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第06讲细胞器和生物膜系统（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1细胞器的结构和功能★★★☆☆ 考点2用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动★★☆☆☆ 考点3分泌蛋白的合成和运输★★★☆☆ 考点4细胞的生物膜系统★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1细胞器的结构和功能★★★☆☆
1.细胞质概述
（1）细胞质组成：细胞质基质和 。
（2）细胞质基质：呈 状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成，是生命活动的重要场所。其中的 支撑着细胞器。
（3）分离细胞器的常用方法： 法。主要是采用 的方法分离不同大小细胞器。
见下图。
【教材隐性知识】源于必修1P47“科学方法”：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 离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
（4）高等动植物细胞的亚显微结构
图1是 细胞，图2是 细胞，鉴别两者的关键是观察有无 。此外，大部分成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；动物细胞无 、无 ，有 。两者共有的结构有核糖体、内质网、高尔基体和 等细胞器，以及 、由⑥⑦⑧⑨⑩构成的 。
2.主要细胞器的结构和功能
分类 名称 示意图 结构和主要功能
双层膜 线粒体 结构：内膜向内腔折叠形成嵴，增大 ；在内膜上含有许多种与有氧呼吸有关的酶；基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶、少量DNA和RNA。 功能：有氧呼吸的主要场所
叶绿体 结构：类囊体堆叠形成基粒，增大膜面积；类囊体薄膜上分布有吸收光能的 和与光合作用有关的酶；基质含有与光合作用有关的酶、少量DNA和RNA。 功能：绿色植物光合作用的场所
单层膜 内质网 结构：由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，分为光面内质网和粗面内质网。 功能：蛋白质等大分子物质的 场所和运输通道
高尔基体 结构：由扁平囊状结构和大小囊泡组成。 功能：对来自内质网的蛋白质进行 的“车间”及“发送站”；在植物细胞中与 的形成有关
液泡 结构：液泡膜及其内的 。 功能：调节细胞内的环境，充盈的液泡可以使细胞保持坚挺
溶酶体 结构：内含多种水解酶的小体。 功能：细胞内的“ ”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的
无膜 核糖体 成分：主要成分是 和rRNA。分为游离核糖体和附着核糖体。 功能：“生产蛋白质的机器”
中心体 结构：由 组成。 功能：与细胞有丝分裂有关
3.细胞骨架
（1）组成：由 组成的网架结构。
（2）功能：维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多 ，与细胞运动、分裂、分化以及 运输、 转化、 传递等生命活动密切相关。
特别提醒
结构与功能中的“一定”与“不一定”
（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）所有生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。
（4）葡萄糖→丙酮酸一定不发生在细胞器中。
考点2 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动★★☆☆☆
1.实验原理
（1）叶绿体呈绿色、扁平的 或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
（2）活细胞中的细胞质处于不断 的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的 作为标志。
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 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体较大，不需要加工可直接制片 细胞排列疏松，易撕取； 所含叶绿体数目少，个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
3.实验步骤
（1）观察叶绿体
①制作藓类叶片临时装片
1）用镊子取一片藓类的小叶（或取菠菜叶 ）放入盛有清水的培养皿中。
2）在洁净的载玻片中央滴一滴 ，用镊子夹住所取的叶放入水滴中。
3）盖上盖玻片。
②低倍镜下找到叶绿体
③高倍镜下观察叶绿体的形态和分布
（2）观察细胞质的流动
①制作黑藻叶片临时装片
1）黑藻应事先放在光照、室温条件下培养。
2）用镊子取一片黑藻幼嫩的小叶，放在载玻片水滴中。
3）盖上盖玻片。
②低倍镜下找到黑藻叶肉细胞
③高倍镜下观察 流动的情况
4.实验结论
（1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动。
（2）每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为环流式。
特别提醒
观察细胞质的流动实验的四个注意点
（1）高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源利于接受光照进行光合作用。
（2）实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以免影响细胞活性。
（3）植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是随着细胞质的不断旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酶等物质遍布整个细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。
（4）在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，如适度照光、适当加温、切伤叶片等，加速细胞质流动。
考点3 分泌蛋白的合成和运输★★★☆☆
1.分泌蛋白形成过程
（1）概念：在 合成后，分泌到 起作用的蛋白质。
（2）举例：抗体、消化酶和一部分 （如胰岛素）等。
（3）合成、运输、分泌
①研究方法：
②实验过程：将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有 H标记的亮氨酸的培养液中培养，检测放射性依次出现的部位。
③结果分析：
1）分泌蛋白是在 中合成的；
2）分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了 和细胞膜等结构；
3）分泌蛋白合成和分泌的过程中主要由 提供能量
2.与分泌蛋白分泌相关的坐标图
3.“三个角度”透析囊泡类问题
（1）囊泡的来源及去向
①胞吐：内质网可产生囊泡运往 ，高尔基体一方面可接受 发来的囊泡，另一方面可向细胞膜发送囊泡。
②胞吞：细胞膜可向细胞内发送囊泡。
（2）囊泡形成原理：生物膜具有一定的 。囊泡运输需消耗能量。
（3）以囊泡形式运输（胞吐）的物质举例
①分泌蛋白类：消化酶、细胞因子、抗体等蛋白质。
②神经递质（在突触前膜内合成并释放）。
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细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞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。
4.有关分泌蛋白合成与分泌的几个注意点
（1）核糖体只是肽链的合成场所，肽链需要经内质网和高尔基体的加工与包装才能形成具有生物活性的蛋白质，也只有分泌到细胞外才行使一定的功能。
（2）除分泌蛋白外，存在于细胞膜上的蛋白质也要经内质网和高尔基体加工后转移至细胞膜上，如转运蛋白和受体蛋白等。
（3）分泌蛋白出细胞的方式为胞吐，该过程体现了细胞膜的流动性，并未体现出细胞膜的选择透过性。
特别提醒
1.细胞内各种蛋白质的合成和转运途径
经内质网、高尔基体加工后的蛋白质，主要有三个去路：通过囊泡分泌到细胞外、成为细胞膜膜蛋白和包裹在囊泡中形成溶酶体。
2.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。
考点4 细胞的生物膜系统★★★☆☆
1.生物膜系统的概念
真核细胞内 等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
2.特点
（1） 和 相似
①组成成分相似：各种生物膜都主要由 组成。
②结构相似：各种生物膜在结构上大致相同，都符合 模型，都具有一定的 。
（2）在 和 上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构间的协调与配合
①在结构上具有一定的连续性，图示如下：
②在功能上的联系（如分泌蛋白）。
3.生物膜系统的功能
（1）细胞膜保证相对稳定的 ，在细胞与外部环境进行 、 和 的过程中起决定性作用。
（2）广阔的膜面积提供了 ，保证化学反应顺利进行。
（3）生物膜把各种细胞器分隔成小的区室，使细胞能同时进行多种 ，保证生命活动高效、有序地进行。
特别提醒
1.原核细胞具有细胞膜这一种生物膜，但不能构成生物膜系统。
2.生物膜研究的是细胞中的膜结构，所以生物膜不是对生物体内所有膜结构的统称，例如小肠肠系膜是生物体内的膜，但不是生物膜。
陷阱1 关于细胞器的几点易错点
易错表现 正确理解
认为所有植物细胞都有叶绿体 植物叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞、根部细胞等不含
认为能进行光合作用的生物一定有叶绿体 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
认为能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体 能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体（如醋酸菌），但真核生物的有氧呼吸一定有线粒体参与
认为高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成 叶绿体中的基粒和类囊体属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到
陷阱2 关于生物膜的几点易错点
易错表现 正确理解
认为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 人体未分化的细胞中内质网不发达，而胰腺外分泌细胞能产生消化酶，内质网较多
认为内质网上形成的囊泡运输到高尔基体并融合，所以内质网膜与高尔基体膜的组成成分完全相同 质网膜与高尔基体膜的组成成分相似，但不完全相同
认为囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 核糖体无膜结构，不能形成囊泡
认为高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工 分泌蛋白的合成场所是核糖体，高尔基体参与分泌蛋白的加工
囊泡运输、蛋白质分选
1．信号识别与囊泡运输
（1）核糖体与内质网之间的识别
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。如图1所示，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒（SRP）结合，SRP通过与内质网上的SRP受体（DP）结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落。肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
（2）内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输（图2），其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图3所示。驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有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，将它们回收到内质网。
（3）受体介导的囊泡运输
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细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞上具有特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白的相互识别，进行囊泡运输。
2．蛋白质的分选
（1）游离的核糖体上合成的蛋白质的去向
①存在于细胞质基质；②进入细胞核；③进入细胞器（如叶绿体、线粒体等）。
（2）经内质网、高尔基体加工后的蛋白质去向
①分泌到细胞外（分泌蛋白）；②进入溶酶体（溶酶体中水解酶）等结构；③整合到细胞膜上（膜蛋白）等。
考点预测：
1.蛋白质分选的两种途径
（1）共翻译转运：信号肽引导核糖体附着内质网，边合成边转运（如分泌蛋白、膜蛋白）。
（2）后翻译转运：细胞质基质合成后通过导肽进入线粒体、叶绿体等细胞器（需分子伴侣辅助）。
（3）关键机制：信号肽（N端）、停止转移序列（跨膜蛋白形成）、导肽（线粒体/叶绿体）的作用。
2.囊泡运输的三大类型
（1）COPⅡ囊泡：介导内质网→高尔基体的顺向运输，包裹新合成的分泌蛋白。
（2）COPⅠ囊泡：负责高尔基体→内质网的逆向运输，回收逃逸的内质网驻留蛋白（如含KDEL序列的蛋白）。
（3）网格蛋白囊泡：参与高尔基体→溶酶体/胞内体的运输，以及胞吞过程。
3.荧光标记与追踪
（1）用3H标记亮氨酸或GFP融合蛋白，观察分泌蛋白的运输路径（如内质网→高尔基体→细胞膜）。
（2）超分辨成像：3D-STORM技术区分GaMTs与中心体微管，揭示其在细胞迁移中的作用。
1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
2．（2025·山东·高考真题）在细胞的生命活动中，下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是（ ）
A．高尔基体 B．溶酶体 C．核糖体 D．端粒
3．（2025·安徽·高考真题）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
4．（2025·山东·高考真题）如图是某些细胞器的亚显微结构模式图，相关叙述中错误的是（ ）
A．①是中心体，与洋葱根尖分生区细胞有丝分裂有关
B．②是线粒体，是真核细胞有氧呼吸的主要场所
C．③是叶绿体，是绿色植物叶肉细胞进行光合作用的场所
D．④是内质网，是细胞内蛋白质加工的“车间”
5．（2025·山东·高考真题）活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合，如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞分裂时，线粒体平均分配至两个子代细胞中
B．线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C．正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D．线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
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陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 细胞器的结构和功能★★★☆☆
1.细胞质概述
（1）细胞质组成：细胞质基质和细胞器。
（2）细胞质基质：呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成，是生命活动的重要场所。其中的细胞骨架支撑着细胞器。
（3）分离细胞器的常用方法：差速离心法。主要是采用逐渐提高离心速率的方法分离不同大小细胞器。
见下图。
【教材隐性知识】源于必修1P47“科学方法”：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。
（4）高等动植物细胞的亚显微结构
图1是高等植物细胞，图2是动物细胞，鉴别两者的关键是观察有无细胞壁。此外，大部分成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；动物细胞无大液泡、无叶绿体，有中心体。两者共有的结构有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等细胞器，以及细胞膜、由⑥⑦⑧⑨⑩构成的细胞核。
2.主要细胞器的结构和功能
分类 名称 示意图 结构和主要功能
双层膜 线粒体 结构：内膜向内腔折叠形成嵴，增大膜面积；在内膜上含有许多种与有氧呼吸有关的酶；基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶、少量DNA和RNA。 功能：有氧呼吸的主要场所
叶绿体 结构：类囊体堆叠形成基粒，增大膜面积；类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶；基质含有与光合作用有关的酶、少量DNA和RNA。 功能：绿色植物光合作用的场所
单层膜 内质网 结构：由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，分为光面内质网和粗面内质网。 功能：蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
高尔基体 结构：由扁平囊状结构和大小囊泡组成。 功能：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”；在植物细胞中与细胞壁的形成有关
液泡 结构：液泡膜及其内的细胞液。 功能：调节细胞内的环境，充盈的液泡可以使细胞保持坚挺
溶酶体 结构：内含多种水解酶的小体。 功能：细胞内的“消化车间”，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
无膜 核糖体 成分：主要成分是蛋白质和rRNA。分为游离核糖体和附着核糖体。 功能：“生产蛋白质的机器”
中心体 结构：由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。 功能：与细胞有丝分裂有关
3.细胞骨架
（1）组成：由蛋白质纤维组成的网架结构。
（2）功能：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。
特别提醒
结构与功能中的“一定”与“不一定”
（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）所有生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。
（4）葡萄糖→丙酮酸一定不发生在细胞器中。
考点2 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动★★☆☆☆
1.实验原理
（1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
（2）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。
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 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体较大，不需要加工可直接制片 细胞排列疏松，易撕取； 所含叶绿体数目少，个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察
3.实验步骤
（1）观察叶绿体
①制作藓类叶片临时装片
1）用镊子取一片藓类的小叶（或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）放入盛有清水的培养皿中。
2）在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶放入水滴中。
3）盖上盖玻片。
②低倍镜下找到叶绿体
③高倍镜下观察叶绿体的形态和分布
（2）观察细胞质的流动
①制作黑藻叶片临时装片
1）黑藻应事先放在光照、室温条件下培养。
2）用镊子取一片黑藻幼嫩的小叶，放在载玻片水滴中。
3）盖上盖玻片。
②低倍镜下找到黑藻叶肉细胞
③高倍镜下观察叶绿体随细胞质流动的情况
4.实验结论
（1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动。
（2）每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为环流式。
特别提醒
观察细胞质的流动实验的四个注意点
（1）高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源利于接受光照进行光合作用。
（2）实验过程中对装片的要求：做实验时要使临时装片始终保持有水状态，以免影响细胞活性。
（3）植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是随着细胞质的不断旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酶等物质遍布整个细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动。
（4）在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，如适度照光、适当加温、切伤叶片等，加速细胞质流动。
考点3分泌蛋白的合成和运输★★★☆☆
1.分泌蛋白形成过程
（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：抗体、消化酶和一部分激素（如胰岛素）等。
（3）合成、运输、分泌
①研究方法：同位素标记法
②实验过程：将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有 H标记的亮氨酸的培养液中培养，检测放射性依次出现的部位。
③结果分析：
1）分泌蛋白是在核糖体中合成的；
2）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；
3）分泌蛋白合成和分泌的过程中主要由线粒体提供能量
2.与分泌蛋白分泌相关的坐标图
3.“三个角度”透析囊泡类问题
（1）囊泡的来源及去向
①胞吐：内质网可产生囊泡运往高尔基体，高尔基体一方面可接受内质网发来的囊泡，另一方面可向细胞膜发送囊泡。
②胞吞：细胞膜可向细胞内发送囊泡。
（2）囊泡形成原理：生物膜具有一定的流动性。囊泡运输需消耗能量。
（3）以囊泡形式运输（胞吐）的物质举例
①分泌蛋白类：消化酶、细胞因子、抗体等蛋白质。
②神经递质（在突触前膜内合成并释放）。
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细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞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。
4.有关分泌蛋白合成与分泌的几个注意点
（1）核糖体只是肽链的合成场所，肽链需要经内质网和高尔基体的加工与包装才能形成具有生物活性的蛋白质，也只有分泌到细胞外才行使一定的功能。
（2）除分泌蛋白外，存在于细胞膜上的蛋白质也要经内质网和高尔基体加工后转移至细胞膜上，如转运蛋白和受体蛋白等。
（3）分泌蛋白出细胞的方式为胞吐，该过程体现了细胞膜的流动性，并未体现出细胞膜的选择透过性。
特别提醒
1.细胞内各种蛋白质的合成和转运途径
经内质网、高尔基体加工后的蛋白质，主要有三个去路：通过囊泡分泌到细胞外、成为细胞膜膜蛋白和包裹在囊泡中形成溶酶体。
2.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。
考点4 细胞的生物膜系统★★★☆☆
1.生物膜系统的概念
真核细胞内细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
2.特点
（1）组成成分和结构相似
①组成成分相似：各种生物膜都主要由蛋白质和脂质组成。
②结构相似：各种生物膜在结构上大致相同，都符合流动镶嵌模型，都具有一定的流动性。
（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间的协调与配合
①在结构上具有一定的连续性，图示如下：
②在功能上的联系（如分泌蛋白）。
3.生物膜系统的功能
（1）细胞膜保证相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起决定性作用。
（2）广阔的膜面积提供了酶附着位点，保证化学反应顺利进行。
（3）生物膜把各种细胞器分隔成小的区室，使细胞能同时进行多种化学反应，保证生命活动高效、有序地进行。
特别提醒
1.原核细胞具有细胞膜这一种生物膜，但不能构成生物膜系统。
2.生物膜研究的是细胞中的膜结构，所以生物膜不是对生物体内所有膜结构的统称，例如小肠肠系膜是生物体内的膜，但不是生物膜。
陷阱1 关于细胞器的几点易错点
易错表现 正确理解
认为所有植物细胞都有叶绿体 植物叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞、根部细胞等不含
认为能进行光合作用的生物一定有叶绿体 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
认为能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体 能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体（如醋酸菌），但真核生物的有氧呼吸一定有线粒体参与
认为高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成 叶绿体中的基粒和类囊体属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到
陷阱2 关于生物膜的几点易错点
易错表现 正确理解
认为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 人体未分化的细胞中内质网不发达，而胰腺外分泌细胞能产生消化酶，内质网较多
认为内质网上形成的囊泡运输到高尔基体并融合，所以内质网膜与高尔基体膜的组成成分完全相同 质网膜与高尔基体膜的组成成分相似，但不完全相同
认为囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 核糖体无膜结构，不能形成囊泡
认为高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工 分泌蛋白的合成场所是核糖体，高尔基体参与分泌蛋白的加工
囊泡运输、蛋白质分选
1．信号识别与囊泡运输
（1）核糖体与内质网之间的识别
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。如图1所示，新生肽一端的信号肽与信号识别颗粒（SRP）结合，SRP通过与内质网上的SRP受体（DP）结合，将核糖体—新生肽引导至内质网。新生肽链通过易位子进入内质网腔中进行初步加工之后，SRP脱离，肽链继续合成，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落。肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
（2）内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输（图2），其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图3所示。驻留在内质网的可溶性蛋白的羧基端有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，将它们回收到内质网。
（3）受体介导的囊泡运输
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细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞上具有特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白的相互识别，进行囊泡运输。
2．蛋白质的分选
（1）游离的核糖体上合成的蛋白质的去向
①存在于细胞质基质；②进入细胞核；③进入细胞器（如叶绿体、线粒体等）。
（2）经内质网、高尔基体加工后的蛋白质去向
①分泌到细胞外（分泌蛋白）；②进入溶酶体（溶酶体中水解酶）等结构；③整合到细胞膜上（膜蛋白）等。
考点预测：
1.蛋白质分选的两种途径
（1）共翻译转运：信号肽引导核糖体附着内质网，边合成边转运（如分泌蛋白、膜蛋白）。
（2）后翻译转运：细胞质基质合成后通过导肽进入线粒体、叶绿体等细胞器（需分子伴侣辅助）。
（3）关键机制：信号肽（N端）、停止转移序列（跨膜蛋白形成）、导肽（线粒体/叶绿体）的作用。
2.囊泡运输的三大类型
（1）COPⅡ囊泡：介导内质网→高尔基体的顺向运输，包裹新合成的分泌蛋白。
（2）COPⅠ囊泡：负责高尔基体→内质网的逆向运输，回收逃逸的内质网驻留蛋白（如含KDEL序列的蛋白）。
（3）网格蛋白囊泡：参与高尔基体→溶酶体/胞内体的运输，以及胞吞过程。
3.荧光标记与追踪
（1）用3H标记亮氨酸或GFP融合蛋白，观察分泌蛋白的运输路径（如内质网→高尔基体→细胞膜）。
（2）超分辨成像：3D-STORM技术区分GaMTs与中心体微管，揭示其在细胞迁移中的作用。
1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积，其外连细胞膜，内连核膜，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。蛋白质的合成、加工通常需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体的共同参与。
【详解】A、错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与，对于植物细胞而言，液泡具有类似动物溶酶体的功能，可以对这些蛋白进行降解，A错误；
B、合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供（ATP来自细胞呼吸），而非全部由线粒体提供，B错误；
C、UPR过程中，分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达（转录）、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工，三者协作完成，C正确；
D、阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复，加剧高温胁迫对细胞的损伤，降低耐受性，D错误。
故选C。
【考点追溯】
分泌蛋白的合成与运输离不开核糖体、内质网、高尔基体、线粒体的参与，该过程说明各种细胞器在结构和功能上互相联系、协调配合。(P52)
2．（2025·山东·高考真题）在细胞的生命活动中，下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是（ ）
A．高尔基体 B．溶酶体 C．核糖体 D．端粒
【答案】A
【分析】细胞器的分类：①具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。膜结构是由磷脂双分子层构成。
【详解】A、高尔基体自身的结构和主要功能不涉及核酸。它既不像线粒体、叶绿体那样含有自己的DNA和RNA，也不像核糖体那样由RNA构成。因此，高尔基体中一般不会出现核酸分子，A符合题意；
B、当溶酶体分解衰老的线粒体、叶绿体或核糖体时，会分解其中的DNA和RNA。当它消化病毒或细菌时，也会分解其核酸。因此，在溶酶体的“工作”过程中，其内部是会出现核酸分子的（作为被水解的底物），B不符合题意；
C、核糖体本身就是由核糖体RNA（rRNA）和蛋白质构成的。rRNA是核酸的一种。此外，在翻译过程中，信使RNA（mRNA）作为模板，转运RNA（tRNA）负责运载氨基酸，它们也都会与核糖体结合。所以核糖体必然含有核酸，C不符合题意；
D、端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体。DNA本身就是脱氧核糖核酸，是核酸的一种。所以端粒中会出现核酸，D不符合题意。
故选A。
【考点追溯】
真核生物的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。(P34)
3．（2025·安徽·高考真题）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
【答案】A
【分析】一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。
【详解】A、高尔基体是真核细胞内对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”。从内质网运来的蛋白质（如分泌蛋白）进入高尔基体后，会经过一系列的修饰和加工，故推测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，A正确；
B、将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程，是由氨酰-tRNA合成酶催化的。这种酶存在于细胞质中，而不是在核糖体上，B错误；
C、溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，C错误；
D、在光合作用的光反应阶段，能量转换过程是：光能被叶绿体中的色素分子吸收后，首先转化为电能（高能电子），然后通过电子传递链转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中。具体到ATP的合成，ATP合成酶是利用类囊体膜两侧的质子（H+）浓度梯度所形成的势能来合成ATP的，而不是直接利用光能。因此，光能向ATP中化学能的转化是间接的，不是直接的，D错误。
故选A。
【考点追溯】
能复制的细胞器有线粒体、叶绿体、中心体；双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；非膜性的细胞器有核糖体、中心体；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体；含色素的细胞器有叶绿体、液泡；能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体。
4．（2025·山东·高考真题）如图是某些细胞器的亚显微结构模式图，相关叙述中错误的是（ ）
A．①是中心体，与洋葱根尖分生区细胞有丝分裂有关
B．②是线粒体，是真核细胞有氧呼吸的主要场所
C．③是叶绿体，是绿色植物叶肉细胞进行光合作用的场所
D．④是内质网，是细胞内蛋白质加工的“车间”
【答案】A
【详解】
中心体存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，洋葱根尖分生区细胞为高等植物细胞，不含有中心体，A 错误。
【考点追溯】
与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、线粒体、高尔基体；与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、高尔基体、中心体。
5．（2025·山东·高考真题）活细胞内的线粒体不断进行着分裂与融合，如图所示。线粒体分裂与融合的动态平衡与线粒体功能的调节密切相关。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞分裂时，线粒体平均分配至两个子代细胞中
B．线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求
C．正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能
D．线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力
【答案】A
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所，主要进行有氧呼吸的第二、第三阶段。
【详解】A、细胞分裂时，线粒体分配至两个子代细胞中是不平均的，所以两个子细胞的质遗传物质不完全相同，A错误；
B、线粒体数量的动态平衡使线粒体能适应机体对能量的需求，在耗能较大的地方分布较多，B正确；
C、正常线粒体与损伤线粒体融合有利于协调损伤线粒体的结构和功能，保证生命活动的正常进行，C正确；
D、线粒体的嵴上附着大量有氧呼吸相关的酶，线粒体融合后线粒体嵴的数量增加会提高单个线粒体有氧呼吸的能力，D正确。
故选A。
【考点追溯】
线粒体是细胞的“动力车间”，是进行有氧呼吸的主要场所。
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