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1、第6讲 细胞质及生物膜系统高考生物一轮复习名师精讲练新高考地区专用第6讲细胞质及生物膜系统【基础梳理】一、主要细胞器的结构和功能1细胞器的分离方法差速离心法：将细胞膜破坏后，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。2细胞器的结构和功能图示名称结构与分布功能线粒体结构：双层膜结构分布：广泛分布在真核细胞细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为细胞的“动力车间”叶绿体结构：双层膜结构分布：主要分布在绿色植物叶肉细胞细胞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”内质网结构：单层膜结构分布：广泛分布在真核细胞细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”高尔基体

2、结构：单层膜结构分布：广泛分布在真核细胞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”溶酶体结构：单层膜结构分布：广泛分布在真核细胞是“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菌、病毒液泡结构：单层膜结构分布：广泛分布在植物成熟细胞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结构：无膜结构分布：分布在动物细胞和低等植物细胞与细胞的有丝分裂有关核糖体结构：无膜结构分布：广泛分布在真核细胞和原核细胞中生产蛋白质的机器3.线粒体与叶绿体的比较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：

3、与有氧呼吸有关的酶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 都具有双层膜； 都与能量转换有关，产生ATP； 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， 属于半自主性细胞器(绝大多数蛋白质仍是由核基因编码)4.细胞器归类 5.细胞结构特例归纳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，只能进行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原核细胞只有核糖体一种细胞器成熟植物细胞有大液泡6.细胞骨架

4、：是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。例1：下列关于细胞器和细胞结构的说法，正确的是()A.细胞中双层膜结构只有和，都与能量转换有关B.若需单独观察图中的结构和功能，可用同位素标记法分离各种细胞器C.若细胞中受损，则植物细胞中细胞核的数量可能会增加D.新细胞都由老细胞分裂产生，故所有动物和低等植物的细胞中都含有中心体例2：如图是植物叶肉细胞亚显微结构示意图，相关叙述错误的是()A.结构中的DNA分子可通过核孔进入细胞质B.结构中含有少量DNA，属于半自主性细胞器C.结构是细胞内物质氧化分解的主要场所D.结构参与细胞生物膜系统的

5、组成例3：线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，内共生学说认为它们分别起源于原始真核细胞内共生的需氧型细菌和光能自养型细菌。以下事实最不可能作为内共生学说证据的是()A. 线粒体和叶绿体中都有核糖体 B. 线粒体和叶绿体都含有酶C. 线粒体和叶绿体都能进行分裂 D. 线粒体和叶绿体都含有环状DNA二、细胞的生物膜系统1.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。(2)功能2.生物膜之间的协调配合(1)在成分上的联系相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质

6、的种类和数量就越多。(2)在结构上的联系(3)在功能上的联系 实例1溶酶体发生过程和“消化”功能 实例2分泌蛋白的合成、加工和运输过程 研究手段放射性同位素标记法在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。实验结果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。分泌过程中内质网、高尔基体和细胞膜膜面积的变化 A、B、C依次为内质网膜、细胞膜、高尔基体膜。3.各种膜结构增大膜面积的方式.4细胞结构与功能相统一的实例分析例4：下图A、B、C、D表示细胞内几种蛋白质的合成和转运过程，图中代表细胞结构。下列叙述正确的是()A在结构上发

7、生的是转录和翻译的过程BB物质可能为RNA聚合酶C有氧呼吸第二阶段的酶、ATP合成酶属于A类物质，胃蛋白酶属于D类物质D结构可以对蛋白质进行加工，蛋白质每次进出均需要穿过一层生物膜例5：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。下列叙述正确的是()A生物膜由外到内依次由糖被、蛋白质、磷脂双分子层构成B溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组成成分的更新C细胞膜功能的复杂性与磷脂分子密切相关D溶酶体能合成和分泌多种酸性水解酶例6:如图为细胞通过自噬作用清除衰老线粒体的过程，相关叙述错误的是()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

8、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三、实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1.实验原理 原理2.实验步骤(1)观察叶绿体 选用细胞内叶绿体数量少且个体大，叶片薄的植物细胞(2)观察线粒体（3）观察细胞质的流动 用生理盐水配制健那绿染液不仅可以使离体的口腔上皮细胞维持正常的形态，还可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。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。例7：下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和

9、线粒体”实验的叙述，正确的是()A.为简化操作过程，可用同一个材料同时观察线粒体和叶绿体B.两个实验都要用活细胞作实验材料C.由于二者都具有双层膜结构，因此高倍镜下不易区分D.甲基绿、吡罗红染色剂可分别将叶绿体、线粒体染成绿色和红色【要点点拨】1.线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内，因此二者被称为半自主性细胞器。2.真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。3.内质网有两类：粗面内质网与分泌蛋白的合成、加工、

10、运输有关；滑面内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关；膜面积最大的细胞器是内质网，内质网大量的膜面积为酶提供广阔的附着位点。4.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”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。5.液泡中的色素为水溶性，如花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素为脂溶性，含叶绿素和类胡萝卜素，与光合作用有关。6.溶酶体来自高尔基体，溶酶体中的酸性水解酶是在核糖体上合成多肽链，然后进入内质网进行初步加工，再进入高尔基体最终加工形成的，溶酶体既消化外来的病毒、病菌，也消化自身衰老、损伤的细胞器。7.在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层

11、数为“0”层。8.硅肺的成因：肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘破坏溶酶体膜导致水解酶释放，破坏细胞结构，导致肺的功能受损。9.幼小的植物细胞中具有许多小而分散的液泡，随着细胞的生长，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡；在成熟叶肉细胞中，液泡是最大的细胞器；低等动物，特别是单细胞动物，其食物泡、收缩泡等均属于液泡。10.显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构，如线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁等；亚显微结构是指在电子显微镜下才能看到的结构。线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体薄膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属于“亚显微结构”。11.细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“

12、一定不”能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体(如蓝藻)，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。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。一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。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。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。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。12.与细胞结构有关的5个“误区”(1)具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例：真菌、细菌等一般也都具有细胞壁。(2)没有叶绿体的细胞不能进行

13、光合作用。反例：蓝藻。(3)没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物。反例：进行化能合成作用的细菌。(4)没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸。反例：大多数原核生物都是需氧型的。(5)人体内的细胞都可进行有氧呼吸。反例：人和哺乳动物成熟的红细胞不能进行有氧呼吸。13.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结构特点具有一定的流动性。14.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脏行使功能，人工肾利用细胞膜的功能特点选择透过性。【课时作业】一、单项选择题1.对绿色植物细胞中某细胞器组成成分进行分析

14、，发现A、T、C、G、U五种碱基的相对含量分别约为35%、0、30%、20%、15%，可推测该细胞器能完成的生理活动是()A.利用氧气，进行有氧呼吸 B.结合mRNA，合成蛋白质C.发出纺锤丝，形成纺锤体 D.吸收并转换光能，完成光合作用2某科学兴趣小组研究M、N、P三种细胞的结构和功能，发现M细胞没有以核膜为界限的细胞核，但含有核糖体，N细胞含有叶绿体，P细胞能合成糖原。下列叙述正确的是()AM细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸BN细胞的遗传物质可能为DNA或RNACM、P细胞一定取材于异养型生物DN、P细胞均有发生染色体变异的可能3.下图表示高等动物细胞亚显微结构。下列有关叙述错误的是()A.

15、酶、抗体、激素都在上合成B.结构不能将葡萄糖分解成二氧化碳和水C.分泌蛋白合成越旺盛的细胞，膜成分更新越快D.该细胞有丝分裂过程依赖结构的参与4.线粒体与叶绿体是植物细胞内进行能量转换的重要场所，二者具有一定的相似性。下列有关表述错误的是()A. 二者都具有基质，在基质中都能合成ATPB. 二者都含有DNA，其DNA都能控制蛋白质的合成C. 二者都由两层膜包被而成，内膜、外膜的作用不同D. 二者在进行能量转换的过程中，都伴随着气体的交换5.下图是4种细胞器的电镜照片，下列关于这4种细胞器的说法正确的是()A. 葡萄糖在中氧化分解生成CO2和水，释放能量B. 与脂质合成有关，在性腺细胞中其含量非

16、常丰富C. 能合成ATP，为细胞的各种生命活动直接提供能量D. 3种细胞器都参与了胰岛素的形成过程6下列关于细胞的叙述正确的是()A小球藻和念珠藻都在叶绿体中进行光合作用B乳酸菌无线粒体，只能进行无氧呼吸C真核生物的膜蛋白的形成不需要内质网、高尔基体的参与D细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与信息传递等生命活动有关7.下列有关生物学上的“骨架”的叙述不正确的是()A.生物大分子以碳链为“骨架”，由单体聚合而成B.生物膜的“骨架”是可以运动的C.细胞“骨架”由蛋白质纤维和脂质组成，与细胞的运动、分裂等有关D.在DNA的“骨架”上，每个脱氧核糖可以与一或两个磷酸基团相连8真核细胞的结构与功能如下图

17、所示，其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流，下列关于细胞的结构及膜流的叙述正确的是()A需氧型生物细胞中均含有结构eB所有细胞均能发生膜流现象C膜流体现了生物膜的结构特点，质壁分离与复原过程中发生了膜流D细胞膜蛋白的更新与fhc途径有关二、多项选择题9下图表示真核细胞部分结构，下列相关叙述错误的是()A结构属于细胞生物膜系统B结构的膜成分可以转移到结构中C结构上合成的物质可以自由通过结构D结构将物质运出细胞不需要消耗能量10.艾滋病(AIDS)是一种削弱人体免疫系统功能的疾病，它是由于感染HIV引起的。HIV具有囊膜，囊膜是HIV从宿主细胞内出来时裹上的生物膜。下图甲、乙、丙、丁分别表示

18、四种细胞结构。下列说法不正确的是()A.HIV的囊膜基本结构与甲基本相同B.从结构上看，HIV和乙、丙都具有双层膜，这些膜结构都属于生物膜系统C.丁和HIV的组成物质完全相同D.HIV与乙、丙、丁含有相同的遗传物质11.下图表示某细胞部分结构,甲、乙为细胞器,a、b为膜上的物质或结构。以下有关叙述错误的是 ()A. 若甲是溶酶体,其内含多种酸性水解酶B. 若乙是线粒体,则葡萄糖可通过a进入C. 若乙是线粒体,则ATP都在b处合成D. 若该细胞是神经细胞,则Na+转运出细胞不需消耗能量三、非选择题12如图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中、绘出了各自区别于其他生物的标志结

19、构，请据图分析：(1)、代表的细胞类型依次为_，它们共同具有的细胞器是_。(2)图中能进行光合作用的细胞有_，它们光合作用的场所_(填“相同”“不完全相同”或“完全不同”)。(3)图为_(填“光学”或“电子”)显微镜下所观察到的图，属于细胞的_(填“显微”或“亚显微”)结构图。(4)生物营_生活，它合成蛋白质的场所是_。13回答下列有关细胞的问题：(1)图1为动物细胞_(填“显微”或“亚显微”)结构示意图。图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c表示的细胞器分别是_，物质X的结构简式是_。(2)下面列举了图1和图2中部分结构和其对应的主要成分或相关描述，对应有误的是_。A结构：脂质、

20、蛋白质、糖类B结构：脱氧核糖核酸、蛋白质C结构a：核糖核酸、蛋白质D结构c：双层膜结构(3)图1中，各种生物膜的结构和化学成分相似，但各种膜的功能差别较大的原因是_。(4)下列物质是由图2所示过程形成的有_(多选)。A抗体 B唾液淀粉酶C呼吸氧化酶 D胰岛素(5)为了研究图2所示生理过程，一般可采用的实验方法是_。14核基因编码的蛋白质能够有条不紊地被运送到各自的目的地，关键是蛋白质在合成时带有分选信号，而目的地就是能够识别分选信号的受体，分选信号取决于氨基酸序列中的信号序列，如图所示。分析回答：(1)由图可知，线粒体所需的蛋白质一部分来自过程，另一部分是在_指导下合成的。某些蛋白质经过程进入

21、细胞核需要通过_，这一过程具有_性。(2)经过程进入内质网的多肽，在内质网中折叠成为具有一定空间结构的蛋白质，在内质网中未折叠或错误折叠的蛋白质，会在内质网中大量堆积，此时细胞通过改变基因表达减少新蛋白质的合成，或增加识别并降解错误折叠蛋白质的相关分子，从调节机制上来说，这属于_调节。(3)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。15.真核生物存在细胞自噬现象，以清除细胞中衰老无用的结构，当细胞养分不足时自噬作用会加强。下图为人体细胞自噬的过程。请回答：(1) 据题意可知，下列生物中存在自噬现象的是()A. 大肠杆菌 B. 噬菌体 C. 酵母菌 D. 颤藻(2) 细胞的各

22、种膜结构构成生物膜系统，其中细胞膜的选择透过性与膜上_(化学成分)密切相关。上图细胞中与自噬体相同膜结构的还有_(举一例)。(3) 自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体的过程体现了膜的特性是_；据图分析自噬体内的物质可被溶酶体中的_水解，其产物的去向可能是_。A. 排出细胞外 B. 用于合成细胞结构C. 为生命活动提供能量 D. 参与细胞内酶的合成(4) 研究发现体重变化与细胞自噬的活性有关。为此，研究人员做了如下实验：A 组为正常小鼠，B、C、D 三组均为肥胖小鼠，依次喂食普通膳食、高脂膳食、普通膳食、普通膳食联合耐力运动，并定时监测每组小鼠的体重(见图1)和细胞自噬活性(见图2，LC3/LC3

23、比值变化越大，自噬活性越高)。 图1 图2本实验中，A 组的作用是_。据图1分析，与其他三组相比，普通膳食联合耐力运动是否有效控制肥胖小鼠的体重？_(选填“是”或“否”)，结合图2推测可能的原因：_。【答案解析】例1：答案C解析细胞中具有双层膜的结构除了线粒体和叶绿体外，还有细胞核，A错误；若需单独观察图中的结构和功能，可用差速离心法分离各种细胞器，B错误；高尔基体与植物细胞壁的形成有关，若细胞中受损，则植物细胞中细胞核的数量可能会增加，C正确；哺乳动物成熟的红细胞没有中心体，D错误。例2：答案A解析结构中的DNA分子不可通过核孔进入细胞质；结构是叶绿体，含有少量DNA，属于半自主性细胞器；结

24、构是线粒体是细胞内物质氧化分解的主要场所；结构是高尔基体单层膜构成的细胞器，参与细胞生物膜系统的组成。例3：答案 B解析根据题意，内共生学说认为，线粒体起源于原始真核细胞内共生的需氧型细菌，叶绿体起源于原始真核细胞内共生的光能自养型细菌，它们共同的特点都是具有环状DNA，都能分裂，都有核糖体，据此分析A、C、D正确；最不可能作为内共生学说证据的是线粒体和叶绿体都含有酶，如溶酶体中也含有酶，B错误。例4：答案B解析结构是核糖体，是翻译过程的发生场所，转录主要在细胞核中进行，A项错误；B物质从细胞质通过核孔进入细胞核中，可能是细胞核内进行转录需要的RNA聚合酶，B项正确；有氧呼吸第二阶段在线粒体基

25、质中进行，故有氧呼吸第二阶段的酶应属于C类物质，胃蛋白酶是分泌蛋白，属于D类物质，C项错误；高尔基体对蛋白质进行加工，分泌蛋白的加工和分泌穿过0层生物膜，D项错误。例5：答案B解析目前较为接受的生物膜分子结构模型是生物膜的流动镶嵌模型，即磷脂双分子层为基本支架，蛋白质覆盖、镶嵌或贯穿其中，糖被在细胞膜外侧，有识别作用，A项错误；溶酶体和高尔基体在行使功能时可能会伴随膜组成成分的更新，B项正确；细胞膜功能的复杂性与蛋白质的种类和数量有关，磷脂双分子层为基本支架，C项错误；水解酶为蛋白质，在核糖体合成后进入溶酶体，D项错误。例6：答案B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

26、。例7：答案B解析叶肉细胞可用于观察叶绿体而不能用于观察线粒体，因为叶绿体的绿色会掩盖健那绿的染色效果，影响实验观察，A错误；观察线粒体和叶绿体都要用活细胞，B正确；叶绿体和线粒体的颜色和形态不同，在高倍镜下可以区分，C错误；甲基绿、吡罗红染色剂可分别将DNA和RNA染成绿色和红色，D错误。1.答案B解析由题述可知，该细胞器不含DNA，但含有RNA，由此推测该细胞器为核糖体。能吸收氧气进行有氧呼吸的细胞器是线粒体，不是核糖体；mRNA与核糖体结合，翻译形成蛋白质；高等植物细胞的纺锤体是由细胞两极发出纺锤丝形成的，低等植物细胞的纺锤体是由中心体发出星状射线形成的；吸收并转换光能来完成光合作用的细

27、胞器是叶绿体，不是核糖体。2.答案D解析M细胞没有以核膜为界限的细胞核，是原核细胞，原核细胞没有线粒体，可能进行有氧呼吸，A错误；细胞生物的遗传物质都是DNA，B错误；P细胞能合成糖原，为动物细胞，动物细胞皆为异养型，少数原核细胞(如硝化细菌)是自养型，C错误；真核细胞中一般含染色体，均有发生染色体变异的可能，D正确。3.答案A解析表示核糖体，酶、抗体和蛋白质类(或多肽类)激素都在上合成，有部分激素的化学本质不是蛋白质(或多肽)，如性激素属于脂质类，不能在核糖体合成。4.答案A解析叶绿体基质是光合作用暗反应发生的场所，不合成ATP，A错误；二者都是半自主性细胞器，所含的DNA能控制合成部分蛋白

28、质，B正确；二者都由内、外两层膜包被而成，但内、外膜的组成和结构有差异，因此内膜、外膜的作用不同，C正确；线粒体中发生的有氧呼吸需要消耗氧气、产生二氧化碳，叶绿体中发生的光合作用需要消耗二氧化碳、产生氧气，D正确。5.答案D解析葡萄糖在细胞质基质中氧化分解，不能进入线粒体中；内质网与脂质合成有关，在性腺细胞中其含量非常丰富，是高尔基体；是叶绿体，其类囊体膜上能进行光反应，合成的ATP可为暗反应供能，但不能为各种生命活动都供能；胰岛素属于分泌蛋白，线粒体为分泌蛋白的合成和分泌供能，高尔基体参与分泌蛋白的包装和运输，内质网能参与分泌蛋白的初步加工和运输。6.答案B解析小球藻是真核生物，在叶绿体中进行光合作用，念珠藻属于原核生物，没有叶绿体，A错误；乳酸菌属于厌氧菌，只能进行无氧呼吸，B正确；真核生物的膜蛋白的形成需要内质网和高尔基体的参与，C错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关，D错误。7.答案C解析生物大分子是由单体构成的，每一个单体都以若干相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，A正确；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，具有一定的流动性，B正确；细胞骨架具有维持细胞形态、