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人教(2019)生物必修1（知识点+跟踪检测）
第7讲 细胞器——系统内的分工合作
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1.2.2　阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动
1.2.4　举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动
一、细胞器之间的分工
1．据图回答有关细胞器的问题
(1)填写出图中各字母代表的细胞器名称：
a．液泡，b.叶绿体，c.线粒体，d.内质网，e.核糖体，
f．高尔基体，g.中心体，h.溶酶体。
(2)细胞器的结构特点、形态和功能(连线)
2．分枝法巧记各种细胞器
二、细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白与胞内蛋白
合成场所 实例
分泌蛋白 附着在内质网上的核糖体 消化酶、抗体、蛋白质类激素
胞内蛋白 游离的核糖体 呼吸酶、血红蛋白
2．分泌蛋白的合成、加工、运输过程
三、细胞的生物膜系统
[基础微点练清]
1．判断正误
(1)高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体(√)
(2)溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡(×)
(3)蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素(×)
(4)分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象(√)
(5)细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成(√)
[新人教版必修1 P53“概念检测”T1(1)]
(6)生物膜系统由具膜结构的细胞器构成(×)
[新人教版必修1 P53“概念检测”T1(2)]
(7)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(×)
(8)抗体、消化酶和各种激素都是分泌蛋白(×)
(9)与分泌蛋白形成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体(×)
(10)高尔基体在细胞内的囊泡运输中起重要的交通枢纽作用(√)
2．(全国卷Ⅲ)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是(　　)
A．三者都存在于蓝藻中
B．三者都含有DNA
C．三者都是ATP合成的场所
D．三者的膜结构中都含有蛋白质
解析：选D　蓝藻属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，A错误；线粒体和叶绿体中含有DNA，高尔基体中不含有DNA，B错误；高尔基体不能进行ATP的合成，
ATP合成的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质等，C错误；高尔基体是具有单层膜的结构，线粒体和叶绿体是具有双层膜的结构，三者的膜结构中都含有蛋白质，D正确。
3．(浙江选考)细胞质中有细胞溶胶(细胞质基质)和多种细胞器。下列叙述正确的是(　　)
A．液泡在有丝分裂末期时分泌囊泡
B．光面内质网是合成蛋白质的主要场所
C．叶绿体内膜向内折叠若干层利于色素附着
D．细胞溶胶中有与细胞呼吸糖酵解有关的酶
解析：选D　植物细胞的高尔基体在有丝分裂末期会分泌许多囊泡，其中含有形成细胞壁的物质，A错误；核糖体是合成蛋白质的场所，B错误；叶绿体内的类囊体堆积形成的基粒结构有利于色素的附着，C错误；细胞呼吸的第一阶段(糖酵解)发生的场所是细胞溶胶(细胞质基质)，故细胞溶胶(细胞质基质)中有与糖酵解有关的酶，D正确。
4．(新人教版必修1 P53“概念检测”T3)在唾液腺细胞中，参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有(　　)
A．线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B．内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D．内质网、核糖体、高尔基体、中心体
解析：选C　唾液淀粉酶属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成和运输需要核糖体、内质网和高尔基体的参与，需要线粒体提供能量。
5.如图表示细胞通过自噬作用及时清除受损线粒体的过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中2所含水解酶的合成需经过4→3→5
B．图中2与6融合说明生物膜具有一定的流动性
C．图示过程体现了生物膜在结构和功能上具有直接联系
D．损伤线粒体的清除是生物体稳态的表现
解析：选C　图中2为溶酶体，其中所含水解酶是在核糖体上合成的，需要内质网和高尔基体的加工，因此需经过4核糖体→3内质网→5高尔基体，A正确；2溶酶体与6线粒体相互融合说明生物膜具有一定的流动性，B正确；图示过程没有体现生物膜在结构和功能上具有直接联系，C错误；损伤线粒体的清除有利于机体稳态的表现，D正确。
6．(新人教版必修1 P51“科学方法”)什么是同位素？同位素标记法的应用有哪些？
提示：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素；同位素标记可用于追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。
一、细胞器的结构、功能
[试考题·查欠缺]
1．(全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是(　　)
A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道
D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
解析：选D　叶绿体的类囊体膜上是进行光反应的场所，光反应过程会合成ATP，所以叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶；溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜破裂后水解酶释放出来，会破坏部分细胞结构；细胞的核膜是双层膜结构，其上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道；线粒体DNA位于线粒体中，而不是在线粒体外膜上，其可编码参与呼吸作用的酶。
2．(浙江选考)研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液依次离心将不同的结构分开，其过程和结果如图所示，P1～P4表示沉淀物，S1～S4表示上清液。据此分析，下列叙述正确的是(　　)
A．ATP仅在P2和P3中产生
B．DNA仅存在于P1、P2和P3中
C．P2、P3、P4和S3均能合成相应的蛋白质
D．S1、S2、S3和P4中均有具膜结构的细胞器
解析：选C　分析题意可知，图中各个部分含有的细胞器或细胞结构为P1：细胞核、细胞壁，S1：细胞质基质及各种细胞器，P2：叶绿体，S2：细胞质基质及除叶绿体之外的各种细胞器，P3：线粒体，S3：细胞质基质及除叶绿体、线粒体之外的各种细胞器，P4：核糖体，S4：细胞质基质及除叶绿体、线粒体、核糖体之外的细胞器。S1包括S2和P2，S2包括S3和P3，S3包括S4和P4。ATP可以在(细胞质基质)、线粒体和叶绿体中产生，即在S1～S4、P2、P3中均可产生，A错误；DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体中，即S1、S2、P1～P3中，B错误；蛋白质的合成场所为核糖体，线粒体和叶绿体中也含有核糖体，所以P2、P3、P4和S3均能合成相应的蛋白质，C正确；P4中核糖体没有膜结构，D错误。
3．(山东等级考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(　　)
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
解析：选D　进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成，B正确；溶酶体内含有大量的水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质，不能产生溶酶体酶，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被高尔基体膜上的M6P受体识别，因此会经囊泡运往细胞膜，不会聚集在高尔基体内，D错误。
4．(全国卷Ⅰ)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。
结构名称 突触 高尔基体 (1)______ 叶绿体的类囊体膜
功能 (2)______ __________ (3)______ _________ 控制物质进出细胞 作为能量转换的场所
膜的主要成分 (4)__ ____________________________________________________
功能举例 在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递 参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程 参与K＋从土壤进入植物根细胞的过程 (5)____ ____________________________________________________
解析：(1)细胞膜是生命系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能。(2)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构，可参与信息传递过程。(3)高尔基体是具有单层膜的细胞器，其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装，然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。(4)生物膜主要由脂质和蛋白质组成。(5)叶绿体的类囊体膜是光合作用光反应(将光能转化为化学能)的场所，在光反应阶段，类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能，这些能量可以用于H2O的光解，产生O2和[H]，也可以用于合成ATP。
答案：(1)细胞膜　(2)参与信息传递　(3)对蛋白质进行加工修饰　(4)脂质和蛋白质　(5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上
[强知能·补欠缺]
1．比较法助记两种重要细胞器——线粒体和叶绿体
项目 线粒体 叶绿体
形态 短棒状、哑铃形等 椭球形、球形等
结构
成分 内膜：与有氧呼吸有关的酶 类囊体薄膜 基质
膜面积 内膜向内凹陷形成嵴 囊状结构堆叠形成基粒
功能 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所
共同点 ①都具有双层膜 ②都与能量转换有关，产生ATP ③都含有核糖体和核酸，可自主复制与合成蛋白质，是细胞质遗传的物质基础
2．辨析两类核糖体和两类内质网的功能
3．辨析不同细胞间的差异
[练题点·全过关]
1．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)内质网合成的分泌蛋白，经高尔基体加工后，与高尔基体膜内表面受体结合，启动囊泡形成。细胞内某基因发生突变，导致高尔基体中分泌蛋白堆积，不能发送到胞外。据此推测该基因编码蛋白的功能不可能是(　　)
A．推动囊泡运输
B．启动高尔基体出芽
C．参与分泌蛋白共价修饰
D．参与分泌蛋白构象最终形成
解析：选A　若该基因编码蛋白的功能是推动囊泡运输，则细胞内该基因发生突变会导致无法推动内质网形成的囊泡运输到高尔基体，不会导致高尔基体中分泌蛋白堆积；若该基因编码蛋白的功能是启动高尔基体出芽形成囊泡，则细胞内该基因发生突变会导致无法启动高尔基体出芽形成囊泡，导致高尔基体中分泌蛋白堆积；根据题意，若该基因编码蛋白的功能是参与分泌蛋白共价修饰，则细胞内该基因发生突变会导致分泌蛋白无法经过高尔基体的进一步加工，进而无法启动高尔基体出芽形成囊泡，导致高尔基体中分泌蛋白堆积；分泌蛋白构象的最终形成是在高尔基体完成的，若该基因编码蛋白的功能是参与分泌蛋白构象的最终形成，则细胞内该基因发生突变会导致高尔基体中分泌蛋白堆积。
2．对某细胞器进行化学成分分析，发现其含有尿嘧啶。据此推测，该细胞器不可能完成的生化反应是(　　)
A．CO2＋H2O(CH2O)＋O2
B．丙氨酸＋甘氨酸丙甘二肽＋H2O
C．C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
D．ADP＋Pi＋能量ATP
解析：选C　细胞器的化学成分中含有尿嘧啶，说明该细胞器含有RNA，而含有RNA的细胞器可能是核糖体、线粒体和叶绿体。CO2＋H2O (CH2O)＋O2表示光合作用，光合作用的场所是叶绿体；丙氨酸＋甘氨酸丙甘二肽＋H2O表示脱水缩合，场所是核糖体；C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量表示有氧呼吸，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，在细胞质基质中发生有氧呼吸的第一阶段，产生的丙酮酸进入线粒体，进行第二和第三阶段；ADP＋Pi＋能量ATP表示ATP的合成，可以发生在线粒体也可以发生在叶绿体。
3．线粒体是一种半自主性细胞器。研究表明，参与组成线粒体的蛋白质有上千种之多，但线粒体基因能编码的只有20种左右，这20种蛋白质在线粒体内合成。核基因编码的蛋白质运送至线粒体内部时，均依赖一段由氨基酸组成的相当于“火车头”的导肽，引导这些蛋白质分配到线粒体的不同部位行使其功能。下列相关分析错误的是(　　)
A．线粒体对核遗传系统有很大的依赖性
B．线粒体内存在着能生产蛋白质的机器
C．线粒体蛋白质的加工由内质网和高尔基体完成
D．线粒体蛋白质可存在于外膜、内膜和基质中
解析：选C　线粒体是一种半自主性细胞器，因此其对核遗传系统有很大的依赖性，A正确；由题干信息“这20种蛋白质在线粒体内合成”可知，线粒体内存在着生产蛋白质的机器——核糖体，B正确； 线粒体蛋白质的加工是在线粒体内完成的，不是由内质网和高尔基体完成的，C错误； 导肽可以引导蛋白质分配到线粒体的不同部位行使其功能，则线粒体蛋白质可存在于外膜、内膜和基质中，D正确。
二、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(实验)
[试考题·查欠缺]
1．(2021·浙江选考)在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是(　　)
A．制作临时装片时，实验材料不需要染色
B．黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片
C．预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察
D．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：选A　黑藻为多细胞植物，细胞中含有叶绿体，细胞质基质无色，因此观察叶绿体的活动中，用黑藻作实验材料不需染色，A正确、B错误；预处理的目的是更好地观察细胞质的流动，而不会减少黑藻细胞中叶绿体的数量，C错误；光学显微镜下不能观察到叶绿体的基粒是由类囊体堆叠而成的，该结构只有在电子显微镜下才能观察到，D错误。
2．(2021·福州质检)下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验的说法，错误的是(　　)
A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性
B．制作装片时在载玻片上滴一滴0.9%的NaCl溶液，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态
C．在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色
D．在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有2层磷脂分子层
解析：选D　用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验中，牙签消毒是为了排除牙签上其他生物细胞对本实验的干扰，而漱口是为了避免食物残渣对本实验的影响，二者都是为了保证实验的准确性。0.9%的NaCl溶液可以让离体的口腔上皮细胞维持正常的形态。健那绿染液是专一性染线粒体的活体染料，可以使活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。在电子显微镜下观察线粒体可见具有双层膜，4层磷脂分子层，在高倍显微镜下看不到此结构。
3．(2021·咸宁月考)下列有关用高倍镜观察线粒体和叶绿体的实验，说法错误的是(　　)
A．健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色
B．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚
C．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉
D．观察叶绿体，可用高倍镜直接观察
解析：选D　用显微镜观察时，应先用低倍镜找到物像，再换上高倍镜观察。
[强知能·补欠缺]
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。
2．实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
3．注意事项
(1)选材：观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物细胞，如苔藓或黑藻叶片；观察线粒体选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。
(2)实验条件：实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
(3)实验试剂：健那绿染液是专一性对线粒体染色的活细胞染料，可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色，细胞质接近无色。
[练题点·全过关]
1．黑藻俗称温丝草、灯笼薇等，属单子叶多年生沉水植物，叶片小而薄。某同学利用黑藻叶片进行下列生物学实验，其中错误的选项是(　　)
选项 实验目的 所用试剂
A 观察叶绿体 清水
B 观察线粒体 健那绿染液
C 观察质壁分离及复原 0.3 g/mL蔗糖溶液、清水
D 提取叶绿体中的色素 无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅
解析：选B　由于叶绿体本身有颜色，所以观察叶绿体时直接制作临时装片就可以观察，所用试剂是清水；观察线粒体时要用健那绿对线粒体进行染色，但由于黑藻叶片本来就为绿色，所以会影响观察；观察质壁分离时，用0.3 g/mL蔗糖溶液，细胞失水发生质壁分离，然后在玻片一侧滴加清水，已经发生质壁分离的细胞复原；提取叶绿体色素时，加入无水乙醇是为了溶解色素，加入碳酸钙是为了防止研磨中色素被破坏，加入二氧化硅是为了使研磨充分。
2．下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是(　　)
A．线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C．细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D．线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同
解析：选A　线粒体和叶绿体均含有少量DNA；叶绿体在光下可进行光反应合成ATP，在黑暗中则不能合成ATP；生命活动所需ATP主要来自线粒体，此外，细胞质基质中进行的有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸也能提供少量的ATP；线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶，而叶绿体基质中含有与光合作用暗反应有关的酶，因此酶的种类不同。
一、科学思维——用模型建构法分析放射性及膜面积变化
[典例]　用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)。下列分析错误的是(　　)
A．甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．乙图中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
[解析]　蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行初步加工，内质网再以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此可知 d 为内质网膜；囊泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，被进一步加工的蛋白质再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜；囊泡与细胞膜融合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的 e 为细胞膜。在此过程中需要消耗的能量主要由线粒体提供。
[答案]　C
[思维建模]
[模型解读]
(1)图A表示分泌蛋白的合成、加工、运输过程示意图，其中①是核膜，②是附着在内质网上的核糖体，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。则图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。
[析题用模]
1．(2021·南平模拟) 构建模型是一种重要的科学思维。在学习“分泌蛋白”知识过程中，某同学构建了如图模型，以下说法正确的是(　　)
A．这是一个“物理模型”
B．d、e、f膜上蛋白质种类、含量有差异
C．d、e、f之间直接以生物膜联系
D．d、e、f分别代表内质网、高尔基体、细胞膜
解析：选B　这是膜面积的定性分析过程，属于数学模型，A错误；由图分析可知，d、e、f分别表示内质网、细胞膜和高尔基体膜，蛋白质的种类和数量与膜的功能密切相关，据此可知三种膜上蛋白质种类、含量有差异，B正确、D错误；d、e、f不能直接联系，而是以囊泡的形式间接联系，C错误。
2．利用3H亮氨酸合成3HX的过程如图，a、b、c、d表示不同的细胞器。下列叙述正确的是(　　)
A．a、b、c、d都具有膜结构
B．c可用健那绿染液染色观察
C．该过程中d的膜面积会逐渐增大
D．3HX通过主动运输排出细胞
解析：选B　图中a、b、c、d分别表示核糖体、内质网、线粒体和高尔基体，其中核糖体不具有膜结构，A错误；线粒体可用健那绿染液染色观察，B正确；该过程中高尔基体的膜面积先增大后减小，C错误；3HX通过胞吐的方式排出细胞，D错误。
3.如图表示细胞的生物膜系统中部分组分在结构与功能上的联系，其中COPⅠ、COPⅡ是囊泡的两种类型，可以介导蛋白质在a与b之间的运输。下列说法正确的是(　　)
A．a和b都属于单层膜结构，在所有细胞生物中都存在
B．溶酶体起源于b，其吞噬并杀死图中细菌的过程属于体液免疫
C．不同的囊泡可以介导物质向特定的方向和场所转移
D．分泌蛋白的合成、分泌过程中，a、b膜面积减小，细胞膜面积增加
解析：选C　由图可知，a、b分别表示内质网和高尔基体。内质网和高尔基体都是单层膜结构，原核生物细胞中没有内质网和高尔基体，A错误。溶酶体起源于高尔基体，其吞噬并杀死图中细菌的过程属于非特异性免疫，B错误。由图可知，COPⅠ、COPⅡ两类囊泡分送物质的方向和场所不同，可推出不同的囊泡可以介导物质向特定的方向和场所转移，C正确。在分泌蛋白的合成和分泌过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积增加，D错误。
4．科学家用3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是(　　)
细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡
时间/min 3 17 117
①形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
②高尔基体膜向内与内质网膜直接相连，向外与细胞膜相连
③高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
④靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
A．①②　　　　　　　　　 B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B　分泌蛋白形成过程中放射性依次出现的位置是核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→膜外。多肽最早在核糖体中合成，通过内质网和高尔基体加工、转运。内质网膜与核膜直接相连，有的细胞的内质网膜与细胞膜相连。高尔基体膜与内质网膜和细胞膜均是通过囊泡进行联系的，是间接联系。
5．如图表示人体内的某些细胞处于甲、乙、丙不同生理状态下的生物膜面积的变化情况。下列有关叙述错误的是(　　)
A．上述三种膜结构的组成成分相似
B．乙→丙可表示下丘脑神经细胞分泌肽类激素的膜变化
C．乙→甲可表示一个初级精母细胞到一个次级精母细胞的膜变化
D．甲→乙可表示胚胎干细胞分化为唾液腺上皮细胞的膜变化
解析：选C　生物膜结构的组成成分相似；乙→丙，内质网膜面积减小，细胞膜面积增大，高尔基体膜面积不变，可表示分泌肽类激素的细胞中膜的变化；初级精母细胞分裂成次级精母细胞后，三种膜面积都有所减小；唾液腺上皮细胞需要分泌大量的唾液淀粉酶(分泌蛋白)，能大量分泌蛋白的细胞，其内质网膜、高尔基体膜面积都增加。
二、生命观念——利用“结构与功能观”理解细胞的适应性与特殊性
1．细胞的结构与功能相适应的实例
(1)肾小管、心肌、肝脏细胞代谢旺盛→线粒体含量多。
(2)肠腺、胰腺等腺体细胞分泌活动旺盛→核糖体、内质网、高尔基体多。
(3)癌细胞：能无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛，核仁较大。
(4)核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。
(5)内质网、高尔基体多→细胞的合成与分泌功能强。
2．三个角度理解生物膜系统结构和功能的统一性
3．归纳概括细胞结构特例
细胞器在不同种类细胞中的分布，最能体现结构和功能相适应的特点：在某种功能强的细胞中相应细胞器的数量相对较多，如在代谢旺盛的细胞中线粒体分布较多。其他特例如下：
哺乳动物成熟的红细胞 没有细胞核和各种细胞器
蛔虫的体细胞 没有线粒体，只能无氧呼吸
根尖分生区细胞 没有叶绿体、大液泡
植物表皮细胞(保卫细胞除外) 没有叶绿体
具有分裂能力的细胞(包括癌细胞) 核糖体的数量较多
分泌腺细胞 高尔基体的数量较多
[素养训练]
1．(2020·江苏高考)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C．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
D．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：选A　细胞内线粒体的分布和数量与其功能有关，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，不含DNA，线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，B错误；人体未分化的细胞中内质网不发达，胰腺外分泌细胞能分泌多种消化酶，内质网较发达，C错误；高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，分泌蛋白的合成部位是核糖体，D错误。
2．(2020·龙岩二模)结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。 下列叙述能体现这一观点的是(　　)
A．叶绿体含有双层膜，有利于扩大光合作用的受光面积
B．吞噬细胞的溶酶体含有多种水解酶，有利于杀死侵入机体的病毒或病菌
C．哺乳动物成熟的红细胞呈双凹的圆饼状，有利于其自身携带O2并进行有氧呼吸
D．根尖分生区细胞含有大液泡，有利于根吸收水分
解析：选B　叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，有利于扩大光合作用的受光面积；吞噬细胞的溶酶体含有多种水解酶，有利于杀死侵入机体的病毒或病菌；哺乳动物成熟的红细胞呈双凹的圆饼状，有利于其自身携带O2，但此类细胞不含线粒体，只能进行无氧呼吸；根尖分生区细胞不含大液泡。
3．根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是(　　)
A．生命活动旺盛的细胞比衰老细胞具有更多的线粒体
B．心肌细胞比腹肌细胞具有更多的线粒体
C．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体
D．汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的附着型核糖体
解析：选D　线粒体是细胞的动力工厂，在生命活动旺盛的细胞中分布较多；动物细胞中高尔基体与分泌物的形成有关，分泌活动旺盛的胰腺细胞中高尔基体较心肌细胞多；附着型核糖体主要合成分泌蛋白，与汗腺细胞相比，肠腺细胞的蛋白质合成较旺盛，附着型核糖体较多。
4．“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点。下列说法错误的是(　　)
A．溶酶体膜内侧存在与细胞膜表面糖蛋白类似的结构，可防止溶酶体膜自身被酸性水解酶水解，体现了结构与功能相适应
B．细胞内的吸能反应一定与ATP水解的反应相联系，放能反应一定与ATP的合成相联系
C．人体内环境的稳态与激素、神经递质、淋巴因子等的作用有关
D．猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速地奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为共同进化
解析：选B　溶酶体膜内侧的糖蛋白可防止溶酶体膜自身被酸性水解酶水解，体现了结构与功能相适应，A正确；细胞内的直接能源物质主要是ATP，此外还有CTP、GTP等，发生在细胞内的吸能反应不一定与ATP的水解相联系，放能反应也不一定与ATP的合成相联系，B错误；生物体内各种过程的平衡受信息(遗传信息、激素、神经递质、淋巴因子等)的调控，C正确；大自然中，猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食，而捕食者则通过更快速地奔跑来获得捕食猎物的机会，猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变，这种现象在生态学上称为共同进化，D正确。
一、选择题
1．叶绿体与线粒体在结构和功能上的相同点是(　　)
①分解有机物，释放能量　②具有双层膜　③产生氧气　④水是其中化学反应的原料　⑤含有DNA　⑥内部含有酶
A．①②④⑥　　　　　　　 B．③④⑤⑥
C．①③④⑤ D．②④⑤⑥
解析：选D　线粒体分解有机物，释放能量，消耗氧气；叶绿体合成有机物，储存能量，释放氧气；线粒体和叶绿体都是双层膜的细胞器，都含有DNA分子；线粒体中进行有氧呼吸的第二、三阶段，叶绿体中进行光合作用的光反应阶段和暗反应阶段。有氧呼吸的第二阶段消耗水分，光反应阶段消耗水分；光合作用和呼吸作用都需要酶催化反应。
2．下列关于细胞结构的说法，正确的是(　　)
A．叶绿体基粒由多个类囊体叠成，其上分布有光合色素和光反应的酶
B．线粒体内膜凹陷折叠成嵴，有利于增大分解葡萄糖的酶的附着面积
C．中心体和核糖体都仅由蛋白质构成，它们都在有丝分裂中发挥作用
D．硅肺是一种溶酶体病，该病的根本原因是溶酶体缺乏分解硅尘的酶
解析：选A　叶绿体基粒由多个类囊体叠成，其上分布有光合色素和光反应的酶，A正确；葡萄糖只能在细胞质基质中被分解，线粒体内膜上没有分解葡萄糖的酶，B错误；中心体的主要成分为蛋白质，核糖体的主要成分为蛋白质和RNA，C错误；硅肺是一种溶酶体病，该病的主要原因是溶酶体缺乏分解硅尘的酶，根本原因是溶酶体中的酶基因没有发生表达，D错误。
3．下列对成熟的玉米叶肉细胞的描述，错误的是(　　)
A．核糖体、叶绿体、内质网都能进行有机物的合成
B．与有丝分裂相关的细胞器有线粒体、核糖体、高尔基体、中心体
C．能发生碱基互补配对的细胞器有核糖体、线粒体和叶绿体
D．在光学显微镜下可以观察到细胞中的叶绿体和液泡
解析：选B　玉米为高等植物，细胞中不含中心体，成熟的叶肉细胞不再进行细胞分裂。
4．下列关于细胞结构和功能的说法错误的是(　　)
A．物质运输效率因细胞生长而增强
B．肌细胞的内质网上具有催化磷脂合成的酶
C．多聚核糖体现象中一个核糖体只能同时结合两个tRNA分子
D．高尔基体能形成具膜囊泡，是真核细胞囊泡运输的交通枢纽
解析：选A　细胞生长过程中，细胞体积增大，其相对表面积减小，物质运输效率减慢，A错误；磷脂属于脂质，其合成场所是滑面内质网，因此肌细胞内某些内质网膜上有催化磷脂合成的酶，B正确；一个核糖体只能结合两个tRNA分子，C正确；高尔基体能接受内质网的囊泡，再形成囊泡，是真核细胞囊泡运输的交通枢纽，D正确。
5．一项来自康奈尔大学的研究揭示了体内蛋白分选转运装置的作用机制，即为了将细胞内的废物清除，细胞膜塑形蛋白会促进囊泡(分子垃圾袋)形成，将来自细胞区室表面旧的或受损的蛋白质带到内部回收利用工厂，在那里将废物降解，使组件获得重新利用。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞膜塑形蛋白的合成场所为核糖体，合成所需动力可由叶绿体提供
B．“分子垃圾袋”应主要由磷脂和蛋白质构成，该结构具有流动性
C．“回收利用工厂”可能是溶酶体，“组件”可能是氨基酸或核苷酸
D．人体细胞内能形成囊泡的细胞器有内质网、高尔基体和核糖体等
解析：选B　细胞膜塑形蛋白在核糖体内合成，所需要的能量由线粒体或细胞质基质提供，叶绿体形成的ATP只能用于暗反应，A错误；根据分泌蛋白形成过程等知识，可判断囊泡(分子垃圾袋)由生物膜构成，主要包括磷脂和蛋白质，具有生物膜流动性的特点，B正确；溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等，可以作为“回收利用工厂”，蛋白质水解的产物为氨基酸，故“组件”是氨基酸，不可能为核苷酸，C错误；核糖体没有膜结构，无法形成囊泡，D错误。
6．淀粉酶是人体内重要的消化酶。唾液腺细胞内合成淀粉酶的场所是(　　)
A．溶酶体　　　　　　　 B．核糖体
C．核膜 D．细胞质基质
解析：选B　淀粉酶的成分是蛋白质，核糖体是蛋白质的合成场所，即唾液腺细胞内合成淀粉酶的场所是核糖体。
7．(2021·南平模拟)动物细胞自噬的具体过程如图所示，下列有关叙述错误的是(　　)
A．自噬溶酶体的形成体现了生物膜的结构特点
B．水解酶在溶酶体中合成、加工
C．细胞自噬有利于维持细胞内的稳态
D．图中自噬体的膜由4层磷脂分子组成
解析：选B　自噬溶酶体的形成依赖于细胞膜的流动性，A正确；水解酶在核糖体上合成，由内质网、高尔基体进行加工，B 错误；细胞自噬可以清除细胞内的老化蛋白质和损伤的细胞器，有利于维持细胞内的稳态，C正确；图中自噬体由双层膜、4层磷脂分子组成，D正确。
8．(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)动物细胞的溶酶体内含有磷脂酶、蛋白酶、核酸酶等多种酶。溶酶体内的pH约为5，细胞质基质pH约为7。下列叙述错误的是(　　)
A．失活的蛋白质借助载体蛋白进入溶酶体
B．溶酶体膜与高尔基体膜的化学成分相似
C．溶酶体酶在pH为5左右时，活性较高
D．经溶酶体酶消化后的产物并非全部排出细胞
解析：选A　失活的蛋白质空间结构已经改变，但还是大分子，通过胞吞的方式进入溶酶体，不需要借助载体蛋白，A错误；溶酶体来源于高尔基体，溶酶体膜与高尔基体膜的化学成分相似，主要含有脂质和蛋白质，B正确；溶酶体内的pH约为5，该pH下溶酶体内的酶活性较高，C正确；被溶酶体分解后的产物被细胞重新利用或者排除细胞外，D正确。
9．如图是中性粒细胞吞噬和消化细菌的示意图，相关叙述错误的是(　　)
A．结构①是线粒体，可为吞噬过程提供能量
B．结构③参与残渣的排出，体现其具有选择透过性
C．结构⑤是溶酶体，其中的水解酶能分解细菌
D．结构①属于细胞的生物膜系统
解析：选B　结构①是线粒体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，可为吞噬过程提供能量，A正确；结构③为细胞膜，可以通过胞吐方式排出残渣，体现其具有流动性，B错误；结构⑤是溶酶体，其中的水解酶能分解细菌，C正确；线粒体具有双层膜结构，属于细胞的生物膜系统，D正确。
10．胃蛋白酶(pH>5.0时会发生不可逆的变性而失活)只会消化外源食物中的蛋白质，而不会消化胃组织自身的蛋白质，这归功于胃腔表面的胃黏液碳酸氢盐屏障。下图是胃黏液碳酸氢盐屏障示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．若①和②表示“促进”或“抑制”，则①指的是促进作用，②指的是抑制作用
B．HCO能中和胃酸，使胃细胞表面黏液层的pH接近7.0，从而使胃蛋白酶失活
C．主细胞通过胞吐的方式分泌胃蛋白酶原，该过程会消耗能量
D．胃蛋白酶原经过内质网和高尔基体的加工后形成胃蛋白酶
解析：选D　过程①促进了胃蛋白酶原形成胃蛋白酶，过程②是负反馈调节，胃蛋白酶过多时可抑制胃蛋白酶原的活化过程，因此②为抑制作用，A正确；由题干信息可知，胃蛋白酶在pH>5.0时会发生不可逆的变性而失活，而HCO能中和胃酸，使胃细胞表面黏液层的pH接近7.0，从而可使胃蛋白酶失活，B正确；胃蛋白酶原是一种蛋白质，主细胞通过胞吐的方式分泌胃蛋白酶原，而胞吐过程需要消耗能量，C正确；根据题图分析可知，胃蛋白酶原在盐酸的作用下变成胃蛋白酶，不经过内质网和高尔基体的加工D错误。
二、非选择题
11．我国热带植物研究所在西双版纳发现一个具有分泌功能的植物新种，该植物细胞的亚显微结构局部图如下。请据图回答下列问题：
(1)结构A能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，则结构A为________。
(2)将该植物的正常活细胞浸在质量分数为1%的健那绿染液中，图中被染成蓝绿色的结构是________。(填字母)
(3)该细胞中磷脂的合成场所是________。(填中文名称)
(4)经检验该植物细胞的分泌物含有一种多肽，请写出该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”：____________________(用“→”和字母表示)。
(5)该植物相邻细胞之间可通过F进行信息交流，则F代表________。
解析：(1)结构A为核孔，其能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(2)结构E为线粒体，其能被质量分数为1%的健那绿染液染成蓝绿色。(3)磷脂属于脂质，其合成场所是内质网。(4)分泌蛋白合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白质(肽链)→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，因此，该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”为：B(核糖体)→C(内质网)→M(囊泡)→G(高尔基体)→N(囊泡)。(5)高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行信息交流。
答案：(1)核孔　(2)E　(3)内质网　(4)B→C→M→G→N　(5)胞间连丝
12．(2021·兰州模拟)下图为真核细胞中三种结构的示意图。据图填写下列表格：
结构 结构分析 功能分析
甲 染色体位于甲结构的①________(填字母)中，核孔位于②______(填字母)上 如果结构c被破坏，则③________________________________会受到影响
乙 内膜向内折叠成④____________(填结构名称)以扩大生物膜面积，其基本支架是⑤________________ 乙结构不能氧化分解葡萄糖，原因是⑥______________________
丙 与光合作用有关的酶位于⑦____________(填字母) 若光照强度不变但结构h受损，则短时间内g中C3和C5的含量变化情况是⑧________________________
解析：甲为细胞核，a是染色质，核孔位于b核膜上。c为核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；若结构c被破坏，则细胞核中某种RNA的合成以及核糖体的形成会受到影响。乙为线粒体，内膜向内折叠成嵴以扩大生物膜面积，其基本支架和其他生物膜一样都是磷脂双分子层。由于葡萄糖氧化分解的第一阶段是在细胞质基质中进行的，所以线粒体中不会出现葡萄糖。丙为叶绿体，与光合作用有关的酶位于h基粒的类囊体薄膜以及g叶绿体基质中。若光照强度不变但结构h受损，则光反应减弱，产生的还原氢和ATP减少，对C3的还原减少，但短时间内CO2的固定速率不变，所以短时间内g中C3含量增加，C5的含量降低。
答案：①a　②b　③某种RNA的合成以及核糖体的形成　④嵴　⑤磷脂双分子层　⑥线粒体中没有能氧化分解葡萄糖的酶　⑦h，g　⑧C3含量升高，C5含量降低
13．囊泡在细胞内主要是指由磷脂分子(两层分子)有序组成的密闭双分子层的球形或椭球形结构。细胞质不同部位间的物质转移主要通过囊泡进行，如图1中的各种小球形结构。图1和图2分别表示两种细胞的结构和功能模式图，A、B、C、D表示细胞内的四种细胞器，a、b表示大分子物质通过细胞膜的两种特殊方式，请分析回答下列问题：
(1)写出下列字母所标注的细胞器名称：
[B]_____________；[C]_____________；[D]_____________。
(2)a表示的大分子物质通过细胞膜的方式称为______，这种方式与主动运输的区别是____________________________________。
(3)囊泡是一种细胞结构，但由于其结构不固定，因而不能称之为细胞器。图1所示细胞中能产生囊泡的结构是__________________________；图2所示细胞中属于囊泡的是________________________________________________________________________。
(4)囊泡能将物质准确运输到目的位置并“卸货”，是由于囊泡膜表面有特殊的“识别代码”，能识别相应受体。这种“识别代码”的化学本质是___________。
(5)糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程(环节)有问题或者胰岛素作用的靶细胞对胰岛素不敏感外，还有可能是______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由题图可知，A是高尔基体，B是核糖体，C是内质网，D是溶酶体。(2)大分子物质进入细胞的方式是胞吞，分泌出细胞的方式是胞吐，胞吞和胞吐不需要载体协助，依赖于膜的流动性，需消耗能量。(3)图2所示细胞中属于囊泡的是转运小泡、穿梭小泡、分泌小泡、内吞泡。(4)“识别代码”的化学本质是膜表面的蛋白质(糖蛋白)。(5)糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程(环节)有问题或者胰岛素作用的靶细胞对胰岛素不敏感外，还可能是胰岛素合成后囊泡运输出现障碍或者不能准确释放到目的位置。
答案：(1)核糖体　内质网　溶酶体
(2)胞吐　不需要载体，主要运输对象是大分子物质
(3)内质网、高尔基体、细胞膜　转运小泡、穿梭小泡、分泌小泡、内吞泡　(4)蛋白质(糖蛋白)　(5)胰岛素合成后囊泡运输出现障碍或者不能准确释放到目的位置
14．根据细胞内底物进入溶酶体腔方式的不同，可以把细胞自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣自噬三种方式，具体过程如图所示，请据图回答问题：
(1)巨自噬过程中的底物通常是细胞中损坏的蛋白质或____________(填结构)，隔离膜的形成可来自高尔基体或________。该过程充分体现了生物膜具有__________的结构特点。
(2)微自噬分解后的产物，如氨基酸等可以通过溶酶体膜上的载体蛋白转运进入____________(填细胞结构)供细胞代谢使用。研究表明，溶酶体内是一个相对独立的空间，其内的pH为5左右，若有少量的溶酶体内的水解酶进入细胞质基质中也不会引起细胞损伤，推测出现该现象的原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)一些具有一定序列的可溶性蛋白底物经分子伴侣识别后才可进入溶酶体，说明该种自噬方式具有一定的________。从图中可看出，分子伴侣—底物复合物形成后，与溶酶体膜上的受体结合，该受体除了能____________，还能__________________，以保证底物分子顺利进入溶酶体。
解析：(1)图1中衰老、损伤的线粒体被内质网膜或高尔基体膜包裹形成自噬体，然后自噬体与溶酶体结合，因此，巨自噬过程的底物通常是细胞中损坏的生物大分子(如蛋白质)或细胞器(如线粒体)等，图1中包裹线粒体的隔离膜可以来自内质网或高尔基体；此过程体现了生物膜具有一定的流动性。(2)经过溶酶体的微自噬之后，水解产物(如氨基酸等物质)可以通过生物膜(溶酶体膜)上的载体蛋白转运进入细胞质基质，再次为细胞代谢提供原料。由题干信息可知，溶酶体内为酸性环境，其中水解酶的最适pH为5左右，若有少量的水解酶进入细胞质基质中，而细胞质基质的pH高于溶酶体内的pH，将导致水解酶的活性降低。(3)根据题中“识别”可知，只有特定的底物与分子伴侣结合产生的复合物才能进入溶酶体，这说明分子伴侣自噬具有一定的特异性(或专一性)；仔细读图并分析复合物进入溶酶体前后底物的变化，可以发现溶酶体上的受体除了特异性识别复合物之外，还可以改变底物的结构。
答案：(1)线粒体等细胞器(或细胞器)　内质网　一定的流动性　(2)细胞质基质　细胞质基质的pH高于溶酶体内的pH，导致酶的活性降低　(3)专一性(特异性)　(特异性)识别复合物　促进底物分子去折叠(改变底物结构)

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