2027创新设计一轮生物第5讲　细胞器之间的分工合作

SHENGWUXUE细胞器之间的分工合作第5讲课标要求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：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。考情分析1.细胞器的结构和功能2025·安徽卷，1；2025·山东卷，1；2025·北京卷，2；2025·重庆卷，1；2025·云南卷，2；2024·重庆卷，1；2024·江苏卷，2；2024·安徽卷，2；2024·浙江6月选考，7；2024·江西卷，1；2023·福建卷，9；2023·全国甲卷，29；2023·山东卷，2；2023·广东卷，4；2023·湖南卷，2；2023·天津卷，10～12；2023·重庆卷，1；2023·江苏卷，22.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动2025·陕晋宁青卷，5；2025·湖南卷，2；2024·湖南卷，8；2024·北京卷，14；2023·江苏卷，153.细胞器之间的协调配合2025·广西卷，1；2025·陕晋宁青卷，14；2024·海南卷，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，34.生物膜系统2025·贵州卷，4；2024·安徽卷，1；2023·海南卷，31目

录细胞器的结构和功能24实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动3细胞器之间的协调配合情境·探究·长句考点一细胞器的结构和功能核心要点·再研典型例题·深研1.细胞质基质

呈溶胶状，细胞器就分布在细胞质基质中。2.分离细胞器的方法——差速离心法逐渐提高离心速率密度梯度离心是利用不同组分密度大小的差异，离心分离的方法。如证明DNA半保留复制中，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，离心后形成不同条带。与差速离心不同的是密度梯度离心只需要离心一次，离心后，不同组分在介质中形成不同的密度区带。3.常见细胞器的结构及功能 (1)双层膜结构的细胞器DNA、RNA

内膜和基质

类囊体薄膜和基质半自主性与能量转化(2)无膜结构的细胞器中心粒

线粒体和叶绿体生产蛋白质有丝分裂(3)单层膜结构的细胞器水解酶细胞器病毒或细菌①植物细胞中没有溶酶体，但其圆球体和液泡内含有多种酸性水解酶，具有相当于动物溶酶体的作用。②溶酶体起源于高尔基体，含有多种水解酶但不能合成酶。

[深度思考]

溶酶体内的水解酶是由在________上合成的肽链，然后转移至粗面内质网继续合成，经__________________加工后，由高尔基体产生的分泌小泡将其包裹从而形成。核糖体内质网、高尔基体蛋白质运输通道

加工、分类和包装细胞壁4.细胞骨架蛋白质纤维5.植物细胞的细胞壁提醒不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是多糖(几丁质等)。纤维素支持与保护(1)溶酶体作为“消化车间”可为细胞自噬过程提供水解酶。(2025·四川卷，3A)(

)(2)内质网上附着的核糖体，其组成蛋白在细胞核内合成。(2024·海南卷，2B)(

)提示其组成蛋白在细胞质中游离的核糖体上合成。(3)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷，2C)(

)提示有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。√××(4)葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量。(2021·福建卷，9A)(

)提示线粒体不能直接利用葡萄糖。(5)线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质。(2021·辽宁卷，1D)(

)提示葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸后才能进入线粒体，线粒体不能利用葡萄糖，故线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质。(6)酵母菌和白细胞都有细胞骨架。(2021·河北卷，1A)(

)(7)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷，1A)(

)提示发生在线粒体内膜。××√×考向1

细胞器的结构和功能[生命观念]1.(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，操作流程如图。A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解析缓冲液的作用是维持溶液的渗透压的稳定，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，A错误；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，所以匀浆的目的是释放线粒体，B正确；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差速离心法是根据不同颗粒的大小等差异，在不同转速下进行离心，从而将不同大小的颗粒分开，C正确；线粒体是有氧呼吸第二、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，D正确。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2.(2025·八省联考陕西卷，2)将肝脏组织匀浆用差速离心等方法获得不同的细胞结构和组分。下列叙述错误的是(

)A.若离心沉淀物中含细胞核，则其中具有可被甲紫溶液染色的物质B.某细胞结构是“生产蛋白质的机器”，则其形成与核仁有关C.对分离到的线粒体进行检测，发现其基质中有能分解葡萄糖的酶D.某具膜细胞结构中检测到多种水解酶，其应是细胞的“消化车间”C解析若离心沉淀物中含细胞核，则其中具有可被甲紫溶液染色的物质——染色质，染色质容易被碱性染料着色，A正确；某细胞结构是“生产蛋白质的机器”，即为核糖体，核糖体的形成与核仁有关，B正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，但线粒体基质中没有能分解葡萄糖的酶，C错误；某具膜细胞结构中可检测到多种水解酶，其应是溶酶体，是细胞的“消化车间”，D正确。3.(2024·江西卷，1)溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是(

)A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶D.从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低A解析溶酶体属于单层膜细胞器，A错误；溶酶体内部含有多种水解酶，如蛋白酶等，这些蛋白酶的合成场所是核糖体，B、C正确；溶酶体内呈酸性，而细胞质基质接近中性，所以溶酶体中的酶外溢后，大多数酶的活性会降低，D正确。细胞器的分类考向2细胞骨架[生命观念]4.(2024·安徽卷，2)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(

)A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子C.变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要质膜上的蛋白质参与D.变形虫移动过程中，纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装A解析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，与细胞运动、分裂等有关，A正确；由题意可知，变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程需要膜蛋白的参与；胞吞形成的食物泡与溶酶体融合，由溶酶体内的水解酶消化，B、C错误；纤维的消长过程不仅有蛋白质的不断组装，还有蛋白质的不断水解，D错误。5.(2025·湖南雅礼中学联考)细胞骨架是指真核细胞中由微管(MT)、微丝(MF)及中间纤维(IF)等蛋白纤维组成的网架结构，这些网架结构一方面为细胞内某些细胞器提供附着位点，另一方面通过膜骨架与细胞膜相连，参与维持细胞膜的形状并协助细胞膜完成多种生理功能。下列有关叙述错误的是(

)A.细胞内的“膜流”现象与细胞骨架有关B.锚定在细胞骨架上的部分细胞器具有生物膜C.HIV和酵母菌中不都能观察到细胞骨架结构D.与细胞骨架相连接的膜骨架是由纤维素交错连接而成的D解析

“膜流”是指由于膜泡运输，真核细胞的生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移，而细胞骨架控制胞内运输，故细胞内的“膜流”现象与细胞骨架有关，A正确；核糖体、中心体无膜，真核细胞的细胞器除核糖体、中心体之外均具有生物膜，B正确；HIV属于病毒，没有细胞结构，因此没有细胞骨架结构，而酵母菌属于真核生物，具有细胞骨架结构，C正确；与细胞骨架相连接的膜骨架是由膜蛋白和蛋白纤维组成的网架，纤维素则是植物细胞壁的主要成分，D错误。考点二实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动核心要点·再研典型例题·深研叶绿体2.方法步骤 (1)观察叶绿体

稍带些叶肉的下表皮中央水滴中低倍高倍(2)观察细胞质的流动低高提醒在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，如适度照光、适当加温、切伤叶片等，加速细胞质流动。3.实验材料选择一两层少大考向

用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动[科学探究]1.(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解析根据题意分析，该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域，A正确；通常来说，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，因此，细胞内自由水与结合水的比值越高，细胞质流动速率越快，B错误；选择新鲜的叶片，在适宜的温度和光照强度下，黑藻细胞质的流动速率较快，实验容易取得成功，C正确；观察细胞质的流动时，常以细胞质中叶绿体的运动作为标志，D正确。2.(2020·山东卷，3改编)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是(

) A.在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 D.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶片临时装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象

解析质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误。C考点三

细胞器之间的协调配合核心要点·再研典型例题·深研1.细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工和运输 (1)分泌蛋白细胞外消化酶、抗体①常用放射性同位素14C、32P、3H、35S等标记的实验有：分泌蛋白合成运输实验(3H)、噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)、卡尔文循环实验(14C)。②不具有放射性的稳定同位素15N、18O等标记的实验有：验证DNA半保留复制实验(15N)、鲁宾和卡门探究光合作用O2来源的实验(18O)。

(2)分泌蛋白的合成、加工、运输过程核糖体内质网高尔基体细胞膜[深度思考]

正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列，没有进入内质网的蛋白质不含信号序列，科研小组除去内质网蛋白质的信号序列后，将信号序列和细胞质基质蛋白重组，重组前和重组后蛋白质在细胞中的分布如下图所示：(1)真核细胞中，与分泌蛋白合成和加工相关的具膜细胞器有___________________________________________________________________。(2)研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因可能是________________________________________。内质网、高尔基体和线粒体分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉了2.细胞的生物膜系统 (1)生物膜系统的组成及特点提醒原核生物没有核膜和细胞器膜等，没有生物膜系统。核膜细胞器膜脂质和蛋白质蛋白质内质网膜细胞膜(2)生物膜系统的功能物质运输能量转化信息传递(1)[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。(2024·安徽卷，1D)(

)提示

[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。(2)囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器。(2023·浙江6月选考，6B)(

)提示核糖体无膜结构，不能形成囊泡。(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。(2023·海南卷，3C)(

)提示哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体等各种细胞器。×××(4)人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少。(2020·江苏卷，3C)(

)提示人体未分化的细胞中内质网不发达，而胰腺外分泌细胞能产生消化酶，内质网较发达。(5)高尔基体参与分泌蛋白的合成与加工。(2018·北京卷，2C改编)(

)提示分泌蛋白的合成场所是核糖体。(6)细胞膜、高尔基体、中心体都属于生物膜系统。(2017·江苏卷，21A改编)(

)提示中心体无膜结构，不属于生物膜系统。×××考向1

分泌蛋白的合成和运输过程[科学思维]1.(2025·安徽卷，1)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述，正确的是(

)A.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B.核糖体中有相应的酶，可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端C.溶酶体内含有多种水解酶，仅能消化衰老、损伤的细胞组分D.叶绿体中的ATP合酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能A解析高尔基体能通过膜上的酶对分泌蛋白修饰加工，

然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外，A正确；将氨基酸运送到“生产线”上去的“搬运工”是tRNA，每种tRNA只能转运一种氨基酸，tRNA3′端的羟基可与氨基酸结合，与核糖体无关，核糖体中相应的酶可以催化氨基酸分子之间形成肽键，B错误；溶酶体内含有多种水解酶，其不仅能分解衰老、损伤的细胞器或细胞组分，还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，C错误；叶绿体中光合色素吸收的光能驱动水的光解和NADPH的合成，同时建立类囊体膜两侧的H＋浓度梯度，ATP合酶利用H＋浓度梯度形成的化学势能使ADP与Pi反应形成ATP，D错误。2.(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，因此液泡和溶酶体均是具有单层膜的细胞器，A正确；内质网上附着的核糖体的组成蛋白在细胞质中游离的核糖体上合成，B错误；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，C正确；液泡具有类似溶酶体的功能，故二者中均有水解酶，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，D正确。考向2生物膜系统的组成[生命观念]3.(2024·江苏卷，2)图中①～④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(

)AA.①～④构成细胞完整的生物膜系统B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③C.③的膜具有一定的流动性D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关解析完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜等，而图中①是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，故①～④不能构成细胞完整的生物膜系统，A错误；溶酶体能够清除衰老、损伤的细胞器，所以能够清除衰老或损伤的①②③，B正确；③(高尔基体)能够产生囊泡，故其膜具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输等有关，所以④(囊泡)转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。A.①～④构成细胞完整的生物膜系统B.溶酶体能清除衰老或损伤的①②③C.③的膜具有一定的流动性D.④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关4.(2026·广东揭阳模拟)过氧化物酶体是存在于动植物细胞中的一种单层膜细胞器，可来源于线粒体和内质网分泌的囊泡的融合。该细胞器中主要含有氧化酶和过氧化氢酶类，氧化酶消耗氧气将底物氧化分解并产生过氧化氢，过氧化氢酶将过氧化氢分解为水和氧气。下列有关叙述错误的是(

)A.过氧化物酶体的形成体现了生物膜的流动性B.过氧化物酶体中的酶最先在核糖体上合成C.过氧化物酶体含有氧化酶，因此与溶酶体的功能完全相同D.过氧化物酶体属于细胞的生物膜系统C解析过氧化物酶体可来源于线粒体和内质网分泌的囊泡的融合，该事实说明过氧化物酶体的形成体现了生物膜的流动性，A正确；过氧化物酶体中主要含有氧化酶和过氧化氢酶类，这些酶的化学本质是蛋白质，因而最先在核糖体上合成，B正确；过氧化物酶体和溶酶体中所含酶的种类不同，故二者功能不相同，C错误；过氧化物酶体为单层膜结构的细胞器，细胞器膜属于细胞的生物膜系统，D正确。情境·