内容正文:
细胞器的分工与合作
第二课时
目录
主题研习(一)
主题研习(二)
主要细胞器的结构和功能
作业验收评价
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
主题研习(三)
细胞器之间的协调配合与生物膜系统
主题研习(一)主要细胞器的结构和功能
厚基础
(一)细胞质的组成
_____________ 呈溶胶状,是细胞代谢的主要场所
细胞器 分布在细胞质基质中
细胞质基质
(二)细胞器的分工
1.分离细胞器的方法——差速离心法
(1)将细胞膜破坏,形成由____________________________组成的匀浆。
(2)将匀浆放入离心管中,采取_________________的方法分离不同大小的细胞器。
逐渐提高离心速率
各种细胞器和细胞中其他物质
2.细胞器的结构与功能(连线)
3.线粒体和叶绿体的异同
内膜和基质
类囊体薄膜和基质
第二、三
4.细胞器分类
中心体
线粒体、叶绿体
核糖体、线粒体
线粒体、叶绿体
核糖体、线粒体、叶绿体
叶绿体、液泡
(三)细胞骨架
结构 由______________组成的网架结构
作用 维持________________、锚定并支撑许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及______________________________等生命活动密切相关
蛋白质纤维
细胞的形态
物质运输、能量转化、信息传递
基础盘查
1.微点判断——落实基本生命观念
(1)(2025·重庆卷)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)(2024·江西卷)溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构。 ( )
(3)(2022·河北卷)受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解。 ( )
(4)(2021·福建卷)葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量。 ( )
(5)(2021·辽宁卷)线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质。 ( )
(6)酵母菌和白细胞都有细胞骨架。 ( )
√
×
√
×
×
√
2.发掘教材——提升科学思维能力
(1)(人教版必修1 P47“科学方法”探究思考)为了研究细胞器的功能,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。
①该实验所用溶液B应满足的条件是_________________________
__________________________ (答出2点即可)。
②运用该方法分离细胞器,线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后
顺序是_______________________________________________。
pH应与细胞质基质的相同;
渗透压应与细胞内的相同
最先沉降的是叶绿体,随后是线粒体,最后是核糖体
(2)(人教版必修1 P53“拓展应用”探究思考)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溶酶体膜的成分经过修饰,不被这些水解酶识别;②溶酶体膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用;③溶酶体膜所带电荷或某些基团的作用,使酶远离自身。
(3)(人教版必修1 P96“思维训练”拓展分析)关于真核细胞叶绿体的起源,科学家依据证据提出了如下演变过程,请根据图示回答相关问题。
①按照这一推测,叶绿体的外膜和内膜的来源分别是____________________
___________________________。
②在你的知识范围内找出支持这一假说的证据:________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
原始真核生物的
细胞膜和蓝细菌的细胞膜
叶绿体内含有DNA和RNA,在遗传上具有半自主性;叶绿体内的DNA是环状,没有与蛋白质结合,与细菌相同;叶绿体中有核糖体,能独立合成蛋白质;在生物界中,吞噬现象普遍存在,如白细胞吞噬病菌等
研考向
题点(一) 差速离心法在分离细胞器中的应用
1.(2025·云南高考)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是 ( )
A.缓冲液可以用蒸馏水代替
B.匀浆的目的是释放线粒体
C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开
D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
√
解析:蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,可能导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替,A错误;匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构,使细胞破裂,从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来,B正确;差速离心法可将不同大小的颗粒分开,C正确;丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中,所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解,D正确。
[归纳拓展]
用差速离心法分离细胞器过程:将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。最先分离出来的是较大的细胞器,越小的细胞器分离的越晚。
题点(二) 主要细胞器的结构与功能
2.(2025·安徽高考)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述,正确的是( )
A.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
B.核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3'端
C.溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分
D.叶绿体中的ATP合成酶,可将光能直接转化为ATP中的化学能
√
解析:高尔基体参与分泌蛋白的加工过程,可以对来自内质网的分泌蛋白进行进一步的加工和修饰,所以推测高尔基体膜上分布有相应的酶,A正确;氨基酸和tRNA的结合发生在细胞质中,核糖体中不存在与该过程相关的酶,B错误;溶酶体中的水解酶还可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,并非仅能消化衰老、损伤的细胞组分,C错误;叶绿体中的ATP合成酶,不能直接利用光能,其合成ATP直接的能量来源是类囊体膜两侧H+的浓度差,D错误。
3.定义细胞器需符合两个标准:必须通过宿主细胞世代相传和依赖宿主细胞提供的蛋白质。科学家发现了一种固氮蓝细菌UCYN⁃A,存在于某藻类植物细胞中。研究发现,UCYN⁃A和它所在的藻类细胞生长和繁殖是同步的,且需从藻类细胞那里获取部分蛋白质。下列叙述正确的是 ( )
A.UCYN⁃A属于自养生物是因为其具有固氮的功能
B.该藻类细胞含核糖体的细胞器只有叶绿体和线粒体
C.可通过放射性同位素示踪技术研究UCYN⁃A固定的15N的转移途径
D.藻类细胞中UCYN⁃A的生命活动由自身基因和藻类细胞核基因共同控制
√
解析:自养生物是能将无机物转化为有机物的生物,UCYN⁃A具有固氮功能,但固氮并不等同于能将无机物转化为有机物,故UCYN⁃A具有固氮功能不能说明其属于自养生物,A错误;根据题意可知,UCYN⁃A属于该藻类细胞的细胞器,故该藻类细胞含核糖体的细胞器有叶绿体、线粒体和UCYN⁃A,B错误;15N是稳定同位素,不具有放射性,C错误;藻类细胞中UCYN⁃A的生命活动由自身基因和藻类细胞核基因共同控制,D正确。
[易错提醒]
细胞器结构与功能中的“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。
③一切生物的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。
⑥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。
题点(三) 细胞骨架的结构与功能
4.(2026·秦皇岛模拟)细胞骨架中的微管起源于核膜周围的微管组织中心,决定着细胞内几乎所有物质及某些结构的运输,微管网络上的马达蛋白能够介导细胞器、囊泡、蛋白质复合物的运输,还参与细胞分裂等细胞生命活动的调控。如纺锤丝由微管组成,微管会在马达蛋白与微管相关蛋白的作用下发生解聚和聚合。下列叙述错误的是( )
A.真核细胞分泌蛋白的胞内转运需要生物膜系统,而不需要细胞骨架的参与
B.细胞骨架与细胞的形态维持、物质运输及能量转化等活动密切相关
C.微管相关蛋白的作用在有丝分裂时显著增强
D.神经递质及激素等信息分子的分泌过程也需要微管网络的参与
√
解析:真核细胞分泌蛋白的胞内转运需要内质网、高尔基体等生物膜系统参与,同时也需要细胞骨架参与,A错误;从题干可知细胞骨架决定物质运输,且参与细胞生命活动调控,与细胞的形态维持、物质运输及能量转化等活动密切相关,B正确;有丝分裂前期纺锤体形成,中期、后期牵引染色体运动,末期纺锤体消失,而纺锤丝由微管组成,微管在马达蛋白与微管相关蛋白的作用下发生解聚和聚合,所以微管相关蛋白的作用在有丝分裂时显著增强,C正确;神经递质及激素等信息分子的分泌过程涉及囊泡运输,而微管网络上的马达蛋白能够介导囊泡、蛋白质复合物等的运输,所以该分泌过程需要微管网络的参与,D正确。
主题研习(二) 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理
(1)叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的_______或球形,制片后可以在高倍显微镜下观察它的_____________。
(2)活细胞中的细胞质处于__________的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的_________的运动作为标志。
椭球
形态和分布
不断流动
叶绿体
2.实验步骤
(1)观察叶绿体
清水
载玻片
椭球
(2)观察细胞质的流动
光照、室温
叶绿体随细胞质绕液泡流动
3.实验分析
(1)叶绿体的运动
叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源,强光下则以侧面或顶面朝向光源,实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。
(2)细胞质流动
①不同细胞中细胞质可朝一个方向流动,也可朝不同的方向流动,其流动方式为转动式。观察细胞质流动时,以叶绿体为参照物。
②细胞质流动速度与细胞的新陈代谢有密切关系,新陈代谢越旺盛,细胞质流动越快,反之,则越慢。光照、温度和机械损伤等都可以加快细胞质的流动。
[思考探究]
1.在观察叶绿体的实验中,常选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料。试从叶片结构方面分析其原因。
提示:①藓类叶片很薄,由单层叶肉细胞构成,且叶绿体较大,可直接观察。②菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取,且所含叶绿体数目少,个体大,便于观察。
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。
3.为了保证观察细胞质流动实验的成功,应采取什么方法加快黑藻细胞的细胞质流动速度?
提示:①进行光照,温度在25 ℃左右,即在阳光下或灯光下放置20~25 min;②提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至30~37 ℃;③直接切伤一部分叶片。
1.(2024·湖南高考)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
√
解析:该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率,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;细胞内结合水与自由水的比值越低,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;观察细胞质的流动速率时,常以细胞质基质中叶绿体的运动速率为指标,D正确。
2.如图为某小组在室温下进行“观察黑藻细胞质环流”实验时拍摄的照片,下列有关说法,错误的是 ( )
A.适当调暗光线更便于观察细胞质
B.适当升高温度,细胞质环流的速度会加快
C.同一细胞中叶绿体的流动方向相同
D.图示植物细胞中不存在细胞核和大液泡
√
解析:细胞质颜色较浅,适当调暗光线更有利于观察细胞质,A正确;适当升高温度,分子热运动速率增加,酶活性增强,细胞代谢加快,细胞质环流的速度会加快,B正确;同一细胞中叶绿体的运动方向是相同和定向的,即叶绿体环绕中央大液泡向同一个方向旋转式流动,C正确;黑藻属于真核生物,其细胞中含有细胞核和大液泡,D错误。
3.叶绿体是一种动态的细胞器,随着光照强度的变化,其位置和分布会发生改变,该过程称为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分)相结合,用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验,叶绿体的分布情况如图。下列叙述错误的是 ( )
A.若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常,可推测叶绿体定位需要借助细胞骨架进行
B.实验表明,CHUP1蛋白和光照强度在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用
C.在强光照射下,叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能充分地吸收光能,更多制造有机物
D.对同一叶片不同部位设置强光照射和遮光处理,根据现象来判断是否发生叶绿体定位
√
解析:破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后,叶绿体定位异常,可知叶绿体的定位与微丝蛋白有关,因此可推测叶绿体定位需要借助细胞骨架进行,
A正确。由于CHUP1蛋白缺失型拟南芥的叶绿体分布和野生型不同,且正常叶肉细胞中的叶绿体在不同光照强度时分布不同,所以CHUP1蛋白和光照强度在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用,B正确。由题图可知,正常叶肉细胞在弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,能最大限度地吸收光能,保证高效率的光合作用;而强光条件下,叶绿体移动到细胞两侧,以避免强光的伤害,C错误。叶绿体会随着光照强度改变其位置和分布,所以对同一叶片不同部位设置强光照射和遮光处理,根据现象来判断是否发生叶绿体定位,D正确。
主题研习(三) 细胞器之间的协调配合与生物膜系统
厚基础
(一)理清分泌蛋白的合成、加工和运输过程
1.分泌蛋白:在_________合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如___________________________等。
2.研究手段——放射性同位素标记法
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射_________________,检测放射性依次出现的部位。
消化酶、抗体和一部分激素
3H标记的亮氨酸
细胞内
3.过程
游离的核糖体
内质网
高尔基体
流动性
(二)明晰生物膜系统的组成及相互联系
1.图解生物膜系统的组成和功能
信息传递
酶
2.从两个角度理解各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
相似性 各种生物膜主要由________________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
脂质和蛋白质
蛋白质
(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同,都是由_____________构成基本支架,蛋白质分子分布其中,大都具有_______性。
②在结构上具有一定的连续性,如图所示:
磷脂双分子层
流动
内质网膜
细胞膜
1.微点判断——落实基本生命观念
(1)(2025·浙江卷)内质网膜和高尔基体膜的基本骨架是蛋白质。 ( )
(2)(2023·浙江卷)囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器。 ( )
(3)(2023·海南卷)哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象。 ( )
(4)(2020·江苏卷)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。
( )
(5)分泌蛋白最初是在游离核糖体上合成的。 ( )
(6)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白的分泌一定经过高尔基体。 ( )
(7)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和细胞器膜组成,有利于细胞代谢的有序进行。 ( )
基础盘查
×
×
×
×
√
√
×
2.发掘教材——提升科学思维能力
(1)(人教版必修1 P51“科学方法”延伸思考)同位素标记法是指用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。请简述其应用:__________
_____________________________________________________________________________________________。
(2)内质网膜内连核膜、外连细胞膜,说明内质网可能具有的功能是______
___________________。
同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程
细胞内
物质运输的通道
(3)生物膜上的某些蛋白质不仅是膜的组成成分,还具有催化、物质运输、能量
转换、接收和传递信息的功能,下面表示三种生物膜。
图1、图2、图3分别表示的生物膜是______________________________________。
线粒体内膜、细胞膜、叶绿体的类囊体膜
析重难
重难点(一) 用建构模型法分析分泌蛋白形成过程中的放射性及膜面积变化
[典例] (2026·盐城模拟)研究人员将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接,再用荧光显微镜观察病毒糖蛋白的运动过程,确定了VSVG⁃GFP在每个细胞结构中的驻留时间,如下图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.据图分析,VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B.如果标记染色体上的组蛋白,将出现类似的曲线变化趋势
C.VSVG⁃GFP在线粒体中的驻留时间曲线与在高尔基体中的曲线变化相似
D.病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在各细胞结构之间转移
√
[解析] 核糖体是无膜细胞器,A错误;组蛋白是染色体结构蛋白,属于胞内蛋白,其动态变化与VSVG⁃GFP的转运路径不同,B错误;VSVG⁃GFP是分泌蛋白,线粒体在分泌蛋白分泌过程中提供能量,因而分泌蛋白不会在线粒体中驻留,C错误;病毒糖蛋白(VSVG)的转运依赖囊泡,而囊泡运输需沿细胞骨架进行,D正确。
重难点(二) 信号识别与蛋白质的分选
|情|境|探|究|
信号肽假说认为,经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。该过程涉及核糖体与内质网的识别,以及内质网与高尔基体的识别。游离的核糖体合成多肽链,当多肽链延伸至70~100个氨基酸残基后,肽链停止延伸,信号肽(信号序列)与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP与内质网上的SRP受体(DP)结合,将核糖体与新生肽引导至内质网。随后SRP脱离,信号肽引导新生肽链进入内质网腔中。信号肽在进入内质网腔后会被切除,肽链继续合成直至结束,最后核糖体从内质网脱落。
图1是细胞内各种蛋白质的合成过程及去向,图2是信号肽假说的示意图。
(1)由图1可知,始终由游离核糖体合成的蛋白质的去向是_____________
________________________________等等;由附着核糖体合成(先在游离核糖体上合成一段肽链),内质网、高尔基体加工的蛋白质的去向有____________________________________。
(2)科学家在研究分泌蛋白合成的先后顺序时,采用的方法是__________
________。据图2可知,细胞中的信号识别颗粒(SRP)与信号肽序列结合,再与内质网膜上的_________________结合,引导蛋白质继续合成,形成一定的___________。若信号肽序列缺失,会导致新生肽在____________中堆积,不利于细胞正常生命活动的进行。
细胞质基质、
细胞核内、线粒体、叶绿体
分泌到细胞外、细胞膜上、溶酶体中
同位素
标记法
SRP受体(或DP)
空间结构
细胞质基质
(3)进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志,与高尔基体膜上的M6P受体识别,带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失,细胞中会出现___________________________________
____________的现象。
衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在
细胞内积累
(4)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)
提示:甲组:将内质网蛋白质A的定位信号序列切除,并将其导入到细胞内,一段时间后检测内质网蛋白质A的出现位置。乙组:将定位信号序列连接至细胞质基质蛋白质B起始端,并将其导入到细胞内,一段时间后检测细胞质基质蛋白质B的出现位置。
|认|知|生|成|
1.高尔基体对蛋白质的分选
2.受体介导的囊泡运输
(1)与囊泡运输有关的问题归纳
(2)囊泡运输与信息交流
囊泡运输是一种高度有组织的定向运输,各类囊泡之所以能够被准确地运到靶膜,主要是因为靶膜上具有特殊的膜标志蛋白,囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别,锚定、融合并进行囊泡运输。
研考向
题点(一) 分泌蛋白的合成、加工与囊泡运输
1.(2024·浙江1月选考)浆细胞合成抗体分子时,先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合,肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后,核糖体附着到内质网膜上,将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔继续翻译,直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是( )
A.SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B.SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C.核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D.生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
√
解析:SRP与SRP受体结合前已先合成了一段肽链,B错误;核糖体没有膜,不能产生囊泡来转移多肽链,而是通过SRP受体内的通道转移多肽链,C错误;性激素属于固醇,不能通过此途径合成并分泌,D错误。
2.(2026·湛江期末)野生型水稻籽粒糊粉层细胞内,高尔基体出芽的囊泡在其膜上 G 蛋白作用下定位至液泡膜并融合,从而将谷蛋白靶向运输至细胞液中,相关过程如图 1 所示;研究人员发现一株异常水稻,该水稻胚乳出现萎缩、粉化,粒重减少了30%,为探究原因,科研小组用放射性标记物追踪谷蛋白的合成和运输过程,并检测相应部位的放射性相对强度,结果如图 2所示。下列叙述错误的是 ( )
A.可以用14C代替3H 标记氨基酸来研究谷蛋白的运输过程
B.谷蛋白的合成起始于附着在①上的核糖体,③起运输枢纽作用
C.含有谷蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合,体现了生物膜的流动性
D.图 2 的实验结果表明水稻出现异常的原因可能是谷蛋白的运输发生障碍
√
解析:氨基酸中含有C、H 等元素,14C 和3H 都具有放射性,可以用14C代替3H 标记氨基酸来研究谷蛋白的运输过程,A 正确。谷蛋白的合成起始于游离的核糖体,③(高尔基体)起运输枢纽作用,B错误。含有谷蛋白的囊泡与细胞膜、液泡前体融合,体现了生物膜的流动性,C正确;由图 2 可知,与正常水稻相比,异常水稻中细胞壁处放射性相对强度较高,液泡处放射性相对强度较低,这表明水稻出现异常的原因可能是谷蛋白的运输发生障碍,导致谷蛋白不能正常运输到液泡中,D 正确。
题点(二) 生物膜与细胞的生物膜系统
3.(2026·德州开学考试)下列关于生物膜系统的说法,正确的是( )
A.高尔基体内连内质网膜外连细胞膜,起着交通枢纽的作用
B.发生在生物膜系统间的物质运输必须通过囊泡结构
C.细胞骨架和生物膜系统都有物质运输、能量转换和信息传递的功能
D.内质网内的蛋白经囊泡运向高尔基体时,囊泡与高尔基体膜融合不耗能
√
解析:高尔基体通过囊泡与内质网和细胞膜间接联系,而非直接相连,A错误。生物膜系统间的物质运输并非必须通过囊泡,如内质网与核膜和细胞膜直接相连来进行物质运输,B错误。细胞骨架在细胞的物质运输、能量转换和信息传递等方面有重要作用;生物膜系统也具备这些功能,C正确。囊泡与高尔基体膜融合需要消耗能量(ATP),D错误。
4.(2026·福州模拟)下图为真核细胞中生物膜系统部分结构的概念图,其中字母表示结构,①②表示分泌蛋白在细胞中的运输过程,下列有关叙述正确的是 ( )
A.口腔黏膜、胃黏膜都属于生物膜系统
B.C和G的化学组成和结构相似,两者的蛋白质分子基本相同
C.有丝分裂过程中,A消失和重现时期分别是间期和末期
D.J、K、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
√
解析:生物膜系统是细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构的统称,而不是生物体内所有膜结构的统称,口腔黏膜、胃黏膜不属于生物膜系统,A错误;蛋白质分子是生命活动的主要承担者,线粒体和叶绿体的功能不同,则C(叶绿体膜)和G(线粒体膜)中的蛋白质分子是不相同的,B错误;A是核膜,在有丝分裂过程中,核膜消失于前期,重现于末期,C错误;在分泌蛋白分泌的过程中,J(内质网膜)、K(高尔基体膜)、B(细胞膜)之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新,D正确。
作业验收评价
标 的题目为推荐讲评题目,配有精品课件)
(本作业电子文档配有难度升维题目,供学优生选用;
一、选择题
1.(2026·黄冈模拟)下列关于“观察菠菜叶肉细胞的叶绿体形态和分布”实验的说法,不正确的是( )
A.实验过程中若细胞始终保持活性,可以看到移动的叶绿体
B.使用高倍显微镜可以看到叶绿体的双层膜结构
C.制片时装片要保持有水状态
D.实验过程中不需要对实验材料进行染色
√
1
5
6
7
8
10
11
12
2
3
4
9
解析:在高倍显微镜下观察菠菜叶肉细胞临时装片时,不但可以看到绿色的叶绿体,若细胞始终保持活性,还可以看到叶绿体随着细胞质的流动而移动,A正确;叶绿体的双层膜结构是在电子显微镜下才能看到的亚显微结构,B错误;制片时装片要保持有水状态,使细胞保持活性,C正确;叶绿体呈绿色,实验过程中不需要对实验材料进行染色,D正确。
1
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2
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4
9
2.(2026·重庆模拟)下列是某些细胞结构的模式图,以下有关说法正确的是 ( )
A.结构a、b、f、g中都含有脱氧核糖核酸
B.内质网是膜面积最大的细胞器
C.与分泌蛋白合成、加工、运输有关的结构有b、c、d、e、f
D.HIV和噬菌体都具有的结构是f
√
1
5
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9
解析:观察题图可知,a是叶绿体,b是线粒体,f是核糖体,g是细胞核,其中核糖体(f)由RNA和蛋白质组成,不含脱氧核糖核酸(DNA),A错误;内质网是膜面积最大的细胞器,B正确;中心体(e)与细胞的有丝分裂有关,与分泌蛋白的合成、加工、运输无关,C错误;HIV和噬菌体均是病毒,没有细胞结构,所以它们都不具有f(核糖体),D错误。
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3.细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,下列过程不可能发生在生物膜上的是 ( )
A.体液中信息分子和受体特异性结合
B.ATP水解为ADP和Pi并释放能量
C.动物细胞中微管蛋白组装为纺锤体
D.内质网上蛋白质等大分子物质的加工
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解析:体液中信息分子可与膜上的受体特异性结合,此过程可发生在生物膜上,A不符合题意;细胞膜上的主动运输涉及ATP的水解,此过程发生在生物膜上,B不符合题意;动物细胞中微管蛋白组装为纺锤体发生在细胞质基质中,C符合题意;内质网是生物膜系统的重要组成成分,内质网膜上有多种酶,能对蛋白质等大分子物质进行加工,此过程发生在生物膜上,D不符合题意。
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4.囊泡是真核细胞中的膜泡结构,承担着细胞内物质定向运输的功能,其中的网格蛋白——有被囊泡主要参与从高尔基体向溶酶体或细胞膜外的物质运输。下列叙述正确的是 ( )
A.囊泡的膜结构不参与生物膜系统的组成
B.囊泡的定向运输与细胞骨架有密切关系
C.有被囊泡可被酸性水解酶分解
D.分泌蛋白释放过程穿过2层磷脂分子层
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解析:囊泡作为细胞内的膜泡结构,其膜结构属于生物膜系统的一部分,A错误;细胞骨架与细胞内物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,囊泡的定向运输需要细胞骨架的引导和支撑,以确保物质能够准确地被运输到目标位置,B正确;有被囊泡主要参与从高尔基体向溶酶体或细胞膜外的物质运输,但其本身并不被运输到溶酶体内进行分解,C错误;分泌蛋白是通过胞吐作用从细胞中释放出来的,这个过程中,分泌蛋白并没有穿过磷脂双分子层,而是通过囊泡与细胞膜的融合直接将物质释放到细胞外,D错误。
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5.(2026·邢台模拟)蛋白质的分选包括两条途径。途径一是共翻译转运:在游离核糖体上合成一段肽链(信号肽)后,转移到粗面内质网上继续合成,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。途径二是翻译后转运:在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体、细胞核或细胞质基质等处。下列分析错误的是 ( )
A.用3H标记亮氨酸,可用于分析分泌蛋白的合成和运输途径
B.信号肽合成后通过囊泡运输至粗面内质网
C.细胞呼吸酶的合成需要经过翻译后转运
D.溶酶体内酶的合成需要经过共翻译转运
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解析:3H具有放射性,用3H标记亮氨酸,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,可用于分析分泌蛋白的合成和运输途径,A正确;信号肽合成后会随着核糖体转移至粗面内质网,而不是通过囊泡运输至粗面内质网,B错误;由题意可知,细胞呼吸酶的合成需经过翻译后转运,C正确;由题意可知,溶酶体内酶的合成需要经过共翻译转运,D正确。
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6.研究动物细胞的结构和功能时,取匀浆或上清液依次离心,再将不同的组分分开,其过程和结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
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A.沉淀①②③和上清液①②均含有双层膜结构
B.沉淀①②④和上清液①②③均含有DNA
C.ATP可在沉淀②和上清液①②③④中合成
D.蛋白质合成发生在沉淀④以及上清液①②③④中
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解析:动物细胞中有双层膜结构的是细胞核和线粒体,细胞核在沉淀①中,线粒体在上清液①和沉淀②中,沉淀③和上清液②中无双层膜结构,A错误;动物细胞的细胞核和线粒体中有DNA,沉淀④不含DNA,上清液②③中也不含DNA,B错误;动物细胞在细胞质基质和线粒体中合成ATP,即ATP可在上清液①②③④和沉淀②中合成,C正确;蛋白质合成发生在核糖体上,上清液④不含核糖体,D错误。
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7 (2026·衡阳模拟)真核细胞的结构与功能如图所示,其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。下列关于细胞的结构及膜流的叙述,正确的是 ( )
A.好氧型生物细胞中一定含有结构e
B.所有细胞均能发生膜流现象
C.图中m、p依次指叶绿体类囊体薄膜、线粒体内膜
D.所有细胞都可以通过f→h→c途径实现膜蛋白的更新
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解析:好氧型生物细胞中不一定含有结构e(线粒体),如好氧细菌,A错误。原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等,不具有细胞器膜,不能发生膜流现象,即不能通过f→h→c途径实现膜蛋白的更新,B、D错误。m上可发生水的光解,故是指叶绿体的类囊体薄膜;p上可合成ATP,释放大量能量,故属于线粒体内膜,C正确。
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8.(2026·内江模拟)与野生型酵母菌相比,酵母菌sec12基因突变体的内质网异常大,且其分泌功能异常。将该突变体置于含15N氨基酸的培养液中,下列有关叙述正确的是 ( )
A.含15N氨基酸合成肽链后,15N主要存在于氨基中
B.可用仪器检测到细胞内15N主要集中在细胞膜附近
C.酵母菌sec12基因突变体无法合成有氧呼吸相关酶
D.sec12基因的功能可能与内质网膜出芽形成小泡有关
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解析:含15N氨基酸合成肽链后,15N主要存在于“—CO—NH—”中,A错误;sec12基因突变导致内质网分泌功能异常,无法形成运输小泡,分泌蛋白堆积在内质网中,而非运输到细胞膜附近,B错误;有氧呼吸相关酶属于胞内酶,由游离核糖体合成,无需内质网加工,因此突变体仍能合成这些酶,C错误;sec12突变体的内质网异常大且其分泌功能异常,表明sec12基因可能参与调控内质网膜出芽形成小泡的过程,D正确。
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9.[多选](2026·松原模拟)细胞中由生物膜形成的各种区室在结构和功能上既相对独立又密切联系,这与各种生物膜的结构和功能有着直接关系。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞膜具有物质运输、能量转化、信息传递与识别等功能
B.叶绿体以类囊体堆叠的方式扩大膜面积,有利于吸收光能
C.溶酶体的膜蛋白高度糖基化,可以防止被内部水解酶降解
D.各种细胞器、细胞膜和细胞核等构成了细胞的生物膜系统
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解析:细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递与识别的过程中起着决定性的作用,A正确;叶绿体是绿色植物光合作用的场所,类囊体膜上分布有光合色素和相关酶,是光反应的场所,其膜面积越大,越有利于光能的吸收、转化,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,但溶酶体膜不会被水解,其上的膜蛋白高度糖基化,可防止被内部水解酶降解,C正确;细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,D错误。
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10.[多选]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,结果如下图。相关叙述正确的是 ( )
A.可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志
B.先用低倍镜找到雄蕊毛细胞再换高倍镜观察
C.APM使植物细胞中微管解聚从而破坏细胞骨架
D.在一定范围内,APM浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显
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解析:紫露草雄蕊毛细胞无叶绿体,无法以其细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志观察胞质环流,A错误;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,B正确;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;由图中数据可知,在一定范围内,APM浓度越大对胞质环流的抑制作用越明显,D正确。
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二、非选择题
11.(9分)(2026·福州期末)随着生活水平的提高,若高糖高脂食物过量摄入会导致肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等疾病,此类疾病与脂滴的代谢异常有关。脂滴是细胞内储存脂质的一种细胞器,可以与细胞中的多种细胞器相互作用,部分关系如图所示。请分析回答下列问题:
(1)图中除溶酶体和脂滴外具有单层膜结构的细胞器还有___________
_____________,细胞器之间存在由_____________组成的_____________,锚定并支撑着各种细胞器。(3分)
内质网
和高尔基体
细胞骨架
蛋白质纤维
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解析:题图中除溶酶体和脂滴外具有单层膜结构的细胞器还有内质网和高尔基体,细胞器之间存在由蛋白质纤维组成的细胞骨架,锚定并支撑着许多细胞器。
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(2)中性脂在内质网膜内合成后,在磷脂双分子层中间聚集以“出芽”形式与内质网膜分离,继而成为成熟脂滴。据此推测脂滴的膜是由磷脂_____
(填“单”或“双”)分子层组成,在显微镜下可使用_______________(填试剂)对脂滴进行检测。(2分)
单
苏丹Ⅲ染液
解析:中性脂在内质网膜内合成后,在磷脂双分子层中间聚集以“出芽”形式与内质网膜分离,继而成为成熟脂滴,脂滴内含有脂肪,故脂滴的膜是由磷脂单分子层组成,头部在外侧,尾部在内侧。苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色,因此在显微镜下可使用苏丹Ⅲ染液对脂滴进行检测。
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(3)机体营养匮乏时,脂滴中的脂肪可通过脂噬途径被分解。脂噬是指___________与脂滴融合形成自噬小体,其内的酸性脂肪酶催化脂肪水解。如图所示,线粒体与多种细胞器间通过膜接触位点实现连接,脂噬的产物可通过该结构进入线粒体氧化分解。膜接触位点中还存在受体蛋白,依据上述信息,该结构具有________________________的功能。(2分)
溶酶体
物质运输、信息交流
解析: 脂噬是指溶酶体与脂滴融合形成自噬小体,其内的酸性脂肪酶催化脂肪水解。依据图形信息, 线粒体与多种细胞器间通过膜接触位点实现连接,脂噬的产物可通过该结构进入线粒体氧化分解。膜接触位点中还存在受体蛋白,因此,该结构具有物质运输、信息交流的功能。
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(4)研究表明NASH患者肝脏细胞内线粒体—内质网接触位点的结构是不完整的。综合上述信息,可从__________________________________
________________________________________________(答一点即可)等方向研发治疗NASH的药物。(2分)
调节脂滴生成与分解(或抑制脂滴生成、
促进脂滴分解或改善线粒体—内质网接触位点结构)
解析:NASH患者肝脏细胞内线粒体—内质网接触位点的结构是不完整的。膜接触位点实现了各种细胞器的连接,膜接触位点中还存在受体蛋白,可从调节脂滴生成与分解或抑制脂滴生成或促进脂滴分解或改善线粒体—内质网接触位点结构等方向研发治疗NASH的药物。
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12.(9分)(2026·揭阳模拟)研究发现,细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。驻留在内质网的可溶性蛋白(内质网驻留蛋白)的羧基端有一段特殊的氨基酸序列称为KDEL序列,如果该蛋白被意外地包装进入转运膜泡,就会从内质网逃逸到高尔基体,此时高尔基体顺面膜囊区的KDEL受体就会识别并结合KDEL序列将他们回收到内质网。请据下图回答:
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(1)生物膜的主要成分是_______________,细胞膜、细胞器膜和________共同构成生物膜系统。图示过程体现了生物膜的结构特点是___________,整个生命活动过程中所需要的能量主要由_________(填细胞器名称)产生。(4分)
解析:生物膜的主要成分是脂质(主要是磷脂)、蛋白质;细胞膜、细胞器膜与核膜共同构成生物膜系统;图示过程体现了生物膜的结构特点是具有流动性;线粒体是细胞的“动力车间”,能为细胞生命活动提供能量,故整个生命活动过程中所需要的能量主要由线粒体产生。
脂质、蛋白质
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具有流动性
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(2)据图分析,该过程能识别与结合KDEL信号序列的受体可存在于_________________和高尔基体的顺面膜囊上;KDEL信号序列和受体的亲和力受pH高低的影响;________(填“高”或“低”)pH 能促进KDEL序列与受体蛋白的结合。(3分)
解析: 据题图可知,KDEL受体蛋白在高尔基体顺面膜囊、COPⅡ、COPⅠ上均有;从粗面内质网到高尔基体顺面膜囊,pH逐渐降低,高pH的时候,KDEL序列在内质网中大量分散分布,低pH时,高尔基体中的KDEL和其受体蛋白结合。
COPⅡ、COPⅠ
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(3)据图分析,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有______________、______________________和膜蛋白、分泌蛋白。(2分)
解析: 据图中的箭头方向可知,附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质有膜蛋白、分泌蛋白、溶酶体蛋白,此外结合题干可知,内质网驻留蛋白也是由附着在内质网上的核糖体合成的。
溶酶体蛋白
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