第5讲-细胞器与生物膜系统

第5讲细胞器与生物膜系统考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.细胞器的结构和功能(B)2.生物膜系统(B)3.实验：观察线粒体和叶绿体(a)生命观念明确各种细胞器的分工与合作，建立生命部分与整体的观念科学思维归纳细胞结构与功能，培养逻辑思维能力、归纳总结能力和识图析图能力近三年江苏考情2018年T26(6分)；2017年T21(3分)；2016年T2(2分)；2015年T26(3分)科学探究观察线粒体与叶绿体1.细胞器的分离方法_________法：将_______破坏后，利用高速离心机，在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。考点一主要细胞器的结构和功能差速离心细胞膜2.细胞器的结构和功能（连线）3.多角度比较各种细胞器中心体、核糖体线粒体、叶绿体高尔基体、内质网、液泡、溶酶体特别提醒细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“一定不”①能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，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主要发生在线粒体中。③一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。④有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。⑤高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。⑥具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌也都有细胞壁。⑦没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。1.真题重组判断正误 (1)大肠杆菌的细胞内有核糖体(2017·海南卷，2A)(

) (2)发生质壁分离的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞(2017·海南卷，9A)(

) (3)叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA(2013·全国卷Ⅱ，1D)(

) (4)线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(2013·全国卷Ⅰ，1D)(

) (5)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(2012·全国卷，2D)(

)提示

(1)√

(2)√(3)×核糖体不含DNA而含RNA。(4)√(5)×酶种类不同。2.深挖教材 (人教版必修1P45图拓展)下列为细胞器结构图，据图回答问题：

上图①～⑧中，哪些细胞器能发生碱基互补配对？上图中哪些场所可产生ATP?

提示

①线粒体、②叶绿体、⑦核糖体；①线粒体、②叶绿体、细胞质基质。3.边角拾遗 (必修1P46“相关信息”)请简要叙述矿工中常见的职业病——硅肺形成的原因。

提示当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。围绕细胞器结构及功能，考查结构与功能观1.(2018·盐城三模)与下列细胞结构相关的叙述，正确的是(

)A.结构甲的膜上可附着核糖体，提供分泌蛋白合成的场所B.结构乙的基质中分布大量的色素和酶，有利于碳的同化C.结构丙的外膜上附着的呼吸酶可催化葡萄糖分解为丙酮酸D.结构丁的功能与物质②的种类和数量密切相关解析结构甲是高尔基体，可附着核糖体的是内质网膜；结构乙是叶绿体，其基质中分布大量的酶，叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上；结构丙是线粒体，葡萄糖分解为丙酮酸的场所是细胞质基质中；结构丁是细胞膜，功能越复杂的膜，②蛋白质的种类和数量越多。答案

D2.(2018·苏北四市一模)下图为动植物细胞的亚显微结构模式图。请据图回答下列问题：(1)在图1、图2所示细胞中，含有核酸的细胞器有________(填序号)。

(2)图1中能够产生ATP的场所有________(填序号)。图2细胞进行细胞呼吸产生CO2的场所有________(填序号)，动植物细胞有丝分裂过程的差异性主要与图中的________(填序号)等细胞器的功能有关。

(3)图2中构成细胞生物膜系统的结构有________(填序号)。若该细胞为浆细胞，将3H标记的亮氨酸注入该细胞，则抗体合成分泌过程中可检测到放射性的细胞结构依次有________(用箭头和序号表示)。

(4)图1中，有关④和⑨两种细胞器比较的叙述，正确的有________。

A.所含酶种类均不同B.都与能量代谢有关C.都存在于所有真核细胞中D.增大内部膜面积的方式相同E.都能发生A—U配对(5)蓝藻细胞与图1、图2所示细胞在结构上的最主要区别是________________________________________________________________________________________。解析

(1)图1、图2细胞中①是细胞膜，②是高尔基体，③是细胞核，④是线粒体，⑤是内质网，⑥是细胞质基质，⑦是核糖体，⑧是中心体，⑨是叶绿体，⑩是液泡，故含有核酸的细胞器有④⑦⑨。(2)有氧呼吸的三个阶段和光合作用的光反应阶段均能产生ATP，所以图1中能够产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。动物细胞进行细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体基质。动植物细胞有丝分裂过程的差异主要表现在前期动物细胞是由中心体发出星射线形成纺锤体，末期植物细胞是由细胞板向四周扩展形成细胞壁，细胞壁的形成与高尔基体有关。(3)细胞膜、细胞器膜和核膜构成细胞生物膜系统。图2中有细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、内质网膜和核膜。分泌蛋白的合成、分泌过程中依次经过的细胞结构为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。(4)线粒体和叶绿体所含酶种类不完全相同；线粒体将有机物中的化学能转变为ATP中的化学能及热能，叶绿体将光能转变为化学能，两者都与能量代谢有关；线粒体和叶绿体内都进行转录和翻译，都能发生碱基A—U配对；植物的根细胞和动物细胞中无叶绿体，厌氧型动物细胞中无线粒体；线粒体通过内膜向内折叠形成嵴来增大膜面积，叶绿体通过类囊体堆叠来增大膜面积。(5)蓝藻是原核生物，图1、图2所示细胞是真核细胞，原核细胞和真核细胞在结构上的最主要区别是原核细胞无核膜包被的细胞核。答案

(1)④⑦⑨(2)④⑥⑨

④

②⑧(3)①②③④⑤

⑦→⑤→②→①(4)BE

(5)无核膜包被的细胞核围绕细胞亚显微结构及相关信息考查科学思维与科学探究能力3.(2018·湖北黄冈八模)分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，测定其中三种有机物的含量结果如图所示。下列有关叙述正确的是(

)A.葡萄糖进入甲分解为CO2和H2OB.乙一定与分泌蛋白的修饰和加工有关C.细胞器丙的成分与烟草花叶病毒的相近D.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙[慧眼识图获取信息]答案

C4.(2018·江苏卷，26)如图为真核细胞中3种结构的示意图，请回答下列问题：(1)甲的名称为________，处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有________(在甲、乙、丙中选择)。(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大，而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小，这表明结构c与________(填序号)的形成直接有关。①内质网②高尔基体③中心体④核糖体(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行，乙、丙分别通过________(用图中字母填空)扩大了膜面积，从而为这些反应需要的________提供更多的附着场所。(4)在细胞分裂间期，结构乙的数目增多，其增多的方式有3种假设：Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成；Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中结构乙的放射性。结果如下：标记后细胞增殖的代数1234测得的相对放射性2.01.00.50.25①与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是________________________________________________________________________________________。③通过上述实验，初步判断3种假设中成立的是________(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。解析

(1)图中三种结构清晰，可根据其典型特征判断出甲为细胞核，乙为线粒体，丙为叶绿体。有丝分裂前期核膜解体、核仁消失，且洋葱根尖细胞没有叶绿体，故处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞中含有乙(线粒体)。(2)图甲中结构c是核仁，根据题意蛋白质合成活跃则结构c较大，蛋白质合成不活跃则结构c较小，而蛋白质合成的场所是核糖体，所以结构c(核仁)与④核糖体的形成有关。(3)线粒体扩大膜面积的方式是通过e内膜向腔内折叠形成嵴；叶绿体增大膜面积的方式是通过h类囊体堆叠形成叶绿体基粒，生物膜的功能之一是为多种酶提供附着位点，是许多生化反应的场所。(4)链孢霉营养缺陷型突变株是指在某些营养物质的合成能力上出现缺陷，必须在培养基中额外添加这些营养成分后才能正常生长的变异菌。根据题意可以判断实验所用的链孢霉突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱。根据对照实验的单一变量原则，另一种培养基在配制成分上的要求应与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记；根据表格中数据分析，随着标记后细胞增殖代数的增加，测得的相对放射性逐代减半，故3种假设中最可能符合的是第Ⅲ种。答案

(1)细胞核乙(2)④

(3)e、h酶(4)①自身不能合成胆碱②成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记③Ⅲ1.生物膜系统 (1)概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。考点二细胞器间的协调配合及细胞的生物膜系统(2)功能相对稳定的内部物质运输能量转换信息传递酶附着区域化2.生物膜之间的协调配合 (1)在成分上的联系 ①相似性：各种生物膜都主要由______________组成。 ②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其_______的种类和数量就越多。 (2)在结构上的联系脂质和蛋白质蛋白质(3)在功能上的联系注意：(1)原核细胞只有细胞膜这种生物膜，不具备生物膜系统。生物膜系统是对真核生物而言。(2)分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。(3)在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。3.常考的几类图解读 (1)下图是分泌蛋白的加工与运输A图：分泌蛋白依次经过②③④⑤，依次表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。B图：分泌蛋白依次经过图中①②③④⑤⑥⑦，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，⑧是线粒体，为该过程提供能量。C图：放射性最先出现在附着在内质网上的核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。(2)分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化曲线图分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。1.(人教版必修1P49“相关信息”)利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜融合，将药物送入细胞，这一过程体现了细胞膜的什么特点？

提示细胞膜的结构特点——流动性。2.(人教版必修1P50“与社会联系”)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代替病变的肾脏行使功能，人工肾利用细胞膜的什么特点？

提示细胞膜的功能特点——选择透过性。结合细胞器之间的协调与配合，考查生命观念A.自噬前体和溶酶体分别来源于内质网和高尔基体B.降解线粒体中物质的水解酶在溶酶体中合成C.自噬体的形成需借助于膜的流动性且消耗能量D.当细胞养分不足时，细胞的自噬作用可能增强解析水解酶为蛋白质，所以降解线粒体中物质的水解酶在核糖体中合成。答案

B2.(2018·常州一模)下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→5B.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图中②所含水解酶的合成需经过④核糖体合成、③内质网加工、⑤高尔基体进一步加工和分泌；生物膜的融合体现了生物膜具有一定的流动性；图示过程体现了生物膜在结构和功能上具有一定的联系，但不是直接联系；“损伤”线粒体被清除体现了生物体的稳态。答案

C围绕囊泡分泌物的分泌过程，考查科学思维能力3.如图为细胞内某些蛋白质的加工、分类和运输过程，M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。下列叙述错误的是(

)A.分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体水解酶需要高尔基体的分类和运输B.M6P受体基因发生突变，会导致溶酶体水解酶在内质网内积累C.溶酶体的形成体现了生物膜系统在结构及功能上的协调统一D.若水解酶磷酸化过程受阻，可能会导致细胞内吞物质的蓄积解析由图中箭头的方向可知，蛋白质经高尔基体的加工之后，其去向包括溶酶体、细胞膜和分泌到细胞外，因此，溶酶体水解酶、膜蛋白和分泌蛋白需要高尔基体的分类和运输，A正确；M6P受体与溶酶体水解酶离开高尔基体并形成溶酶体有关，因此，若相关基因突变，会导致溶酶体水解酶在高尔基体内积累，B错误；图中可体现生物膜系统在结构及功能上紧密联系、协调配合，共同完成溶酶体的形成过程，C正确；水解酶磷酸化过程发生在高尔基体中，该过程受阻会影响水解酶与M6P受体结合并进一步形成溶酶体，从而导致细胞内吞物质无法水解而蓄积，D正确。答案

B4.细胞分泌物的分泌方式主要有两种。一种是分泌物形成后随即被排出细胞，这种分泌方式称为组成型分泌；另一种是分泌物形成后先在分泌颗粒中贮存一段时间，待相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外，这种分泌方式称为调节型分泌。下图表示不同分泌蛋白合成和分泌的途径，有关叙述错误的是(

)A.对分泌蛋白进行加工的结构是内质网、高尔基体B.在分泌蛋白加工运输过程中，高尔基体的膜面积增大C.细胞膜成分的更新主要是通过组成型分泌途径实现的D.胰岛素的分泌属于调节型分泌解析在分泌蛋白加工运输过程中，高尔基体的膜面积基本不变。答案

B“三个角度”透析囊泡类问题结合创新实验，考查科学探究能力5.(2018·镇江一模)下图表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图，请据图分析回答：(1)图中构成生物膜系统的结构有________(填序号)，其中能产生囊泡的结构有________(填序号)。

(2)该细胞面向肠腔的一侧形成很多突起，即微绒毛，微绒毛的基本支架是________，微绒毛不仅可以增加膜面积，还可以增加细胞膜上________数量，有利于吸收肠腔中的葡萄糖等物质。

(3)该细胞膜表面还存在能水解二糖的膜蛋白B、能识别特异性信号分子的膜蛋白C，说明膜蛋白还具有________、________功能；膜蛋白结构有差异、功能不同，其根本原因是_____________________________________________________。解析

(1)图中①表示核糖体，生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜及核膜，即图中的②高尔基体膜、③内质网膜、④细胞膜、⑤核膜、⑥线粒体膜，其中细胞膜、内质网膜、高尔基体膜能产生囊泡转运物质。(2)微绒毛是细胞膜的结构，基本支架是磷脂双分子层，微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，有利于吸收肠腔中的物质。(3)膜蛋白B能水解二糖说明膜蛋白具有催化作用，膜蛋白C能识别特异性信号分子，说明膜蛋白具有识别功能；基因控制蛋白质的合成，控制膜蛋白合成的基因不同，合成的膜蛋白结构和功能不同。答案

(1)②③④⑤⑥

②③④

(2)磷脂双分子层载体蛋白(3)生物催化(或催化)受体(识别)控制膜蛋白合成的基因(或DNA)不同1.实验原理考点三实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体2.实验材料的选取实验观察叶绿体观察线粒体选材藓类叶片菠菜叶稍带些叶肉的下表皮人口腔上皮细胞原因叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片①细胞排列疏松易撕取②下表皮附带的叶肉细胞含叶绿体数目少且个体大①没有颜色，便于观察②易取材3.实验流程 (1)观察叶绿体(2)观察线粒体健那绿染液1.观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？

提示保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。2.观察线粒体的实验要滴加健那绿染液的原因是什么？

提示健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，从而在高倍显微镜下可以观察到生活状态的线粒体的分布和形态。3.观察线粒体时细胞是否必须保持活性？

提示观察线粒体时细胞必须为活细胞，因为线粒体很不稳定，在细胞死亡之后，马上就会被溶酶体水解。4.为什么不用植物叶肉细胞来观察线粒体？

提示不选取植物叶肉细胞观察线粒体是因为植物细胞中线粒体相对较少，同时叶绿体呈现的绿色与健那绿染液将线粒体染成的蓝绿色相近，会掩盖并影响对线粒体的观察。结合实验原理、结论及基础性操作，考查科学探究能力1.(2019·福建师大附中调研)下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的叙述，正确的是(

) A.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 B.在光学显微镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构 C.显微镜下观察到绿色明显集中且接近口腔上皮细胞中央，说明DNA只分布于细胞核中 D.显微镜下观察到口腔上皮细胞中绿色区域周围的红色区域范围较广，说明RNA的产生、分布和发挥作用的部位主要是细胞质解析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，A正确；在光学显微镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片时，观察不到叶绿体的结构，要观察叶绿体的结构需借助电子显微镜，B错误；显微镜下观察到绿色明显集中且接近口腔上皮细胞中央，说明DNA主要分布于细胞核中，C错误；显微镜下观察到口腔上皮细胞中绿色区域周围的红色区域范围较广，说明RNA分布的部位主要是细胞质，但RNA产生的主要部位是细胞核，D错误。答案

A2.(2018·常州一模)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是(

)实验标号实验名称观察到的实验现象A观察植物细胞的质壁分离镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致B观察细胞多样性菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成；人口腔上皮细胞具有细胞核C观察植物细胞的有丝分裂洋葱根尖伸长区细胞呈长方形；分生区细胞呈正方形，多数细胞中呈紫色(经龙胆紫染色)的染色体形态清晰D观察黑藻细胞叶绿体镜检1：叶绿体处于不断流动状态；镜检2：叶绿体结构中含有内外膜、类囊体等结构解析菠菜叶表皮细胞的细胞壁与细胞膜紧紧贴着，光学显微镜下看不到细胞膜；洋葱根尖细胞多数处于间期，看不到呈紫色(经龙胆紫染色)的染色体；叶绿体的内外膜、类囊体等结构需要用电子显微镜才能观察到。答案

A澄清易错易混·强化科学思维[易错易混]易错点1原核细胞没有生物膜系统，但也有生物膜

点拨生物膜系统是对真核生物而言，原核生物只有细胞膜，不具有生物膜系统。易错点2高尔基体形成囊泡或细胞膜“胞吐”未必是形成“分泌蛋白”

点拨分泌蛋白的形成，固然离不开高尔基体形成囊泡及细胞膜“胞吐”，但其他非蛋白质类分泌物(如非蛋白质类神经递质等)，形成时也必须经由高尔基体包装形成囊泡，并经由细胞膜“胞吐”。易错点3不能准确界定几种特殊细胞及其细胞器

点拨

(1)关注三类红细胞(2)蛔虫的体细胞——没有线粒体，只能进行无氧呼吸；(3)根尖分生区细胞——没有叶绿体、大液泡，具分裂能力；(4)具有分裂能力或代谢旺盛的细胞(如：癌细胞或萌发种子细胞)(5)分泌腺细胞、浆细胞、突触前神经元等——具分泌功能，高尔基体的数量较多(若分泌物为“蛋白质”则粗面内质网也较发达)。(6)原核细胞——