高考生物一轮复习专题06细胞器之间的分工合作（含解析）.docx

专题06 细胞膜和细胞核【考纲解读】考点分布考纲要求备考指南1细胞器的分离方法2常见细胞器的结构及功能3细胞骨架4细胞的生物膜系统5.分泌蛋白的合成、运输、分泌6.用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1.主要细胞器的结构和功能（）2.细胞膜系统的结构和功能（）3.实验：观察线粒体和叶绿体了解细胞器的分离方法。掌握细胞器的结构及功能明确细胞的骨架与细胞膜的基本支架进行区分掌握细胞的生物膜系统组成理解并掌握分泌蛋白的合成、运输、分泌过程理解并掌握观察叶绿体和线粒体的实验步骤。【知识梳理】1细胞器的分离方法是_法。2常见细胞器的结构及功能（1）溶酶体：细胞内的“消化车间”，分解衰老、损伤的_，吞噬并杀死侵入细胞的_。（2）中心体：与细胞的_有关。（3）核糖体：合成_的细胞器。（4）高尔基体：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”。在植物细胞中与_的形成有关。（5）内质网：细胞内_合成和加工，以及_合成的“车间”。（6）线粒体：进行_的主要场所，是细胞的“动力车间”。（7）叶绿体：_细胞所特有，是“养料制造车间”和“能量转换站”。（8）液泡：内有_，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。3细胞骨架由_纤维组成的网架结构。4细胞的生物膜系统（1）组成：_、_和各种_等。（2）功能：首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行_、_和_的过程中起着决定性作用。其次，许多重要的化学反应都在_上进行，这些反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。再次，细胞内的生物膜把各种_分隔开，形成一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。（3）各种生物膜组成成分基本相似：均主要由_、_等组成，都具有一定的_，体现生物膜系统的_。5分泌蛋白的合成、运输、分泌流程：（1）_（真核细胞）：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。（2）_：通过翻译将氨基酸合成多肽。（3）_：对多肽进行初步加工（如盘曲、折叠、糖基化等），形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的方式运送至高尔基体。（4）_：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。（5）_：通过胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。（6）_：提供能量。6.用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（实验）（1）观察叶绿体应选用富含叶绿体的_叶片或_叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。（2）观察线粒体应选用动物或人体细胞，如人口腔上皮细胞。用_染液染色，该染液是专一性用于线粒体染色的_细胞染料，能将线粒体染成_。【考点精讲】一、细胞器的结构和功能1细胞质的组成细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。2细胞器（1）细胞器的结构和功能图示名称功能线粒体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”内质网细胞内蛋白质合成和加工，及脂质合成的“车间”高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”溶酶体是“消化车间”，内部含多种水解酶，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与细胞的有丝分裂有关核糖体生产蛋白质的机器（2）多角度比较各种细胞器归纳总结（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：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质（如某些激素）的合成有关。 （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）液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。（6）溶酶体起源于高尔基体。（7）中心体、核糖体无膜，线粒体和叶绿体双层膜，高尔基体、内质网、液泡、溶酶体单层膜。（8）叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体等细胞器能合成有机物，线粒体、核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网等细胞器能产生水。典例1.（2018中山质检）下列分析正确的是（）A该图为光学显微镜下所观察到的动物细胞结构图B外界溶液浓度大于内液体浓度时，可能发生质壁分离现象C该细胞中能产生ATP的部位是、和D该细胞可能取自茎尖或根尖成熟区【答案】B【解析】该图是植物细胞的亚显微结构模式图，在普通光学显微镜下无法观察到，A项错误；该细胞中含有中央大液泡，为成熟的植物细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时可能发生质壁分离现象，B项正确；该细胞能产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C项错误；此细胞有叶绿体，不可能是根尖细胞，D项错误。【规律总结】辨别细胞结构时，常有原核细胞和真核细胞的判断、植物细胞和动物细胞的判断，归纳如下。典例2.（2018湖北咸宁高三联考）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构，请据图判断下列说法不正确的是（）A、与共同具有的无膜细胞器是B可以判断为低等植物，因为它同时具有和C、与类中都有生物可进行光合作用合成有机物D生物既可营寄生生活，也可以独立生存【答案】D【解析】原核生物和真核生物共同具有的细胞器是核糖体；图中分别是中心体和叶绿体，同时存在于低等植物细胞中；由于和中都具有叶绿体，所以能够进行光合作用，而类中的蓝藻含有光合色素，也可以进行光合作用；病毒类生物只能营寄生生活，不能独立生存。【易混辨析】与细胞器有关的5个易错点（1）具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞。例：真菌、细菌等都有细胞壁。（2）没有叶绿体的细胞也可进行光合作用。例：蓝藻。（3）没有叶绿体或光合色素也可能将无机物合成有机物。例：进行化能合成作用的细菌。（4）没有线粒体也可能进行有氧呼吸。例：大多数原核生物都是需氧型的。（5）人体内的细胞不都能进行有氧呼吸。例：人和哺乳动物成熟的红细胞不能进行有氧呼吸。二、细胞器之间的协调配合及生物膜系统1各种生物膜之间的联系（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，其蛋白质的种类和数量就越多。（2）在结构上的联系各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。在结构上具有一定的连续性，图示如下：（3）在功能上的联系（以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例）过程图解分泌蛋白依次经过图中，依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，是线粒体，为该过程提供能量。2细胞的生物膜系统（1）组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。（2）功能其他膜3分泌蛋白合成和运输的实验分析（1）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。（2）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。4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。典例1.（2018北京东城区高三二模）储存在真核细胞囊泡中的某些分泌蛋白只有在受到特定信号（催分泌剂）刺激时才被分泌到细胞外。下列表示细胞中某种消化酶的“浓缩”和运输过程，相关推测不合理的是（）A“浓缩”过程有利于集中释放分泌蛋白B催分泌剂作用后，囊泡会与细胞膜融合C膜的再循环途径保证了细胞器膜含量的相对稳定D消化酶分泌到细胞外是主动运输过程【答案】D【解析】据图分析可知，不同的囊泡浓缩成一个囊泡，有利于集中释放分泌蛋白，A正确；催分泌剂作用后，囊泡会与细胞膜融合，释放分泌蛋白，B正确；图中不同的囊泡融合后会有一部分囊泡返回内质网和高尔基体，保证了细胞器膜含量的相对稳定，C正确；消化酶分泌到细胞外的方式是胞吐，利用了生物膜的流动性，D错误。【归纳总结】三个角度理解生物膜系统结构和功能的统一性典例2.（2019山东、湖北重点中学联考）某科学家将3H标记的氨基酸注射到浆细胞中，以研究分泌蛋白的合成和分泌过程。（1）要检测细胞器的放射性强度，可以用_法将这些细胞器分离出来，在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是_。（2）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_，原因是_。膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是_。【答案】（1）差速离心核糖体（2）高尔基体内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小具有一定的流动性【解析】（1）分离细胞器，常采用差速离心法。分泌蛋白的合成和分泌依次通过的细胞结构是核糖体内质网高尔基体细胞膜，因此在分离出来的各种细胞器中，首先出现放射性的是核糖体。 （2）在分泌蛋白合成和分泌的过程中，内质网产生的囊泡与高尔基体融合，使其膜面积增大；高尔基体产生的囊泡与之脱离，又使其膜面积减小，所以膜面积先增加后下降的细胞器是高尔基体。膜面积的变化体现了生物膜的结构特点是具有一定的流动性。【易混点拨】与生物膜系统有关的易错点（1）内质网外连细胞膜、内连核膜，还能和高尔基体膜相互转化，是细胞中面积最大、联系最广的膜结构，是生物膜系统的中心。（2）与分泌蛋白形成与分泌有关的细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体；有关膜结构：细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡；有关结构：细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、囊泡。（3）分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。（4）原核生物只有细胞膜，一般认为不具有生物膜系统。用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1实验步骤（1）观察叶绿体（2）观察线粒体2观察叶绿体时的三个注意点选材观察叶绿体实验用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因：接近下表皮，海绵组织较多，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体条件实验过程中的临时装片要始终保持有水状态观察叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，在强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察3.归纳比较线粒体和叶绿体线粒体叶绿体不同点结构不同点增大膜面积的方式内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构堆叠而成基粒完成的生理过程有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段光合作用的场所，完成光合作用的全过程所含的酶种类与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中不同点物质转化有机物CO2H2OCO2H2O有机物能量转化有机物中的化学能ATP中的化学能热能光能ATP中的化学能有机物中的化学能ATP线粒体产生的ATP可供各项生命活动利用叶绿体产生的ATP满足暗反应的需要相同点均具有双层膜；都含少量DNA和RNA，是半自主性细胞器（含核糖体：可复制、转录、翻译）；都能产生ATP，与能量转换有关；都参与碳循环；都既有水消耗又有水产生典例1.（2019西工大附中模拟）以下关于叶绿体与线粒体的叙述，不正确的是（）A都有较大的膜面积，有利于代谢高效进行B都需要以水作为代谢的原料C都含有DNA和RNAD都能生成ATP并为各项生命活动直接提供能量【答案】D 【解析】线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积，有利于提高代谢效率，A正确；线粒体的有氧呼吸和叶绿体的光合作用都需要水分子参与，B正确；线粒体和叶绿体都含有少量DNA和RNA，C正确；叶绿体光反应产生的ATP只能用于暗反应，D错误。典例2.（2019湖北重点中学期中联考）下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验说法，不正确的是（）A健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞B选用含叶绿体少而大的细胞来观察 C高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒D藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体【答案】C【解析】健那绿染液是活细胞染料，可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质则几乎为无色；藓类叶片很薄，可直接用于制作临时装片；叶绿体少而大的细胞更易观察清楚；叶绿体的基粒在电子显微镜下才能看到。归纳总结观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。若用菠菜等高等植物叶片，撕取的下表皮上一定要稍带些叶肉细胞。实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。观察线粒体时，要漱净口腔，防止杂质对显微观察造成干扰。【真题与模拟速递】1.（2018全国，1）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【答案】D【解析】叶绿体的类囊体膜上可进行光反应合成ATP，所以其上存在催化ATP合成的酶，A项正确；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，B项正确；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，C项正确；线粒体DNA位于线粒体中，而不是线粒体外膜上，可编码参与呼吸作用的酶，D项错误。2.（2018北京，2）哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是（）A细胞核：遗传物质储存与基因转录B线粒体：丙酮酸氧化与ATP合成C高尔基体：分泌蛋白的合成与加工D溶酶体：降解失去功能的细胞组分【答案】C【解析】分泌蛋白的合成是在核糖体上进行的，高尔基体可以对来自内质网的分泌蛋白进行加工、分类和包装，C错误。3.（2017天津，1）下列有关真核生物核糖体的叙述，正确的是（）A遗传信息翻译的场所B组成成分中含mRNAC全部游离在细胞质基质中D能识别基因的启动子【答案】A【解析】核糖体是翻译的场所，A正确；核糖体由蛋白质和rRNA组成，其组成成分中不含mRNA，B错误；核糖体有些游离在细胞质基质中，有些附着在内质网和核膜上，C错误；RNA聚合酶能识别基因的启动子，核糖体不具有该功能，D错误。4.（2014安徽，1）下列关于线粒体的叙述，正确的是（）A线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高B葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中C成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多D哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部【答案】C【解析】线粒体内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴，使内膜面积大大增加，内膜上含有多种与有氧呼吸有关的酶，所以内膜的蛋白质含量明显比外膜高，A项错误；在有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体后再进一步分解，B项错误；细胞生命活动所需的能量主要来自线粒体，心肌细胞能够不停地、有节律地收缩和舒张，需要源源不断的能量供应做保障，而腹肌细胞的代谢活动与心肌细胞相比较弱。所以，与腹肌细胞相比，心肌细胞中的线粒体较多，C项正确；哺乳动物的精子主要通过尾部的摆动进行游动，而尾部摆动需要消耗大量能量，因此，精子中的线粒体主要集中在尾的基部，形成线粒体鞘。5.（2018芜湖一模）下列有关真核细胞中囊泡运输的叙述，错误的是（）A囊泡形成与高尔基体有关B囊泡内运输的物质不一定是蛋白质C囊泡运输是所有神经细胞都具有的物质运输方式D以囊泡形式释放神经递质体现了膜的选择透过性【答案】D【解析】以囊泡形式释放神经递质体现了膜的流动性，D错误。6.（2019茂名高三第一次综合考试）研究发现，抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9（FGF9）是一种分泌蛋白，含量远高于正常人。判断正确的是（）A抑郁症患者有较多FGF9的根本原因是合成FGF9的酶的活性较高B可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症CFGF9的分泌过程体现了细胞膜的功能特点流动性DFGF9通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，属于细胞间的直接信息传递【答案】B【解析】抑郁症患者大脑中FGF9含量远高于正常人，其根本原因是控制合成FGF9的基因过量表达，A错误；FGF9是一种分泌蛋白，在X细胞的核糖体上合成，因此可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症，B正确；FGF9是以胞吐的方式分泌，其过程体现了细胞膜的结构特点流动性，C错误；FGF9通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，需经过体液的运输，不属于细胞间直接信息传递，D错误。7.（2016海南高考）下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是（）A分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与B线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量C分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外D分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合【答案】C【解析】蛋白质都是在核糖体上合成的；线粒体为分泌蛋白的合成和运输提供能量；分泌蛋白在核糖体上合成后，先通过内质网加工，再通过高尔基体加工，然后分泌到细胞外；分泌蛋白从细胞内排出时，由高尔基体形成的囊泡膜与细胞膜融合，通过胞吐作用排出细胞。8.（2016海南高考）下列关于植物细胞中液泡的叙述，错误的是（）A植物细胞中的液泡是一种细胞器B液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化C液泡中含有糖和无机盐，不含有蛋白质D花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色【答案】C【解析】液泡是植物细胞中一种单层膜包围的细胞器，A项正确；质壁分离或复原过程中液泡会随细胞失水或吸水而变化，B项正确；液泡中含有蛋白质，C项错误；花瓣细胞液泡中的色素种类和含量可影响花色，D项正确。9.（2018潍坊三模）下列关于用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验的叙述，正确的是（）A以黑藻叶为实验材料就可达到实验目的B在高倍镜下可观察到叶绿体的类囊体C视野中观察到的叶绿体环流方向与实际相反D细胞在实验过程中要始终保持活性【答案】D【解析】以黑藻叶为实验材料可观察叶绿体，不能观察线粒体，A项错误；叶绿体的类囊体只能在电子显微镜下才能看到，B项错误；虽然显微镜下呈倒像，但叶绿体环流方向与实际方向是相同的，C项错误；观察叶绿体和线粒体的实验过程中，细胞始终保持活性，D项正确。10.（2018天津高三六校联考）下图为细胞中生物膜系统的概念图，AK为结构名称，、代表分泌蛋白分泌时转移途径，下列相关叙述正确的是（）AJ和K膜上附着核糖体，与其加工多肽链的功能相适应B完成过程和依赖于生物膜的流动性CH上产生水，I消耗水DE是叶绿体内膜，其上附着多种光合色素，与其吸收、传递和转化光能的功能相适应【答案】B【解析】据图分析可知，J是内质网，K是高尔基体，高尔基体膜上无核糖体，A项错误；J为内质网、K为高尔基体、B为细胞膜，完成过程和的膜结构是囊泡，这个过程依赖的生物膜的结构特点是具有一定的流动性，B项正确；H消耗氧气，故为线粒体内膜，则I为线粒体外膜，线粒体外膜不能消耗水，C项错误；E能产生氧气，故为叶绿体类囊体薄膜，而不是叶绿体内膜，D项错误。11.（2019南阳一模）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质量分数为0.9%的NaCl溶液，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态C在高倍显微镜下可以观察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【答案】D【解析】在电子显微镜下观察可以看到线粒体具双层膜，4层磷脂分子，在高倍显微镜下看不出此结构。12.（2019安庆模拟）下图为内质网与细胞核和高尔基复合体的相对位置关系图，箭头指示分泌物的合成及其分泌方向。下列叙述正确的是（）A细胞中所有的膜统称为生物膜，其结构、成分完全相同B图中的箭头方向是指经内质网合成的所有物质运输的方向C在动植物细胞中高尔基复合体的功能是一样的D此图中的内质网参与形成的蛋白质有可能是胃蛋白酶【答案】D 【解析】生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，其结构基本相同，但是不同的膜具有不同的生理功能，主要是由其膜上的蛋白质的种类和数量决定的。经内质网加工和合成的物质有蛋白质和脂类，其中有些是在细胞内起作用的。在动物细胞中高尔基复合体的功能与分泌蛋白的进一步加工有关；而在植物细胞中，高尔基体与分泌蛋白的加工和新的细胞壁的形成有关。胃蛋白酶是一