含P元素，则其能参与囊泡的形成 D．若某细胞器含ATP合成酶，则其能分解葡萄糖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：若某细胞器含DNA分子，该细胞器为线粒体或叶绿体，则其能转录合成RNA分子，A正确； 若某细胞器含色素，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错误； 含P元素的细胞器不一定参与囊泡的形成，如核糖体，C错误； 若某细胞器含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，而在叶绿体中也不能分解葡萄糖，但可以生成葡萄糖，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3．(2024·随州模拟)蛋白质分选过程中存在膜泡运输，即蛋白质通过 不同类型的运输小泡从粗面内质网转运至高尔基体，进而分选转运 至细胞的不同部位，其中涉及各种不同的运输小泡的定向转运，以 及膜泡出芽与融合的过程。下列叙述错误的是(　 ) A．膜泡运输的过程会消耗细胞中的能量 B．膜泡运输过程需要生物膜系统的协调配合 C．细胞膜上可能存在与膜泡特异性结合的受体 D．核糖体在膜泡运输中起着重要的交通枢纽作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：膜泡运输的过程会消耗能量，可由细胞中的ATP直接供应，A正确； 生物膜系统在结构和功能上紧密联系，协调配合共同完成分泌蛋白的合成、加工和运输，B正确； 蛋白质分选过程中涉及各种不同的运输小泡的定向转运，据此可推知细胞膜上可能存在与膜泡特异性结合的受体，C正确； 高尔基体在膜泡运输中起着重要的交通枢纽作用，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4．(2024·济南一模)科研人员在果蝇的肠吸收细胞中发现了一种储存 Pi的全新细胞器——PXo小体，是一种具多层膜的椭圆形结构。Pxo 蛋白分布在PXo小体膜上，可将Pi转运进入PXo小体后，再将Pi转化 为膜的主要成分磷脂进行储存。当食物中的磷酸盐不足时，PXo小体 中的膜成分显著减少，最终PXo小体被降解并释放出磷酸盐供细胞使用。 下列说法错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A．PXo蛋白的合成起始于附着在内质网上的核糖体 B．可用差速离心法将PXo小体与其他细胞器分离 C．当食物中磷酸盐过多时，果蝇肠吸收细胞中PXo小体的膜层数 可能会增加 D．当食物中磷酸盐不足时，果蝇肠吸收细胞中PXo小体的降解可能 需要溶酶体的参与 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：据题意可知，PXo蛋白分布在PXo小体膜上，属于膜蛋白，膜蛋白的合成起始于游离的核糖体，A错误； 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法，因此可用差速离心法将Pxo小体与其他细胞器分离，B正确； 据题意可知，PXo小体是一种具多层膜的椭圆形结构，当食物中磷酸盐过多时，PXo蛋白可将Pi转运进入PXo小体后，再将Pi转化为膜的主要成分磷脂进行储存，而磷脂双分子层是膜结构的基本支架，因此当食物中磷酸盐过多时，PXo小体的膜层数可能会增加，C正确； 溶酶体内含多种水解酶，当食物中磷酸盐不足时，果蝇肠吸收细胞中PXo小体的降解可能需要溶酶体的参与，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5．细胞在受到物理或化学因素刺激后，胞吞形成多囊体。多囊体可 与溶酶体融合，也可与细胞膜融合后释放到胞外形成外泌体，内部 包含脂质、蛋白质、RNA等多种物质(如图所示)。 下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A．外泌体是由内、外两层膜包被的囊泡 B．溶酶体内的水解酶能催化多种物质，说明酶不具有专一性 C．溶酶体能合成多种水解酶，是细胞的“消化车间” D．将细胞破碎后，可以利用差速离心法分离细胞内多囊体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：据题意可知，多囊体与细胞膜融合后释放到胞外形成外泌体，结合题图可知，外泌体是由单层膜包被的囊泡，A错误； 酶的专一性是指一种酶一般只催化一种或一类化学反应，溶酶体内的水解酶是多种酶，能催化多种物质，不能说明酶不具有专一性，B错误； 溶酶体内含多种水解酶，但水解酶的化学本质是蛋白质，是在核糖体上合成的，C错误； 利用差速离心法可以将不同细胞器分离出来，因此将细胞破碎后，可以利用差速离心法分离细胞内多囊体，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6．科学家用3H标记的亮氨酸进行了“分泌蛋白的合成和运输”实验， 计算放射性的分泌蛋白颗粒数百分比，结果如下表。 下列相关叙述正确的是(　 ) 时间 第3分钟时 第10分钟时 第20分钟时 第30分钟时 第40分钟时 内质网 100% 50% 0 0 0 高尔基体 0 25% 75% 75% 25% 分泌小泡 0 0 0 25% 75% 注：放射性颗粒数百分比＝某细胞结构中的放射性颗粒数/整个细胞中的放射性颗粒数×100% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A ．呼吸氧化酶、消化酶、抗体都是分泌蛋白 B．改用肺炎链球菌为实验材料也可得到相似结果 C．分泌小泡指的是内质网形成的包裹蛋白质的囊泡 D．第10分钟时放射性颗粒可存在于内质网向高尔基体运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：呼吸氧化酶是胞内蛋白，A错误； 肺炎链球菌为原核生物，没有内质网和高尔基体等细胞器，因此改用肺炎链球菌为实验材料不能得到相似的结果，B错误； 根据表格数据可知，第30分钟至第40分钟高尔基体的放射性减弱，而分泌小泡中放射性增强，因此可知分泌小泡指的是高尔基体形成的包裹蛋白质的囊泡，C错误； 与第3分钟时相比，第10分钟时内质网中的放射性减弱，而高尔基体出现放射性，说明内质网中形成的蛋白质转移到了高尔基体，因此可判断第10分钟时放射性颗粒可存在于内质网向高尔基体运输的囊泡中，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7．(2024·济宁模拟)内质网与线粒体之间的CA2＋信号对维持细胞代谢至关重要。内质网膜上的钙泵可将细胞质中的CA2＋运入内质网腔储存，该过程消耗ATP。内质网膜上的CA2＋通道会释放CA2＋形成高钙微域，CA2＋继而流入线粒体基质中，从而促进丙酮酸转化成柠檬酸等代谢过程。下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A．Ca2＋进出细胞器的运输既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度 B．内质网和线粒体之间高钙微域的形成依赖于内质网释放的囊泡 C．高钙微域内的Ca2＋进入线粒体基质需穿过4层磷脂双分子层 D．Ca2＋在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的第三阶段反应 √ 解析：内质网膜上的钙泵将细胞质中的CA2＋运入内质网腔储存的过程消耗ATP，该过程是逆浓度梯度运输；内质网膜上的CA2＋通道会释放CA2＋形成高钙微域，CA2＋继而流入线粒体基质中，该过程是借助离子通道的顺浓度梯度运输，A正确。 内质网和线粒体之间高钙微域的形成依赖于通道蛋白而非囊泡，B错误。 高钙微域内的CA2＋进入线粒体基质需要穿过线粒体的外膜和内膜，生物膜的基本支架是磷脂双分子层，故需要穿过2层磷脂双分子层，C错误。 结合题意，CA2＋在线粒体基质中参与丙酮酸转化成柠檬酸等代谢过程，该过程是有氧呼吸的第二阶段，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8．细胞中的溶酶体形成过程如下图所示，据图分析下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A．溶酶体酶糖链的形成在高尔基体中，M6P标志的形成在内质网中 B．溶酶体酶、溶酶体起源于高尔基体 C．错误运往细胞外的溶酶体酶能通过M6P受体介导的胞吞作用回收 到前溶酶体中 D．M6P受体通过囊泡可在高尔基体、溶酶体、细胞膜任意二者之间 往复循环使用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：由图可知溶酶体酶的糖链应在内质网上合成，M6P标志的形成在高尔基体中，A错误； 溶酶体酶是蛋白质，在核糖体上合成，高尔基体和细胞膜上含有M6P受体，可包裹溶酶体酶形成溶酶体，B错误； 由图可知错误运往细胞外的溶酶体酶能通过细胞膜上的M6P受体介导的胞吞作用回收到前溶酶体中，C正确； 由图可知M6P受体通过囊泡在高尔基体与前溶酶体、细胞膜与前溶酶体之间往复循环使用，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9．(2024·蚌埠模拟)液泡主要存在于植物细胞，具有维持细胞形态、 存储养料、调节细胞渗透吸水的作用。下图表示碱蓬等耐盐碱植物 根毛细胞中液泡参与抵抗盐胁迫的有关结构示意图(注：NHX和H＋­ ATP泵是液泡膜上的转运蛋白)。回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)液泡中充盈的液称为________，内含糖类、无机盐、色素和蛋白 质等；液泡膜对无机盐的吸收具有选择透过性，这与膜上的_________ _____有关。 (2)据图分析，液泡中H＋浓度__________(填“高于”或“低于”)细胞 质基质中H＋浓度，这种浓度差主要由液泡膜上H＋­ATP泵来维持，体 现了H＋­ATP泵同时具有_______________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________________________的作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3)研究表明，在盐胁迫下大量NA＋进入植物根部细胞，使细胞内酶 失活，影响蛋白质的正常合成。图示中H＋的分布差异使NA＋在NHX 的作用下进入液泡，其意义是①_______________________________ _______________________________；②________________________ ________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：(1)液泡中充盈液体称为细胞液，内含糖类、无机盐、色素和 蛋白质等。液泡膜吸收无机盐具有选择透过性，与液泡膜上的转运蛋 白(蛋白质)有关。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3)图示中 H＋的分布差异使 NA＋在 NHX 的作用下进入 液泡，以降低细胞质基质中 NA＋浓度，避免 NA＋浓度过高使细胞内酶 失活而影响蛋白质的正常合成；同时提高细胞液中 NA＋浓度，以提高 细胞液的渗透压，增加细胞对水的吸收，适应高盐碱环境。 (2)据图分析，细胞质基质的 H＋进入液泡借助 H＋­ATP泵，需要消耗 ATP，为逆浓度梯度运输，即液泡中H＋浓度高于细胞质基质中 H＋浓 度，可见 H＋­ATP 泵既有催化 ATP 水解的功能，也有转运 H＋的功能。 答案： (1)细胞液　转运蛋白　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)高于　催化 ATP 水解和转运 H＋(催化和运输) (3)①降低细胞质基质中 NA＋浓度，避免 NA＋浓度过高使细胞内酶失活 而影响蛋白质的正常合成②提高细胞液的渗透压，增加细胞对水的吸收， 适应高盐碱环境 10．非酒精性脂肪肝病(NAFLD)，其特点是过多的脂质以脂滴的形式 存在于肝细胞中。研究发现肝细胞内存在脂质自噬的过程可以有效降 解脂滴从而减少脂质的堆积。下图表示脂质自噬的方式及过程。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)图中方式①和②中自噬溶酶体形成的结构基础是生物膜具有_____ _______________。方式③中脂滴膜蛋白PLIN2经分子伴侣Hsc70识别 后才可与溶酶体膜上的LAMP2A受体结合，使脂滴进入溶酶体发生降 解，推测该自噬方式具有一定的________性。方式③有助于自噬溶酶 体的形成，据此推测PLIN2蛋白具有______(填“促进”或“抑制”) 脂质自噬的作用。 (2)研究表明，溶酶体是一个相对独立的空间，其内的pH为5左右，而 细胞质基质的pH约为7.2，若有少量溶酶体酶进入细胞质基质_______ _____(填“会”或“不会”)引起细胞损伤。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3)研究表明陈皮具有调节肝脏脂代谢的作用。科研人员通过高脂饮食 建立非酒精性脂肪肝大鼠模型，分别灌胃不同剂量的川陈皮素(陈皮的 有效成分之一)，一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自 噬相关蛋白LC­3Ⅰ、LC­3Ⅱ的含量。实验结果如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 组别 谷丙转氨酶(IU/L) LC­3Ⅱ/LC­3Ⅰ的比值 正常饮食组 44.13 3.15 高脂饮食组 112.26 0.42 高脂饮食＋低剂量川陈皮素组 97.37 0.66 高脂饮食＋中剂量川陈皮素组 72.34 1.93 高脂饮食＋高剂量川陈皮素组 55.20 2.96 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，由实验结果可知川陈皮素 对非酒精性脂肪肝病的作用效果表现为______(填“促进”或“抑制”)。 在脂质自噬过程中，细胞质中的LC­3Ⅰ蛋白会转变为膜上的LC­3Ⅱ蛋 白参与自噬，据此推测川陈皮素的作用机理可能是__________________ ________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：(1)方式①和②过程中，出现了膜融合、吞噬等现象，说明 自噬溶酶体形成的结构基础是细胞膜具有一定的流动性。方式③ 中PLIN2蛋白与分子伴侣结合后，再与溶酶体膜上的LAMP2A受 体结合，使脂滴进入溶酶体形成自噬溶酶体，该种自噬方式具有 一定的专一性(特异性)，有助于自噬溶酶体的形成，说明PLIN2蛋 白具有促进脂质自噬的作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)溶酶体内的pH为5左右，而细胞质基质的pH约为7.2，少量的水 解进入细胞质基质由于pH变化，可能会失去活性，所以不会引起 细胞损伤。 (3)肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，与高脂饮食组进行对比， 随着川陈皮素用量的提高，小鼠体内谷丙转氨酶的含量逐步降低，说明 川陈皮素能抑制非酒精性脂肪肝病的形成。由表格内容可知，随着川陈 皮素用量的提高，LC­3Ⅱ/LC­3Ⅰ的比值提高，说明川陈皮素可促进细 胞质中的LC­3Ⅰ蛋白转变为膜上的LC­3Ⅱ蛋白，LC­3Ⅱ蛋白能参与脂质 自噬，可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。 答案：(1)一定的流动性　专一(特异)　促进　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)不会　 (3)抑制　可促进细胞质中的LC­3Ⅰ蛋白转变为膜上的LC­3Ⅱ蛋白 $$