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(共70张PPT)
第6讲　细胞器之间的分工合作
考点一　细胞器的分工
考点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
考点三　细胞器之间的协调配合和生物膜系统
悟高考·瞻动向
课程标准解读与能力要求 知识网络概览
1.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。 2.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。 3.结合分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程,分析多种细胞结构、功能的不同及其相互联系。 4.选择合适的实验材料,观察叶绿体和细胞质流动,培养观察与分析能力。
考点一　细胞器的分工
【要点梳理·夯基固本】
一、细胞器的结构与功能
1.细胞质的组成:
2.细胞器的分类:
3.细胞器的功能:
图示 名称 功能
线粒体 双层膜结构,是细胞进行__________的主要场所,是
细胞的“动力车间”
叶绿体 双层膜结构,绿色植物细胞进行__________的场所,
被称为细胞的“养料制造车间”和“____________”
内质网 单层膜结构,蛋白质等大分子物质的合成、加工
场所和_________
有氧呼吸
光合作用
能量转换站
运输通道
图示 名称 功能
高尔 基体 单层膜结构,主要是对来自内质网的________进行
加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
溶酶体 单层膜结构,是细胞的“消化车间”,内部含有多种
________,能分解衰老、损伤的________,吞噬并
杀死侵入细胞的病毒或细菌
蛋白质
水解酶
细胞器
图示 名称 功能
液泡 单层膜结构,调节植物细胞内的环境,充盈的液
泡还可以使植物细胞保持坚挺,主要存在于植物
细胞中
中心体 无膜结构,分布在动物与低等植物细胞中,与
细胞的__________有关
核糖体 无膜结构,“生产________的机器”
有丝分裂
蛋白质
名师点睛　高尔基体作用
(1)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关,是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。
(2)植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
二、植物的细胞壁
三、细胞骨架
易错辨析
1.差速离心分离细胞器时起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管
底。( )
2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所。( )
分析:真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,线粒体是有氧呼
吸的主要场所。
3.叶绿体是植物细胞都具有的结构。( )
分析:根尖细胞没有叶绿体,所以不是所有植物细胞都有叶绿体。
4.溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”。( )
√
×
×
√
5.核糖体只能分布在内质网上。( )
分析:有的核糖体分布在细胞质基质,有的分布在内质网。
6.内质网是细胞内蛋白质的合成车间。( )
分析:核糖体是细胞内蛋白质合成的车间。
×
×
长句表达
1.(必修1 P53“拓展应用”)溶酶体内含有多种水解酶,溶酶体膜不会被这些
水解酶分解的原因是:____________________________________________
________________________________________________________________
____________________________________________________。
2.(必修1 P53“概念检测”T4拓展)心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的线粒
体,原因是:_____________________________________________________
_________________________________。
膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶
酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基因的作用而能使酶远离自身,可能
因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用
心肌细胞收缩需要大量的能量,线粒体是供应能量的“动力车
间”,所以心肌细胞中线粒体数量较多
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·广州联考)2025年我国科学家用脂质染料标记多种细胞器,成功实现了观察活细胞结构的同时成像,为测绘活细胞内细胞器互作图谱提供了有力工具。下列细胞器不能用脂质染料标记的是(　　)
A.线粒体 B.中心体
C.叶绿体 D.高尔基体
√
【解析】选B。线粒体具有双层膜结构,主要成分为磷脂和蛋白质,可用脂质染料标记,A不符合题意;中心体由两个中心粒及周围物质构成,无膜结构,不含脂质,无法被脂质染料标记,B符合题意;叶绿体具有双层膜及类囊体膜,含大量脂质,可被标记,C不符合题意;高尔基体为单层膜结构,膜中含磷脂,可用脂质染料标记,D不符合题意。
2.下列有关细胞器结构与功能的叙述,错误的是(　　)
A.叶绿体与线粒体以各自方式增大膜面积,有利于化学反应顺利进行
B.溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或细菌
C.液泡是一种单层膜的细胞器,其内含叶绿素、花青素等物质
D.内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
√
【解析】选C。叶绿体与线粒体以各自方式增大膜面积(前者通过类囊体堆叠形成基粒来增大膜面积,后者通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积),有利于化学反应顺利进行,A正确;溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或细菌,B正确;液泡不含叶绿素,叶绿素在叶绿体中,C错误;内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,D正确。
3.在神经元中,线粒体在轴突方向的长距离运输需要以细胞骨架为轨道,并依赖马达蛋白进行拖运,将线粒体与马达蛋白相连的是衔接蛋白。活跃的神经元中马达蛋白多向突触小体运输线粒体,衰老的神经元中马达蛋白则多向胞体运输线粒体。下列说法错误的是(　　)
A.细胞骨架是细胞内以纤维素为主要成分的网架结构
B.衔接蛋白功能缺失会改变线粒体在神经元中的分布
C.细胞骨架不仅为线粒体运输提供机械支撑,还与轴突的构建有关
D.在衰老的神经元中,线粒体移向胞体可能与细胞自噬加强有关
√
【解析】选A。细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网架结构,A错误;线粒体依赖马达蛋白进行拖运,将线粒体与马达蛋白相连的是衔接蛋白,因此衔接蛋白功能缺失会改变线粒体在神经元中的分布,B正确;活跃的神经元中马达蛋白多向突触小体运输线粒体,而线粒体在轴突方向的长距离运输需要以细胞骨架为轨道,可见细胞骨架不仅为线粒体运输提供机械支撑,还与轴突的构建有关,C正确;线粒体能够为细胞自噬过程提供能量,在衰老的神经元中,线粒体移向胞体可能与细胞自噬加强有关,D正确。
考点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
【要点梳理·夯基固本】
一、实验原理
二、实验步骤
1.观察叶绿体:
2.观察细胞质的流动:
名师点睛　观察细胞质流动,寻找三“最佳”
(1)寻找最佳参照物——叶绿体:以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。
(2)寻找最佳部位——靠近叶脉处:靠近叶脉的细胞水分充足,容易观察到细胞质的流动。
(3)寻找最佳视野——相对较暗:在高倍显微镜下观察一般要调成较暗的视野,这样有利于辨别。
易错辨析
1.观察叶绿体的实验材料要选择新鲜的黑藻叶片。 ( )
2.制作临时装片过程中始终要保证叶片处于有水的环境中。( )
3.观察细胞质的流动需要在黑暗条件下进行。( )
分析:观察细胞质流动过程中要保证细胞质的流动过程,在光照下叶绿体进行光合作用可以加速细胞质的流动,可以更好地观察到流动状态。而在黑暗条件下,细胞只进行呼吸作用,细胞质流动变缓,不易观察细胞质的流动。
√
√
×
4.黑藻细胞叶绿体较大,用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结
构。( )
分析:叶绿体的双层膜需要在电子显微镜下才能看到,光学显微镜看不到。
×
长句表达
(必修1 P50“探究·实践”拓展)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:______________________,并能悬浮在______________,
否则细胞__________,将影响对____________的观察。
保证叶绿体的正常形态
细胞质基质中
失水皱缩
叶绿体形态
【扣点专练·通法悟道】
1.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,错误的是(　　)
A.实验过程中细胞始终保持活性,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
√
【解析】选B。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,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,在高倍显微镜下是看不到的,B错误;做实验时,临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。
2.(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】选B。本题依据探究实验考查细胞质流动速率的影响因素。根据题意分析,该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域,A正确;一般细胞内自由水所占的比例越大,即细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞的代谢越旺盛,细胞质流动速率越快,B错误;在适宜的温度和光照强度下,选择新鲜的黑藻叶片,细胞质的流动速率较快,实验容易取得成功,C正确;观察细胞质的流动时,因为叶绿体比较容易识别,常以细胞质基质中叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的指标,D正确。
从教材走向高考
3.(必修1 P50“探究·实践”拓展)结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验,思考并回答问题。
(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:_______________________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)观察叶绿体及细胞质流动时为什么可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片 _____________________________________________________。
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。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
藓类和黑藻的小叶片薄而小,仅由单层叶肉细胞构成
【解析】(1)由于藓类叶片很薄,由单层叶肉细胞构成,且叶绿体较大,可直接观察。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。故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。
(2)由于藓类和黑藻的小叶片薄而小,仅由单层叶肉细胞构成,故观察叶绿体及细胞质流动时可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片。
(3)用高倍镜观察细胞质的流动
①为了保证观察细胞质流动实验的成功,我们应采取什么方法加快细胞质的流动速度 _____________________________________________________
____________________________________________________________。
②有人认为,在相同的外界条件下,被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显。如何设计实验验证这种说法的正确性 (请简要写出实验思路)
答案:一组黑藻叶片不作任何处理,一组黑藻叶片在2~3 d前进行创伤处理;将两组黑藻叶片放在盛水容器中,在阳光充足的地方继续培养;然后将两组叶片分别制成装片,观察两组叶片细胞质流动的速度
a.进行光照,即在阳光下或灯光下放置15~20 min;b.提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃;c.直接切伤一部分叶片
【解析】 (3)①为了保证观察细胞质流动实验的成功,我们可以:a.进行光照,即在阳光下或灯光下放置15~20 min;b.提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃;c.直接切伤一部分叶片。
②分析题意,本实验目的是验证在相同的外界条件下,被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显,实验的自变量是黑藻叶片的情况,因变量是细胞质流动速度,实验设计应遵循对照与单一变量原则,可设计实验如下:一组黑藻叶片不作任何处理,一组黑藻叶片在2~3 d前进行创伤处理;将两组黑藻叶片放在盛水容器中,在阳光充足的地方继续培养;然后将两组叶片分别制成装片,观察两组叶片细胞质流动的速度。
考点三　细胞器之间的协调配合和
生物膜系统
【要点梳理·夯基固本】
一、细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输
1.研究手段——同位素标记法:
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 3H标记的亮氨酸,检测带有放射性标记的物质依次出现的部位。
2.过程:
二、生物膜系统
1.组成:细胞膜、细胞器膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.功能:
名师点睛　真核细胞有生物膜系统,原核细胞只有细胞膜,不具有生物膜系统。
易错辨析
1.胰岛素的形成过程需内质网和高尔基体加工。( )
2.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。( )
分析: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。
3.高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工。( )
分析:分泌蛋白的合成场所是核糖体。
√
×
×
4.细胞膜、高尔基体、中心体都属于生物膜系统。( )
分析:中心体无膜结构,不属于生物膜系统。
5.生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透
过性。( )
分析:生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的流
动性。
×
×
长句表达
1.(必修1 P51“思考·讨论”改编)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法
是同位素标记法,______(填“能”或“不能”)以人的口腔上皮细胞为实验材料,
原因是______________________________。
2.(必修1 P51“思考·讨论”改编)在分泌蛋白合成和分泌的过程中,膜面积先增
加后下降的细胞器是高尔基体,原因是_________________________________
_______________________________________________________________。
不能
口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白
内质网膜形成的囊泡与高尔基体膜融
合,使其膜面积增大;高尔基体膜产生的囊泡与之脱离,又使其膜面积减小
【命题探究·释疑解惑】
【典例】自身信号序列是蛋白质分选的依据,正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。如图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示,胰岛素属于________型分泌,该过程体现了细胞膜具有________________________的功能。
(2)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,与图中所示的高尔基体膜上的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。
调节　
进行细胞间信息交流
衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
【解析】(1)胰岛素作为信号分子可调节血糖稳定,胰岛素与受体结合,可促进靶细胞对葡萄糖的吸收和利用,所以胰岛素分泌属于调节型分泌,其体现了细胞膜的信息交流功能。(2)S酶功能丧失的细胞中,某些蛋白质上就不能形成M6P标志,此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶,造成衰老和损伤的细胞器不能被及时清理而在细胞内积累。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质
不含信号序列,推测其原因是______________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。
为了验证上述结论,请简要写出你的实验思路: _______________________
_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ 。
聚焦考查点:细胞器的种类和功能及细胞器之间的协调配合。
分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉
除去进入内质网的蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网
【解析】 (3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉。(4)要验证核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列,则实验的自变量是信号序列的有无,则可除去内质网蛋白的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网,预期结果为重组的细胞质基质蛋白能够进入内质网。
破解策略
理解信号肽与蛋白质分选策略的关系
1.题干信息分析:
(1)自身信号序列是蛋白质分选的依据,正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。
(2)高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。
2.看图分析:根据图中给的3条途径,再结合激素的功能和细胞器的种类可以看出途径一主要与溶酶体的形成有关,途径二主要与信号分子有关,途径三与蛋白质参与的物质组成有关,再结合问题中所给的信息就可以得出相应问题的答案。
3.实验设计的一般思路就是先判断自变量,本题第(4)小题的自变量就是信号序列的有无,让没有信号序列的蛋白质和信号序列蛋白质重组看能否进入内质网。
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·湛江联考)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.细胞内蛋白质的合成都需要消耗能量
B.信号肽合成后通过囊泡运输至粗面内质网
C.唾液淀粉酶、胰岛素等蛋白质类激素的分泌需经过共翻译转运途径
D.通常共翻译转运途径合成的蛋白质的空间结构比翻译后转运途径合成的蛋白质复杂
√
【解析】选B。蛋白质合成包括转录和翻译,均需消耗能量(如ATP),A正确;信号肽合成后,核糖体通过信号识别颗粒直接结合到粗面内质网,而非通过囊泡运输,B错误;唾液淀粉酶和胰岛素均为分泌蛋白,需经内质网、高尔基体加工,属于共翻译转运途径,C正确;共翻译转运的蛋白质需经内质网加工(如折叠、糖基化),而翻译后转运的蛋白质(如线粒体蛋白)通常结构较简单,D正确。
2.生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要,下列有关生物膜系统的叙述正确的是(　　)
A.线粒体的内膜与外膜、小肠黏膜都属于生物膜系统
B.生物膜将细胞分隔成不同的区室,保证各化学反应互不干扰
C.溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜等生物膜上的蛋白质功能完全相同
D.大肠杆菌的生物膜系统为酶提供了大量的附着位点,有利于化学反应的快速进行
√
【解析】选B。细胞膜、核膜与细胞器膜组成生物膜系统,小肠黏膜不属于细胞的生物膜系统,A错误;生物膜将真核细胞分隔成不同的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰,B正确;溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜在组成和结构上相似,其生物膜上的蛋白质功能存在差异,C错误;大肠杆菌为原核生物,没有生物膜系统,D错误。
悟高考·瞻动向
体验高考·淬炼考能
1.(2024·重庆高考)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(　　)
A.叶绿体 B.液泡
C.内质网 D.溶酶体
√
【解析】选B。本题依据探究实验考查细胞质流动速率的影响因素。根据题意分析,该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域,A正确;一般细胞内自由水所占的比例越大,即细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞的代谢越旺盛,细胞质流动速率越快,B错误;在适宜的温度和光照强度下,选择新鲜的黑藻叶片,细胞质的流动速率较快,实验容易取得成功,C正确;观察细胞质的流动时,因为叶绿体比较容易识别,常以细胞质基质中叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的指标,D正确。
2.(2024·江西高考)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是(　　)
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
√
【解析】选A。本题主要考查溶酶体的结构以及溶酶体中的水解酶。溶酶体不具有双层膜结构,是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中的消化车间,A错误;溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;溶酶体内的pH比细胞质基质低,大多数酶从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,活性会降低,D正确。
3.(2024·江苏高考)图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(　　)
A.①~④构成细胞完整的生物膜系统
B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C.③的膜具有一定的流动性
D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
√
【解析】选A。本题考查细胞器的结构和功能及细胞器之间的协调与配合等。图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡,而完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统,A错误;溶酶体能够清除衰老、损伤的细胞器,所以能够清除衰老或损伤的①②③,B正确;③高尔基体能够产生囊泡,膜具有一定的流动性,C正确;细胞骨架与物质运输有关,所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关,D正确。
4.(2022·山东高考)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对。被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是(　　)
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
√
【解析】选D。本题考查遗传物质的复制、表达等。TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,首先在游离核糖体上合成一段肽链,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,A正确;由于与易感病烟草品种相比,品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,并且被TMV侵染后的表现不同,说明品种TI203发生了基因突变,所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同,B正确;烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA,所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成,C正确;TMV侵染后,TI203品种无感病症状,也就是叶片上没有出现病斑,推测是侵染后TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的少,D错误。
瞭望高考·探悟动态
锁定新情境:
信号肽假说
　　信号肽假说认为,编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽,它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔,随即被位于腔表面的信号肽酶水解,由于它的引导,新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内,最终被分泌到胞外。翻译结束后,核糖体亚基解聚、孔道消失,内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
　　信号肽位于分泌蛋白的N端。一般由15~30个氨基酸组成。包括三个区:一个带正电的N末端,称为碱性氨基末端;一个中间疏水序列,以中性氨基酸为主,能够形成一段α螺旋结构,它是信号肽的主要功能区;一个较长的带负电荷的C末端,含小分子氨基酸,是信号序列切割位点,也称加工区。
基于核心素养的新考向:
1.(抽象与概括)过程④中的“ ”为________蛋白,概念是_________________ ________________________________。
2.(信息提取与归纳)由图可知,溶酶体中的蛋白质的合成过程大致是:首先在________的核糖体中合成一段肽链后,这段肽链和核糖体______________ 到内质网腔内,再经过加工折叠形成具有一定______________的蛋白质。
分泌　
在细胞内合成后,
分泌到细胞外起作用的蛋白质
游离
边合成边转移
空间结构
【解析】1.过程④中的蛋白质在核糖体合成之后,需经过内质网和高尔基体加工,故“ ”为分泌蛋白;分泌蛋白的概念是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。2.据图可知,溶酶体中的蛋白质的合成过程大致是:首先在游离的核糖体中合成一段肽链,这段肽链和核糖体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。
3.(分析与综合)由图可知,送往不同结构的蛋白质具有____________,这是细胞内蛋白质定向运输所必需的。线粒体所需的蛋白质一部分来自过程⑥,另一部分是在____________________指导下合成的。
4.(归纳与演绎)________________________________________等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜系统的研究具有广泛的应用价值,如:可以模拟细胞膜________________________的功能对海水进行淡化处理。
信号序列　
线粒体DNA
细胞器膜、细胞膜、核膜　
控制物质出入细胞
【解析】3.由图可知,送往不同结构的蛋白质具有不同信号序列。线粒体所需的蛋白质部分来自过程⑥,还有一部分是在线粒体DNA的指导下合成的。4.生物膜系统是由细胞膜、核膜、细胞器膜等结构组成的。生物膜的研究具有广泛的应用价值,如:可以模拟细胞膜控制物质出入细胞的功能对海水进行淡化处理。第6讲　细胞器之间的分工合作
课程标准解读与能力要求 知识网络概览
1.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。 2.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。 3.结合分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程,分析多种细胞结构、功能的不同及其相互联系。 4.选择合适的实验材料,观察叶绿体和细胞质流动,培养观察与分析能力。
考点一　细胞器的分工
【要点梳理·夯基固本】
一、细胞器的结构与功能
1.细胞质的组成:
2.细胞器的分类:
3.细胞器的功能:
图示 名称 功能
线粒体 双层膜结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”
叶绿体 双层膜结构,绿色植物细胞进行光合作用的场所,被称为细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网 单层膜结构,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 单层膜结构,主要是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”
溶酶体 单层膜结构,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
液泡 单层膜结构,调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺,主要存在于植物细胞中
中心体 无膜结构,分布在动物与低等植物细胞中,与细胞的有丝分裂有关
核糖体 无膜结构,“生产蛋白质的机器”
名师点睛　高尔基体作用
(1)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关,是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。
(2)植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
二、植物的细胞壁
三、细胞骨架
易错辨析
1.差速离心分离细胞器时起始的离心速率较低,让较大的颗粒沉降到管底。(√)
2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所。(×)
分析:真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所。
3.叶绿体是植物细胞都具有的结构。(×)
分析:根尖细胞没有叶绿体,所以不是所有植物细胞都有叶绿体。
4.溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”。(√)
5.核糖体只能分布在内质网上。(×)
分析:有的核糖体分布在细胞质基质,有的分布在内质网。
6.内质网是细胞内蛋白质的合成车间。(×)
分析:核糖体是细胞内蛋白质合成的车间。
长句表达
1.(必修1 P53“拓展应用”)溶酶体内含有多种水解酶,溶酶体膜不会被这些水解酶分解的原因是:膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基因的作用而能使酶远离自身,可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用。
2.(必修1 P53“概念检测”T4拓展)心肌细胞比皮肤表皮细胞有更多的线粒体,原因是:心肌细胞收缩需要大量的能量,线粒体是供应能量的“动力车间”,所以心肌细胞中线粒体数量较多。
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·广州联考)2025年我国科学家用脂质染料标记多种细胞器,成功实现了观察活细胞结构的同时成像,为测绘活细胞内细胞器互作图谱提供了有力工具。下列细胞器不能用脂质染料标记的是(　　)
A.线粒体 B.中心体
C.叶绿体 D.高尔基体
【解析】选B。线粒体具有双层膜结构,主要成分为磷脂和蛋白质,可用脂质染料标记,A不符合题意;中心体由两个中心粒及周围物质构成,无膜结构,不含脂质,无法被脂质染料标记,B符合题意;叶绿体具有双层膜及类囊体膜,含大量脂质,可被标记,C不符合题意;高尔基体为单层膜结构,膜中含磷脂,可用脂质染料标记,D不符合题意。
2.下列有关细胞器结构与功能的叙述,错误的是(　　)
A.叶绿体与线粒体以各自方式增大膜面积,有利于化学反应顺利进行
B.溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或细菌
C.液泡是一种单层膜的细胞器,其内含叶绿素、花青素等物质
D.内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
【解析】选C。叶绿体与线粒体以各自方式增大膜面积(前者通过类囊体堆叠形成基粒来增大膜面积,后者通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积),有利于化学反应顺利进行,A正确;溶酶体含有多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或细菌,B正确;液泡不含叶绿素,叶绿素在叶绿体中,C错误;内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,D正确。
3.在神经元中,线粒体在轴突方向的长距离运输需要以细胞骨架为轨道,并依赖马达蛋白进行拖运,将线粒体与马达蛋白相连的是衔接蛋白。活跃的神经元中马达蛋白多向突触小体运输线粒体,衰老的神经元中马达蛋白则多向胞体运输线粒体。下列说法错误的是(　　)
A.细胞骨架是细胞内以纤维素为主要成分的网架结构
B.衔接蛋白功能缺失会改变线粒体在神经元中的分布
C.细胞骨架不仅为线粒体运输提供机械支撑,还与轴突的构建有关
D.在衰老的神经元中,线粒体移向胞体可能与细胞自噬加强有关
【解析】选A。细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网架结构,A错误;线粒体依赖马达蛋白进行拖运,将线粒体与马达蛋白相连的是衔接蛋白,因此衔接蛋白功能缺失会改变线粒体在神经元中的分布,B正确;活跃的神经元中马达蛋白多向突触小体运输线粒体,而线粒体在轴突方向的长距离运输需要以细胞骨架为轨道,可见细胞骨架不仅为线粒体运输提供机械支撑,还与轴突的构建有关,C正确;线粒体能够为细胞自噬过程提供能量,在衰老的神经元中,线粒体移向胞体可能与细胞自噬加强有关,D正确。
考点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
【要点梳理·夯基固本】
一、实验原理
二、实验步骤
1.观察叶绿体:
2.观察细胞质的流动:
名师点睛　观察细胞质流动,寻找三“最佳”
(1)寻找最佳参照物——叶绿体:以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。
(2)寻找最佳部位——靠近叶脉处:靠近叶脉的细胞水分充足,容易观察到细胞质的流动。
(3)寻找最佳视野——相对较暗:在高倍显微镜下观察一般要调成较暗的视野,这样有利于辨别。
易错辨析
1.观察叶绿体的实验材料要选择新鲜的黑藻叶片。 (√)
2.制作临时装片过程中始终要保证叶片处于有水的环境中。(√)
3.观察细胞质的流动需要在黑暗条件下进行。(×)
分析:观察细胞质流动过程中要保证细胞质的流动过程,在光照下叶绿体进行光合作用可以加速细胞质的流动,可以更好地观察到流动状态。而在黑暗条件下,细胞只进行呼吸作用,细胞质流动变缓,不易观察细胞质的流动。
4.黑藻细胞叶绿体较大,用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结构。(×)
分析:叶绿体的双层膜需要在电子显微镜下才能看到,光学显微镜看不到。
长句表达
(必修1 P50“探究·实践”拓展)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: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。
【扣点专练·通法悟道】
1.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,错误的是(　　)
A.实验过程中细胞始终保持活性,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
【解析】选B。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,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,在高倍显微镜下是看不到的,B错误;做实验时,临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。
2.(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】选B。本题依据探究实验考查细胞质流动速率的影响因素。根据题意分析,该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域,A正确;一般细胞内自由水所占的比例越大,即细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞的代谢越旺盛,细胞质流动速率越快,B错误;在适宜的温度和光照强度下,选择新鲜的黑藻叶片,细胞质的流动速率较快,实验容易取得成功,C正确;观察细胞质的流动时,因为叶绿体比较容易识别,常以细胞质基质中叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的指标,D正确。
从教材走向高考
3.(必修1 P50“探究·实践”拓展)结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验,思考并回答问题。
(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:________________________________
___________________________________________________________。
(2)观察叶绿体及细胞质流动时为什么可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片 ______________________________________________________________。
(3)用高倍镜观察细胞质的流动
①为了保证观察细胞质流动实验的成功,我们应采取什么方法加快细胞质的流动速度 ____________________________________________________________
____________________________________________________。
②有人认为,在相同的外界条件下,被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显。如何设计实验验证这种说法的正确性 (请简要写出实验思路)
【解析】(1)由于藓类叶片很薄,由单层叶肉细胞构成,且叶绿体较大,可直接观察。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。故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。
(2)由于藓类和黑藻的小叶片薄而小,仅由单层叶肉细胞构成,故观察叶绿体及细胞质流动时可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片。
(3)①为了保证观察细胞质流动实验的成功,我们可以:a.进行光照,即在阳光下或灯光下放置15~20 min;b.提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃;c.直接切伤一部分叶片。
②分析题意,本实验目的是验证在相同的外界条件下,被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显,实验的自变量是黑藻叶片的情况,因变量是细胞质流动速度,实验设计应遵循对照与单一变量原则,可设计实验如下:一组黑藻叶片不作任何处理,一组黑藻叶片在2~3 d前进行创伤处理;将两组黑藻叶片放在盛水容器中,在阳光充足的地方继续培养;然后将两组叶片分别制成装片,观察两组叶片细胞质流动的速度。
答案:(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。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)藓类和黑藻的小叶片薄而小,仅由单层叶肉细胞构成
(3)①a.进行光照,即在阳光下或灯光下放置15~20 min;b.提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃;c.直接切伤一部分叶片　②一组黑藻叶片不作任何处理,一组黑藻叶片在2~3 d前进行创伤处理;将两组黑藻叶片放在盛水容器中,在阳光充足的地方继续培养;然后将两组叶片分别制成装片,观察两组叶片细胞质流动的速度
考点三　细胞器之间的协调配合和生物膜系统
【要点梳理·夯基固本】
一、细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输
1.研究手段——同位素标记法:
向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射 3H标记的亮氨酸,检测带有放射性标记的物质依次出现的部位。
2.过程:
二、生物膜系统
1.组成:细胞膜、细胞器膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.功能:
名师点睛　真核细胞有生物膜系统,原核细胞只有细胞膜,不具有生物膜系统。
易错辨析
1.胰岛素的形成过程需内质网和高尔基体加工。(√)
2.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。(×)
分析: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。
3.高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工。(×)
分析:分泌蛋白的合成场所是核糖体。
4.细胞膜、高尔基体、中心体都属于生物膜系统。(×)
分析:中心体无膜结构,不属于生物膜系统。
5.生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性。(×)
分析:生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的流动性。
长句表达
1.(必修1 P51“思考·讨论”改编)科学家研究分泌蛋白的合成与运输的方法是同位素标记法,不能(填“能”或“不能”)以人的口腔上皮细胞为实验材料,原因是口腔上皮细胞不能产生分泌蛋白。
2.(必修1 P51“思考·讨论”改编)在分泌蛋白合成和分泌的过程中,膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体,原因是内质网膜形成的囊泡与高尔基体膜融合,使其膜面积增大;高尔基体膜产生的囊泡与之脱离,又使其膜面积减小。
【命题探究·释疑解惑】
【典例】自身信号序列是蛋白质分选的依据,正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。如图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示,胰岛素属于________型分泌,该过程体现了细胞膜具有___________
_____________________________的功能。
(2)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,与图中所示的高尔基体膜上的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。
(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,推测其原因是________________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。为了验证上述结论,请简要写出你的实验思路: _________________________________
________________________________________________________________。
聚焦考查点:细胞器的种类和功能及细胞器之间的协调配合。
【解析】(1)胰岛素作为信号分子可调节血糖稳定,胰岛素与受体结合,可促进靶细胞对葡萄糖的吸收和利用,所以胰岛素分泌属于调节型分泌,其体现了细胞膜的信息交流功能。(2)S酶功能丧失的细胞中,某些蛋白质上就不能形成M6P标志,此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶,造成衰老和损伤的细胞器不能被及时清理而在细胞内积累。(3)研究发现,核糖体合成的分泌蛋白有信号序列,而从内质网输出的蛋白质不含信号序列,原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉。(4)要验证核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列,则实验的自变量是信号序列的有无,则可除去内质网蛋白的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网,预期结果为重组的细胞质基质蛋白能够进入内质网。
答案:(1)调节　进行细胞间信息交流
(2)衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
(3)分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉　(4)除去进入内质网的蛋白质的信号序列后,将信号序列和细胞质基质蛋白重组,观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网
破解策略
理解信号肽与蛋白质分选策略的关系
1.题干信息分析:
(1)自身信号序列是蛋白质分选的依据,正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列,没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。
(2)高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工,反面区参与蛋白质的分类和包装。
2.看图分析:根据图中给的3条途径,再结合激素的功能和细胞器的种类可以看出途径一主要与溶酶体的形成有关,途径二主要与信号分子有关,途径三与蛋白质参与的物质组成有关,再结合问题中所给的信息就可以得出相应问题的答案。
3.实验设计的一般思路就是先判断自变量,本题第(4)小题的自变量就是信号序列的有无,让没有信号序列的蛋白质和信号序列蛋白质重组看能否进入内质网。
【扣点专练·通法悟道】
1.(2026·湛江联考)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.细胞内蛋白质的合成都需要消耗能量
B.信号肽合成后通过囊泡运输至粗面内质网
C.唾液淀粉酶、胰岛素等蛋白质类激素的分泌需经过共翻译转运途径
D.通常共翻译转运途径合成的蛋白质的空间结构比翻译后转运途径合成的蛋白质复杂
【解析】选B。蛋白质合成包括转录和翻译,均需消耗能量(如ATP),A正确;信号肽合成后,核糖体通过信号识别颗粒直接结合到粗面内质网,而非通过囊泡运输,B错误;唾液淀粉酶和胰岛素均为分泌蛋白,需经内质网、高尔基体加工,属于共翻译转运途径,C正确;共翻译转运的蛋白质需经内质网加工(如折叠、糖基化),而翻译后转运的蛋白质(如线粒体蛋白)通常结构较简单,D正确。
2.生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要,下列有关生物膜系统的叙述正确的是(　　)
A.线粒体的内膜与外膜、小肠黏膜都属于生物膜系统
B.生物膜将细胞分隔成不同的区室,保证各化学反应互不干扰
C.溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜等生物膜上的蛋白质功能完全相同
D.大肠杆菌的生物膜系统为酶提供了大量的附着位点,有利于化学反应的快速进行
【解析】选B。细胞膜、核膜与细胞器膜组成生物膜系统,小肠黏膜不属于细胞的生物膜系统,A错误;生物膜将真核细胞分隔成不同的区室,使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰,B正确;溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜在组成和结构上相似,其生物膜上的蛋白质功能存在差异,C错误;大肠杆菌为原核生物,没有生物膜系统,D错误。
悟高考·瞻动向
体验高考·淬炼考能
1.(2024·重庆高考)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(　　)
A.叶绿体 B.液泡
C.内质网 D.溶酶体
【解析】选B。本题依据探究实验考查细胞质流动速率的影响因素。根据题意分析,该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域,A正确;一般细胞内自由水所占的比例越大,即细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞的代谢越旺盛,细胞质流动速率越快,B错误;在适宜的温度和光照强度下,选择新鲜的黑藻叶片,细胞质的流动速率较快,实验容易取得成功,C正确;观察细胞质的流动时,因为叶绿体比较容易识别,常以细胞质基质中叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的指标,D正确。
2.(2024·江西高考)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是(　　)
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
【解析】选A。本题主要考查溶酶体的结构以及溶酶体中的水解酶。溶酶体不具有双层膜结构,是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中的消化车间,A错误;溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B正确;溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;溶酶体内的pH比细胞质基质低,大多数酶从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,活性会降低,D正确。
3.(2024·江苏高考)图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(　　)
A.①~④构成细胞完整的生物膜系统
B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C.③的膜具有一定的流动性
D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
【解析】选A。本题考查细胞器的结构和功能及细胞器之间的协调与配合等。图中①是线粒体,②是内质网,③是高尔基体,④是囊泡,而完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,故①~④不能构成细胞完整的生物膜系统,A错误;溶酶体能够清除衰老、损伤的细胞器,所以能够清除衰老或损伤的①②③,B正确;③高尔基体能够产生囊泡,膜具有一定的流动性,C正确;细胞骨架与物质运输有关,所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关,D正确。
4.(2022·山东高考)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对。被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是(　　)
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
【解析】选D。本题考查遗传物质的复制、表达等。TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,首先在游离核糖体上合成一段肽链,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,A正确;由于与易感病烟草品种相比,品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,并且被TMV侵染后的表现不同,说明品种TI203发生了基因突变,所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同,B正确;烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA,所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成,C正确;TMV侵染后,TI203品种无感病症状,也就是叶片上没有出现病斑,推测是侵染后TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的少,D错误。
瞭望高考·探悟动态
锁定新情境:
信号肽假说
　　信号肽假说认为,编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽,它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔,随即被位于腔表面的信号肽酶水解,由于它的引导,新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内,最终被分泌到胞外。翻译结束后,核糖体亚基解聚、孔道消失,内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
　　信号肽位于分泌蛋白的N端。一般由15~30个氨基酸组成。包括三个区:一个带正电的N末端,称为碱性氨基末端;一个中间疏水序列,以中性氨基酸为主,能够形成一段α螺旋结构,它是信号肽的主要功能区;一个较长的带负电荷的C末端,含小分子氨基酸,是信号序列切割位点,也称加工区。
基于核心素养的新考向:
1.(抽象与概括)过程④中的“ ”为________蛋白,概念是___________________。
2.(信息提取与归纳)由图可知,溶酶体中的蛋白质的合成过程大致是:首先在________的核糖体中合成一段肽链后,这段肽链和核糖体____________ ____________到内质网腔内,再经过加工折叠形成具有一定________________的蛋白质。
3.(分析与综合)由图可知,送往不同结构的蛋白质具有____________,这是细胞内蛋白质定向运输所必需的。线粒体所需的蛋白质一部分来自过程⑥,另一部分是在____________________指导下合成的。
4.(归纳与演绎)________________________________________等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜系统的研究具有广泛的应用价值,如:可以模拟细胞膜________________________的功能对海水进行淡化处理。
【解析】1.过程④中的蛋白质在核糖体合成之后,需经过内质网和高尔基体加工,故“ ”为分泌蛋白;分泌蛋白的概念是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。2.据图可知,溶酶体中的蛋白质的合成过程大致是:首先在游离的核糖体中合成一段肽链,这段肽链和核糖体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。3.由图可知,送往不同结构的蛋白质具有不同信号序列。线粒体所需的蛋白质部分来自过程⑥,还有一部分是在线粒体DNA的指导下合成的。4.生物膜系统是由细胞膜、核膜、细胞器膜等结构组成的。生物膜的研究具有广泛的应用价值,如:可以模拟细胞膜控制物质出入细胞的功能对海水进行淡化处理。
答案:1.分泌　在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质
2.游离　边合成边转移　空间结构
3.信号序列　线粒体DNA
4.细胞器膜、细胞膜、核膜　控制物质出入细胞
- 20 -核心素养测评 第二单元 第6讲　细胞器之间的分工合作
(20分钟　24分)
选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2026·汕头模拟)黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪种物质的合成影响最小(　　)
A.溶菌酶 B.抗体
C.性激素 D.载体蛋白
【解析】选C。核糖体是蛋白质的合成场所,溶菌酶、抗体、载体蛋白都需要先在核糖体合成,此后再经过内质网和高尔基体加工,故大量核糖体不断从内质网上脱落下来,会导致上述物质受影响较大,而性激素属于固醇类物质,其合成与光面内质网相关,无需核糖体直接参与,因此受影响最小,C符合题意。
2.(2026·汕头模拟)酸雨频发严重影响绿色植物的生命活动。某同学欲探究酸性溶液对黑藻细胞质流动的影响,下列叙述正确的是(　　)
A.供观察的黑藻应先在黑暗条件下培养
B.制作临时装片时需先将黑藻切成薄片
C.需将黑藻染色后再置于高倍镜下观察
D.叶绿体绕胞内一周的时间可作因变量
【解析】选D。供观察的黑藻若先在黑暗条件下培养,会导致黑藻的代谢减缓,细胞质流动也会变慢,不利于观察细胞质流动情况,应该将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养,使细胞质流动加快,便于观察,A错误;黑藻叶片是单层细胞,制作临时装片时不需要切成薄片,直接选取一片幼嫩的小叶制成临时装片,B错误;黑藻细胞中的叶绿体本身有颜色,可作为观察细胞质流动的标志物,不需要染色就可以在高倍镜下观察到细胞质的流动,C错误;该实验的自变量是酸性溶液的有无及酸性强弱,因变量是细胞质流动的情况,叶绿体绕胞内一周的时间可以反映细胞质流动的速度,可作为因变量,D正确。
3. 细胞自噬是细胞成分降解和回收利用的基础,对生物生长发育有重要意义。泛素是真核细胞内的一种多肽,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器被泛素标记后最终被溶酶体降解,以维持细胞内部环境稳定,其机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞进入衰老时期后,被溶酶体降解的线粒体增多
B.损伤的线粒体和泛素与自噬受体结合后才能进入溶酶体
C.吞噬泡与溶酶体融合依赖膜蛋白分子和膜磷脂分子的运动
D.在长期饥饿状态下,细胞自噬减弱以避免浪费物质和能量
【解析】选D。细胞进入衰老时期后,损伤的线粒体增多,从而使被溶酶体降解的线粒体增多,A正确;由图可知,损伤的线粒体和泛素与自噬受体结合后才能进入溶酶体,该过程依赖膜蛋白分子和膜磷脂分子的运动,B、C正确;受损或功能退化的细胞结构等通过溶酶体降解后再利用,能为细胞提供物质和能量。在长期饥饿或不利条件下,细胞自噬会增强以提供物质和能量,D错误。
4.人体细胞内的运输系统是一个非常精密而又复杂的系统。下图表示细胞内物质甲的合成、运输及分泌过程中囊泡的运输机制。细胞内囊泡运输机制一旦失控,会引起很多疾病。下列分析正确的是(　　)
A.物质甲可能是性激素,该运输过程需要ATP直接提供能量
B.内质网膜出芽形成囊泡体现了生物膜的功能特点
C.囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含多糖的种类
D.包被蛋白无法脱落将阻碍囊泡迁移导致囊泡运输失控
【解析】选D。该图表示分泌蛋白的合成与分泌,性激素的本质是脂质,A错误;内质网膜出芽形成囊泡,说明膜具有一定的流动性,体现了生物膜的结构特点,B错误;囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含的受体蛋白种类,C错误;分析图示,包被蛋白脱落有利于囊泡迁移,所以包被蛋白无法脱落将阻碍囊泡迁移导致囊泡运输失控,D正确。
5.(2026·东莞联考)细胞内所有膜结构(细胞膜、核膜、线粒体膜、内质网膜等)共同构成生物膜系统,保证细胞生命活动高效、有序进行。如图为部分生物膜之间的联系。下列有关说法正确的是(　　)
A.图示生物膜中,面积最大的是细胞膜
B.膜c还可以由膜b直接转化而形成
C.膜a和膜b在结构和功能上是相同的
D.膜c的形成依赖于生物膜的结构特性
【解析】选D。题图中a表示内质网膜,b表示核膜,c表示囊泡膜,图示生物膜中,面积最大的是内质网膜,A错误;膜c囊泡膜不能直接由b核膜转化形成,B错误;生物膜的组成成分和结构相似,而功能是不同的,C错误;c囊泡的形成依赖于生物膜的结构特性,即具有流动性,D正确。
6.生物膜系统在结构和功能上联系紧密。COPⅠ、COPⅡ是两种包被膜泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输,过程如图所示。膜泡和囊泡的运输均依赖于细胞骨架。下列说法正确的是(　　)
A.抑制细胞骨架的形成将影响溶酶体的正常功能
B.COPⅡ增多,COPⅠ减少,可导致乙的膜面积逐渐减少
C.图中溶酶体膜与细菌细胞膜的融合体现了生物膜的流动性
D.使用 3H标记该细胞的亮氨酸,细胞外检测到的放射性全部来自分泌蛋白
【解析】选A。甲、乙分别为粗面内质网、高尔基体。膜泡与囊泡的运输均依赖于细胞骨架,抑制细胞骨架的形成,将抑制溶酶体的功能,A正确。COPⅡ增多,COPⅠ减少,可能导致高尔基体膜面积增大,B错误。如图所示,溶酶体膜与内吞泡的膜融合,而不与细菌细胞膜融合,该过程体现了生物膜的流动性,C错误。使用3H标记该细胞的亮氨酸,可能存在于溶酶体酶中,消化吞入细菌后被排出体外,不属于分泌蛋白,D错误。
7.真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”,有利于细胞代谢高效、有序地进行,下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是(　　)
A.植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B.由双层膜包围而成的区域均既可产生ATP,也可消耗ATP
C.产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域,也可发生在无膜包围的区域
D.与胰岛B细胞相比,口腔上皮细胞由单层膜包围的区域面积较大
【解析】选C。植物细胞的色素除了分布在双层膜的叶绿体中,还分布在单层膜的液泡中,A错误;由双层膜包围而成的区域,可以是线粒体、叶绿体、细胞核,其中细胞核只消耗ATP,不产生ATP,B错误;线粒体中有氧呼吸第三阶段可以产生水,叶绿体中进行的光合作用也可以产生水,细胞核中合成DNA也产生水,核糖体无膜包围,在核糖体中氨基酸脱水缩合可形成多肽,C正确;胰岛B细胞分泌胰岛素,新陈代谢比口腔上皮细胞旺盛,故胰岛B细胞中内质网、高尔基体膜面积更大,D错误。
8.★科学家发现在内质网和高尔基体之间存在着一个中间膜区室,称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC),大多膜蛋白、分泌蛋白合成过程中途经内质网—高尔基体膜泡运输至细胞不同部位。在这一过程中,如果蛋白质错误分选运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网;对于正确分选的蛋白质,ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域,下列有关叙述错误的是(　　)
A.ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关
B.此过程体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用
C.若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱,可能诱发细胞凋亡
D.此过程中,内质网起到了交通枢纽的作用
【解析】选D。如果蛋白质错误分选运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网;对于正确分选的蛋白质,ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域,由此可知ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关,A正确。根据题意可知,ERGIC会产生不同的膜泡将货物运输到不同的地方,体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用,B正确。若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱,机体为了维持生物体正常发育,可能诱发细胞凋亡,C正确。根据题干分析可知,此过程中,内质网—高尔基体中间体起到了交通枢纽的作用,D错误。
- 6 -(共17张PPT)
核心素养测评 第二单元 第6讲　细胞器之间的分工合作
(20分钟　24分)
选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2026·汕头模拟)黄曲霉毒素是一种毒性极强的致癌物质,能引起细胞中的大量核糖体不断从内质网上脱落下来,这一致病机理对人体内下列哪种物质的合成影响最小(　　)
A.溶菌酶 B.抗体
C.性激素 D.载体蛋白
√
【解析】选C。核糖体是蛋白质的合成场所,溶菌酶、抗体、载体蛋白都需要先在核糖体合成,此后再经过内质网和高尔基体加工,故大量核糖体不断从内质网上脱落下来,会导致上述物质受影响较大,而性激素属于固醇类物质,其合成与光面内质网相关,无需核糖体直接参与,因此受影响最小,C符合题意。
2.(2026·汕头模拟)酸雨频发严重影响绿色植物的生命活动。某同学欲探究酸性溶液对黑藻细胞质流动的影响,下列叙述正确的是(　　)
A.供观察的黑藻应先在黑暗条件下培养
B.制作临时装片时需先将黑藻切成薄片
C.需将黑藻染色后再置于高倍镜下观察
D.叶绿体绕胞内一周的时间可作因变量
√
【解析】选D。供观察的黑藻若先在黑暗条件下培养,会导致黑藻的代谢减缓,细胞质流动也会变慢,不利于观察细胞质流动情况,应该将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养,使细胞质流动加快,便于观察,A错误;黑藻叶片是单层细胞,制作临时装片时不需要切成薄片,直接选取一片幼嫩的小叶制成临时装片,B错误;黑藻细胞中的叶绿体本身有颜色,可作为观察细胞质流动的标志物,不需要染色就可以在高倍镜下观察到细胞质的流动,C错误;该实验的自变量是酸性溶液的有无及酸性强弱,因变量是细胞质流动的情况,叶绿体绕胞内一周的时间可以反映细胞质流动的速度,可作为因变量,D正确。
3. 细胞自噬是细胞成分降解和回收利用的基础,对生物生长发育有重要意义。泛素是真核细胞内的一种多肽,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器被泛素标记后最终被溶酶体降解,以维持细胞内部环境稳定,其机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞进入衰老时期后,被溶酶体降解的
线粒体增多
B.损伤的线粒体和泛素与自噬受体结合后才能进入溶酶体
C.吞噬泡与溶酶体融合依赖膜蛋白分子和膜磷脂分子的运动
D.在长期饥饿状态下,细胞自噬减弱以避免浪费物质和能量
√
【解析】选D。细胞进入衰老时期后,损伤的线粒体增多,从而使被溶酶体降解的线粒体增多,A正确;由图可知,损伤的线粒体和泛素与自噬受体结合后才能进入溶酶体,该过程依赖膜蛋白分子和膜磷脂分子的运动,B、C正确;受损或功能退化的细胞结构等通过溶酶体降解后再利用,能为细胞提供物质和能量。在长期饥饿或不利条件下,细胞自噬会增强以提供物质和能量,D错误。
4.人体细胞内的运输系统是一个非常精密而又复杂的系统。下图表示细胞内物质甲的合成、运输及分泌过程中囊泡的运输机制。细胞内囊泡运输机制一旦失控,会引起很多疾病。下列分析正确的是(　　)
A.物质甲可能是性激素,该运输过程需要ATP直接提供能量
B.内质网膜出芽形成囊泡体现了生物膜的功能特点
C.囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含多糖的种类
D.包被蛋白无法脱落将阻碍囊泡迁移导致囊泡运输失控
√
【解析】选D。该图表示分泌蛋白的合成与分泌,性激素的本质是脂质,A错误;内质网膜出芽形成囊泡,说明膜具有一定的流动性,体现了生物膜的结构特点,B错误;囊泡与高尔基体膜识别与结合依赖细胞内的膜上所含的受体蛋白种类,C错误;分析图示,包被蛋白脱落有利于囊泡迁移,所以包被蛋白无法脱落将阻碍囊泡迁移导致囊泡运输失控,D正确。
5.(2026·东莞联考)细胞内所有膜结构(细胞膜、核膜、线粒体膜、内质网膜等)共同构成生物膜系统,保证细胞生命活动高效、有序进行。如图为部分生物膜之间的联系。下列有关说法正确的是(　　)
A.图示生物膜中,面积最大的是细胞膜
B.膜c还可以由膜b直接转化而形成
C.膜a和膜b在结构和功能上是相同的
D.膜c的形成依赖于生物膜的结构特性
√
【解析】选D。题图中a表示内质网膜,b表示核膜,c表示囊泡膜,图示生物膜中,面积最大的是内质网膜,A错误;膜c囊泡膜不能直接由b核膜转化形成,B错误;生物膜的组成成分和结构相似,而功能是不同的,C错误;c囊泡的形成依赖于生物膜的结构特性,即具有流动性,D正确。
6.生物膜系统在结构和功能上联系紧密。COPⅠ、COPⅡ是两种包被膜泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输,过程如图所示。膜泡和囊泡的运输均依赖于细胞骨架。下列说法正确的是(　　)
A.抑制细胞骨架的形成将影响溶酶体的正常功能
B.COPⅡ增多,COPⅠ减少,可导致乙的膜面积逐渐
减少
C.图中溶酶体膜与细菌细胞膜的融合体现了生物膜的流动性
D.使用 3H标记该细胞的亮氨酸,细胞外检测到的放射性全部来自分泌蛋白
√
【解析】选A。甲、乙分别为粗面内质网、高尔基体。膜泡与囊泡的运输均依赖于细胞骨架,抑制细胞骨架的形成,将抑制溶酶体的功能,A正确。COPⅡ增多,COPⅠ减少,可能导致高尔基体膜面积增大,B错误。如图所示,溶酶体膜与内吞泡的膜融合,而不与细菌细胞膜融合,该过程体现了生物膜的流动性,C错误。使用3H标记该细胞的亮氨酸,可能存在于溶酶体酶中,消化吞入细菌后被排出体外,不属于分泌蛋白,D错误。
7.真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”,有利于细胞代谢高效、有序地进行,下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是(　　)
A.植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B.由双层膜包围而成的区域均既可产生ATP,也可消耗ATP
C.产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域,也可发生在无膜包围的区域
D.与胰岛B细胞相比,口腔上皮细胞由单层膜包围的区域面积较大
√
【解析】选C。植物细胞的色素除了分布在双层膜的叶绿体中,还分布在单层膜的液泡中,A错误;由双层膜包围而成的区域,可以是线粒体、叶绿体、细胞核,其中细胞核只消耗ATP,不产生ATP,B错误;线粒体中有氧呼吸第三阶段可以产生水,叶绿体中进行的光合作用也可以产生水,细胞核中合成DNA也产生水,核糖体无膜包围,在核糖体中氨基酸脱水缩合可形成多肽,C正确;胰岛B细胞分泌胰岛素,新陈代谢比口腔上皮细胞旺盛,故胰岛B细胞中内质网、高尔基体膜面积更大,D错误。
8.★科学家发现在内质网和高尔基体之间存在着一个中间膜区室,称为内质网—高尔基体中间体(ERGIC),大多膜蛋白、分泌蛋白合成过程中途经内质网—高尔基体膜泡运输至细胞不同部位。在这一过程中,如果蛋白质错误分选运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网;对于正确分选的蛋白质,ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域,下列有关叙述错误的是(　　)
A.ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关
B.此过程体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用
C.若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱,可能诱发细胞凋亡
D.此过程中,内质网起到了交通枢纽的作用
√
【解析】选D。如果蛋白质错误分选运输至ERGIC,ERGIC会产生反向运输的膜泡将货物运回至内质网;对于正确分选的蛋白质,ERGIC通过膜泡顺向运输至高尔基体,再输送到特定的区域,由此可知ERGIC对货物运输方向性选择与膜蛋白的特异性识别有关,A正确。根据题意可知,ERGIC会产生不同的膜泡将货物运输到不同的地方,体现了生物膜系统在信息传递中的重要作用,B正确。若内质网—高尔基体中间体功能发生紊乱,机体为了维持生物体正常发育,可能诱发细胞凋亡,C正确。根据题干分析可知,此过程中,内质网—高尔基体中间体起到了交通枢纽的作用,D错误。

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