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第5讲　细胞器与
生物膜系统
课标 要求 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.活动:观察叶绿体和细胞质流动。
考情 分析 1.主要细胞器的结构与功能 2025·重庆卷,1;2025·四川卷,3;2025·云南卷,2;2025·河南卷,1;2025·山东卷,1;2025·安徽卷,1;2024·山东卷,3;2024·天津卷,1;2024·重庆卷,1;2024·江西卷,1;2024·浙江6月选考,7;2023·湖南卷,2;2023·山东卷,2、4;2023·福建卷,9
2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2025·湖南卷,2;2024·湖南卷,8;2024·北京卷,14;2023·江苏卷,15
3.细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2025·陕晋青宁卷,14;2025·浙江6月选考,7;2024·海南卷,2;2024·安徽卷,1;2024·江苏卷,2;2024·黑吉辽卷,12;2024·北京卷,3;2024·浙江1月选考,12;2024·山东卷,3;2023·浙江6月选考,6;2023·海南卷,3;
2023·福建卷,9;2023·重庆卷,1
考点一
主要细胞器的结构和功能
1.细胞质的组成
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
细胞质基质
差速离心法
(必修1 P47科学方法)用差速离心法分离细胞器的过程: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。
细读教材
提高
2.常见细胞器的结构及功能
(1)双层膜结构的细胞器。
有氧呼吸
光合作用
水解酶
(2)单层膜结构的细胞器。
细胞器
病毒或细菌
提醒　液泡内含有的色素主要是花青素,可决定花和果实的颜色,但不可用于光合作用。
蛋白质
运输通道
加
细
工、分类和包装
胞壁
中心粒
线粒体和
生产蛋白质
有丝分裂
(3)无膜结构的细胞器。
叶绿体
细胞的形态
蛋白质纤维
许多细胞器
能量
3.细胞骨架
转化
4.植物细胞的细胞壁
纤维素
支持与保护
【判断正误】
(1)(2025·甘肃卷,1改编)地达菜(由念珠蓝细菌形成的胶质群体)有细胞骨架,有助于维持细胞的形态。(　　)
×
【提示】 细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,地达菜属于原核生物,因此没有细胞骨架。
(2)(2025·四川卷,3)线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量。
(　　)
√
(3)(2025·安徽卷,1)溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分。(　　)
×
【提示】 溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(4)(2024·江西卷,1)溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构。(　　)
×
【提示】 溶酶体是具单层膜结构的细胞器。
(5)(2024·黑吉辽卷,1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。(　　)
√
考向1　围绕细胞器的结构与功能,考查生命观念
1.(2025·山东卷,1)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
A
核心考向·突破
把握方向·训练到位
【解析】 高尔基体自身的结构和功能不涉及核酸。它既不像线粒体、叶绿体那样含有少量的DNA和RNA,也不像核糖体那样由RNA构成,因此,高尔基体中不会出现核酸分子,A符合题意;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,当溶酶体分解病毒或细菌时,也会分解其中的核酸,因此,在溶酶体内会出现核酸分子(作为被水解的底物),B不符合题意;核糖体本身就是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质构成的,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,所以核糖体含有核酸,C不符合题意;端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体,DNA是核酸的一种,所以端粒中会出现核酸,D不符合题意。
2.(2025·重庆卷,1)用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,不能被标记的细胞器是(　　)
A.溶酶体 B.核糖体
C.内质网 D.高尔基体
B
【解析】 溶酶体、内质网、高尔基体是具有单层膜结构的细胞器,含有磷脂分子,能被磷脂分子特异性染料标记,核糖体是无膜结构的细胞器,不含磷脂分子,不能被磷脂分子特异性染料标记。
多角度归纳与概括细胞器的结构与功能
归纳总结
考向2　围绕细胞骨架的组成与功能,考查生命观念
3.(2025·重庆模拟)高等植物细胞中与信息交流无关的物质或结构是(　　)
A.细胞骨架 B.纤维素
C.胞间连丝 D.核孔
B
【解析】 纤维素是植物细胞壁的组成成分,与信息交流无关。
4.(2025·内蒙古乌兰察布期末)细胞骨架不仅能够作为细胞支架,还参与物质运输、细胞分裂、细胞运动等。在细胞周期的不同时期,细胞骨架具有完全不同的分布状态。下列有关叙述正确的是(　　)
A.用光学显微镜可直接观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构
B.纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关
C.用纤维素酶水解细胞骨架,细胞的形态将会发生变化
D.植物细胞因其具有细胞壁的支撑,所以不需要细胞骨架
B
【解析】 光学显微镜无法直接观察到细胞骨架的纤维状结构,需通过染色处理后在电子显微镜下观察;细胞骨架参与细胞分裂,因此纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关;细胞骨架的主要成分是蛋白质,而纤维素酶只能水解纤维素,对细胞骨架无作用;细胞骨架的功能包括物质运输、细胞运动等,植物细胞虽具细胞壁,仍需细胞骨架维持内部结构及功能。
考点二
活动:用高倍显微镜观察
叶绿体和细胞质的流动
实验基础·整合
落实基础·训练到位
1.制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布
细胞质
清水
高倍镜
2.制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动
不断流动
水滴
低倍镜
高倍镜
提醒　(1)观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态,是因为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,细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。
(2)为了保证观察细胞质流动实验的成功,加快黑藻细胞中细胞质的流动速度的方法有①进行光照,即在阳光下或灯光下将材料放置20~25 min;②提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃左右;③直接切伤一部分叶片。
3.实验材料分析
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,无需加工可直接制片 细胞排列疏松,易撕取;含叶绿体数目少,且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
【判断正误】
(1)(2025·湖南卷,2)用高倍显微镜观察叶绿体时,可用“菠菜叶”替代“藓类叶片”。(　　)
(2)(2024·北京卷,14)观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,只有部分细胞的叶绿体在运动,是由取材不当引起的。(　　)
√
×
【提示】 出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的。
(3)(2023·江苏卷,15)观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈正方形,叶绿体围绕细胞核运动。(　　)
×
【提示】 观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈长条形或不规则形,在显微镜下可观察到叶绿体围绕大液泡运动。
(4)(2022·北京卷,12)观察细胞质流动时,先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察。(　　)
√
(5)(2021·浙江1月选考,6)在进行“观察叶绿体”的活动中,在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成。(　　)
×
【提示】 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。
考向3　结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动,考查科学探究
5.(2025·云南昆明质检)科研人员在研究细胞质的流动方向时发现,在具有多个液泡的植物细胞中,每个液泡周围的细胞质流动方向都是固定的,但不同液泡周围的细胞质流动方向并不统一。下列说法错误的是(　　)
A.细胞质围绕液泡的流动可能与细胞骨架有关
B.细胞质的流动有利于营养物质在细胞内的均匀分布
C.菠菜叶下表皮细胞和黑藻叶肉细胞都是观察细胞质流动的理想材料
D.就具有单一液泡的不同细胞而言,细胞质的流动方向可能并不一致
C
核心考向·突破
把握方向·训练到位
【解析】 细胞骨架的作用包括维持细胞形态、锚定支撑许多细胞器,与细胞运动、物质运输等生命活动密切相关,因此细胞质围绕液泡的流动可能与细胞骨架有关;细胞质的不断流动,有利于细胞中营养物质的均匀分布,有利于细胞代谢;菠菜叶下表皮细胞没有叶绿体,不利于观察细胞质流动的现象;不同种类的细胞,其细胞质的流动方向可能是不同的。
6.(2024·湖南卷,8)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
B
【解析】 细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,细胞质的流动速率越快。
考点三
细胞器之间的协调配合及
生物膜系统
1.细胞器之间的协调配合案例
(1)分泌蛋白相关的实验分析。
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
细胞内
细胞外
激素
同位素标记法
核糖体
核糖体、内质网、高尔基体和细
线粒体
胞膜
提醒　生物学研究中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。
(2)分泌蛋白分泌的过程。
核糖体
内质网
高尔基体
细读教材
1.(必修1 P52正文)分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体,先在游离的核糖体中合成一段肽链,然后这段肽链与核糖体一起转移到 上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内。
粗面内质网
2.细胞的生物膜系统
细胞器膜
脂质和蛋白质
比例
蛋白质的种
内质
网
高尔
基体
mRNA
氨基酸
多肽
类和数量
细胞膜
物质运输
酶附着位点
提醒　生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构,所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统。
2.(必修1 P53与社会的联系)肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,人工肾利用了细胞膜的 。
选择透过性
细读教材
【判断正误】
(1)(2025·安徽卷,1)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。(　　)
(2)(2024·山东卷,3)蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网。(　　)
√
×
【提示】 核糖体没有膜结构,故蛋白P前体不是通过囊泡从核糖体向内质网转移。
(3)(2023·海南卷,3)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。(　　)
×
【提示】 哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体。
(4)(2022·河北卷,2)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外。
(　　)
√
【情境·思维·深析】
人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器,其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径,如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示思考回答下列问题。
(1)从图中可以看出,与溶酶体产生直接相关的细胞器是 ,与水解酶合成和加工有关的细胞器有 (至少答3种)。
(2)已知酶在不同pH下的催化活性不同,研究表明,少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,其主要原因可能是
。
高尔基体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
细胞质基质中
的pH与溶酶体内的不同,导致酶活性降低或丧失
(3)衰老的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第 阶段。其在自噬溶酶体内被水解后,其产物的去向是 。由此推测,在环境中营养物质缺乏时,癌细胞仍能存活的原因可能是
。
(4)据图分析,与溶酶体相比,自噬体在结构上的主要特征是具有 。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜不被分解的原因可能是
。
二、三
排出细胞或在细胞内被利用
癌细胞
中自噬作用强,可获得更多的能量和物质
双层膜
溶酶体膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用
考向4　围绕分泌蛋白的合成与运输,考查科学思维
7.(2025·河北邯郸模拟)研究发现,药物Y处理后的胰岛B细胞中,囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,且细胞膜表面胰岛素释放量显著下降。下列推测错误的是(　　)
A.药物Y不影响核糖体结构,胰岛素合成过程正常
B.药物Y很可能不影响内质网形成囊泡的能力
C.药物Y干扰了高尔基体形成囊泡的能力,阻断囊泡运输
D.药物Y增强了溶酶体酶活性,加速囊泡的分解
核心考向·突破
把握方向·训练到位
D
【解析】 由题可知,药物Y处理后的胰岛B细胞中,囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,说明药物Y没有影响胰岛素的合成以及内质网产生囊泡;高尔基体结构碎片化和囊泡堆积,表明药物Y可能干扰了高尔基体形成囊泡和运输的能力;由题可知,囊泡大量堆积在细胞质基质中,说明囊泡没有被溶酶体酶分解,故药物Y没有增强溶酶体酶活性。
8.(2025·陕晋青宁卷,14)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
C
【解析】 错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物细胞溶酶体的功能,可以对这些蛋白质进行降解;合成新的分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供,而非全部由线粒体提供;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;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,降低植物对高温胁迫的耐受性。
考向5　结合生物膜系统的组成,考查生命观念
9.(2024·安徽卷,1)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　)
A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
B
【解析】 液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子;根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体,在分裂末期重建;[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上。
10.(2025·宁夏吴忠二模)真核细胞中的细胞膜、核膜和各种细胞器膜等共同组成生物膜系统。下列有关叙述正确的是(　　)
A.线粒体内膜面积的增大可为与丙酮酸的氧化分解有关的酶提供更多的附着位点
B.高尔基体的稳定性依赖于其双层膜结构
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
D
【解析】 丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质中,而非线粒体内膜。线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段([H]与氧气反应生成水),此过程中相关酶附着于线粒体内膜;高尔基体为单层膜结构,其稳定性与膜成分及细胞骨架有关;叶绿体中水的分解发生在类囊体膜上,而非叶绿体内膜;细胞膜与高尔基体膜通过囊泡运输进行物质(如脂质、蛋白质)的交流。
演练真题·感悟高考
1.(2025·广西卷,1)在合成、加工及运输促性腺激素的过程中,需要垂体细胞内各种结构的协调配合。下列有关该过程的说法错误的是(　　)
A.合成场所位于核糖体 B.加工需要高尔基体
C.运输依赖于细胞骨架 D.不需要线粒体参与
D
【解析】 促性腺激素为蛋白质类激素,其合成场所是核糖体;蛋白质类激素需内质网进行初步加工,再经高尔基体进一步修饰;运输过程中囊泡的移动依赖细胞骨架的协助;蛋白质合成、加工及运输均需消耗能量,能量主要由线粒体提供,因此需要线粒体参与。
2.(2025·云南卷,2)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如下图。
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
A
【解析】 缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定,保持线粒体的正常结构和功能,蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替;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;差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异,在不同离心速率下进行离心,从而将不同大小的颗粒分开;线粒体是有氧呼吸第二、第三阶段的场所,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。
3.(2025·浙江6月选考,7)内质网将抗体分子正确装配后,出芽形成囊泡。囊泡通过识别、停靠和融合将抗体分子运入高尔基体。下列叙述正确的是
(　　)
A.内质网形成囊泡与膜的流动性无关
B.内质网中正确装配的抗体分子无免疫活性
C.内质网膜和高尔基体膜的基本骨(支)架是蛋白质
D.囊泡可与高尔基体的任意部位发生膜融合
B
【解析】 内质网形成囊泡的过程依赖于生物膜的流动性;抗体在内质网中正确装配后,需经高尔基体进一步加工才能形成具有免疫活性的成熟抗体,因此内质网中正确装配的抗体分子此时无免疫活性;生物膜的基本骨(支)架是磷脂双分子层,而非蛋白质;囊泡与高尔基体的融合具有特异性,通常只能与高尔基体特定区域的膜融合,而非任意部位。
4.(2024·重庆卷,1)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
B
【解析】 叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”;据此可知,叶绿体不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。液泡主要存在于植物的细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等;苹果细胞中的可溶性糖主要储存在液泡中。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;据此可知,内质网不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。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;据此可知,溶酶体不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。
5.(2024·海南卷,2)液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是(　　)
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
B
【解析】 液泡和溶酶体都由单层膜包裹,即液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器;组成核糖体的蛋白质在细胞质中游离的核糖体上合成;内质网的膜可以以囊泡的形式转移到高尔基体,这是细胞内物质运输和膜转化的常见方式;由题意可知,液泡和溶酶体中都含水解酶,水解酶的本质是蛋白质,由核糖体合成后经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体或液泡。
6.(2024·黑吉辽卷,12)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原
的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
D
【解析】 摄取抗原的过程是胞吞,依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白有关;由图可知,抗原是先由抗原呈递细胞吞噬形成①吞噬小泡,再由③溶酶体直接加工处理的;MHCⅡ类分子作为分泌蛋白,其加工过程中内质网和高尔基体之间通过囊泡联系,体现了生物膜之间的间接联系。
热点情境1
信号识别与囊泡运输
情境链接
蛋白质在游离的核糖体合成开始后,需要分选与转运到特定的功能位点,其分选途径大致分为两条:一条为后翻译转运途径,蛋白质在游离核糖体上完成翻译后进行转运;另一条为共翻译转运途径,即蛋白质在游离核糖体上起始合成,之后由信号肽和与之结合的信号识别颗粒(SRP)引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在内质网膜上,经转运囊泡运到高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
(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,可分为①~⑧阶段,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。
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。
1.信号肽假说认为,分泌蛋白首先在 上起始合成,当多肽链延伸一段序列后,肽链一端的 与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的DP结合,将核糖体新生肽引导至内质网。根据假说可推测,细胞内的两种核糖体 (填“能”或“不能”)相互转化;内质网膜上的易位子属于一种 。
2.COPⅡ被膜小泡负责从 向 (均填细胞器名称)运输“货物”。若定位在图3甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图2中
可以帮助实现这些蛋白质的回收。
命题角度
游离核糖体
信号肽
能
通道蛋白
内质网
高尔基体
COPⅠ被膜小泡
3.为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体,与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是
。
Sec12基因编码的蛋白质参与内质网上囊泡的形成,Sec17基因所编
码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合
1.(2024·浙江1月选考,12)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
针对训练
A
【解析】 SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链,如呼吸酶等;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器,不能形成囊泡;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇,不需要通过该途径合成并分泌。
2.(2025·湖北黄冈模拟)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,信号肽和SRP会引导核糖体一起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。途径二是后翻译转运: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起始于细胞质中的游离核糖体
B.构成细胞骨架的蛋白质的合成和运输途径是后翻译转运途径
C.生长激素和胰岛素的分泌需经过共翻译转运途径
D.线粒体、叶绿体中的蛋白质都来自后翻译转运途径
D
【解析】 所有蛋白质的合成起始于游离核糖体,即使后续转移到内质网的蛋白质,初始阶段也在游离核糖体开始;细胞骨架由微管蛋白等构成,这些蛋白质在游离核糖体合成后直接运输至细胞质基质,属于后翻译转运;生长激素和胰岛素为分泌蛋白,需通过共翻译转运途径;线粒体和叶绿体中的蛋白质大部分由细胞核基因编码,通过后翻译转运进入线粒体和叶绿体,但线粒体和叶绿体自身含有少量DNA,可合成部分蛋白质(如呼吸酶、光合酶),这些不依赖后翻译转运。
3.(2025·福建漳州模拟)内质网具有严格的质量控制系统(ERQC),该系统确保只有正确折叠、修饰的成熟蛋白质才会通过分拣过程,并被不同囊泡捕
获,未完成折叠或错误折叠的蛋白质不会被运出细胞。下列说法正确的是
(　　)
A.成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线是相同的
B.内质网、囊泡等结构中含有能识别不同蛋白质的成分
C.ERQC可以直接检测核糖体所合成的肽链的氨基酸序列是否正确
D.组成核糖体的蛋白质错误折叠后在内质网中积累过多,可能阻碍细胞代谢
B
【解析】 成熟蛋白质出高尔基体后会被不同囊泡运往不同部位发挥作用;内质网和囊泡可以识别不同类型的蛋白质,因此其中存在具有能识别不同蛋白质的成分;分析题意,ERQC只能检测蛋白质是否被正确加工,而不能检测多肽链中的氨基酸排列顺序是否正确;组成核糖体的蛋白质由游离核糖体合成,并不进入内质网内,因此其错误折叠后并不会出现在内质网中。
谢谢观赏第5讲　细胞器与生物膜系统
(时间:15分钟)
1.(2025·安徽淮北模拟)关于真核细胞的结构与功能,下列叙述错误的是(　　)
A.生长激素经高尔基体加工、包装后才能分泌到细胞外
B.代谢旺盛的细胞,线粒体和核糖体等细胞器较多
C.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
2.(2025·湖北襄阳模拟)贝氏布拉藻是一种能固氮的真核生物,其固氮功能由硝质体完成。硝质体是贝氏布拉藻吞噬某种固氮蓝细菌后形成的一种与线粒体类似的细胞器。下列说法正确的是(　　)
A.硝质体具有单层膜结构
B.硝质体含有核糖体
C.固氮蓝细菌中含有线粒体
D.固氮蓝细菌是异养生物
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔三模)如图是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有一个特殊的VSNARE蛋白,它与靶膜上的TSNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。下列有关叙述正确的是(　　)
A.囊泡只来自内质网或高尔基体
B.囊泡膜与靶膜的成分完全相同
C.图示膜融合过程具有特异性
D.囊泡膜不参与构成生物膜系统
4.(2025·湖北武汉模拟)下图是溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a。下列相关说法正确的是(　　)
A.细胞的生物膜系统是由细胞器膜和细胞膜共同构成的
B.细胞器a、b、c、d的膜结构和化学成分均完全相同
C.膜的组成成分可以从c转移到a,再转移到细胞膜
D.利用f过程体现的膜特性可以对海水进行淡化处理
5.(2025·江苏扬州模拟)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外,具体过程如图所示。下列分析错误的是(　　)
A.图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B.信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C.图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D.胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
6.(2025·河南郑州二模)NaClO溶液是组织培养中常用的消毒剂。某实验小组以黑藻为研究对象,通过观察黑藻叶片细胞质流动来判定NaClO溶液对黑藻的伤害程度。下列有关说法错误的是(　　)
A.该实验可以用单位时间内叶绿体流动的圈数作为观测指标
B.临时装片需随时保持有水状态,以维持黑藻细胞的活力
C.该实验应在低倍镜下找到叶肉细胞并观察叶绿体的流动
D.实验结果表明,NaClO溶液会降低黑藻的细胞代谢水平
7.(2025·江苏盐城模拟)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VSVGGFP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.VSVGGFP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
8.(2025·山东滨州二模)受调分泌是指分泌物合成后先储存于分泌囊泡中,细胞接受特定信号分子刺激后,通过信号转导激活磷脂酶C,进而使Ca2+顺浓度梯度从内质网进入细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后激活钙调蛋白激酶,活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐。下列说法正确的是(　　)
A.受调分泌过程中细胞接受的特定信号分子和分泌物都是蛋白质
B.细胞接受特定信号分子刺激前,分泌囊泡被锚定在细胞骨架上
C.钙调蛋白改变细胞骨架,使分泌囊泡向细胞膜移动并与之融合释放分泌物
D.若使用磷脂酶C抑制剂处理,内质网与细胞质基质中Ca2+的比值会降低
9.(2025·四川成都模拟)非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为慢性肝病的主要病因,其发病机理与肝细胞中的线粒体功能障碍、脂滴异常增多等密切相关。研究发现,线粒体通过膜接触位点与多种细胞器相互作用,部分过程如下图所示。已知溶酶体能分解脂质,下列叙述错误的是(　　)
A.由脂质的特性可以推测,脂滴的膜由磷脂单分子层组成
B.促进肝细胞内脂滴与溶酶体融合会诱发NAFLD
C.线粒体与内质网相互作用可能与脂质代谢有关
D.脂滴从内质网的分离体现了生物膜的结构特性第5讲　细胞器与生物膜系统
课标 要求 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.活动:观察叶绿体和细胞质流动。
考情 分析 1.主要细胞器的结构与功能 2025·重庆卷,1;2025·四川卷,3;2025·云南卷,2;2025·河南卷,1;2025·山东卷,1;2025·安徽卷,1;2024·山东卷,3;2024·天津卷,1;2024·重庆卷,1;2024·江西卷,1;2024·浙江6月选考,7;2023·湖南卷,2;2023·山东卷,2、4;2023·福建卷,9
2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2025·湖南卷,2;2024·湖南卷,8;2024·北京卷,14;2023·江苏卷,15
3.细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2025·陕晋青宁卷,14;2025·浙江6月选考,7;2024·海南卷,2;2024·安徽卷,1;2024·江苏卷,2;2024·黑吉辽卷,12;2024·北京卷,3;2024·浙江1月选考,12;2024·山东卷,3;2023·浙江6月选考,6;2023·海南卷,3;2023·福建卷,9;2023·重庆卷,1
考点一　主要细胞器的结构和功能
1.细胞质的组成
(必修1 P47科学方法)用差速离心法分离细胞器的过程: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。
2.常见细胞器的结构及功能
(1)双层膜结构的细胞器。
(2)单层膜结构的细胞器。
提醒　液泡内含有的色素主要是花青素,可决定花和果实的颜色,但不可用于光合作用。
(3)无膜结构的细胞器。
3.细胞骨架
4.植物细胞的细胞壁
【判断正误】
　(1)(2025·甘肃卷,1改编)地达菜(由念珠蓝细菌形成的胶质群体)有细胞骨架,有助于维持细胞的形态。(　　)
(2)(2025·四川卷,3)线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量。(　　)
(3)(2025·安徽卷,1)溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分。(　　)
(4)(2024·江西卷,1)溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构。(　　)
(5)(2024·黑吉辽卷,1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。(　　)
考向1　围绕细胞器的结构与功能,考查生命观念
1.(2025·山东卷,1)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
2.(2025·重庆卷,1)用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,不能被标记的细胞器是(　　)
A.溶酶体 B.核糖体
C.内质网 D.高尔基体
多角度归纳与概括细胞器的结构与功能
考向2　围绕细胞骨架的组成与功能,考查生命观念
3.(2025·重庆模拟)高等植物细胞中与信息交流无关的物质或结构是(　　)
A.细胞骨架 B.纤维素
C.胞间连丝 D.核孔
4.(2025·内蒙古乌兰察布期末)细胞骨架不仅能够作为细胞支架,还参与物质运输、细胞分裂、细胞运动等。在细胞周期的不同时期,细胞骨架具有完全不同的分布状态。下列有关叙述正确的是(　　)
A.用光学显微镜可直接观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构
B.纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关
C.用纤维素酶水解细胞骨架,细胞的形态将会发生变化
D.植物细胞因其具有细胞壁的支撑,所以不需要细胞骨架
考点二　活动:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布
2.制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动
提醒　(1)观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态,是因为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,细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。
(2)为了保证观察细胞质流动实验的成功,加快黑藻细胞中细胞质的流动速度的方法有①进行光照,即在阳光下或灯光下将材料放置20~25 min;②提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃左右;③直接切伤一部分叶片。
3.实验材料分析
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,无需加工可直接制片 细胞排列疏松,易撕取;含叶绿体数目少,且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
【判断正误】
(1)(2025·湖南卷,2)用高倍显微镜观察叶绿体时,可用“菠菜叶”替代“藓类叶片”。(　　)
(2)(2024·北京卷,14)观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,只有部分细胞的叶绿体在运动,是由取材不当引起的。(　　)
(3)(2023·江苏卷,15)观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈正方形,叶绿体围绕细胞核运动。(　　)
(4)(2022·北京卷,12)观察细胞质流动时,先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察。(　　)
(5)(2021·浙江1月选考,6)在进行“观察叶绿体”的活动中,在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成。(　　)
考向3　结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动,考查科学探究
5.(2025·云南昆明质检)科研人员在研究细胞质的流动方向时发现,在具有多个液泡的植物细胞中,每个液泡周围的细胞质流动方向都是固定的,但不同液泡周围的细胞质流动方向并不统一。下列说法错误的是(　　)
A.细胞质围绕液泡的流动可能与细胞骨架有关
B.细胞质的流动有利于营养物质在细胞内的均匀分布
C.菠菜叶下表皮细胞和黑藻叶肉细胞都是观察细胞质流动的理想材料
D.就具有单一液泡的不同细胞而言,细胞质的流动方向可能并不一致
6.(2024·湖南卷,8)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
考点三　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1.细胞器之间的协调配合案例
(1)分泌蛋白相关的实验分析。
提醒　生物学研究中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。
(2)分泌蛋白分泌的过程。
1.(必修1 P52正文)分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体,先在游离的核糖体中合成一段肽链,然后这段肽链与核糖体一起转移到　　 　　　上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内。
2.细胞的生物膜系统
提醒　生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构,所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统。
2.(必修1 P53与社会的联系)肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,人工肾利用了细胞膜的　　　　　　。
【判断正误】
(1)(2025·安徽卷,1)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。(　　)
(2)(2024·山东卷,3)蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网。(　　)
(3)(2023·海南卷,3)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)(2022·河北卷,2)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外。(　　)
【情境·思维·深析】
人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器,其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径,如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示思考回答下列问题。
(1)从图中可以看出,与溶酶体产生直接相关的细胞器是　　　　　　,与水解酶合成和加工有关的细胞器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(至少答3种)。
(2)已知酶在不同pH下的催化活性不同,研究表明,少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,其主要原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(3)衰老的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第　　　　阶段。其在自噬溶酶体内被水解后,其产物的去向是　　　　　　　　　　。由此推测,在环境中营养物质缺乏时,癌细胞仍能存活的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)据图分析,与溶酶体相比,自噬体在结构上的主要特征是具有　　　　　　。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜不被分解的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　 　　。
考向4　围绕分泌蛋白的合成与运输,考查科学思维
7.(2025·河北邯郸模拟)研究发现,药物Y处理后的胰岛B细胞中,囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,且细胞膜表面胰岛素释放量显著下降。下列推测错误的是(　　)
A.药物Y不影响核糖体结构,胰岛素合成过程正常
B.药物Y很可能不影响内质网形成囊泡的能力
C.药物Y干扰了高尔基体形成囊泡的能力,阻断囊泡运输
D.药物Y增强了溶酶体酶活性,加速囊泡的分解
8.(2025·陕晋青宁卷,14)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
考向5　结合生物膜系统的组成,考查生命观念
9.(2024·安徽卷,1)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　)
A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
10.(2025·宁夏吴忠二模)真核细胞中的细胞膜、核膜和各种细胞器膜等共同组成生物膜系统。下列有关叙述正确的是(　　)
A.线粒体内膜面积的增大可为与丙酮酸的氧化分解有关的酶提供更多的附着位点
B.高尔基体的稳定性依赖于其双层膜结构
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
1.(2025·广西卷,1)在合成、加工及运输促性腺激素的过程中,需要垂体细胞内各种结构的协调配合。下列有关该过程的说法错误的是(　　)
A.合成场所位于核糖体
B.加工需要高尔基体
C.运输依赖于细胞骨架
D.不需要线粒体参与
2.(2025·云南卷,2)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如下图。
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
3.(2025·浙江6月选考,7)内质网将抗体分子正确装配后,出芽形成囊泡。囊泡通过识别、停靠和融合将抗体分子运入高尔基体。下列叙述正确的是(　　)
A.内质网形成囊泡与膜的流动性无关
B.内质网中正确装配的抗体分子无免疫活性
C.内质网膜和高尔基体膜的基本骨(支)架是蛋白质
D.囊泡可与高尔基体的任意部位发生膜融合
4.(2024·重庆卷,1)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
5.(2024·海南卷,2)液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是(　　)
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
6.(2024·黑吉辽卷,12)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
热点情境1　信号识别与囊泡运输
蛋白质在游离的核糖体合成开始后,需要分选与转运到特定的功能位点,其分选途径大致分为两条:一条为后翻译转运途径,蛋白质在游离核糖体上完成翻译后进行转运;另一条为共翻译转运途径,即蛋白质在游离核糖体上起始合成,之后由信号肽和与之结合的信号识别颗粒(SRP)引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在内质网膜上,经转运囊泡运到高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
(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,可分为①~⑧阶段,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。
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。
1.信号肽假说认为,分泌蛋白首先在　　　　　　上起始合成,当多肽链延伸一段序列后,肽链一端的　 　　　与信号识别颗粒(SRP)结合,SRP通过与内质网上的DP结合,将核糖体新生肽引导至内质网。根据假说可推测,细胞内的两种核糖体　　(填“能”或“不能”)相互转化;内质网膜上的易位子属于一种　　　　 　　。
2.COPⅡ被膜小泡负责从　　　　向　　　　　　(均填细胞器名称)运输“货物”。若定位在图3甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图2中　　　　　　可以帮助实现这些蛋白质的回收。
3.为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体,与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是
　。
1.(2024·浙江1月选考,12)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
2.(2025·湖北黄冈模拟)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,信号肽和SRP会引导核糖体一起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。途径二是后翻译转运: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起始于细胞质中的游离核糖体
B.构成细胞骨架的蛋白质的合成和运输途径是后翻译转运途径
C.生长激素和胰岛素的分泌需经过共翻译转运途径
D.线粒体、叶绿体中的蛋白质都来自后翻译转运途径
3.(2025·福建漳州模拟)内质网具有严格的质量控制系统(ERQC),该系统确保只有正确折叠、修饰的成熟蛋白质才会通过分拣过程,并被不同囊泡捕获,未完成折叠或错误折叠的蛋白质不会被运出细胞。下列说法正确的是(　　)
A.成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线是相同的
B.内质网、囊泡等结构中含有能识别不同蛋白质的成分
C.ERQC可以直接检测核糖体所合成的肽链的氨基酸序列是否正确
D.组成核糖体的蛋白质错误折叠后在内质网中积累过多,可能阻碍细胞代谢第5讲　细胞器与生物膜系统
课标 要求 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.活动:观察叶绿体和细胞质流动。
考情 分析 1.主要细胞器的结构与功能 2025·重庆卷,1;2025·四川卷,3;2025·云南卷,2;2025·河南卷,1;2025·山东卷,1;2025·安徽卷,1;2024·山东卷,3;2024·天津卷,1;2024·重庆卷,1;2024·江西卷,1;2024·浙江6月选考,7;2023·湖南卷,2;2023·山东卷,2、4;2023·福建卷,9
2.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 2025·湖南卷,2;2024·湖南卷,8;2024·北京卷,14;2023·江苏卷,15
3.细胞器之间的协调配合及生物膜系统 2025·陕晋青宁卷,14;2025·浙江6月选考,7;2024·海南卷,2;2024·安徽卷,1;2024·江苏卷,2;2024·黑吉辽卷,12;2024·北京卷,3;2024·浙江1月选考,12;2024·山东卷,3;2023·浙江6月选考,6;2023·海南卷,3;2023·福建卷,9;2023·重庆卷,1
考点一　主要细胞器的结构和功能
1.细胞质的组成
(必修1 P47科学方法)用差速离心法分离细胞器的过程: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。
2.常见细胞器的结构及功能
(1)双层膜结构的细胞器。
(2)单层膜结构的细胞器。
提醒　液泡内含有的色素主要是花青素,可决定花和果实的颜色,但不可用于光合作用。
(3)无膜结构的细胞器。
3.细胞骨架
4.植物细胞的细胞壁
【判断正误】
(1)(2025·甘肃卷,1改编)地达菜(由念珠蓝细菌形成的胶质群体)有细胞骨架,有助于维持细胞的形态。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,地达菜属于原核生物,因此没有细胞骨架。
(2)(2025·四川卷,3)线粒体作为“动力车间”为细胞自噬过程提供所需能量。(　　)
【答案】 √　
(3)(2025·安徽卷,1)溶酶体内含有多种水解酶,仅能消化衰老、损伤的细胞组分。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
(4)(2024·江西卷,1)溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 溶酶体是具单层膜结构的细胞器。
(5)(2024·黑吉辽卷,1)钙调蛋白的合成场所是核糖体。(　　)
【答案】 √　
考向1　围绕细胞器的结构与功能,考查生命观念
1.(2025·山东卷,1)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　
【解析】 高尔基体自身的结构和功能不涉及核酸。它既不像线粒体、叶绿体那样含有少量的DNA和RNA,也不像核糖体那样由RNA构成,因此,高尔基体中不会出现核酸分子,A符合题意;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,当溶酶体分解病毒或细菌时,也会分解其中的核酸,因此,在溶酶体内会出现核酸分子(作为被水解的底物),B不符合题意;核糖体本身就是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质构成的,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,所以核糖体含有核酸,C不符合题意;端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体,DNA是核酸的一种,所以端粒中会出现核酸,D不符合题意。
2.(2025·重庆卷,1)用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片,不能被标记的细胞器是(　　)
A.溶酶体 B.核糖体
C.内质网 D.高尔基体
【答案】 B　
【解析】 溶酶体、内质网、高尔基体是具有单层膜结构的细胞器,含有磷脂分子,能被磷脂分子特异性染料标记,核糖体是无膜结构的细胞器,不含磷脂分子,不能被磷脂分子特异性染料标记。
多角度归纳与概括细胞器的结构与功能
考向2　围绕细胞骨架的组成与功能,考查生命观念
3.(2025·重庆模拟)高等植物细胞中与信息交流无关的物质或结构是(　　)
A.细胞骨架 B.纤维素
C.胞间连丝 D.核孔
【答案】 B　
【解析】 纤维素是植物细胞壁的组成成分,与信息交流无关。
4.(2025·内蒙古乌兰察布期末)细胞骨架不仅能够作为细胞支架,还参与物质运输、细胞分裂、细胞运动等。在细胞周期的不同时期,细胞骨架具有完全不同的分布状态。下列有关叙述正确的是(　　)
A.用光学显微镜可直接观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构
B.纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关
C.用纤维素酶水解细胞骨架,细胞的形态将会发生变化
D.植物细胞因其具有细胞壁的支撑,所以不需要细胞骨架
【答案】 B　
【解析】 光学显微镜无法直接观察到细胞骨架的纤维状结构,需通过染色处理后在电子显微镜下观察;细胞骨架参与细胞分裂,因此纺锤体的形成以及染色体的运动可能与细胞骨架有关;细胞骨架的主要成分是蛋白质,而纤维素酶只能水解纤维素,对细胞骨架无作用;细胞骨架的功能包括物质运输、细胞运动等,植物细胞虽具细胞壁,仍需细胞骨架维持内部结构及功能。
考点二　活动:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布
2.制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动
提醒　(1)观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态,是因为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,细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。
(2)为了保证观察细胞质流动实验的成功,加快黑藻细胞中细胞质的流动速度的方法有①进行光照,即在阳光下或灯光下将材料放置20~25 min;②提高盛放黑藻的水温,可加入热水,将水温调至25 ℃左右;③直接切伤一部分叶片。
3.实验材料分析
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,无需加工可直接制片 细胞排列疏松,易撕取;含叶绿体数目少,且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
【判断正误】
(1)(2025·湖南卷,2)用高倍显微镜观察叶绿体时,可用“菠菜叶”替代“藓类叶片”。(　　)
【答案】 √　
(2)(2024·北京卷,14)观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,只有部分细胞的叶绿体在运动,是由取材不当引起的。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的。
(3)(2023·江苏卷,15)观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈正方形,叶绿体围绕细胞核运动。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 观察细胞质流动时,黑藻叶肉细胞呈长条形或不规则形,在显微镜下可观察到叶绿体围绕大液泡运动。
(4)(2022·北京卷,12)观察细胞质流动时,先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍镜观察。(　　)
【答案】 √　
(5)(2021·浙江1月选考,6)在进行“观察叶绿体”的活动中,在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 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。
考向3　结合用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动,考查科学探究
5.(2025·云南昆明质检)科研人员在研究细胞质的流动方向时发现,在具有多个液泡的植物细胞中,每个液泡周围的细胞质流动方向都是固定的,但不同液泡周围的细胞质流动方向并不统一。下列说法错误的是(　　)
A.细胞质围绕液泡的流动可能与细胞骨架有关
B.细胞质的流动有利于营养物质在细胞内的均匀分布
C.菠菜叶下表皮细胞和黑藻叶肉细胞都是观察细胞质流动的理想材料
D.就具有单一液泡的不同细胞而言,细胞质的流动方向可能并不一致
【答案】 C　
【解析】 细胞骨架的作用包括维持细胞形态、锚定支撑许多细胞器,与细胞运动、物质运输等生命活动密切相关,因此细胞质围绕液泡的流动可能与细胞骨架有关;细胞质的不断流动,有利于细胞中营养物质的均匀分布,有利于细胞代谢;菠菜叶下表皮细胞没有叶绿体,不利于观察细胞质流动的现象;不同种类的细胞,其细胞质的流动方向可能是不同的。
6.(2024·湖南卷,8)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
【答案】 B　
【解析】 细胞内自由水与结合水的比值越高,细胞代谢越旺盛,细胞质的流动速率越快。
考点三　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1.细胞器之间的协调配合案例
(1)分泌蛋白相关的实验分析。
提醒　生物学研究中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。
(2)分泌蛋白分泌的过程。
1.(必修1 P52正文)分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体,先在游离的核糖体中合成一段肽链,然后这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内。
2.细胞的生物膜系统
提醒　生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构,所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统。
2.(必修1 P53与社会的联系)肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,人工肾利用了细胞膜的选择透过性。
【判断正误】
(1)(2025·安徽卷,1)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。(　　)
【答案】 √　
(2)(2024·山东卷,3)蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 核糖体没有膜结构,故蛋白P前体不是通过囊泡从核糖体向内质网转移。
(3)(2023·海南卷,3)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。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体。
(4)(2022·河北卷,2)生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外。(　　)
【答案】 √　
【情境·思维·深析】
人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器,其内部的pH为5左右。溶酶体的作用存在胞吞和自噬两种途径,如图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。结合图示思考回答下列问题。
(1)从图中可以看出,与溶酶体产生直接相关的细胞器是高尔基体,与水解酶合成和加工有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(至少答3种)。
(2)已知酶在不同pH下的催化活性不同,研究表明,少量的溶酶体内的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤,其主要原因可能是细胞质基质中的pH与溶酶体内的不同,导致酶活性降低或丧失。
(3)衰老的线粒体功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第二、三阶段。其在自噬溶酶体内被水解后,其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用。由此推测,在环境中营养物质缺乏时,癌细胞仍能存活的原因可能是癌细胞中自噬作用强,可获得更多的能量和物质。
(4)据图分析,与溶酶体相比,自噬体在结构上的主要特征是具有双层膜。溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜不被分解的原因可能是溶酶体膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用。
考向4　围绕分泌蛋白的合成与运输,考查科学思维
7.(2025·河北邯郸模拟)研究发现,药物Y处理后的胰岛B细胞中,囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,高尔基体结构碎片化,且细胞膜表面胰岛素释放量显著下降。下列推测错误的是(　　)
A.药物Y不影响核糖体结构,胰岛素合成过程正常
B.药物Y很可能不影响内质网形成囊泡的能力
C.药物Y干扰了高尔基体形成囊泡的能力,阻断囊泡运输
D.药物Y增强了溶酶体酶活性,加速囊泡的分解
【答案】 D　
【解析】 由题可知,药物Y处理后的胰岛B细胞中,囊泡(储存胰岛素)大量堆积在细胞质基质中,说明药物Y没有影响胰岛素的合成以及内质网产生囊泡;高尔基体结构碎片化和囊泡堆积,表明药物Y可能干扰了高尔基体形成囊泡和运输的能力;由题可知,囊泡大量堆积在细胞质基质中,说明囊泡没有被溶酶体酶分解,故药物Y没有增强溶酶体酶活性。
8.(2025·陕晋青宁卷,14)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　
【解析】 错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物细胞溶酶体的功能,可以对这些蛋白质进行降解;合成新的分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供,而非全部由线粒体提供;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;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,降低植物对高温胁迫的耐受性。
考向5　结合生物膜系统的组成,考查生命观念
9.(2024·安徽卷,1)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　　)
A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体,在分裂末期重建
D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
【答案】 B　
【解析】 液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子;根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体,在分裂末期重建;[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上。
10.(2025·宁夏吴忠二模)真核细胞中的细胞膜、核膜和各种细胞器膜等共同组成生物膜系统。下列有关叙述正确的是(　　)
A.线粒体内膜面积的增大可为与丙酮酸的氧化分解有关的酶提供更多的附着位点
B.高尔基体的稳定性依赖于其双层膜结构
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
【答案】 D　
【解析】 丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质中,而非线粒体内膜。线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段([H]与氧气反应生成水),此过程中相关酶附着于线粒体内膜;高尔基体为单层膜结构,其稳定性与膜成分及细胞骨架有关;叶绿体中水的分解发生在类囊体膜上,而非叶绿体内膜;细胞膜与高尔基体膜通过囊泡运输进行物质(如脂质、蛋白质)的交流。
1.(2025·广西卷,1)在合成、加工及运输促性腺激素的过程中,需要垂体细胞内各种结构的协调配合。下列有关该过程的说法错误的是(　　)
A.合成场所位于核糖体 B.加工需要高尔基体
C.运输依赖于细胞骨架 D.不需要线粒体参与
【答案】 D
【解析】 促性腺激素为蛋白质类激素,其合成场所是核糖体;蛋白质类激素需内质网进行初步加工,再经高尔基体进一步修饰;运输过程中囊泡的移动依赖细胞骨架的协助;蛋白质合成、加工及运输均需消耗能量,能量主要由线粒体提供,因此需要线粒体参与。
2.(2025·云南卷,2)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如下图。
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
【答案】 A　
【解析】 缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定,保持线粒体的正常结构和功能,蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替;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;差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异,在不同离心速率下进行离心,从而将不同大小的颗粒分开;线粒体是有氧呼吸第二、第三阶段的场所,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。
3.(2025·浙江6月选考,7)内质网将抗体分子正确装配后,出芽形成囊泡。囊泡通过识别、停靠和融合将抗体分子运入高尔基体。下列叙述正确的是(　　)
A.内质网形成囊泡与膜的流动性无关
B.内质网中正确装配的抗体分子无免疫活性
C.内质网膜和高尔基体膜的基本骨(支)架是蛋白质
D.囊泡可与高尔基体的任意部位发生膜融合
【答案】 B　
【解析】 内质网形成囊泡的过程依赖于生物膜的流动性;抗体在内质网中正确装配后,需经高尔基体进一步加工才能形成具有免疫活性的成熟抗体,因此内质网中正确装配的抗体分子此时无免疫活性;生物膜的基本骨(支)架是磷脂双分子层,而非蛋白质;囊泡与高尔基体的融合具有特异性,通常只能与高尔基体特定区域的膜融合,而非任意部位。
4.(2024·重庆卷,1)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
【答案】 B　
【解析】 叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”;据此可知,叶绿体不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。液泡主要存在于植物的细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等;苹果细胞中的可溶性糖主要储存在液泡中。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;据此可知,内质网不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。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;据此可知,溶酶体不是苹果细胞中可溶性糖储存的主要场所。
5.(2024·海南卷,2)液泡和溶酶体均含有水解酶,二者的形成与内质网和高尔基体有关。下列有关叙述错误的是(　　)
A.液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器
B.内质网上附着的核糖体,其组成蛋白在细胞核内合成
C.液泡和溶酶体形成过程中,内质网的膜以囊泡的形式转移到高尔基体
D.核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入液泡或溶酶体
【答案】 B　
【解析】 液泡和溶酶体都由单层膜包裹,即液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器;组成核糖体的蛋白质在细胞质中游离的核糖体上合成;内质网的膜可以以囊泡的形式转移到高尔基体,这是细胞内物质运输和膜转化的常见方式;由题意可知,液泡和溶酶体中都含水解酶,水解酶的本质是蛋白质,由核糖体合成后经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体或液泡。
6.(2024·黑吉辽卷,12)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程,其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A.摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白无关
B.直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C.抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D.抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后,可通过囊泡呈递到细胞表面
【答案】 D　
【解析】 摄取抗原的过程是胞吞,依赖细胞膜的流动性,与膜蛋白有关;由图可知,抗原是先由抗原呈递细胞吞噬形成①吞噬小泡,再由③溶酶体直接加工处理的;MHCⅡ类分子作为分泌蛋白,其加工过程中内质网和高尔基体之间通过囊泡联系,体现了生物膜之间的间接联系。
热点情境1　信号识别与囊泡运输
蛋白质在游离的核糖体合成开始后,需要分选与转运到特定的功能位点,其分选途径大致分为两条:一条为后翻译转运途径,蛋白质在游离核糖体上完成翻译后进行转运;另一条为共翻译转运途径,即蛋白质在游离核糖体上起始合成,之后由信号肽和与之结合的信号识别颗粒(SRP)引导转移至粗面内质网,然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔或定位在内质网膜上,经转运囊泡运到高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。
(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,可分为①~⑧阶段,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。
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。
1.信号肽假说认为,分泌蛋白首先在游离核糖体上起始合成,当多肽链延伸一段序列后,肽链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DP结合,将核糖体新生肽引导至内质网。根据假说可推测,细胞内的两种核糖体能(填“能”或“不能”)相互转化;内质网膜上的易位子属于一种通道蛋白。
2.COPⅡ被膜小泡负责从内质网向高尔基体(均填细胞器名称)运输“货物”。若定位在图3甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图2中COPⅠ被膜小泡可以帮助实现这些蛋白质的回收。
3.为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能,科学家筛选了两种酵母菌突变体,与野生型酵母菌电镜照片相比,Sec12基因突变体细胞中内质网特别大;Sec17基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测,Sec12基因编码的蛋白质和Sec17基因所编码蛋白质的功能分别是Sec12基因编码的蛋白质参与内质网上囊泡的形成,Sec17基因所编码的蛋白质参与囊泡与高尔基体的融合。
1.(2024·浙江1月选考,12)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
【答案】 A
【解析】 SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链,如呼吸酶等;核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链,同时核糖体是无膜细胞器,不能形成囊泡;生长激素通过此途径合成并分泌,性激素属于固醇,不需要通过该途径合成并分泌。
2.(2025·湖北黄冈模拟)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,信号肽和SRP会引导核糖体一起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。途径二是后翻译转运: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起始于细胞质中的游离核糖体
B.构成细胞骨架的蛋白质的合成和运输途径是后翻译转运途径
C.生长激素和胰岛素的分泌需经过共翻译转运途径
D.线粒体、叶绿体中的蛋白质都来自后翻译转运途径
【答案】 D　
【解析】 所有蛋白质的合成起始于游离核糖体,即使后续转移到内质网的蛋白质,初始阶段也在游离核糖体开始;细胞骨架由微管蛋白等构成,这些蛋白质在游离核糖体合成后直接运输至细胞质基质,属于后翻译转运;生长激素和胰岛素为分泌蛋白,需通过共翻译转运途径;线粒体和叶绿体中的蛋白质大部分由细胞核基因编码,通过后翻译转运进入线粒体和叶绿体,但线粒体和叶绿体自身含有少量DNA,可合成部分蛋白质(如呼吸酶、光合酶),这些不依赖后翻译转运。
3.(2025·福建漳州模拟)内质网具有严格的质量控制系统(ERQC),该系统确保只有正确折叠、修饰的成熟蛋白质才会通过分拣过程,并被不同囊泡捕获,未完成折叠或错误折叠的蛋白质不会被运出细胞。下列说法正确的是(　　)
A.成熟蛋白质出高尔基体后的运输路线是相同的
B.内质网、囊泡等结构中含有能识别不同蛋白质的成分
C.ERQC可以直接检测核糖体所合成的肽链的氨基酸序列是否正确
D.组成核糖体的蛋白质错误折叠后在内质网中积累过多,可能阻碍细胞代谢
【答案】 B　
【解析】 成熟蛋白质出高尔基体后会被不同囊泡运往不同部位发挥作用;内质网和囊泡可以识别不同类型的蛋白质,因此其中存在具有能识别不同蛋白质的成分;分析题意,
ERQC只能检测蛋白质是否被正确加工,而不能检测多肽链中的氨基酸排列顺序是否正确;组成核糖体的蛋白质由游离核糖体合成,并不进入内质网内,因此其错误折叠后并不会出现在内质网中。
(时间:15分钟)
1.(2025·安徽淮北模拟)关于真核细胞的结构与功能,下列叙述错误的是(　　)
A.生长激素经高尔基体加工、包装后才能分泌到细胞外
B.代谢旺盛的细胞,线粒体和核糖体等细胞器较多
C.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】 D　
【解析】 生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白在核糖体合成后,需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外;细胞代谢越旺盛,所需能量就越多,故线粒体就越多,细胞代谢旺盛时需要大量蛋白质进行生命活动,而核糖体是“生产蛋白质的机器”,故细胞代谢越旺盛,核糖体数量越多;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,细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动;附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同,均主要由RNA和蛋白质组成。
2.(2025·湖北襄阳模拟)贝氏布拉藻是一种能固氮的真核生物,其固氮功能由硝质体完成。硝质体是贝氏布拉藻吞噬某种固氮蓝细菌后形成的一种与线粒体类似的细胞器。下列说法正确的是(　　)
A.硝质体具有单层膜结构
B.硝质体含有核糖体
C.固氮蓝细菌中含有线粒体
D.固氮蓝细菌是异养生物
【答案】 B　
【解析】 由题可知,硝质体由贝氏布拉藻吞噬固氮蓝细菌形成,类似于线粒体(双层膜结构),因此硝质体应为双层膜结构,而非单层膜;硝质体来源于固氮蓝细菌,而蓝细菌作为原核生物含有核糖体,被吞噬后其核糖体可能保留在硝质体中;固氮蓝细菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体;固氮蓝细菌含有光合色素(如叶绿素和藻蓝素),能够进行光合作用,属于自养生物。
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔三模)如图是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有一个特殊的VSNARE蛋白,它与靶膜上的TSNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。下列有关叙述正确的是(　　)
A.囊泡只来自内质网或高尔基体
B.囊泡膜与靶膜的成分完全相同
C.图示膜融合过程具有特异性
D.囊泡膜不参与构成生物膜系统
【答案】 C　
【解析】 细胞中的囊泡可来自细胞膜、内质网、高尔基体;囊泡膜和靶膜能发生融合,可知囊泡膜和靶膜的主要成分相同;结合题意可知,囊泡上的VSNARE蛋白与靶膜上的
TSNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,说明膜融合过程具有特异性;生物膜系统包括细胞中所有的膜结构,因此囊泡膜参与构成生物膜系统。
4.(2025·湖北武汉模拟)下图是溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a。下列相关说法正确的是(　　)
A.细胞的生物膜系统是由细胞器膜和细胞膜共同构成的
B.细胞器a、b、c、d的膜结构和化学成分均完全相同
C.膜的组成成分可以从c转移到a,再转移到细胞膜
D.利用f过程体现的膜特性可以对海水进行淡化处理
【答案】 C　
【解析】 细胞的生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜、核膜等结构共同构成的,而不是仅由细胞器膜和细胞膜构成;细胞器a(高尔基体)、b(溶酶体)、c(内质网)、d(线粒体)的膜结构和化学成分有相似性,但不完全相同,不同的细胞器具有不同的功能,其膜的成分和结构会有所差异;f过程体现的膜特性是膜具有流动性,而对海水进行淡化处理是模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能。
5.(2025·江苏扬州模拟)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外,具体过程如图所示。下列分析错误的是(　　)
A.图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B.信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C.图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D.胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
【答案】 D　
【解析】 细胞骨架在细胞内物质运输等过程中发挥重要作用,囊泡的定向运输与细胞骨架有关;由图可知,信号分子与膜受体结合,引发细胞内的信号转导等过程,这体现了细胞膜的信息交流功能;膜蛋白和膜脂的合成过程中,内质网参与脂质和蛋白质的合成,线粒体为合成过程提供能量,所以膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与;胰岛素是在血糖浓度变化等信号刺激下分泌的,属于调节型分泌途径,而不是持续型分泌途径。
6.(2025·河南郑州二模)NaClO溶液是组织培养中常用的消毒剂。某实验小组以黑藻为研究对象,通过观察黑藻叶片细胞质流动来判定NaClO溶液对黑藻的伤害程度。下列有关说法错误的是(　　)
A.该实验可以用单位时间内叶绿体流动的圈数作为观测指标
B.临时装片需随时保持有水状态,以维持黑藻细胞的活力
C.该实验应在低倍镜下找到叶肉细胞并观察叶绿体的流动
D.实验结果表明,NaClO溶液会降低黑藻的细胞代谢水平
【答案】 C　
【解析】 叶绿体随着细胞质流动而流动,该实验可以用单位时间内叶绿体的流动圈数作为观测指标;临时装片需随时保持有水状态,以维持黑藻细胞的活力,保证细胞质的流动;该实验应先在低倍镜下找到叶肉细胞,移动装片将叶肉细胞移动到视野的中央,再换高倍镜观察叶绿体的流动;由实验结果可知,随着NaClO溶液处理时间的延长,细胞质流动逐渐减慢,表明NaClO溶液会降低黑藻的细胞代谢水平。
7.(2025·江苏盐城模拟)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VSVGGFP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.VSVGGFP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
【答案】 D　
【解析】 核糖体是无膜细胞器;组蛋白是染色体结构蛋白,是胞内蛋白,其动态变化与分泌蛋白(VSVGGFP)的转运路径不同,不会出现图示的曲线;VSVGGFP是分泌蛋白,其转运途径涉及内质网和高尔基体,而线粒体不参与分泌途径,只是在该过程中提供能量,因而VSVGGFP不会在线粒体中驻留;细胞骨架与细胞的物质运输密切相关,病毒糖蛋白(VSVG)的转运依赖囊泡,且囊泡运输需沿细胞骨架在各细胞结构之间转移。
8.(2025·山东滨州二模)受调分泌是指分泌物合成后先储存于分泌囊泡中,细胞接受特定信号分子刺激后,通过信号转导激活磷脂酶C,进而使Ca2+顺浓度梯度从内质网进入细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后激活钙调蛋白激酶,活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐。下列说法正确的是(　　)
A.受调分泌过程中细胞接受的特定信号分子和分泌物都是蛋白质
B.细胞接受特定信号分子刺激前,分泌囊泡被锚定在细胞骨架上
C.钙调蛋白改变细胞骨架,使分泌囊泡向细胞膜移动并与之融合释放分泌物
D.若使用磷脂酶C抑制剂处理,内质网与细胞质基质中Ca2+的比值会降低
【答案】 B　
【解析】 受调分泌过程中细胞接受的特定信号分子不一定是蛋白质,如某些脂类信号分子不是蛋白质,分泌物也未必是蛋白质,如某些神经递质;由题可知,活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐,据此可推测细胞接受特定信号分子刺激前,分泌囊泡被锚定在细胞骨架上;活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐;由题可知,细胞接受特定信号分子刺激后,通过信号转导激活磷脂酶C,进而使Ca2+顺浓度梯度从内质网进入细胞质基质,若使用磷脂酶C抑制剂处理,则内质网中的Ca2+无法进入细胞质基质,则内质网与细胞质基质中Ca2+的比值会升高。
9.(2025·四川成都模拟)非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为慢性肝病的主要病因,其发病机理与肝细胞中的线粒体功能障碍、脂滴异常增多等密切相关。研究发现,线粒体通过膜接触位点与多种细胞器相互作用,部分过程如下图所示。已知溶酶体能分解脂质,下列叙述错误的是(　　)
A.由脂质的特性可以推测,脂滴的膜由磷脂单分子层组成
B.促进肝细胞内脂滴与溶酶体融合会诱发NAFLD
C.线粒体与内质网相互作用可能与脂质代谢有关
D.脂滴从内质网的分离体现了生物膜的结构特性
【答案】 B　
【解析】 由于磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部,细胞中的磷脂双分子层是由两层磷脂分子的亲水头部向外,疏水尾部向内排列形成的,而脂滴内部为疏水性的脂质,所以脂滴的膜由磷脂单分子层组成(磷脂分子的疏水尾部朝向脂滴内部,亲水头部朝向细胞质基质);NAFLD与脂滴异常增多有关,溶酶体能分解脂质,抑制肝细胞内脂滴与溶酶体融合可能会诱发NAFLD;从图中可以看到内质网生成脂质,线粒体为脂质代谢提供ATP,二者相互作用,在脂质代谢中发挥重要作用;生物膜的结构特性是具有一定的流动性,脂滴从内质网上分离体现了这一特性。第5讲　细胞器与生物膜系统
(时间:15分钟)
1.(2025·安徽淮北模拟)关于真核细胞的结构与功能,下列叙述错误的是(　　)
A.生长激素经高尔基体加工、包装后才能分泌到细胞外
B.代谢旺盛的细胞,线粒体和核糖体等细胞器较多
C.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】 D　
【解析】 生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白在核糖体合成后,需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外;细胞代谢越旺盛,所需能量就越多,故线粒体就越多,细胞代谢旺盛时需要大量蛋白质进行生命活动,而核糖体是“生产蛋白质的机器”,故细胞代谢越旺盛,核糖体数量越多;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,细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动;附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同,均主要由RNA和蛋白质组成。
2.(2025·湖北襄阳模拟)贝氏布拉藻是一种能固氮的真核生物,其固氮功能由硝质体完成。硝质体是贝氏布拉藻吞噬某种固氮蓝细菌后形成的一种与线粒体类似的细胞器。下列说法正确的是(　　)
A.硝质体具有单层膜结构
B.硝质体含有核糖体
C.固氮蓝细菌中含有线粒体
D.固氮蓝细菌是异养生物
【答案】 B　
【解析】 由题可知,硝质体由贝氏布拉藻吞噬固氮蓝细菌形成,类似于线粒体(双层膜结构),因此硝质体应为双层膜结构,而非单层膜;硝质体来源于固氮蓝细菌,而蓝细菌作为原核生物含有核糖体,被吞噬后其核糖体可能保留在硝质体中;固氮蓝细菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体;固氮蓝细菌含有光合色素(如叶绿素和藻蓝素),能够进行光合作用,属于自养生物。
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔三模)如图是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有一个特殊的VSNARE蛋白,它与靶膜上的TSNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。下列有关叙述正确的是(　　)
A.囊泡只来自内质网或高尔基体
B.囊泡膜与靶膜的成分完全相同
C.图示膜融合过程具有特异性
D.囊泡膜不参与构成生物膜系统
【答案】 C　
【解析】 细胞中的囊泡可来自细胞膜、内质网、高尔基体;囊泡膜和靶膜能发生融合,可知囊泡膜和靶膜的主要成分相同;结合题意可知,囊泡上的VSNARE蛋白与靶膜上的
TSNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡膜和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,说明膜融合过程具有特异性;生物膜系统包括细胞中所有的膜结构,因此囊泡膜参与构成生物膜系统。
4.(2025·湖北武汉模拟)下图是溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a。下列相关说法正确的是(　　)
A.细胞的生物膜系统是由细胞器膜和细胞膜共同构成的
B.细胞器a、b、c、d的膜结构和化学成分均完全相同
C.膜的组成成分可以从c转移到a,再转移到细胞膜
D.利用f过程体现的膜特性可以对海水进行淡化处理
【答案】 C　
【解析】 细胞的生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜、核膜等结构共同构成的,而不是仅由细胞器膜和细胞膜构成;细胞器a(高尔基体)、b(溶酶体)、c(内质网)、d(线粒体)的膜结构和化学成分有相似性,但不完全相同,不同的细胞器具有不同的功能,其膜的成分和结构会有所差异;f过程体现的膜特性是膜具有流动性,而对海水进行淡化处理是模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能。
5.(2025·江苏扬州模拟)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外,具体过程如图所示。下列分析错误的是(　　)
A.图中囊泡的定向运输与细胞骨架有关
B.信号分子与膜受体的结合体现了细胞膜的信息交流功能
C.图中膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与
D.胰岛素的分泌过程属于持续型分泌途径
【答案】 D　
【解析】 细胞骨架在细胞内物质运输等过程中发挥重要作用,囊泡的定向运输与细胞骨架有关;由图可知,信号分子与膜受体结合,引发细胞内的信号转导等过程,这体现了细胞膜的信息交流功能;膜蛋白和膜脂的合成过程中,内质网参与脂质和蛋白质的合成,线粒体为合成过程提供能量,所以膜蛋白和膜脂的合成都需要内质网和线粒体参与;胰岛素是在血糖浓度变化等信号刺激下分泌的,属于调节型分泌途径,而不是持续型分泌途径。
6.(2025·河南郑州二模)NaClO溶液是组织培养中常用的消毒剂。某实验小组以黑藻为研究对象,通过观察黑藻叶片细胞质流动来判定NaClO溶液对黑藻的伤害程度。下列有关说法错误的是(　　)
A.该实验可以用单位时间内叶绿体流动的圈数作为观测指标
B.临时装片需随时保持有水状态,以维持黑藻细胞的活力
C.该实验应在低倍镜下找到叶肉细胞并观察叶绿体的流动
D.实验结果表明,NaClO溶液会降低黑藻的细胞代谢水平
【答案】 C　
【解析】 叶绿体随着细胞质流动而流动,该实验可以用单位时间内叶绿体的流动圈数作为观测指标;临时装片需随时保持有水状态,以维持黑藻细胞的活力,保证细胞质的流动;该实验应先在低倍镜下找到叶肉细胞,移动装片将叶肉细胞移动到视野的中央,再换高倍镜观察叶绿体的流动;由实验结果可知,随着NaClO溶液处理时间的延长,细胞质流动逐渐减慢,表明NaClO溶液会降低黑藻的细胞代谢水平。
7.(2025·江苏盐城模拟)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VSVGGFP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.VSVGGFP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
【答案】 D　
【解析】 核糖体是无膜细胞器;组蛋白是染色体结构蛋白,是胞内蛋白,其动态变化与分泌蛋白(VSVGGFP)的转运路径不同,不会出现图示的曲线;VSVGGFP是分泌蛋白,其转运途径涉及内质网和高尔基体,而线粒体不参与分泌途径,只是在该过程中提供能量,因而VSVGGFP不会在线粒体中驻留;细胞骨架与细胞的物质运输密切相关,病毒糖蛋白(VSVG)的转运依赖囊泡,且囊泡运输需沿细胞骨架在各细胞结构之间转移。
8.(2025·山东滨州二模)受调分泌是指分泌物合成后先储存于分泌囊泡中,细胞接受特定信号分子刺激后,通过信号转导激活磷脂酶C,进而使Ca2+顺浓度梯度从内质网进入细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后激活钙调蛋白激酶,活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐。下列说法正确的是(　　)
A.受调分泌过程中细胞接受的特定信号分子和分泌物都是蛋白质
B.细胞接受特定信号分子刺激前,分泌囊泡被锚定在细胞骨架上
C.钙调蛋白改变细胞骨架,使分泌囊泡向细胞膜移动并与之融合释放分泌物
D.若使用磷脂酶C抑制剂处理,内质网与细胞质基质中Ca2+的比值会降低
【答案】 B　
【解析】 受调分泌过程中细胞接受的特定信号分子不一定是蛋白质,如某些脂类信号分子不是蛋白质,分泌物也未必是蛋白质,如某些神经递质;由题可知,活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐,据此可推测细胞接受特定信号分子刺激前,分泌囊泡被锚定在细胞骨架上;活化的钙调蛋白激酶改变细胞骨架结构与功能,使分泌囊泡向细胞膜移动并完成胞吐;由题可知,细胞接受特定信号分子刺激后,通过信号转导激活磷脂酶C,进而使Ca2+顺浓度梯度从内质网进入细胞质基质,若使用磷脂酶C抑制剂处理,则内质网中的Ca2+无法进入细胞质基质,则内质网与细胞质基质中Ca2+的比值会升高。
9.(2025·四川成都模拟)非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为慢性肝病的主要病因,其发病机理与肝细胞中的线粒体功能障碍、脂滴异常增多等密切相关。研究发现,线粒体通过膜接触位点与多种细胞器相互作用,部分过程如下图所示。已知溶酶体能分解脂质,下列叙述错误的是(　　)
A.由脂质的特性可以推测,脂滴的膜由磷脂单分子层组成
B.促进肝细胞内脂滴与溶酶体融合会诱发NAFLD
C.线粒体与内质网相互作用可能与脂质代谢有关
D.脂滴从内质网的分离体现了生物膜的结构特性
【答案】 B　
【解析】 由于磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部,细胞中的磷脂双分子层是由两层磷脂分子的亲水头部向外,疏水尾部向内排列形成的,而脂滴内部为疏水性的脂质,所以脂滴的膜由磷脂单分子层组成(磷脂分子的疏水尾部朝向脂滴内部,亲水头部朝向细胞质基质);NAFLD与脂滴异常增多有关,溶酶体能分解脂质,抑制肝细胞内脂滴与溶酶体融合可能会诱发NAFLD;从图中可以看到内质网生成脂质,线粒体为脂质代谢提供ATP,二者相互作用,在脂质代谢中发挥重要作用;生物膜的结构特性是具有一定的流动性,脂滴从内质网上分离体现了这一特性。

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