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第1节 细胞膜和细胞核的结构与功能
第2节 细胞器之间的分工
第3节 细胞器之间的协调配合
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第1节 细胞膜和细胞核的结构与功能
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2
知识清单
一、细胞膜
成分 主要
成分 脂质 主要是磷脂,动物细胞膜含少量胆固醇(膜脂中胆固醇含量越高,膜流动性通常越低)
蛋白质 在膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多
糖类 与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等相关
结构 探索
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结构 流动镶嵌模型
特性 具有一定的流动性(原因:磷脂分子和大多数膜蛋白都可运动),实例如胞吞和胞吐、细胞融合等
功能 (1)将细胞与外界环境分隔开(保障了细胞内部环境的相对稳定)
(2)控制物质进出细胞(病毒等侵入细胞体现了细胞膜的控制作用是相对的)
(3)进行细胞间的信息交流:①物质传递,如激素、神经递质;②通道传递,如胞间连丝;
③接触传递,如精卵识别、结合等
特性 选择透过性,即被选择的离子、小分子等可以通过,否则不能通过
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知识归纳 活细胞的细胞膜具有选择透过性,部分物质不能穿过活细胞的细胞膜,如台
盼蓝,故可用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡,用它染色时,活细胞不会被着色,死细
胞会被染成蓝色。
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【链接高考】
1.(2025广东,3)细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性。 ( )
2.[2024江苏,20(1)]H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶,而O2能自由通过类囊
体膜,说明类囊体膜具有的特性是___________。
【溯源教材】必修1 P60“复习与提高”
1.白细胞可以吞噬病菌,这一事实说明细胞膜具有选择透过性。
2.溶酶体与包裹着衰老细胞器的小泡融合,反映了生物膜在结构上具有一定的流动性。
【答案】1.√ 2.选择透过性
·········· 教考衔接 膜的特性 ··········
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【链接高考】
1.(2024北京,3)胆固醇等脂质可被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞
并被胞吞。磷脂分子尾部_______(填“疏水”或“亲水”),因而尾部位于复合物____
______(填“表面”或“内部”)。
2.[2022辽宁,24(1)]用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞,质粒被
包在脂质体____________(填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
·········· 教考衔接 脂质体 ··········
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【溯源教材】必修1 P42“思考·讨论”及P46“拓展应用”
1.磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,多个
磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层(图1为在水中形
成的磷脂双分子层模式图)。
2.由磷脂分子构成的脂质体可以作为药物的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中,能在水中结晶的药物(如图2中甲)被包在双分子层中,脂溶性的药物(如图2中
乙)被包在两层磷脂分子之间,原因是:由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间
的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能
在水中结晶的药物可被稳定地包裹其中。
【答案】1.疏水 内部 2.双分子层中
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二、细胞核
[A]核膜 (1)双层膜,将核内物质与细胞质分开
(2)具有选择透过性 核膜和核仁在有丝分裂和
减数分裂过程中会消失和
重建
[B]核仁 与rRNA的合成以及核糖体的形成有关
[C]染色质 (1)主要由DNA(遗传物质)和蛋白质组成
(2)与染色体的关系:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
[D]核孔 (1)具有选择透过性
(2)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,其数量与细胞代谢强度呈正相关
功能 是遗传信息库,遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心
特例 真核细胞并非都有细胞核,哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等无细胞核
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2024湖南,1)胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性。 ( )
√
2.(2024山东,3)某植物的蛋白P通过胞吐被排出细胞的过程依赖于细胞膜的流动性。
( )
√
3.(2023海南,3)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。
( )
√
4.(2022浙江1月选考,8)质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布。 ( )
✕
解析 蛋白质分子以不同方式镶、嵌或贯穿于磷脂双分子层中,呈不均匀分布。
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5.(2022浙江6月选考,15)核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关。 ( )
✕
解析 核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。
6.(2021河北,4)人体成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中。 ( )
✕
解析 人体成熟红细胞没有核糖体,不能再合成新的蛋白质,细胞膜上的糖蛋白不能更
新。
7.(2021河北,2)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。 ( )
√
解析 蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,蛋白质可经核孔进入细胞核并对转录起调
控作用。
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··········从真题到教材··········
8.细胞膜主要是由__________________________构成的,其基本支架是______________,
功能越复杂的细胞膜,______________________越多。糖蛋白和糖脂中的糖类分子称
为________,其与细胞表面的_________、细胞间的信息传递等功能有关。(必修1
P43—45)(2025山东,21)(2024湖南,1)(2023北京,17)(2022河北,1)
识别
糖被
蛋白质的种类和数量
磷脂双分子层
磷脂分子(或脂质)和蛋白质
9.核仁的功能是与rRNA的合成以及__________的形成有关,据此推测,核仁中存在指导
合成rRNA的__________________;蛋白质合成旺盛的细胞,核仁体积较______。(必修1
P56)(2023湖南,2)(2023山东,1)
大
DNA(或者基因)
核糖体
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第2节 细胞器之间的分工
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13
知识清单
一、细胞器和细胞骨架
细胞器 双层膜
细胞器 叶绿体 含与光合作用有关的酶和色素,是绿色植物光合作用的场所 共性:均具有核糖体、DNA和RNA,可完成DNA的复制和蛋白质的合成,为半自主性细胞器
线粒体 含与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸的主要场所
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细胞器 单层膜
细胞器 内质网 (1)光面内质网:脂质的合成场所
(2)粗面内质网:参与蛋白质的合成、加工和运输
高尔
基体 主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和运输;在植物细胞中参与细胞壁的形成;参与溶酶体的形成
溶酶体 主要分布在动物细胞中,内含多种酸性水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
液泡 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,使细胞保持坚挺
无膜
细胞器 核糖体 由蛋白质和rRNA组成,是蛋白质的合成场所
中心体 分布在动物和低等植物细胞中,可向外发出星射线(微管)形成纺锤体,参与细胞分裂
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细胞
骨架 组成 由蛋白质纤维组成的网架结构
功能 维持细胞的形态,锚定并支撑细胞器,与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转化、信息传递等密切相关
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【链接高考】1.(2024广东,4)差速离心法的应用促进对细胞器的认识。 ( )
2.[2024全国甲,30(3)]某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免
疫。不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶
酶体中,简要写出实验思路和预期结果。_____________
【溯源教材】必修1 P47“科学方法”
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,如图所示。
·········· 教考衔接 分离细胞器的方法——差速离心法 ··········
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【答案】1.√ 2.思路:用放射性同位素标记蛋白质A,加入有吞噬细胞的培养液中,一
段时间后采用差速离心法分离溶酶体,并检测其放射性。结果:溶酶体有放射性。
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二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
实验材料 藓类叶片、菠菜叶稍带叶肉的下表皮或黑藻叶片(藓类
叶片和黑藻叶片一般为单层细胞,便于观察)
观察 以叶绿体的运动为标志,观察细胞质的流动
知识拓展 显微镜下可观察的结构
(1)光学显微镜下观察到的为显微结构,在不染色的情况下可观察到叶绿体、液泡、细
胞壁;染色的情况下可以观察到细胞核及染色体(易被碱性染料染色)等。
(2)电子显微镜下可观察亚显微结构,如叶绿体的双层膜、基粒、核糖体、线粒体的嵴等。
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025重庆,1)用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,核糖体不能被标记。 ( )
√
2.(2025山东,1)在细胞的生命活动中,溶酶体不会出现核酸分子。 ( )
✕
解析 溶酶体自身结构不含核酸,但其分解的物质中可能含有核酸。
3.(2024天津,7)癌细胞由扁平形变为球形,提示细胞骨架受到影响。 ( )
√
解析 细胞癌变后细胞形态结构发生显著变化,说明细胞骨架受到影响。
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4.(2024江西,1)溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构。 ( )
✕
解析 溶酶体属于单层膜细胞器。
5.(2024重庆,1)苹果变甜主要是因为多糖水解为可溶性糖,细胞中可溶性糖储存的主要
场所是叶绿体。 ( )
✕
解析 苹果细胞中的可溶性糖储存的主要场所是液泡。
6.(2023江苏,15)观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈正方形,叶绿体围绕细胞核运动。
( )
✕
解析 观察细胞质流动时,叶绿体围绕着中央液泡运动。
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7.(2022河北,2)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。( )
✕
解析 附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有相同的分子组成。
8.(2021浙江1月选考,6)在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成。
( )
✕
解析 叶绿体中的类囊体结构需在电子显微镜下才可观察到。
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考法 溶酶体
考法清单
起源 高尔基体
分
类 初级
溶酶体 初级溶酶体是刚刚从高尔基体形成的小囊泡,含有多种酸性水解酶,无作用底物
次级
溶酶体 次级溶酶体是初级溶酶体与细胞内的自噬泡或异噬泡(胞饮泡或吞噬泡)融合形成的进行消化作用的复合体,分别称之为自噬溶酶体和异噬溶酶体
功能 (1)消化作用的3种途径:①内吞作用(可溶性大分子);②吞噬作用(破损细胞或病原体及不溶性颗粒物质);③自噬作用
(2)自溶作用:即某些即将衰老的细胞靠溶酶体破裂释放出各种水解酶将自身消化
注意 (1)溶酶体的部分水解产物可被细胞利用
(2)溶酶体中的酶物质外溢至细胞质基质中,大部分酶活性会降低,不会全部失活
(3)溶酶体膜不会被溶酶体中的水解酶水解的原因可能有:①膜成分可能被修饰,酶不能对其发挥作用;②溶酶体膜可能因所带电荷或某些特定基团的作用使酶远离自身;③膜转运物质使膜周围的环境不适合酶发挥作用等
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典例 (2024浙江6月选考,7,2分)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,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.休克时可用药物稳定溶酶体膜
C
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解析 溶酶体内的水解酶的本质是蛋白质,核糖体是合成蛋白质的细胞器,A正确;溶酶
体将细胞内大分子物质水解后生成的小分子物质,如核苷酸、氨基酸等可被再利用,B
正确;据题干信息知,休克时,溶酶体膜稳定性下降会引发水解酶渗漏到胞质溶胶,造成
细胞自溶与机体损伤,推测溶酶体内的水解酶渗漏到胞质溶胶仍有活性,休克时可用药
物稳定溶酶体膜以防水解酶渗漏,C错误,D正确。
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变式 (同考法不同情境·溶酶体的发生和巨自噬途径)(2025届江苏徐州考前打靶)
溶酶体的发生与细胞巨自噬过程如图所示。相关叙述正确的是 ( )
A.溶酶体来自高尔基体,内含其合
成的酸性水解酶
B.自噬体的膜来自内质网,是单层
膜结构
C.该过程涉及膜融合和膜结构的分解
D.该过程消耗的能量由自噬体内的线粒体提供
C
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解析 溶酶体来自高尔基体,但溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,由核糖体合成,A
错误;由图可知,自噬体的膜来自内质网,内质网是单层膜,但自噬体是双层膜结构,B错
误;该过程涉及溶酶体膜与自噬体膜的融合和自噬体内线粒体膜结构的分解,C正确;自
噬体内的线粒体已经受损或功能退化,无法提供能量,D错误。
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第3节 细胞器之间的协调配合
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28
知识清单
一、实例:同位素标记法探究分泌蛋白的合成、运输和分泌
1.过程(以真核细胞为例)
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2.膜面积的变化
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二、细胞的生物膜系统
组成 功能 联系
细胞膜、核膜及各种细胞器膜等结构 (1)为酶提供附着位点
(2)使细胞内部区域化,保证反应高效有序进行
(3)物质运输、能量转化、信息传递等
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【链接高考】1.(2022河北,1)细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流。
( )
2.(2021海南,2)囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换。 ( )
【溯源教材】必修1 P60“复习与提高”
1.膜的组成成分可以从内质网转移到高尔基体,再转移到细胞膜。
2.细胞内运输物质的具膜囊泡可以与细胞膜融合,由此可以推测囊泡膜的主要成分是
脂质和蛋白质。
【答案】1.√ 2.√
·········· 教考衔接 生物膜成分及其交流 ··········
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025浙江6月选考,7)内质网中正确装配的抗体分子无免疫活性。 ( )
√
解析 抗体属于分泌蛋白,内质网中装配的抗体需要高尔基体进一步加工,才能形成具
有免疫活性的成熟抗体。
2.(2025安徽,1)高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工。 ( )
√
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3.(2024浙江1月选考,12)核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链。 ( )
✕
解析 核糖体没有膜结构,不能产生囊泡转移多肽链。
4.(2020江苏,3)高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关。( )
✕
解析 分泌蛋白的合成场所是核糖体。
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··········从真题到教材··········
5.囊泡主要由_________________组成,还含有糖类。囊泡运输是细胞内物质运输的重
要机制,囊泡的运输依赖于_____________,囊泡运输中___________(填细胞器)起到交
通枢纽的作用(必修1 P52),囊泡膜与细胞器膜、细胞膜的融合依赖于膜的_________。
(2024山东,3)(2023浙江6月选考,6)
流动性
高尔基体
细胞骨架
脂质和蛋白质
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考法 蛋白质分选
考法清单
蛋白质
分选 真核细胞中,绝大多数蛋白质由核基因编码,在核糖体上合成。蛋白质合成以后需转运到特定部位才能发挥其功能
蛋白质分
选信号 信号序列作为蛋白质分选信号,多位于新合成肽链的氨基端,引导蛋白质定向运输至特定部位(如内质网、线粒体、叶绿体等)。有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被切除
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蛋白质
分选的
2条途径 翻译后
转运
途径 在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后根据分选信号转运至膜围绕的细胞结构,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白
共翻译
转运
途径 蛋白质在游离核糖体上起始合成之后,由信号序列引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔,或定位在内质网膜上,经转运膜泡运至高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外(分泌蛋白)
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典例 (2022浙江6月选考,7,2分)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程
如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
C
解析 图示消化酶属于分泌蛋白,其氨基酸先在核糖体中形成多肽,之后通过粗面内质
网的加工和运输运至高尔基体,A错误;核糖体是一种无膜的细胞器,不能形成包裹该酶
的小泡,内质网和高尔基体能形成包裹该酶的小泡,B错误;高尔基体能对来自内质网的蛋
白质进行加工、分类、包装和运输,C正确;该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现,D错误。
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变式 (同考法不同考查角度·蛋白质加工异常)(2023福建,9,2分)LRRK2是一种内质
网膜上的蛋白质。LRRK2基因在人成纤维细胞中被敲除后,导致细胞内蛋白P在内质网
腔大量积聚,而培养液中的蛋白P含量显著降低。下列相关叙述错误的是 ( )
A.蛋白P以边合成边转运的方式由核糖体进入内质网腔
B.线粒体通过有氧呼吸参与了蛋白P在细胞内的合成
C.LRRK2蛋白的主要功能是维持蛋白P在细胞质内的正常合成
D.积累在内质网腔的蛋白P与培养液中的蛋白P结构不同
C
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解析 根据题干信息可以判断蛋白P为分泌蛋白,分泌蛋白首先在游离的核糖体中合成
一段肽链后,该肽链会与核糖体一起转移到粗面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,A正确;蛋白
P的合成、加工和转运需要能量,线粒体通过有氧呼吸为之供能,B正确;经过内质网加
工后的蛋白P通过囊泡转移到高尔基体进一步修饰加工,最后由高尔基体形成包裹着蛋
白质的囊泡,转运到细胞膜并通过胞吐释放到细胞外,通过敲除LRRK2基因的前后对比,
可知LRRK2蛋白的功能是帮助蛋白P从内质网运输到高尔基体,C错误;积累在内质网
腔的蛋白P只是经过了内质网的初步加工,培养液中的蛋白P还经过了高尔基体的进一
步修饰加工,两者结构不同,D正确。
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