内容正文:
细胞的基本结构与物质运输
第二单元
第2课时 细胞器之间的分工合作
[学习要求] 1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构,承担着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。2.实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
学习要求
演练感悟
考点三
考点三
考点二
真题
课时
巩固提高
考点一
内容索引
NEIRONGSUOYIN
主要细胞器的结构和功能
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
主要细胞器的结构和功能
考点一
归纳 必备知识
1.植物细胞壁
2.细胞质组成
纤维素
支持和保护
细胞质基质
差速离心法
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P47“科学方法”)根据细胞器的大小和结构,将细胞匀浆放入离心管中,逐渐提高离心速率,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。
3.细胞器之间的分工
图示 结构特点 功能
线粒体 ①嵴:由内膜向内折叠形成,增大膜面积;
②基质:含少量的DNA和RNA 细胞进行__________的主要场所,是细胞的“动力车间”
叶绿体 ①基粒:由类囊体堆叠而成,增大膜面积;
②基质:含少量的DNA和RNA 绿色植物细胞进行_________的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
有氧呼吸
光合作用
归纳 必备知识
图示 结构特点 功能
内质网 ①细胞内膜面积最大的细胞器;
②类型:粗面内质网(附着核糖
体)、光面内质网(不含核糖体) 蛋白质等大分子物质的_____________________
_____
合成、加工场所和运输
通道
归纳 必备知识
图示 结构特点 功能
高尔基体 由一些扁平膜囊堆叠而成 ①主要是对来自内质网的_______进行
_________________的“车间”及“发送站”
②植物中与细胞壁的形成有关;动物中与分泌物的形成有关
溶酶体 含有多种水解酶 细胞的“消化车间”,内部含有__________,能分解衰老、损伤的 ,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
蛋白质
加工、分类和包装
多种水解酶
细胞器
归纳 必备知识
图示 结构特点 功能
液泡 ①成熟的植物细胞中体积最大的细胞器;
②细胞液:含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺,主要存在于
______细胞中
植物
归纳 必备知识
图示 结构特点 功能
中心体 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 分布在动物与低等植物细胞中,与细胞的 有关
核糖体 主要由RNA和蛋白质构成 “生产 的机器”
有丝分裂
蛋白质
归纳 必备知识
4.细胞骨架
蛋白质纤维
细胞的形态
许多细
能
量转化
胞器
归纳 必备知识
1.叶绿体是植物细胞都具有的结构。( )
2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所。( )
3.溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器。( )
4.核糖体只能分布在内质网上。( )
5.内质网是细胞内蛋白质的合成车间。( )
6.细胞器的数量可因细胞种类的不同和生物的不同而出现差异。( )
7.细胞骨架与细胞壁都有支撑作用,组成成分都是纤维素。( )
×
×
×
×
×
√
×
错漏诊断
深研 核心问题
1.叶绿体和线粒体是真核细胞中两种重要的细胞器,其结
构和功能等都有相同或相似之处。请分析下列问题。
(1)叶绿体的结构与其功能相适应的特点包括_________
__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜多,从结构与功能观角度分析,原因是__________________________
______________________________________________
________________________。
基粒由类囊体堆叠而成,有巨大的膜面积;类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素;类囊体薄膜和叶绿体基质中有催化光合作用进行的酶
功能越复杂的膜中,蛋白质的种类和数量越多。线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三阶段,功能较外膜复杂
2.液泡和叶绿体都含有色素,二者功能不相同,其不同点是_____________
________________________________________________________________________________。
液泡中的色素主要是花青素,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
多角度比较各种细胞器
归纳提升
提醒:①叶绿体主要存在于绿色植物细胞中,此外,眼虫、衣藻等也有叶绿体。
②液泡主要存在于植物细胞中,此外酵母菌也存在液泡。
命题 考向突破
考向1 细胞器的结构与功能
1.(2022·广东卷)将正常线粒体各部分分离,结果见图。含有线粒体DNA的是( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:线粒体DNA分布于线粒体基质,故将正常线粒体各部分分离后,线粒体DNA应位于线粒体基质③中,C正确。
C
2.(2025·八省联考河南卷)植物可通过细胞自噬实现自清洁和胁迫应
答。在自噬过程中,受损蛋白质或细胞器被膜包裹后形成自噬小体,自噬小体与液泡融合进而完成内容物的降解和利用。下列推测错误的是
( )
A.内质网可以为植物自噬小体的膜结构提供原材料
B.植物自噬小体的锚定和运输与细胞骨架密切相关
C.液泡中含有多种水解酶,有类似于溶酶体的功能
D.钠盐胁迫下,植物减弱细胞自噬活动以维持生存
D
解析:内质网可参与自噬小体的形成,A正确;细胞骨架可维持细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞的分裂、分化、物质运输等密切相关,
B正确;由题意可知,液泡与溶酶体的功能相似,C正确;由题意可知,钠盐胁迫下,植物应增强细胞自噬活动以维持生存,D错误。
考向2 细胞亚显微结构模式图分析
3.(2025·广东深圳模拟)图b是图a部分的结构放大图示,①~⑧是细胞内的相关结构,下列叙述正确的是( )
A.图a可能是洋葱的根尖细胞
B.细胞遗传和代谢的控制中心是③
C.⑦中含糖类、色素、无机盐等,可调节植物细胞内环境
D.具有膜结构的细胞器有①②⑤⑥⑧
C
解析:图a细胞含有叶绿体,不可能是洋葱的根尖
细胞,A错误;细胞遗传和代谢的控制中心是⑤细
胞核,B错误;⑦为液泡,液泡中含糖类、色素、无
机盐等,可调节植物细胞内环境,C正确;具有膜结构的细胞器有①叶绿体、②高尔基体、④线粒体、⑦液泡、⑧内质网,而⑥核糖体为无膜结构的细胞器,⑤为细胞核,不是细胞器,D错误。
4.如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别于其他生物的标志结构。请据图判
断,下列说法错误的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨
B.可以判断Ⅲ为低等植物,因为它同时具有①和⑥
C.Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ类中都有生物可进行光合作用合成有机物
D.Ⅴ既可营寄生生活,也可以独立生存
D
解析:原核生物和真核生物共同具有的无膜细胞器是⑨核糖体,A正确;题图中①⑥分别是中心体、叶绿体,只有低等植物细胞中同时具有这两种细胞器,B正确;由于Ⅱ和Ⅲ中都具有叶绿体,所以能够进行光合作用,而Ⅳ类中的蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素以及与光合作用有关的酶,也可以进行光合作用,C正确;病毒类生物只能营寄生生活,不能独立生存,D错误。
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
考点二
归纳 必备知识
1.实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的 或球形,不需要染色,制片后直接观察。
(2)活细胞中的细胞质处于不断 的状态。观察时可以用细胞质
基质中的 的运动作为标志。
椭球
流动
叶绿体
2.选材及原因
实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动
选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻
原因 叶片很 __,仅有一两层叶肉细胞,叶绿体较____,无须加工即可制片观察 ①细胞_________,易撕取;
②含叶绿体数目___,
且个体___ 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
薄
大
排列疏松
少
大
归纳 必备知识
3.实验步骤
(1)观察叶绿体
稍带些叶肉的下表皮
清水
盖玻片
叶绿体
归纳 必备知识
(2)观察细胞质流动
光照、室温
盖玻片
叶绿体随细胞质
归纳 必备知识
深研 核心问题
结合教材P50“探究·实践”,思考并回答问题。
(1)选菠菜叶作为观察叶绿体的材料,为什么要撕取稍带些叶肉的下表皮?
提示:
叶绿体主要分布在叶肉细胞中,叶表皮处无叶绿体,接近下表皮处为海绵组织,细胞排列疏松,细胞分散,易撕取,便于观察。
深研 核心问题
结合教材P50“探究·实践”,思考并回答问题。
(2)观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么?
提示:
保持有水状态可以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中,否则细胞失水皱缩,将影响对叶绿体形态的观察。
深研 核心问题
结合教材P50“探究·实践”,思考并回答问题。
(3)选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为实验材料观察细胞质流动的原因:
______________________________________________________________
_________________________。
幼嫩叶片中存在叶绿体,便于观察细胞质流动,幼根中细胞质流动没有明显的参照物,不便于观察
深研 核心问题
结合教材P50“探究·实践”,思考并回答问题。
(4)如果将黑藻小叶的装片放在80 ℃条件下处理一段时间(装片中的小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后,发现A处(如图1)呈绿色,可能的原因是_____________________________
_________________________________________________。
高温下细胞膜、叶绿体膜等膜结构被破坏,失去选择透过性,叶绿素等色素进入A处
深研 核心问题
结合教材P50“探究·实践”,思考并回答问题。
(5)如图2是光学显微镜下观察的黑藻叶片细胞,清晰可见叶绿体主要分布在细胞的 (填“中央”或“周边”),其原因是______________________
_______________________。
周边
细胞中央有大液泡,将
叶绿体推挤到细胞周边
命题 考向突破
1.(2025·广东广州模拟)某同学用黑藻、菠菜、番薯等植物叶片为实验材料,借助高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动情况,从而得出绿色植物的活细胞中都有叶绿体且细胞质都能流动这一结论。以下是关于该实验的说法,不正确的是( )
A.若用黑藻作为实验材料,应撕取稍带叶肉的下表皮观察效果更好
B.可用叶绿体的运动作为细胞质流动的标志
C.在高倍镜下不能观察到叶绿体由两层膜包被
D.该同学结论的得出采用了不完全归纳法
A
解析:黑藻叶片由单层细胞构成,可直接放在显微镜下观察,A错误;叶绿体存在于细胞质中,呈绿色,可用叶绿体的运动作为细胞质流动的标志,B正确;在高倍镜下可以观察到叶绿体的形态和颜色,但不能看到其由两层膜包被,在电子显微镜下可看到叶绿体的双层膜,C正确;用黑藻、菠菜、番薯等植物叶片为实验材料观察叶绿体和细胞质的流动情况,没有观察所有的植物细胞,该同学结论的得出采用了不完全归纳法,D正确。
2.(2025·广东东莞模拟)为研究胞质流动与细胞
骨架的关系,科研人员用不同浓度的APM(植物微
管解聚剂)处理白色紫露草的雄蕊毛细胞后,测定
胞质环流的速度,结果如图。下列说法正确的是( )
A.可用雄蕊毛细胞细胞质基质中叶绿体的运动作为高倍镜下观察的标志
B.APM是一种纤维素酶,能够改变雄蕊毛细胞的形态
C.一定范围内,APM的浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显
D.可用高倍镜直接观察雄蕊毛细胞中的胞质环流现象
C
解析:白色紫露草雄蕊毛细胞无叶绿体,无法以其
细胞质中叶绿体的运动作为标志观察胞质流动,
A错误;APM是植物微管解聚剂,微管是构成细胞
骨架的重要成分,细胞骨架是由蛋白质纤维构成的,因此APM是一种蛋白酶,B错误;由图中数据可知,一定范围内,APM的浓度越大对胞质流动的抑制作用越明显,C正确;使用显微镜时,先用低倍镜找到雄蕊毛细胞再换高倍镜观察,D错误。
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
考点三
归纳 必备知识
1.分泌蛋白的概念及其研究过程
激素
同位素标记法
核糖体
核糖
体、内质网、高尔基体和细胞膜
线粒
体
2.分泌蛋白的合成过程
游离的核糖体
内质网
流动性
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(必修1 P51“科学方法”)研究分泌蛋白的合成、运输的方法是同位素标记法。常用的具有放射性的同位素:14C、32P、3H、35S等;不具有放射性的稳定同位素:15N、18O等。
3.细胞的生物膜系统
细胞器膜
细胞膜
物质运输
附着位点
归纳 必备知识
归纳 必备知识
教材拾遗
(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,其中起关键作用的血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物透析掉。
1.常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体和呼吸酶等。( )
2.分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜。
( )
3.在分泌蛋白的运输过程中,内质网的膜结构成分可以直接转移到细胞膜中。( )
×
×
×
错漏诊断
4.在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中内质网在其中起着重要的交通枢纽作用。( )
5.生物膜系统指生物体内的所有膜结构,口腔黏膜、胃黏膜等也属于生物膜系统。( )
6.细胞膜、内质网、中心体都属于生物膜系统。( )
7.原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成,病毒无生物膜系统。
( )
×
×
×
×
错漏诊断
深研 核心问题
1.分泌蛋白是指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,其合成和分泌过程需要多种细胞结构的协调配合。图1为胰腺腺泡细胞的部分结构示意图,图2为囊泡分泌过程示意图。
(1)将细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养,以研究分泌蛋白合成与运输的途径,此方法称为_____________。
(2)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?
同位素标记法
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。
深研 核心问题
1.分泌蛋白是指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,其合成和分泌过程需要多种细胞结构的协调配合。图1为胰腺腺泡细胞的部分结构示意图,图2为囊泡分泌过程示意图。
(3)囊泡是一种动态的细胞结构,在分泌蛋白运输中有重要作用。囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的 ,囊泡膜具有一定的 ,这是生物膜相互转化的基础。
(4)图2中的囊泡能够精准地将分泌蛋白运送到细胞膜并分泌至细胞外,依赖于囊泡膜上的蛋白A特异性识别并结合图2中细胞膜上的蛋白B,此过程主要体现了细胞膜具有___________
的功能。
生物膜系统
流动性
信息交流和
控制物质进出细胞
深研 核心问题
2.正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列,科研小组除去内质网蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如图所示:
(1)真核细胞中,与分泌蛋白合成和加工相关的具膜细胞器有________
_________________。
(2)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因可能是____________________________
______________。
内质网、
高尔基体和线粒体
分泌蛋白的信号序列在内质网
中被剪切掉了
1.细胞中蛋白质的合成及去向
归纳提升
2.用建构模型法分析放射性及膜面积变化
(1)图A表示分泌蛋白的合成、加工、运输过程,其中①是核膜,②是核糖体,③是内质网,④是高尔基体,⑤是细胞膜。
(2)图B、C表示用同位素标记法,研究3H标记的亮氨酸的放射性依次出现的结构,则图C中①②③分别表示核糖体、内质网和高尔基体三种细胞器。
(3)图D、E表示在分泌蛋白加工、运输过程中,相关结构膜面积的变
化。图E中①②③分别表示内质网、细胞膜和高尔基体三种细胞结构的膜面积变化。
命题 考向突破
考向1 细胞器之间的协调配合
1.(2022·广东卷)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( )
A.线粒体、囊泡
B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质
D.内质网、囊泡
D
解析:线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量,分泌蛋白不会进入线粒体,A、C错误;根据题意,分泌蛋白在高尔基体中积累,不会分泌到细胞外,B错误;内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转运到高尔基体,内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白,D正确。
2.(2025·广东汕尾模拟)如图甲表示细胞内某种物质的合成和转运过程,图乙表示胰岛素合成和分泌过程中的细胞膜、内质网膜和高尔基体膜的面积变化。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲C物质是蛋白质,结构A是核糖体,
C物质形成的方式是脱水缩合
B.属于图甲C类物质的是胞内蛋白,如DNA聚合酶
C.若G是合成D物质的原料,则G物质从进入细胞到排出细胞所经过的具有膜的结构依次是细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜
D.图乙中①②③分别表示高尔基体膜、内质网膜、细胞膜
D
解析:图甲中的C物质是蛋白质,结构A
是核糖体,C蛋白质形成的方式是脱水
缩合,A正确;图甲中的C物质表示胞内
蛋白,如DNA聚合酶(催化DNA复制)、RNA聚合酶(催化DNA转录),B正确;若G是合成D物质的原料,则G物质为氨基酸,所经过的结构依次是细胞膜→核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,其中核糖体没有膜结构,所以G 物质从进入细胞到排出细胞所经过的具有膜的结构依次是细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜,C正确;由以上分析可知,图乙中①②③分别表示的结构是内质网膜、高尔基体膜、细胞膜,D错误。
考向2 生物膜系统及其功能
3.(2025·广东中山模拟)下列有关生物膜系统的叙述,正确的是( )
A.蓝细菌的生物膜系统仅由细胞膜构成
B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜的生物就无法进行各种代谢活动
C.细胞功能的复杂程度取决于细胞膜上蛋白质种类和数量
D.14C标记的亮氨酸可用来跟踪分泌蛋白的合成和运输
D
解析:蓝细菌属于原核生物,没有生物膜系统,A错误;有些酶游离于细胞质基质中或分泌到细胞外,也能催化相应反应,B错误;细胞功能的复杂程度取决于细胞器的种类和数量,C错误;蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸有中心碳原子等,14C是放射性同位素,所以14C标记的亮氨酸可用来跟踪分泌蛋白的合成和运输,D正确。
4.(2025·广东梅州模拟)联系内质网与高尔基体之间物质运输的小泡表面具有由蛋白质构成的笼状衣被,衣被小泡主要有COPⅡ衣被小泡和COPⅠ衣被小泡两种类型。COPⅡ衣被小泡介导物质从内质网到高尔基体的顺向运输;COPⅠ衣被小泡介导从高尔基体将可循环的或错误修饰的物质运回内质网的逆向运输。下列相关叙述错误的是( )
A.内质网、高尔基体及衣被小泡的膜均属于生物膜
B.衣被小泡在内质网和高尔基体间运输表明两者在结构上存在直接联系
C.大肠杆菌中不发生衣被小泡的顺向运输和逆向运输
D.推测顺向运输和逆向运输都与衣被小泡膜蛋白的识别功能有关
B
解析:内质网、高尔基体及衣被小泡都是单层膜结构,均属于生物膜,A正确;衣被小泡在内质网和高尔基体间运输表明两者在结构上存在间接联系,B错误;由于大肠杆菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,故其体内不发生衣被小泡在内质网和高尔基体之间的顺向运输和逆向运输,C正
确;无论顺向运输还是逆向运输,特定的运输方向与衣被小泡膜蛋白的识别功能有关,D正确。
真题 演练感悟
2
3
1
4
1.(2024·海南卷)液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是( )
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
5
B
解析:液泡和溶酶体都由单层膜包裹,因此液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器,A正确;内质网上附着的核糖体的组成蛋白在游离的核糖体中合成,B错误;内质网的膜可以以囊泡的形式转移到高尔基体,这是细胞内物质运输和膜转化的常见方式,C正确;液泡有类似溶酶体的功能,故二者中均有水解酶,核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体,D正确。
2
3
1
4
5
2.(2023·湖南卷)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
C
2
3
1
4
5
解析:细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,故细胞骨架被破坏会影响这些生命活动的正常进行,A正确;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;有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,C错误;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。
2
3
1
4
5
3.(2024·湖南卷)以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素,实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同,且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A.该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B.细胞内结合水与自由水的比值越高,细胞质流动速率越快
C.材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键
D.细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标
B
2
3
1
4
5
解析:该实验的目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率的影响因素,因此该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域,A正确;通常来说,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛,因此,细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞质流动速率越快,B错误;选择新鲜的叶片,在适宜的温度和光照强度下,黑藻细胞质的流动速率较快,实验容易取得成功,C正确;细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标,D正确。
2
3
1
4
5
4.(2024·江苏卷)图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是( )
A.①~④构成细胞完整的生物膜系统
B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C.③的膜具有一定的流动性
D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
A
2
3
1
4
5
解析:完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,而图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡,故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统,A错误;溶酶体能够清除衰老、损伤的细胞器,所以能够清除衰老或损伤的①②③,B正确;③高尔基体能够产生囊泡,膜具有一定的流动性,C正确;细胞骨架与物质运输有关,所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关,D正确。
2
3
1
4
5
5.(2024·安徽卷)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是其构成蛋白的不断组装所致
A
2
3
1
4
5
解析:科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;变形虫摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质参与,C错误;变形虫移动过程中,纤维的消长是其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
2
3
1
4
5
课时 巩固提高
72
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.下列关于真核细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.内质网上核糖体合成的性激素与第二性征的维持有关
B.纤维素组成的细胞骨架与细胞形态的维持有关
C.线粒体与有氧呼吸过程中CO2和H2O的产生有关
D.吞噬细胞中的溶酶体可合成、储存各种水解酶,用于分解侵入细胞的多种病菌
C
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:性激素为固醇类物质,在卵巢和睾丸相应细胞的内质网上合成,不在核糖体上合成,A错误;真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,B错误;有氧呼吸第二阶段丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和[H],此过程发生在线粒体基质中,有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]经过一系列反应与O2结合形成H2O,此过程发生在线粒体内膜上,C正确;吞噬细胞溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的,D错误。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
2.(2025·广东汕头模拟)结构与功能相适应是生物学重要生命观念之一,下列关于细胞结构与对应功能的叙述,错误的是( )
A.核仁:与核糖体和rRNA的合成有关
B.叶绿体:内膜折叠增加光吸收面积
C.突触小泡:防止神经递质被酶水解
D.细胞骨架:维持细胞的形态
B
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:核仁与核糖体和rRNA的合成有关,A正确;叶绿体中的类囊体薄膜增加光吸收面积,B错误;神经递质位于突触小泡内防止被酶水解,C正确;真核细胞中细胞骨架的功能:维持细胞形态;保持细胞内部结构有序性,比如分裂、分化等,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
3.(2025·广东茂名模拟)溶酶体是一种细胞器,内含多种酸性水解酶。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体内存在的水解酶是在核糖体中合成的
B.溶酶体膜上的蛋白质有助于维持其酸性环境
C.溶酶体分解衰老细胞器体现了细胞的全能性
D.溶酶体执行功能时可能伴随着膜成分的更新
C
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:溶酶体内的水解酶的化学本质是蛋白质,是在核糖体中合成的,A正确;溶酶体膜上的载体蛋白是蛋白质,能协助H+运入溶酶体,有助于维持其酸性环境,B正确;溶酶体分解衰老细胞器体现了细胞器之间的协调配合,
C错误;溶酶体执行功能时,会与吞噬泡融合,该过程伴随着膜成分的更新,
D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
4.内质网是细胞内一个连续的整体结构,存在粗面内质网和光面内质网两种类型。粗面内质网上附着有大量核糖体,合成膜蛋白和分泌蛋白;光面内质网上无核糖体,其功能多种多样,既参与糖原、糖脂以及糖蛋白中的糖类分子的合成,又是脂质的合成和转运场所。下列推测不合理的是( )
A.花生子叶细胞中的粗面内质网比光面内质网发达
B.内质网可与核膜和细胞膜直接相连
C.粗面内质网的膜更容易转化为高尔基体的膜
D.细胞膜上糖蛋白的合成需要两种内质网共同参与
A
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:花生子叶细胞合成的脂质较多,便于储存养料,光面内质网与脂质的合成有关,因此花生子叶细胞中的内质网主要是光面内质网,即花生子叶细胞中的光面内质网比粗面内质网发达,A错误;内质网一侧连核膜的外膜,另一侧连细胞膜,B正确;粗面内质网与分泌蛋白的合成有关,可“出芽”形成囊泡运送至高尔基体,因此粗面内质网的膜更容易转化为高尔基体的膜,C正确;糖蛋白由蛋白质分子和糖类分子结合而成,粗面内质网与蛋白质分子的合成有关,光面内质网与糖类分子的合成有关,因此糖蛋白的合成与两种类型的内质网均有关,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
5.(2025·湖北宜昌模拟)Rab蛋白是囊泡运输的重要调节因子,Rab突变会使囊泡运输受阻,其结果可能导致细胞出现的异常现象是( )
A.核糖体合成的肽链不能进入内质网中加工
B.细胞核中催化基因表达的相关酶的数量减少
C.细胞膜上蛋白质数量增多,膜功能增强
D.溶酶体中水解酶减少
D
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:根据题意分析,Rab突变会使囊泡运输异常,而核糖体合成的肽链进入内质网不需要囊泡的参与,因此不会出现核糖体合成的肽链不能进入内质网中加工的现象,A错误;细胞核中催化基因表达的酶通过核孔进入,不需要囊泡的协助运输,故Rab突变不会使细胞核中催化基因表达的相关酶的数量减少,B错误;膜蛋白是由囊泡包裹运输到细胞膜上的,因此囊泡运输异常会导致膜蛋白的数量减少,膜功能减弱,C错误;溶酶体来自高尔基体,囊泡运输受阻会影响溶酶体的形成,导致溶酶体水解酶减少,对病菌的消化能力减弱,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
6.(2025·广东梅州模拟)生命观念中结构与功能观是指结构和功能相适应,是长期进化所形成的,是生物适应环境的体现。下列关于结构与功能观的表述,错误的是( )
A.哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器,有利于氧气的运输
B.细胞膜的磷脂双分子层中磷脂分子的排布适应细胞内外都是水溶液的环境
C.某些阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色以适应林下弱光环境
D.卵细胞体积较大,以利于细胞与外界环境进行物质交换
D
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:哺乳动物成熟的红细胞之所以没有细胞核和细胞器,是为了给血红蛋白腾出更多的空间,血红蛋白是运输氧气的关键分子,这种结构上的特点有助于红细胞更有效地运输氧气,A正确;细胞膜的磷脂分子头部亲水尾部疏水,形成双层结构,可以很好地适应细胞内外都是水溶液的环境,确保细胞内外物质的稳定交换,B正确;阴生植物生长在光线较弱的环境中,它们的叶绿体颗粒大、颜色深绿,有助于更好地捕获和利用微弱的光线进行光合作用,C正确;卵细胞的体积较大,主要是为了更好地支持受精和早期胚胎发育,而不是为了利于细胞与外界环境进行物质交换。实际上,细胞的体积越大,其相对表面积越小,物质交换的效率反而越低,D错误。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
7.(2025·广州惠州模拟)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述,正确的是( )
A.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含成分相同
B.根据细胞代谢需要,线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
C.人体未分化的细胞中内质网非常发达,而胰腺外分泌细胞中则较少
D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和囊泡运输紧密相关
B
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质是不同代谢反应的场所,所需的酶不同,故它们所含成分有所不同,A错误;线粒体是细胞的“动力车
间”,根据细胞代谢的需要,线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖,B正确;内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道,在未分化的细胞中数量较少,而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液,细胞中的内质网数量较多,C错误;分泌蛋白是在附着于内质网上的核糖体上合成的,高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和囊泡运输紧密相关,D错
误。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
8.(2025·广东广州模拟)将鼠的肝细胞磨碎,进行差速离心(即将细胞匀浆放在离心管中,先进行低速离心,使较大颗粒形成沉淀P1;再用高速离心上清液中的小颗粒物质,从而将细胞不同的结构逐级分开),结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.遗传物质主要分布在P1中
B.合成蛋白质的场所分布于S1、S2、S3、P4中
C.P4中有不含磷脂分子的细胞器
D.图中含有线粒体的组分只有P2
D
解析:遗传物质主要分布于细胞核中,即P1中,A正确;蛋白质在核糖体上合成,核糖体分布于S1、S2、S3、P4中,B正确;P4中有核糖体,不具有膜结
构,是不含磷脂分子的细胞器,C正确;图中含有线粒体的组分是P2和S1,D错误。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
9.(2025·广东深圳模拟)在真核细胞内,由于存在膜泡运输,生物膜在各个膜性细胞器、膜性结构及细胞膜之间进行常态性转移而出现“膜流”现
象。下列有关叙述错误的是( )
A.抗体合成和运输的过程中,高尔基体是“膜流”的枢纽
B.兴奋在神经元之间传递的过程中,会出现“膜流”现象
C.细胞出现质壁分离和复原可以作为“膜流”现象的例证
D.溶酶体中各种水解酶的合成和运输与“膜流”有关
C
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:抗体合成和运输的过程中,内质网产生的囊泡会与高尔基体融合,高尔基体对蛋白质加工后,又通过囊泡的形式运往细胞膜,与细胞膜发生融合,因此高尔基体是“膜流”的枢纽,A正确;兴奋在神经元之间传递的过程中,囊泡与突触前膜融合释放神经递质,会出现“膜流”现象,B正确;由题意可知,“膜流”是发生在“真核细胞生物膜在各个膜性细胞器、膜性结构及细胞膜之间的常态性转移”,质壁分离和复原现象只是原生质层与细胞壁的分离与复原,没有涉及各种膜结构之间的联系和转移,C错误;溶酶体中水解酶由核糖体合成后,需经过内质网和高尔基体的修饰加工,该过程存在“膜流”现象,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
10.(2025·广东珠海模拟)细胞凋亡诱导因子(AIF)是一种分布于线粒体膜间隙的蛋白质。解脲支原体(UU)感染大鼠后会促使精子中的线粒体释放出AIF,AIF能调控相关基因的表达,从而诱导精子凋亡。下列说法错误的是( )
A. AIF可能在线粒体内的核糖体上合成
B.AIF发挥作用的主要场所为细胞质
C.UU和大鼠细胞都没有细胞壁
D.雄性大鼠感染UU后可引起不育症
B
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:由题意可知,AIF是一种分布于线粒体膜间隙的蛋白质,线粒体是半自主细胞器,可合成部分蛋白质,AIF可能在线粒体内的核糖体上合成,A正确;AIF能调控相关基因的表达,发挥作用的主要场所应为细胞核,B错误;支原体(UU)和动物细胞(大鼠细胞)都没有细胞壁,C正确;AIF可诱导精子凋亡,雄性大鼠感染UU后可引起不育症,D正确。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
二、非选择题
11.(15分)(2025·广东东莞模拟)研究发现,真核细胞质基质中游离的核糖体合成的蛋白质(或短肽),可以被精准地运送到内质网、线粒体、叶绿
体、细胞核等结构。回答下列问题。
(1)分泌蛋白的合成及分泌过程一般需要核糖体、内质网、高尔基体和
等细胞器的参与。囊泡与细胞膜融合,将分泌蛋白分泌到细胞外,该过程依赖于膜的 。
流动性
线粒体
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:分泌蛋白有消化酶、抗体、蛋白质类激素等,分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。囊泡与细胞膜融合,通过胞吐方式出细胞膜,最终分泌至细胞外发挥作用,这一过程依赖于生物膜的流动性。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
(2)科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号肽,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,肽链合成暂停。携带着肽链与核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,核糖体附着于内质网上,继续合成肽链。这就是信号肽假说,如图所示。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
科学家构建了体外反应体系,证明了该假说。实验分组见表,据材料分析回答以下问题。
注:“+”和“-”分别代表反应体系中存在或不存在该结构。
实验组别 核糖体 信号识别
颗粒(SRP) 内质网 实验结果
1 + - - 合成的肽链比正常肽链多一段
2 + + - 合成的肽链比正常肽链少一段
3 + + + 合成的肽链与正常肽链一致
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
①假设在合成新生肽链阶段切除了信号肽,游离的核糖体 (填“能”或“不能”)附着到内质网上。
解析: 据题意可知,信号肽与细胞质基质中的SRP识别后与内质网膜上的SRP受体(DP)结合,核糖体附着于内质网上,继续合成肽链,因此假设在合成新生肽阶段就切除了信号序列,则游离的核糖体不能附着于内质网上。
不能
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
②推测组别1的实验结果:核糖体上合成的肽链比正常肽链长的原因是_____________________________________________________。
解析:据图可知,信号序列需要在内质网中被切除,对比组别1和2的结果,组别1反应体系中不存在SRP,肽链可继续合成,但无法进入内质网切除信号肽,因此核糖体上合成的肽链比正常肽链长。
无SRP,肽链可继续合成,但无法进入内质网切除信号肽
③组别2中的肽链 (填“含有”或“不含有”)信号序列。其合成的肽链比正常肽链短的原因是
。
解析:结合图中信息可知,只有结合了信号序列的SRP与内质网上的DP即SRP受体识别并结合后,肽链的延伸才会继续,对比组别2和3的结果,组别2反应体系中不存在内质网,SRP不能与DP结合,导致肽链无法继续合
成,则合成的肽链比正常肽链少一段。
续合成
含有
无内质网,SRP不能与DP结合,导致肽链无法继
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
④对比组别2和3的结果,结合图中信息可知,只有结合了信号序列的SRP与内质网上的 识别并结合后,肽链的延伸才会继续。
解析:结合图中信息可知,只有结合了信号序列的SRP与内质网上的DP即SRP受体识别并结合后,肽链的延伸才会继续。
DP
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
(3)不同类型的蛋白质在细胞中有相对稳定的空间分布,如内质网蛋白质A一般只在内质网膜上,细胞质基质蛋白质B一般只在细胞质基质中。研究者推测,内质网蛋白质A因起始端含有一段定位信号肽,而分布在内质网上;细胞质基质蛋白质B因无该定位信号肽,而分布在细胞质基质中。研究者用适宜的方法对多肽链进行剪接,证实了该猜测。请简要写出研究者的实验设计思路(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
答案:甲组:将A蛋白的定位信号序列切除,并将其导入细胞内,一段时间后检测A蛋白的出现位置。
乙组:将定位信号序列连接至B蛋白起始端,并将其导入细胞内,一段时间后检测B蛋白的出现位置。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析: 实验目的为验证内质网蛋白质A因起始端含有一段定位信号肽,而分布在内质网上;细胞质基质蛋白质B因无该定位信号肽,而分布在细胞质基质中。实验思路为甲组:将A蛋白的定位信号序列切除,并将其导入细胞内,一段时间后检测A蛋白的出现位置。乙组:将定位信号序列连接至B蛋白起始端,并将其导入细胞内,一段时间后检测B蛋白的出现位置。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
$$