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
1.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。
2.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),但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(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有线粒体参与,且丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。
(3)一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经囊泡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分泌。
(6)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞,真菌、细菌也有细胞壁。
(7)没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞,如根尖分生区细胞。
(8)葡萄糖→丙酮酸一定不发生在细胞器中。
命题 考向突破
考向1 细胞器的结构与功能
1.(2024·江西卷)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是( )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
A
解析:溶酶体是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞的“消化车间”,A错误;溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,
C正确;溶酶体内的pH比细胞质基质低,从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,因此,大多数酶的活性会降低,D正确。
2.(2025·八省联考河南卷)植物可以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,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.(2023·江苏卷)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①②和③才能存活
D
解析:①表示染色质,主要是由DNA和蛋白质组成的,植物细胞是真核细胞,
①只存在于细胞核中,A正确;②表示细胞膜,主要由磷脂双分子层构成,核膜及各种细胞器膜都是以磷脂双分子层为基本支架的,所以核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似,B正确;③表示细胞壁,其主要成分为纤维素,纤维素是一种多糖,细胞壁中也含有多种蛋白质,C正确;有些植物细胞没有细胞核,也不具有①,如成熟的筛管细胞,所以植物细胞不一定必须具备①②和③才能存活,D错误。
4.(多选)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①
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
AD
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错误;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·山东青岛模拟)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.可以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.(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
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。
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.(2021·山东卷)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATP
C.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高
D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
C
解析:高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并运送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;细胞通过囊泡运输需要消耗能量ATP,B正确;根据题干信息“RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质……RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”,如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高,则结合能力减弱,所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低,C错误;RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放,如果RS功能缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。
考向2 生物膜系统及其功能
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
C
解析: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正确;内质网形成的囊泡包裹着具有一定空间结构的蛋白质,与高尔基体膜融合,高尔基体形成的囊泡包裹着蛋白质与细胞膜融合,所以囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换,B正确;生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜,而不仅仅是细胞器膜,C错误;分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐,D正确。
4. (多选)下列有关生物膜系统的叙述,错误的是( )
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标记的亮氨酸可以用来跟踪分泌蛋白的合成和运输
ABC
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标记的亮氨酸可以用来跟踪分泌蛋白的合成和运输,D正确。
真题 演练感悟
2
3
1
4
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
C
2
3
1
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应该位于③线粒体基质中,C正确。
2
3
1
4
2.(2021·福建卷)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。下列相关叙述正确的是( )
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同
C.衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损
D.运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节
D
2
3
1
4
解析:线粒体不能直接利用葡萄糖,正常细胞葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸,丙酮酸在线粒体中被彻底氧化分解,释放大量能量,A错误;结合题干信息“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”可知,不同部位对能量的需求不同,则线粒体的呼吸强度也不相同,B错误;结合题意可知,受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,有利于维持线粒体数量、质量及功能的完整性,不会导致正常细胞受损,
C错误;内环境的稳态体现在内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,运动后线粒体的动态变化(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)是机体稳态调节的结果,D正确。
2
3
1
4
3.(2024·浙江6月卷)溶酶体内含有多种水解酶,是细胞内大分子物质水解的场所。机体休克时,相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降,通透性增高,引发水解酶渗漏到胞质溶胶(注:细胞质基质),造成细胞自溶与机体损伤。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体内的水解酶由核糖体合成
B.溶酶体水解产生的物质可被再利用
C.水解酶释放到胞质溶胶会全部失活
D.休克时可以用药物稳定溶酶体膜
C
2
3
1
4
解析:溶酶体内的水解酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,A正确;溶酶体内的水解酶催化相应物质分解后产生的氨基酸、核苷酸等可被细胞再利用,B正确;溶酶体内的pH比胞质溶胶低,水解酶释放到胞质溶胶后活性下降,但仍有活性,因此会造成细胞自溶与机体损伤,C错误;机体休克时,相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降,通透性增高,引发水解酶渗漏到胞质溶胶,造成细胞自溶与机体损伤,所以休克时可用药物稳定溶酶体膜,D正确。
2
3
1
4
4.(2024·安徽卷)变形虫可以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
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。
课时 巩固提高
73
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
一、单项选择题
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
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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水彻底分解成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。
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2.(2025·河北衡水模拟)中心体由两个中心粒和一些周围物质组成,中心粒是中心体的核心部分,能够吸引和组装微管,而微管是细胞骨架的一部分。下列相关叙述正确的是( )
A.真核细胞组装微管的机理不止一种
B.能进行有丝分裂的细胞都具有中心体
C.中心体和核糖体都不含磷脂和核酸
D.细胞骨架与细胞增殖有关,与细胞分化无关
A
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解析:真核细胞都有细胞骨架,中心体能够吸引和组装微管,但高等植物细胞有细胞骨架、无中心体,说明高等植物细胞有另一种组装微管的机理,A正确;高等植物细胞能进行有丝分裂,但高等植物细胞没有中心体,
B错误;核糖体由蛋白质和RNA构成,RNA是核酸,C错误;细胞骨架与细胞增殖、细胞分化均有关,D错误。
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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
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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。
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4.(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
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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。
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5.(2025·安徽合肥模拟)信号肽是一种位于蛋白质序列上的肽链片段,通常位于蛋白质的氨基端或羧基端,它负责指导蛋白质在细胞内的定位和分泌。下列叙述正确的是( )
A.信号肽一定含有C、H、O、N、P、S等化学元素
B.一个信号肽片段只含有一个游离的氨基或一个游离的羧基
C.真核细胞分泌蛋白上的信号肽可以引导核糖体附着在内质网上
D.同一细胞产生的不同成熟蛋白质都含有一段相同序列的信号肽
C
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解析:信号肽是一种位于蛋白质序列上的肽链片段,信号肽一定含有C、
H、O、N元素,不一定含有P和S,A错误;信号肽是一种位于蛋白质序列上的肽链片段,通常位于蛋白质的氨基端或羧基端,据此推测其至少含有一个游离的氨基或一个游离的羧基,B错误;信号肽负责指导蛋白质在细胞内的定位和分泌,真核细胞分泌蛋白上的信号肽可引导核糖体附着在内质网上,由内质网对其进行加工,同一细胞产生的不同成熟蛋白质的信号肽通常不同,C正确,D错误。
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6.线粒体—内质网结构偶联(MAMs)是一个新发现的重要结构,该结构存在于线粒体外膜和内质网膜某些区域,通过蛋白质相互“连接”,但未发生膜融合。MAMs能使线粒体和内质网在功能上联系起来,下列有关叙述错误的是( )
A.对MAMs结构进行元素分析,其一定包含C、H、O、N四种元素
B.MAMs结构中的内质网膜和线粒体膜之间不能通过囊泡相互转化
C.通过蛋白质相互“连接”的地方可能是内质网与线粒体信息传递的通道
D.MAMs结构中若线粒体功能异常可能会影响内质网合成蛋白质
D
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解析:MAMs是膜结构,其主要成分是磷脂和蛋白质,其中一定含有C、H、O、N四种元素,A正确;线粒体膜与内质网膜都是膜结构,都具有流动性,但未发生膜融合,二者没有通过囊泡相互转化,B正确;根据“MAMs能使线粒体和内质网在功能上联系起来”可推测,内质网与线粒体可能通过蛋白质相互“连接”的地方进行信息传递,使它们在功能上相互联系,C正确;
MAMs使线粒体和内质网在功能上相互联系,线粒体结构异常可能通过MAMs影响内质网中蛋白质的加工过程,D错误。
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7.细胞骨架与细胞运动、分裂等生命活动密
切相关,为研究胞质环流与细胞骨架的关系,
科研人员用不同浓度的APM(植物微管解聚
剂)处理紫露草雄蕊毛细胞后,测定胞质环流
的速率,结果如图。下列相关叙述正确的是
( )
A.可用细胞质中叶绿体的运动作为标志
B.用低倍镜找到雄蕊毛细胞后直接换用高倍镜观察
C.APM使植物细胞中微管解聚从而破坏细胞骨架
D.APM浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显
C
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解析:紫露草雄蕊毛细胞无叶绿体,无法以此作为标志观察胞质环流,A错误;使用显微镜时,用低倍镜找到雄蕊毛细胞后,要将物像移到视野中央,再换用高倍镜观察,B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,APM可使植物细胞中微管解聚从而破坏细胞骨架,C正确;由题图可知,在相同时间下,APM浓度越大,对胞质环流的抑制作用越明显,D错误。
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二、多项选择题
8.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
BCD
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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。
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9.定位在内质网腔的可溶性蛋白(如蛋白二硫键异构酶)均具有一段典型的KDEL信号序列,高尔基体膜上的KDEL受体可以识别并结合该信号序列,介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网的过程。下列说法错误的是( )
A.葡萄糖转运蛋白含有KDEL信号序列
B.蛋白二硫键异构酶可能参与内质网中多肽链的初步加工
C.逃逸的蛋白质在高尔基体中通过出芽产生囊泡,被运回内质网
D.形成溶酶体的囊泡中可以检测到含有KDEL信号序列的蛋白质
AD
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解析:葡萄糖转运蛋白是膜蛋白,主要位于细胞膜上,而不是定位在内质网腔内,A错误;蛋白二硫键异构酶是定位在内质网腔的可溶性蛋白,内质网的功能是对多肽链进行初步加工,B正确;高尔基体膜上的KDEL受体可以识别并结合KDEL信号序列,介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网,C正确;定位在内质网腔的可溶性蛋白均具有KDEL信号序列,而溶酶体起源于高尔基体,不含有KDEL信号序列,D错误。
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10.图1表示某细胞在电子显微镜视野下的亚显微结构示意图,1~7表示细胞结构;图2表示该细胞的甲、乙、丙三种细胞器中三种有机物的含量。下列说法错误的是( )
A.图1中4、5、6的细胞器中的膜结构构成了生物膜系统
B.图2中的丙是真核和原核细胞共有的唯一细胞器
C.破伤风杆菌没有图1细胞中的6结构,能进行有氧呼吸
D.分泌蛋白经囊泡运输过程中,通常由细胞骨架提供运输轨道
AC
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解析:生物膜系统由细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成,图1中4表示内质网,5表示高尔基体,6表示线粒体,所以4、5、6的细胞器中的膜结构不能构成生物膜系统,A错误;图2中丙含有蛋白质、核酸,不含脂质,说明没有膜结构,丙应该为核糖体,故图2中的丙是真核和原核细胞共有的唯一细胞器,B正确;破伤风杆菌是原核生物,代谢类型是异养厌氧型,原核生物中只含有核糖体这一种细胞器,不具有线粒体,只进行无氧呼吸,C错误;分泌蛋白经囊泡运输过程中,通常由细胞骨架提供运输轨道,D正确。
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三、非选择题
11.(2025·江苏泰州模拟)细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性,同时降解错误折叠蛋白质,从而实现蛋白质稳态。维持蛋白质稳态对于人体的正常生理功能至关重要。错误折叠的异常蛋白会导致疾病的发生。我国科学家发明了一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物LC3和错误折叠的异常蛋白粘在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1所示。
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(1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成,后依次经过_________________折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
内质网、高尔基体
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解析:分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成,后依次经过内质网和高尔基体折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。
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解析: ATTEC能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质粘在一起,形成黏附物,由此可知,ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的专一性。溶酶体膜和自噬体膜的组成成分和结构相似,故这两种膜能够相互转化。
(2)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的_______,溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的原因是 。
专一性
两种膜的组成成分和结构相似
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解析: 突变后的mHTT蛋白为异常蛋白,ATTEC能将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3粘在一起,形成黏附物后被包裹形成自噬体,最终被降解,因此ATTEC可有效治疗HD。
(3)研究发现,在亨廷顿舞蹈病(HD)患者的大脑中,突变后的mHTT蛋白会使得纹状体神经退化,造成神经元的大量死亡,最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明,ATTEC可有效治疗HD,试分析其作用机制: ________________________________________________________________________________________________________。
ATTEC将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3粘在一起,形成
黏附物后被包裹形成自噬体,最终被降解
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(4)网织红细胞是哺乳动物红细胞成熟过程中的一个阶段,细胞内存在大量血红蛋白,若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构,则它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了该细胞在不同条件下错误折叠蛋白质的降解率,结果如图2。根据图2结果分析,ATP能够_____(填
“促进”或“抑制”)蛋白质的降解;参与蛋白质降解的酶_____ (填“是”或“不是”)溶酶体中的酸性水解酶,说明理由: ____________________________
_____。
促进
不是
降解反应的最适pH为8.0,呈
碱性
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解析: 图2中加入ATP后蛋白质降解率提高,说明ATP能够促进蛋白质的降解。据图2可知,pH为8.0(碱性)时,蛋白质降解速率最高,反应中的酶如果是溶酶体中的酸性水解酶,则会失活,所以该酶不是溶酶体中的酸性水解酶。
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