第8讲 细胞器之间的分工合作—2026年高一生物（初升高暑假衔接）教材讲义

生物学初高教材衔接——细胞器之间的分工合作 初中阶段要求 高中阶段要求 衔接要点 1.掌握植物细胞的基础细胞器认知：液泡的形态与分布（未成熟/成熟植物细胞的差异） 2.掌握叶绿体的分布、结构特点与核心功能（光合作用场所，含叶绿素） 3.掌握线粒体的核心功能（呼吸作用主要场所，为生命活动供能） 4.建立细胞是生命活动基本单位的基础认知，了解细胞各结构的基础分工 1.掌握细胞器的分离方法，8种细胞器的结构、分布与核心功能 2.掌握细胞骨架的组成与功能，高倍镜观察叶绿体和细胞质流动的实验规范 3.掌握分泌蛋白的合成、运输与分泌过程，理解细胞器之间的协调配合 4.掌握生物膜系统的组成、结构特点与核心功能 1.认知升级 从初中3种基础细胞器的零散认知，升级到8种细胞器的完整体系、分工与协作的系统性理解 2.思维转变 从单一细胞器功能记忆，转向建立“结构与功能相适应”“局部与整体相统一”的核心生物学思维 3.能力构建 能运用细胞器的相关知识解释细胞生命活动现象，掌握同位素标记法等科学研究方法，为高中细胞代谢、遗传等内容奠定基础 回顾初中 1.液泡：未成熟的植物细胞内，液泡小而分散；成熟的植物细胞内，一般有一个中央大液泡 2.叶绿体：主要存在于植物体绿色部分的细胞中，主要分布在叶肉细胞中，叶绿体中含有叶绿素，故含叶绿体的细胞大多呈现绿色 3.线粒体：细胞进行呼吸作用的主要场所，可以分解有机物，为细胞的生命活动提供能量 衔接高中 一、细胞器之间的分工 1. 分离细胞器的常用方法：差速离心法 2. 各种细胞器的结构和功能 名称 分布 形态结构 功能 线粒体 动植物细胞 双层膜 有氧呼吸的主要场所，“动力车间” 叶绿体 植物细胞 双层膜 光合作用的场所，“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 动植物细胞 由膜连接而成的网状结构 细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所 高尔基体 动植物细胞 单层膜，由扁平囊和小泡组成 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” 液泡 主要在植物细胞中 单层膜 调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺 溶酶体 主要在动物细胞中 内部含有多种水解酶，“消化车间” 核糖体 动植物细胞 不具有膜结构颗粒状，附着在内质网上或游离在细胞质基质中 氨基酸合成蛋白质的场所 中心体 动物细胞和某些低等植物细胞 不具有膜结构，由两个互相垂直的中心粒及周围物质构成 与细胞的有丝分裂有关 3. 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 4. 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 · 实验原理 （1）观察叶绿体 形态：扁平的椭球形或球形 分布：主要在绿色植物叶肉细胞中 颜色：绿色 （2）观察细胞质的流动：活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 · 实验选材：藓类叶（或菠菜叶、番薯叶）、新鲜的黑藻 · 实验流程 （1） 观察叶绿体 （2） 观察细胞质的流动 ①取材：将黑藻先放在光下、25 ℃左右的水中培养（生成足量叶绿体） ②观察：先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，后用高倍镜观察到细胞内的叶绿体随细胞质定向呈环形流动 二、细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白 （1）概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质 （2）举例：消化酶、抗体和一部分激素等 2.分泌蛋白的合成与运输 （1）研究方法：同位素标记法 （2）分泌蛋白合成和分泌的过程 ①核糖体：氨基酸经过脱水缩合形成一段肽链，这段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 ②粗面内质网：肽链边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质 ③囊泡：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 ④高尔基体：离开内质网的囊泡，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工 ⑤囊泡：由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜 ⑥细胞膜：来自高尔基体的囊泡，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外 ⑦线粒体：在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体 （3） 提供能量的细胞器：线粒体 （4）分泌蛋白的分泌过程流程图 三、细胞的生物膜系统 1.组成：细胞器膜、细胞膜和核膜等结构 2.特点：（1）各种生物膜的组成成分和结构很相似 （2）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 3.功能 （1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞的物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用 （2）广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行 （3）把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行 1.观察植物细胞质的流动，可用含有色素的细胞器的运动作为标志。下列细胞器中最适合的是（ ） A.叶绿体 B.线粒体 C.内质网 D.核糖体 2.下列关于细胞内相关结构的叙述，错误的是（ ） A.胰岛素的合成和分泌不涉及③④ B.②④都具有双层膜，都能进行能量交换 C.观察活细胞中的②常用健那绿染液进行染色 D.①与③之间可以通过“出芽”形式进行转化 3.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的描述，错误的是（ ） A.高倍镜下观察不到叶绿体的亚显微结构 B.可直接用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动 C.观察叶绿体时选用藓类叶片的原因是其叶片薄而小，叶绿体清楚 D.整个实验过程中，临时装片中的叶片要随时保持有水的状态 4.下列关于细胞骨架的叙述，错误的是（ ） A.变形虫形态的改变依赖于细胞骨架 B.细胞骨架中微管和微丝等蛋白质构成 C.高尔基体形成的囊泡沿细胞骨架向细胞膜移动 D.植物细胞因有细胞壁的支撑，所以不需要细胞骨架 5.胰岛素是中胰岛β细胞合成并分泌的一种蛋白质类激素。在核糖体上合成的胰岛素还未成熟，需运送至内质网和高尔基体进一步加。未成熟的胰岛素由内质网运输至高尔基体的方式为（ ） A.从内质网直接到达细胞膜 B.由高尔基体直接连接内质网 C.通过形成具有膜的囊泡而转移 D.随着细胞质的流动到达特定部位 6.甲图为磷脂分子，该物质在乙图的哪些细胞器中含有（ ） A.abcde B.bede C.acde D.abcd 7.内质网是蛋白质合成、加工和运输通道。某些因素导致内质网中错误折叠或未折叠的蛋白质累积，影响内质网功能，称为内质网应激。下列说法错误的是（ ） A.错误折叠的蛋白质可能因其空间结构异常，不具备正常生物学功能 B.经内质网初步加工的蛋白质还需要高尔基体进一步加工 C.内质网应激导致其结构和功能受损后可被溶酶体中的水解酶分解 D.内质网可以形成囊泡直接与高尔基体建立联系 8.囊泡运输是细胞主要的运输方式。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.囊泡的运输与细胞骨架无关 B.囊泡膜属于真核细胞的生物膜系统 C.囊泡可来自中心体、高尔基体等细胞器 D.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性 9.下列关于生物膜系统的说法，正确的是（ ） A.原核生物具有生物膜系统 B.生物膜系统各组分的组成成分和结构很相似 C.生物膜系统由具有膜结构的细胞器构成 D.生物膜系统中的所有膜结构的功能均相同 10.下列关于细胞结构的叙述错误的是（ ） A.分泌蛋白的运输涉及高尔基体膜、内质网膜、细胞膜的更新 B.高尔基体能够参与蛋白质的加工及脂质的合成 C.所有细胞器都含有蛋白质分子，但不一定都含有磷脂 D.活的动物细胞不能被台盼蓝染成蓝色与细胞膜的选择透过性有关 11.如图为细胞的生物膜系统概念图，A~G为结构名称，F、G、B的生物膜可发生转化，转化关系如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A.不具有A结构的生物也有C、D、E等结构 B.结构F、G、B依次是高尔基体、内质网、细胞膜 C.若动物细胞内结构D受损后被结构E分解，则E应为溶酶体 D.结构F参与合成的物质有胰蛋白酶、抗体、DNA等 12.分泌蛋白首先在游离的核糖体上合成，正在合成的多肽链上的“信号序列”与内质网上的“识别因子”结合，识别因子会将核糖体和合成的一段肽链带到内质网表面上的“停泊区”，“信号序列”脱落，肽链继续合成。下列叙述正确的是（ ） A.消化酶、抗体、性激素都属于分泌蛋白 B.核糖体上合成的肽链通过囊泡转移至内质网腔内加工、折叠 C.“信号序列”引导内质网加工后的蛋白质分子到达高尔基体 D.在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，消耗的能量主要来自线粒体 13.细胞可通过产生外泌体进行细胞间的物质交换和信息交流，外泌体产生的过程如图所示。下列叙述错误的是（ ） A.结构①通过细胞膜内陷产生 B.结构②内部的小囊泡由膜融合形成 C.结构③降解后的物质可被细胞再利用 D.外泌体与分泌蛋白的产生及释放过程有差异 14.动植物细胞模型可以直观地反映动植物细胞的特点，不同组织的细胞形态不同，细胞各结构的大小、数量等也各不相同。如图是两位同学为其制作的细胞模型附上的平面图，序号表示细胞结构。图1为某高等植物叶肉细胞结构，图2为某动物脂肪细胞结构。回答下列问题： （1）模型建构是生物学科中常用的科学方法，两位同学制作的细胞模型属于________模型。图1细胞①～⑩中具有双层膜结构的是________ （填序号），细胞质中支撑着细胞器的结构是________。 （2）某同学在对图2脂肪细胞的描述中写道：“白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴占据，使细胞质在细胞边缘形成一个圆环，细胞核也被压缩，细胞器较少。”请根据该同学的描述推测脂肪滴为________ （填序号），该结构的膜为________ （填“单层磷脂分子”或“单层膜”）。图2中能被碱性染料染成深色的结构的主要化学成分是________。 （3）叶肉细胞与脂肪细胞相比特有的细胞结构有________ （填序号）。请结合所学知识，指出两位同学制作的模型中各一处不合理之处：________。 15.某动物细胞部分膜结构在功能上的联系如图所示，COPⅠ、COPⅡ是两种类型的囊泡，可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答下列问题。 （1）构成该动物细胞生物膜系统的结构除了图中所示，还有_____（答出1点）。 （2）用含有3H标记的亮氨酸的培养液培养细胞，以研究分泌蛋白的合成与运输过程，这种研究方法为_____研究发现，带有放射性标记的物质依次出现在核糖体、_____、____（填细胞器名称）中，以及释放到细胞外的分泌物中。分泌蛋白合成加工运输过程中所需要的能量主要由_____ （填细胞器名称）提供。 （3）COPⅠ、COPⅡ囊泡膜的基本支架是_____。分泌蛋白和定位于溶酶体的蛋白质需要通过_______（填“COPⅠ”或“COPⅡ”）囊泡发送至乙继续加工；定位于甲中的驻留蛋白无需乙继续加工，若这类蛋白质被错误发送到乙，则可通过______（填“COPⅠ”或“COPⅡ”）囊泡进行“回收”。 （4）分泌蛋白分泌后膜面积增大的膜结构是____，膜面积几乎不变的膜结构是______。 答案及解析 1.答案：A 解析：由于细胞质流动的速度慢，无标志物难以察觉，而选择体积较大且具有颜色的细胞器如叶绿体，作为标志物有利于观察，A正确，BCD错误。 故选A。 2.答案：A 解析：A.分析图形可知，图中①-④分别是高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体；胰岛素的合成和分泌涉及③，不涉及④，A错误； B.②④都具有双层膜，都能进行能量交换，B正确； C.观察活细胞中的②常用健那绿染液进行染色，C正确； D.①与③之间通过“出芽”形式形成囊泡进行转化，D正确。 故选A。 3.答案：B 解析：A（√）高倍显微镜属于光学显微镜，无法观察到叶绿体的亚显微结构，亚显微结构需要借助电子显微镜才能观察到；B（×）使用高倍镜观察时需先用低倍镜找到需要观察的目标，再换用高倍镜观察；C（√）藓类叶片薄而小，且往往由一层叶肉细胞组成，叶绿体清楚，易于观察；D（√）临时装片中的叶片要随时保持有水的状态，以保证细胞的充盈和活性，便于观察。 4.答案：D 解析：动物和植物细胞中都有细胞骨架。 5.答案：C 解析：内质网膜和高尔基体膜之间不能直接转化，而是由内质网通过“出芽”的形式形成含分泌蛋白的囊泡转移到高尔基体。 6.答案：D 解析：据图示可知，甲为磷脂分子，为构成膜结构的主要成分，图中a为高尔基体，b为线粒体，c为内质网，d为叶绿体，均含有膜结构，而e为中心体，不含膜结构，故不含磷脂。因此甲图所示的物质在乙图的abcd细胞器中含有，D正确，ABC错误。 故选D。 7.答案：D 解析：蛋白质的功能依赖空间结构，错误折叠的蛋白质空间结构异常，可能不具备正常功能，A正确；经内质网初步加工的蛋白质，需高尔基体进一步加工（如糖基化）和分类包装，B正确；内质网应激受损后，可被溶酶体吞噬，其水解酶将其分解，C正确；内质网通过形成囊泡与高尔基体间接联系，而非直接联系，D错误。故选D。 8.答案：B 解析：细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞内物质运输有关，所以囊泡的运输与细胞骨架有关，A错误；生物膜包括细胞器膜、细胞膜、核膜等结构，细胞中的囊泡膜主要来自一些具膜细胞器，所以囊泡膜属于真核细胞的生物膜系统，B正确；中心体不具有膜结构，不能产生囊泡，C错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜具有一定的流动性，D错误。 9.答案：B 解析：A.原核生物只有细胞膜，没有生物膜系统，A错误； B.生物膜系统各组分的组成成分和结构很相似，B正确； C.生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜构成，C错误； D.生物膜系统中的所有膜结构的功能不相同，D错误。 故选B。 10.答案：B 解析：分泌蛋白的合成与运输过程中需要囊泡的运输，囊泡来自高尔基体膜、内质网膜，且囊泡会与高尔基体膜、细胞膜发生融合，因此该过程涉及这些生物膜的更新，A正确。内质网是脂质合成的“车间”，高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，B错误。细胞器都含有蛋白质，但是有的细胞器不含有磷脂，如核糖体和中心体，C正确。活的动物细胞的细胞膜有选择透过性，不能被台盼蓝染成蓝色， D正确。 11.答案：C 解析：A是核膜，原核生物不具有A结构，其无细胞器膜和核膜，只有细胞膜，故不具有C、D、E等结构，A项错误；依据分泌蛋白的合成及分泌过程可知，结构F、G、B依次是内质网、高尔基体、细胞膜，B项错误；若动物细胞内结构D受损后可被结构E分解，则结构E应为溶酶体，溶酶体中含有多种水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器，C项正确；结构F是内质网，可参与分泌蛋白的合成与加工，故能够参与合成胰蛋白酶、抗体，但不参与合成DNA，D项错误。 12.答案：D 解析：少数消化酶属于胞内蛋白，性激素属于固醇类物质，不是蛋白质，A错误；核糖体没有膜，不能形成囊泡，B错误；多肽链上的“信号序列”在内质网腔内会被酶切掉，肽链继续延伸至完全合成后，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，C错误；分泌蛋白的合成、加工、运输需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体，D正确。 13.答案：B 解析：据图可知，结构①是通过细胞膜内陷形成的含有膜结构的囊泡，A正确；根据题图及题干信息无法判断结构②内部的小囊泡是否由膜融合形成的，B错误；结构③表示溶酶体，其降解后的物质对细胞有用的可以被细胞再利用，细胞不需要的会被排出细胞外，C正确；分泌蛋白的合成和分泌需要经过核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜的过程，外泌体不需要经过上述细胞结构的参与，两者产生及释放的过程有差异，D正确。 14.答案：（1）物理；③⑤⑥；细胞骨架 （2）⑯；单层磷脂分子；DNA和蛋白质 （3）①②⑤；图1高等植物叶肉细胞不应有中心体，图2脂肪细胞中缺少线粒体 解析：（1）模型的形式很多，包括物理模型、概念模型和数学模型等，题述两位同学制作的细胞模型属于物理模型。图1细胞①～⑩中具有双层膜结构的是③细胞核、⑤叶绿体和⑥线粒体。细胞质中支撑着细胞器的结构是细胞骨架。 （2）白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴占据，可知⑯为脂肪滴，脂肪滴中的脂肪为脂溶性，应与磷脂的亲脂性尾部接触，细胞质基质为水溶性，应与磷脂的亲水性头部接触，因此可知脂肪滴的膜由单层磷脂分子组成。能被碱性染料染成深色的结构是染色质（体），染色质（体）的主要化学成分是DNA和蛋白质。 （3）叶肉细胞与脂肪细胞分别属于植物细胞和动物细胞。与动物细胞相比，植物细胞特有的结构是①细胞壁、②液泡、⑤叶绿体。图1叶肉细胞为高等植物细胞，应不含中心体，图2动物脂肪细胞中缺少线粒体。 15.答案：（1）线粒体膜 （2）同位素标记法；内质网；高尔基体；线粒体 （3）磷脂双分子层；COPⅡ；COPⅠ （4）细胞膜；高尔基体膜 解析：（1）细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统，题图中构成该动物细胞生物膜系统的结构有内质网膜、高尔基体膜、囊泡膜、溶酶体膜、细胞膜和核膜，除了这些结构，还应有线粒体膜等。 （2）用含有3H标记的亮氨酸的培养液培养细胞，以研究分泌蛋白的合成与运输过程，这种研究方法为同位素标记法。用同位素标记法研究分泌蛋白的合成与运输时，带有放射性标记的物质依次出现在核糖体、内质网、高尔基体中，以及释放到细胞外的分泌物中。在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。 （3）生物膜的基本支架是磷脂双分子层。分析题图可知，分泌蛋白和定位于溶酶体的蛋白质需要通过COPⅡ囊泡发送至高尔基体（乙）继续加工；而定位于内质网（甲）中的驻留蛋白无需高尔基体继续加工，若这类蛋白质被错误发送到高尔基体，则可通过COPⅠ囊泡进行“回收”。 （4）分泌蛋白合成与运输过程中，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，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外，可知分泌蛋白分泌后膜面积增大的膜结构是细胞膜，膜面积几乎不变的膜结构是高尔基体膜。 学科网（北京）股份有限公司 $