重难01 细胞器的分工与合作（重难点突破讲义）（解析版）

/重难01细胞器的分工与合作1．能准确记忆各种细胞器的功能，分布及会识别图像；2．能根据细胞器的功能判断出在细胞生命活动中的作用1.细胞器的分工(1)双层膜结构的细胞器细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为细胞的“动力车间”绿色植物细胞进行光合作用的场所,被称为植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”(2)单层膜结构的细胞器细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道;有核糖体附着的是粗面内质网,没有核糖体附着的是光面内质网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”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,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主要存在于植物细胞中,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(3)无膜结构的细胞器结构:由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成分布:动物细胞和低等植物细胞中功能:与细胞的有丝分裂有关分类附着核糖体:附着在内质网上功能:“生产蛋白质的机器”2.从成分和功能上对细胞器进行分类3..有关细胞结构的五个常见思维误区(1)没有叶绿体和中央液泡的细胞一定是动物细胞。反例:根尖分生区细胞。(2)具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例:真菌细胞、细菌等都有细胞壁。(注意:不同类型细胞壁的组成成分不同)(3)没有叶绿体的细胞不能进行光合作用。反例:蓝细菌。(4)没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸。反例:蓝细菌、醋酸菌。(5)人体内的细胞都可进行有氧呼吸。反例:人成熟的红细胞。4.有关细胞结构与功能相适应的例子(1)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”。(2)溶酶体内的水解酶不分解溶酶体膜的可能原因是溶酶体膜的成分经过修饰,不被这些水解酶识别;溶酶体膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用;溶酶体膜所带电荷或某些基团的作用使酶远离自身。5.建构分泌蛋白形成的概念图6.建模深化理解分泌蛋白形成过程及相关变化(1)放射性标记氨基酸出现的先后顺序可通过检测不同细胞器的放射性强度及出现时间确定先后顺序,如图所示。(2)膜面积变化的结果内质网膜面积变小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积增大,如图所示。题型01细胞器的辨析1.形态观察法（图像判断）依据细胞器的形态、大小、分布、颜色等特征判断，是高中生物实验高频考点。观察工具适用细胞器关键形态特征光学显微镜（高倍镜）叶绿体、线粒体、液泡叶绿体：绿色、扁平的椭球形/球形；线粒体：无色、短棒状/圆球状（需健那绿染色）；液泡：成熟植物细胞中最大的泡状结构，含色素时呈相应颜色电子显微镜内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体内质网：网状膜结构，分粗面（附着核糖体）和滑面；高尔基体：扁平囊状结构，有囊泡；核糖体：无膜的颗粒状；溶酶体：小球状膜结构；中心体：由两个垂直的中心粒组成2.成分分析法（依据化学组成判断）通过检测细胞器特有的成分，确定其种类。①含DNA的细胞器：叶绿体、线粒体→可用甲基绿染色（呈绿色）。②含RNA的细胞器：叶绿体、线粒体、核糖体（核糖体由rRNA和蛋白质组成）。③含色素的细胞器：叶绿体（叶绿素、类胡萝卜素）、液泡（花青素等）→叶绿体色素可溶于无水乙醇，液泡色素可溶于水。④含蛋白质的细胞器：所有细胞器（都含蛋白质），但核糖体、中心体无膜结构（不含磷脂），其余有膜细胞器含磷脂和蛋白质。3.功能验证法（依据生理功能判断）结合细胞器的特有功能，通过实验验证判断。功能特征对应细胞器验证方法光合作用场所叶绿体光照下，含该结构的细胞能产生氧气（如黑藻叶片装片观察气泡）有氧呼吸主要场所线粒体细胞进行有氧呼吸时，该结构消耗氧气、产生CO₂（可用氧气传感器检测）蛋白质合成场所核糖体向细胞提取液中加入氨基酸原料，检测是否有新蛋白质合成与分泌蛋白加工、分泌相关内质网、高尔基体追踪放射性标记的分泌蛋白，依次出现在核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜与细胞有丝分裂相关中心体（动物/低等植物）细胞分裂时，该结构发出星射线形成纺锤体分解衰老损伤细胞器溶酶体向细胞中加入衰老线粒体，观察其是否被该结构包裹分解4.特殊细胞的细胞器判断技巧①原核细胞：只有核糖体一种细胞器，无其他膜性细胞器→若观察到除核糖体外的膜结构，可判断为真核细胞。②哺乳动物成熟红细胞：无任何细胞器（也无细胞核）→若细胞中存在细胞器，可排除该细胞类型。③植物根尖分生区细胞：无叶绿体、大液泡→若观察到这两种结构，可判断为植物成熟组织细胞。【典例1】将某植物细胞各部分结构用差速离心法分离后，取其中三种细胞器测定它们有机物的含量如下表所示。以下相关叙述正确的是（

）蛋白质脂质核酸细胞器a6720微量细胞器b59400细胞器c61039A．细胞器a含有核酸一定是叶绿体，叶绿体是光合作用的场所B．细胞器b是蓝细菌与此细胞共有的细胞器C．图中三种细胞器都参与分泌蛋白的加工和分泌过程D．细胞器c中进行的生理过程产生水，产生的水中的氢来自羧基和氨基【答案】D【详解】A、细胞器a含有蛋白质、脂质、核酸，且该细胞器取自植物，可能为线粒体，也可能是叶绿体，A错误；B、细胞器b含有蛋白质和脂质可能具有膜结构，不含核酸，植物细胞中符合的细胞器有内质网、高尔基体、液泡等，而蓝藻细胞只有核糖体一种无膜结构的细胞器，题表细胞器c中只有蛋白质和核酸，因此确定其为核糖体，故细胞器c是蓝细菌与此细胞共有的细胞器，B错误；C、分泌蛋白的加工和分泌过程涉及核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，不涉及液泡、叶绿体等，故图中三种细胞器不一定参与分泌蛋白的加工和分泌过程，C错误；D、细胞器c含蛋白质和核酸不含脂质，是核糖体，核糖体是合成蛋白质的场所，脱水缩合可以产生水，产生的水中氢来自羧基和氨基，D正确。故选D。【典例2】如图为细胞中几种细胞器的结构模式图。下列叙述错误的是（

）A．①存在于动物细胞和低等植物细胞中B．②是内质网，能参与细胞内脂质的合成C．肌细胞收缩所需的能量主要来自③D．④是蛋白质合成、加工、分类和包装的场所【答案】D【详解】A、①是中心体，存在于动物细胞和低等植物细胞中，A正确；B、②是内质网（滑面内质网），能参与细胞内脂质的合成，B正确；C、③是线粒体，是细胞的“动力车间”，肌肉细胞收缩所需能量主要来自线粒体，C正确；D、④是高尔基体，其功能是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，但蛋白质的合成场所是核糖体，D错误。故选D。【典例3】（不定项）下图表示某种细胞内甲、乙、丙三种细胞器的物质组成情况。下列相关叙述正确的是（）A．蓝细菌和该细胞共有的细胞器只有丙B．若甲在牛的细胞中不存在，则该细胞器为叶绿体C．若该细胞是植物细胞，则乙不是内质网就是高尔基体D．丙这种细胞器中含有的核酸是RNA【答案】ABD【详解】A、生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，细胞器甲含有膜结构，且含有微量的核酸，可能是线粒体或叶绿体；细胞器乙含有膜结构，但不含核酸，可能是内质网或高尔基体或溶酶体或液泡；细胞器丙不具有膜结构，其组成成分是蛋白质和核酸，是核糖体，蓝细菌（原核生物）和该细胞共有的细胞器只有丙，A正确；B、甲含有脂质和蛋白质，说明具有膜结构，还含有核酸，说明甲可能是线粒体或叶绿体，牛的细胞中不具有叶绿体，含有线粒体，所以若甲在牛的细胞中不存在，则该细胞器为叶绿体，B正确；C、细胞器乙含有脂质和蛋白质，说明具有膜结构，在植物细胞中具有膜结构的细胞器可能是内质网、高尔基体、液泡，C错误；D、细胞器丙由蛋白质和核酸组成，说明丙不具有膜结构，可能是核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，所以丙这种细胞器中含有的核酸是RNA，D正确。故选ABD。题型02分泌蛋白的合成和分泌过程1.辨析与分泌蛋白形成有关的结构、细胞器和膜结构的总结【典例1】图1为红苋菜叶肉细胞亚显微结构模式图，图2为唾液腺细胞合成并分泌唾液淀粉酶的过程示意图。据图回答下列问题：(1)图1细胞中含有色素的细胞器是（填图中标号），与图1细胞相比，图2细胞特有的细胞器是（填名称）。(2)图1细胞（填“能”或“不能”）用于观察质壁分离，理由是。(3)从细胞的功能方面分析，与人的口腔上皮细胞相比，图2细胞中（填细胞器名称）的数量较多，心肌细胞中（填细胞器名称）的数量较多。(4)囊泡膜的基本支架是，构成该支架的物质在囊泡膜中的运动情况主要表现为。(5)图2唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶时，直接参与该过程的细胞器中（填图中字母）的膜面积减少，（填图中字母）的膜面积基本不变。【答案】(1)①⑩中心体(2)能该细胞是成熟的植物细胞（具有大液泡），且原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）具有选择透过性，细胞壁和原生质层伸缩性不同(3)核糖体、内质网、高尔基体线粒体(4)磷脂双分子层可以侧向自由移动(5)ba【分析】分泌蛋白的合成、分泌路径：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，需线粒体供能，体现细胞器间的协调配合。生物膜的组成成分与结构相似；生物膜具有一定的流动性，是囊泡运输的结构基础。线粒体是“动力车间”，分泌蛋白合成和运输消耗大量能量，因此分泌细胞中线粒体数量较多。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，作用是锚定细胞器、维持细胞形态。【详解】（1）图1是红苋菜叶肉细胞（植物细胞），含色素的细胞器是①叶绿体（含光合色素）和⑩液泡（含花青素等）；图2是唾液腺细胞（动物细胞），与植物细胞相比，动物细胞特有的细胞器是中心体。（2）图1细胞能用于观察质壁分离，理由是：该细胞是成熟的植物细胞（具有大液泡），且原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）具有选择透过性，细胞壁和原生质层伸缩性不同，满足质壁分离的条件。（3）图2是唾液腺细胞，能合成并分泌唾液淀粉酶（蛋白质），因此与口腔上皮细胞相比，核糖体、内质网、高尔基体的数量较多（核糖体是蛋白质合成场所，内质网、高尔基体参与蛋白质加工、分泌）；心肌细胞需持续收缩供能，因此线粒体（有氧呼吸的主要场所，提供能量）的数量较多。（4）囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层；构成该支架的磷脂分子在膜中主要表现为可以侧向自由移动（体现了膜的流动性）。（5）唾液淀粉酶的分泌过程：核糖体合成→内质网加工→内质网“出芽”形成囊泡→囊泡与高尔基体融合→高尔基体加工→高尔基体“出芽”形成囊泡→囊泡与细胞膜融合分泌到细胞外。直接参与的细胞器中，b（内质网）的膜面积减少（内质网形成囊泡，膜转移到高尔基体）；a（高尔基体）的膜面积基本不变（内质网囊泡融合使膜增加，高尔基体形成囊泡使膜减少，整体平衡）。【典例2】下图图1表示某细胞在电子显微镜视野下的亚显微结构示意图，1-7表示细胞结构；图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c、d代表参与该过程的细胞器。请据图回答：Ⅰ.观察图1，回答相关问题：(1)从结构上看，图1所示细胞为（填植物或动物）细胞，判断依据是；(2)图1细胞与乳酸菌相比，最主要的区别在于，它们共有的细胞器是（填标号）。(3)用台盼蓝对图1所示细胞进行染色，发现死细胞被染成蓝色，而活细胞不着色，这一现象说明细胞膜具有的功能。Ⅱ.观察图2并结合图1，回答相关问题：(4)生物膜系统包括等结构。图2中a、b、c种细胞器分别对应于图1中的（填标号）。在细胞中合成蛋白质的场所是（填名称）。(5)图2中分泌蛋白的合成过程中，b与c之间，c与细胞膜之间通过结构进行物质运输，体现生物膜具有性，为了研究图2所示生理过程，一般采用法。(6)科学家将人的胰岛素基因导入大肠杆菌中，大肠杆菌合成的胰岛素即使在外界条件适宜的情况下，也不具备降血糖的作用，根据结构与功能相统一原理（原核细胞和真核细胞差异），分析其可能的原因是。【答案】(1)动物图1细胞中没有细胞壁，且含有中心体结构(2)有以核膜为界限的细胞核/有核膜2(3)控制物质进出细胞(4)细胞膜、细胞器膜和核膜2、4、5核糖体(5)囊泡流动同位素示踪法(6)原核生物没有内质网和高尔基体的加工，生产出来的胰岛素无活性【分析】原核细胞与真核细胞最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核。据图1分析：1细胞膜2核糖体3中心体4内质网5高尔基体6线粒体7核膜。图2a核糖体b内质网c高尔基体d线粒体。【详解】（1）图1细胞中没有细胞壁，且含有中心体结构（动物细胞和低等植物细胞有中心体，而此细胞无细胞壁等植物细胞特有结构）故为动物细胞。（2）图1细胞有以核膜为界限的细胞核，而乳酸菌是原核生物，无核膜包被的细胞核；它们共有的细胞器是[2]核糖体（原核细胞只有核糖体一种细胞器，真核细胞也含有核糖体）。（3）细胞膜具有控制物质进出细胞的功能（台盼蓝能使死细胞染色，活细胞不染色，说明活细胞的细胞膜能控制台盼蓝这种物质不能进入细胞）。（4）生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等结构。图2中a核糖体、b内质网、c高尔基体分别对应于图1中2、4、5。在细胞中合成蛋白质的场所是核糖体（5）图2中分泌蛋白的合成过程中，b与c之间，c与细胞膜之间通过囊泡运输到高尔基体，体现了生物膜的流动性；研究分泌蛋白的合成与分泌过程，一般采用同位素示踪法。（6）大肠杆菌是原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，原核生物没有内质网和高尔基体的加工，生产出来的胰岛素无活性，所以不能具有降低血糖的作用一、选择题1．胰岛β细胞中胰岛素的合成、运输和释放过程如图所示。下列叙述正确的是（

）A．①②③④共同构成细胞的生物膜系统B．④是溶酶体，可合成多种水解酶C．可用32P标记氨基酸，追踪胰岛素的分泌过程D．胰岛素的加工、运输和分泌过程依赖于膜的流动性【答案】D【详解】A、细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统，①②③④只包括了细胞器膜，A错误；B、④是溶酶体，含有多种水解酶，水解酶在核糖体上合成，B错误；C、组成胰岛素的氨基酸不含P，用3H标记氨基酸，追踪胰岛素的分泌过程，C错误；D、胰岛素的加工、运输和分泌过程涉及到膜融合，依赖于膜的流动性，D正确。故选D。2（不定项）．唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程如图所示，①～⑦为细胞结构。下列叙述正确的是（

）A．②能对来自③的蛋白质进行加工、分类和包装B．⑤可以为①②③等结构中进行的化学反应供能C．用标记的氨基酸培养该细胞，可出现在③②⑥中D．用标记氨基酸后，可以在其氨基或羧基中检测到【答案】ABC【详解】A、②是高尔基体，对来自③内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，A正确；B、⑤是线粒体，为细胞生命活动供能；①核糖体合成蛋白质场所，②和③对蛋白质进行加工，①②③等结构需要能量，⑤可以为①②③等结构中进行的化学反应供能，B正确；C、用3H标记的该氨基酸培养细胞，氨基酸先在①核糖体合成蛋白质，再进入③内质网加工，通过⑥囊泡运输到②高尔基体，因此3H可出现在③（内质网）、②（高尔基体）、⑥（囊泡）中，C正确；D、氨基酸的氨基（-NH2）含N，羧基不含N（羧基为-COOH），因此15N只能在氨基中检测到，不能在羧基中检测到，D错误。故选ABC。二、解答题3．图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图甲中①~⑤表示不同的细胞结构；图乙是一个具有分泌功能的高等植物的细胞亚显微结构局部示意图，请分析回答以下问题：(1)囊泡膜的主要成分是，图甲中囊泡Y内“货物”为水解酶。由此推测结构⑤是。(2)科学家分离各种细胞器的常用方法是，图丙中结构A的功能是，该植物相邻细胞之间可通过F进行信息交流，则F代表。图乙中具有双层膜的细胞器是（填写字母）。(3)经检验图乙植物细胞的分泌物含有一种蛋白质，请写出该蛋白质在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”：（用“→”和字母表示），该细胞分泌物合成与分泌的过程中，某些膜结构的面积会发生短暂性的变化，其中膜面积减小的结构是【

】（【

】填字母）。【答案】(1)脂质和蛋白质溶酶体(2)差速离心法实现核质之间频繁的物质交换和信息交流胞间连丝H、E(3)B→C→G→N【C】内质网【分析】分析题图：甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，其中①是细胞核，②细胞质，③内质网，④是高尔基体，如果囊泡Y内“货物”为水解酶⑤是溶酶体；乙图是图甲的局部放大，表示囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。【详解】（1）囊泡膜是一种生物膜，主要成分是脂质和蛋白质。图甲中囊泡Y内“货物”为水解酶，则推测结构⑤是溶酶体。（2）分离各种细胞器的常用方法是差速离心法。图乙中结构A为核孔，能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。植物相邻细胞之间进行信息交流可通过F胞间连丝实现。图乙中具有双层膜的细胞器是H叶绿体和E线粒体。（3）经检验图乙植物细胞的分泌物含有一种蛋白质，分泌蛋白在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”是B核糖体上合成→C内质网进行加工和转运→G高尔基体加工和转运→N囊泡的形式运输。该细胞分泌物合成与分泌的过程中，C内质网的膜面积减小，G高尔基体膜面积基本不变，细胞膜的膜面积增大。4．据图回答下列问题：(1)图示为动物细胞的（填“显微”、“亚显微”）结构模式图，与此细胞相比，植物的叶肉细胞特有的细胞结构有。(2)此细胞的遗传物质是，主要存在于细胞的［

］中。(3)此细胞中不含脂质的细胞器有（填序号）。(4)此细胞中具有双层膜的细胞器是［

］，该结构的功能是。(5)细胞中许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，繁忙地运输“货物”，［

］在其中起着重要的交通枢纽作用。(6)核糖体上合成的组蛋白通过核孔进入细胞核，与DNA结合形成染色质的过程通过了层磷脂分子。【答案】(1)亚显微叶绿体、液泡、细胞壁(2)DNA⑦细胞核(3)③④(4)②线粒体细胞进行有氧呼吸的主要场所(5)⑥高尔基体(6)0【分析】分析图片：①细胞膜，②线粒体，③核糖体，④中心体，⑤内质网，⑥高尔基体，⑦核膜。【详解】（1）图示能观察到线粒体、核糖体等细胞器的精细结构，属于电子显微镜下的亚显微结构（光学显微镜仅能观察细胞核、液泡等宏观结构）；植物叶肉细胞（成熟植物细胞）特有的结构为细胞壁（保护支持）、叶绿体（光合作用场所）、液泡（含细胞液），动物细胞无这些结构。（2）细胞生物的遗传物质均为DNA；真核细胞的DNA主要存在于细胞核（⑦核膜包围的结构为细胞核）的染色质中，少量分布于线粒体中。（3）脂质（磷脂）是生物膜的核心成分，无膜结构的细胞器不含脂质。图中③（核糖体）、④（中心体）均为无膜细胞器，因此不含脂质。（4）动物细胞中，具有双层膜的细胞器只有②线粒体；线粒体是有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段在此进行），能为细胞供能，被称为“动力车间”。（5）内质网形成的囊泡运输物质到⑥高尔基体，高尔基体对物质加工分类后，再通过囊泡运输到细胞膜等部位，因此高尔基体是囊泡运输的“交通枢纽”。（6）核孔是细胞核膜上的通道结构，组蛋白通过核孔进入细胞核时，未穿过磷脂双分子层，因此通过的磷脂分子层数为0。5．2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现细胞内部囊泡运输调控机制的三位科学家。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①～⑤表示不同的细胞结构请分析回答以下问题。(1)囊泡膜和细胞膜的主要成分一样，都有。(2)以分泌蛋白——胰岛素为例：首先在上合成一段肽链后，转移到上继续合成，如甲图所示，包裹在囊泡（填“X”或“Y”）中离开，到达与之融合成为其一部分，对蛋白质进行进一步加工、折叠。形成包裹着蛋白质的囊泡，转运到细胞膜，最后经过乙图所示过程，与细胞膜融合，分泌到细胞外。该过程体现了细胞膜具有性。(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”（胰岛素）运送到细胞膜，据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的特异性识别并结合，此过程体现了细胞膜具有和的功能。【答案】(1)磷脂和蛋白质(2)核糖体内质网X高尔基体一定的流动(3)蛋白B控制物质进出细胞进行细胞间信息交流【分析】分析题图：甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，其中①是细胞核，②是细胞质，③是内质网，④是高尔基体，⑤是溶酶体；乙图是甲图的局部放大，表示囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。【详解】（1）囊泡膜的主要成分和细胞膜相同，主要成分是脂质（磷脂）和蛋白质。（2）分泌蛋白首先在核糖体合成一段肽链后，转移到③内质网上继续合成，然后