细胞器和生物膜系统（知识清单）-2027年高考生物一轮复习解析版

基础梳理-自主夯基一一课前5分钟核心背默

L分离细胞器的方法：差速离心法

2.高等植物细胞区别于动物细胞的结构：细胞壁、叶绿体、液泡;动物、低等植物细胞区别

于高等植物细胞的结构：中心体

3.原核细胞与真核细胞共有的细胞器：核糖体

4.细胞内具有双层膜的结构：细胞核（核膜）、线粒体、叶绿体;具有单层膜的结构：细胞

膜、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体;不具有膜结构的细胞器：核糖体、中心体

5.植物细胞中含有色素的细胞器：液泡、叶绿体

6.细胞内含有DNA的结构：细胞核、线粒体、叶绿体;含有RNA的结构：细胞核、线粒体、

叶绿体、核糖体

7.细胞内与能量转换有关的结构：叶绿体、线粒体、细胞质基质

8.能形成“囊泡”的细胞结构：内质网、高尔基体、细胞膜

9.粗面内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关,光面内质网与糖类代谢、脂质的合成于

分泌等有关。

10.高尔基体在动物细胞内与洛醒体的形成有关，在植物细胞内与细胞壁的形成有关。

11.核糖体有层膜，组成成分是RNA和蛋白质。

12.真核细胞中有维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器的细胞骨架,其是由蛋白质纤维组

成的网架结构。

13.用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，称为同位素标记法。

14.分泌蛋白的形成过程

邮体罐雌量）

II"II

核糖体—内质网■旭一高尔基体囊泡一组胞廛

I合成I初加工I再加工I胞吐（方式）

肽链较成熟蛋白质成熟蛋白质|分泌朝一

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重难突破-考点深研--要点提炼

♦考点一细胞器的结构和功能今

1.细胞质概述教材拾遗：源于必修

（1）细胞质组成：细胞质基质和翅胞器。1P.17“科学方法”：用差

（2）细胞质基质：呈溶胶状，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核甘酸和多速离心法分离细胞器

种酶组成，是生命活动的重要场所。其中的细胞骨架支撑着细胞器。过程：将细胞膜破坏

后，形成由各种细胞器

（3）分离细胞器的常用方法：差速离心法。主要是采用逐渐提高离心速率的方法

和细胞中其他物质组成

的匀浆，将匀浆放入离

心管中，采取逐渐提高

离心速率的方法分离不

同大小的细胞器。

细胞细胞壁、叶绿体线粒体核糖体

勾浆细胞核

（4）高等动植物细胞的亚显微结构

易错辨析：

1.能进行光合作用的

生物不一定有叶绿体

（如蓝细菌），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

一定有线粒体参与。

3.所有生物，其蛋白

图1是商等植物细胞，图2是动物细胞，鉴别两者的关键是观察有无细胞壁。质合成场所一定是核糖

此外，大部分成熟植物细胞有大液泡，有的有叶绿体；动物细胞无大液泡、无吐体。

绿体，有中心体。两者共有的结构有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等细胞4.葡萄糖一丙酮酸一

器，以及细胞膜、由⑥⑦⑧⑨⑩构成的细胞核。定不发生在细胞器中。

2.主要细胞器的结构和功能

（1）双层膜结构的细胞器一一线粒体和叶绿体

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细胞器线粒体叶绿体

外瞧一J粒

处膜内膜基质

模式图

内

增加膜面

内膜向内凹陷形成崎囊状结构薄膜叠加形成基粒

积的方式

①呈扁平的椭球形或球形

①呈短棒状、球形、哑铃形；

②具有双层膜，内有基质和基

②具有双层膜，外膜光滑，内膜

粒，基质内的一个个类囊体堆叠

结构成分向内腔折叠形成崎；

成基粒；易错辨析：

③含有少量的DNA和RNA以及与

③含有少量的DNA和RNA以及与并非所有植物细胞都

呼吸作用相关的酶

光合作用相关的酶和色素

含有叶绿体,如植物根

是真核细胞进行有氧呼吸的主

是植物细胞光合作用的场所，植细胞，叶的表皮细胞无

要场所，细胞生命活动所需的能物细施防“养料制造空间”和“能

主要功能量约65%来自线粒体，被称为细

量转换站。叶绿体。

胞的“动力车间”

动植物细胞中，代谢旺盛的细胞

绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎

分布和细胞内的功能旺盛区域数量

的皮层细胞

较多

①都有双层膜结构。②都宣直少量的期心典。③都有增大膜面

相同点积的结构。④都与能量转换有关。⑤都是半自主性细胞器。⑥都含

核糖体，可合成少量蛋白质。

（2）单层膜结构的细胞器①一一内质网、高尔基体

细胞

内质网高尔基体

器

.一来门内质网

;.的.

.希

模式

图

①由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状内质网是膜面积最大

结构连接形成一个连续的内腔相通的膜

结构由单层膜构成的扁平囊泡的细胞㈱。光面内质网

性管道系统,通常内连核膜，外连细胞膜；

成分状结构

②根据膜上有无核糖体附着，分为粗面内参与胭的合成。

质网和光面内质网

①植物细胞中与细胞壁的高尔基体是在动植物

①有效增大细胞内的膜面枳；形成有关：细胞中有着不同功能不

功能②是蛋白质等大分子物质的合成、加工场②是对,来自内质网的蛋白

所和运输通道质进行加工、分类和包装的的细胞器。

“车间”及“发送站

动植物细胞中，一般位于核

分布动植物细胞中分布广泛

附近

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（3）单层膜结构的细胞器②一一液泡、溶酶体液泡中有各种酸性水

细胞解酸，能分解细胞内的

液泡溶酶体

器

蛋白质、核酸、脂质及

心

多糖等物质，类似于动

模式

图物细胞中的溶酶体。

解酶

①单层膜组成的泡状结构，内含教材拾遗：源于必修1

细胞液；

结构

②细胞液中含有机酸、生物碱、单层膜围成的泡状结构，呈球形P53"练习・拓展题”

成分

糖类、氨基酸、无机盐、花青素

溶酶体膜不被分解

等，有一定的浓度

内含多种水解酶，能分解衰老、损伤

①调节植物细胞的内环境：的原因有①溶酶体膜与

的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病

功能②充盈的液泡可以使植物细胞

毒或细菌，有“消化车间”之称其他细胞器膜相比，经

保持坚挺

过了特殊的修饰，使其

分布成熟的植物细胞中比较明显动植物细胞中均有

（4）无膜结构的细胞器一一核糖体和中心体不能被水解酶水解；②

细胞

核糖体中心体溶酶体内的酶只有在酸

器

性条件下才能发挥作

模式用，而溶酶体膜介于酸

图J

静性和中性环境之间且不

合直两个相互垂直的史心粒及其断地运动着，分解它们

结构由大小亚基组成周围物质

组成的两难以起作用。

含有rRNA和董白质由微管蚩自组成

成分

细胞内氨基酸脱水缩合形成多肽

核糖体在细胞中可附

的场所，是“生产蛋白质的机谣”。

游离核糖体主要合康胞丙空白；与细胞有丝分裂有关一一形成纺

功能锤体，牵引染而体向细胞两极移动着在核膜、粗面内质网

附着核糖体主要合成分泌蛋白、

上，少量存在叶绿体、

膜蛋白和溶陋体内的蛋白

原核细胞、真核细胞（哺乳动物线粒体中。

分布动物细胞和低笠植物细胞中

成熟红细胞除外）都有

3.多角度比较各种细胞器

归纳总结

植物特彳i•的细胞器叶绿体

1.动物细胞内的高尔

按

分动物和某些低等植基体与细胞的分泌功能

布中心体

物特行的细胞器有关，起交通“枢纽”

作用。

原核细胞与真核细2.内质网是各种生物膜

核糖体

胞共有的细胞器的转化中心。

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能发3.溶酶体起源于高尔基

N["DNA的细胞器;线粒体、叶绿体

1z--------------------线粒体、叶绿体、生於体，含有多种水解酶但

j基互

J_1含RNA的细胞器一I赢不能合成陋。

补配4.液泡中的色素是水溶

q含色素的细胞器卜叶绿体,邈

性色素，与花和果实的

颜色有关；叶绿体中的

与主动运看行美的

城粒体、艘幡体

细舱眯色素是脂溶性色素，包

括叶绿素和类胡萝卜

与有丝分裂行为的线箴体、中心体、自尔

基体、植徐体素，与光合作用有关。

技

功

能傕产生AT啪编附器技粒体、叶璋体

叶修体、铁・体、内颁

合成仃机构

网高尔单体等

4.细胞骨架

细

胞

骨

架

（1）组成：由蛋白质纤维（即微丝和微管）组成的网架结构。

（2）功能：维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、

分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。

•考点二用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动余

1.实验原理

（1）叶绿体呈绿色扁平的椭球或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。

（2）活细胞中的细胞质处于不断感动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基

质中的叶绿体的运动作为标志。

2.选材及原因

实验观察叶绿体观察细胞质的流动

菠菜叶或番薯叶稍带

选材薛类叶新鲜的黑藻

些吐肉的下表皮

吐片很漠立仅宜二两层细胞排列疏松，易撕黑藻幼嫩的小叶扁平，

原因

吐肉细胞,叶绿体较取；所含叶绿体数目只有一层细胞，存在叶

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大，不需要加工可直接少，个体大绿体，易观察

制片

注意：

3.实验步骤

事先把黑藻放在光

（1）观察叶绿体

照、室温条件卜培养，

载玻片中央滴一滴画道水

其目的是促进细胞质的

制作流动。若观察时发现细

♦类小叶（或波菜叶画稍带些叶肉的下表皮）

临时＜胞质不流动，或者流动

装片

放入水滴中很慢，应立即采取措施,

盖上匝］盖玻片如适度照光、适当加温、

观察：先用低石藐镜观察，再用高倍显微镜观察

切伤叶片等，加速细胞

（2）观察细胞质的流动质流动。

培养：将实验用的黑藻放在光照、室温条件下培养

注意：

（载玻片中央滴一滴清水

'「

实验过程中对装片的

制作1

临时j幼嫩小叶要求：做实验时要使临

装片［放入水滴中时装片始终保持直水状

I盖上盖玻片态，以免影响细胞活性。

'，

观察：先在低倍镜下找到黑藻叶肉细胞，再用高倍镜观察

4.实验结论

（1）叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动。在丕同细胞质环流方向对比：

的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭1.文际位■及方向

球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光叶好体7P—.

I；）11

■

下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源利于接受光照进行光合作用。

（2）每个细胞中细胞质流动的方句一致，其流动方式为环漉式。植物细胞的细胞2年微fftF位置及方向

质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动的意义是随着细胞质的不断

旋转流动，叶绿体、线粒体等细胞器和无机盐、蛋白质、各种酥等物质遍布整个—叶鼻体

细胞，有利于细胞进行新陈代谢等各种生命活动,

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©考点三分泌蛋白的合成和运输♦>

1.分泌蛋白形成过程

（1）概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。

（2）举例：抗体、消化酶和一部分激素（如胰岛素）等。

易错辨析：

（3）合成、运输、分泌呼吸海等多数胞内

①研究方法：同位素标逅法

酶是在游离的核糖体上

②实验过程：将豚鼠的胰腺腺泡细胞放入含有3H标记的亮氨酸的培养液中培养,合成，在细胞质基质等

检测放射性依次出现的部位。

处加工的，无需内质网、

豚鼠胰朦朦泡细黑分讫蛋白形成过程图解高尔基体加工，但一般

需要线粒体供能。

（灰点代表未检标记的分泌蛋白$红点代表被标记的分泌童白;

红喇代表放射性集中的X域）

③结果分析:

1）分泌蛋白是在核糖体中合成的;

2）分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核踵体、一内质网,高迩基体和细胞膜

等结构；

3）分泌蛋白合成和分泌的过程中主要由线粒体提供能量

2.分泌蛋白的合成和分泌过程注意：

1.核糖便只是肽链的

合成场所，肽链需要经

内质网和高尔基体的加

工与包装才能形成具有

生物活性的蛋白质，也

只有分泌到细胞外才行

使一定的功能。

分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图

（①-⑦表示运输的腰序）2.除分泌蛋白外，存

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在于细胞膜上的蛋白质

也要经内质网和高尔基

体加工后转移至细胞膜

食池---

’A刑胞股上，如转运蛋白和受体

蛋白等。

■母分

*

3.分泌蛋白出细胞的

分会白］

蛋白质［有一定空而结方式为跑叱，该过程体

（肽链）；构标白质

现了细胞膜的流动性，

3.与分泌蛋白分泌相关的坐标图并未体现出细胞膜的选

□□内质网膜择透过性。

膜口高东基像膜

面

积口细胞膜

前后肘间

膜

面内质网膜

积

陶施膜

、高尔基体膜

0时间

3.“三个角度”透析囊泡类问题

（I）囊泡的来源及去向

①胞吐：内质网可产生囊泡运往高尔基体，高尔基体一方面可接受内质网发来的

囊泡，另一方面可向细胞膜发送囊泡。

②胞吞：细胞膜可向细胞内发送囊泡。

（2）囊泡形成原理：生物膜具有一定的流动性。囊泡运输需消耗能量。

（3）以囊泡形式运输（胞吐）的物质举例

①分泌蛋白类:消化酶、细胞因子、抗体等蛋白质。

②神经递质（在突触前膜内合成并释放）。

囊泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类囊泡之所以能够被准确地运到

靶细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞上具有特殊的膜标志蛋白，囊

泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别。

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©考点四细胞的生物膜系统少

L生物膜系统的概念易错辨析：

I.生物膜系统是细胞

真核细胞内细胞膜;核膜以及细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

生物膜的统称，属于细

2.特点

胞水平的范畴，而生物

（1）组成成分和结构相似

体内的有些膜，如视网

①组成成分相似：各种生物膜都主要由蛋自质一和脂质组成。

膜、肠黏膜等，不属于

②结构相似：各种牛.物膜在结构上大致相同，都符合漉动镶嵌模型，都具有一定

生物膜。

的流动性。

2.原核细胞的细胞膜

（2）在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构间的协调与配合

也属于生物膜，但没有

①在结构上具有一定的连续性，图示如下：

核膜及细胞器膜，故原

核细胞没有牛物膜统.

②在功能上的联系（如分泌蛋白）。

3.生物膜系统的功能

（1）细胞膜保证相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转

化和信息传递的过程中起决定性作用。

（2）广阔的膜面积提供了酶附着位点，保证化学反应顺利进行。

（3）生物膜把各种细胞器分隔成小的区室，使细胞能同时进行多种化聋反应，保

证生命活动高效、有序地进行。

治能力进阶•方法专项提炼

【专项突破01】差速离心法（科学方法）

1.概念：差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。

2.原理：起始的离心速率较低，…使较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,

改用较高的离心速率离心上清液，使较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。

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细胞细胞核线粒体、高尔基体、核糖体、大

匀浆溶酶体等囊泡分子复合物

或病毒

3.应用：差速离心法是研究细胞器的化学组成理化特性及生理功能的主要方法。

【专项突破02】真核细胞蛋白质分选的主要途径(科学思维)

mRNA-------细胞质基质

内质网.、

定向信」胞质可溶

号序列

8粗面内质网性蛋白质

'靶向序列

4线粒体

h高尔基体6

叶绿体

膜

细胞核

.聂I辿过氧化物酶体

细胞细胞膜溶筋体

表面

】.图右侧(1-6)代表非分泌途径

核基因编码的mRNA在细胞质中游离的核糖体上完成多肽链的合成。途径2表示合成的蛋白质不含信号

序列，并驻留在细胞质基质中。途径3、4、5分别表示依据不同的细胞器特异性的靶向序列，首先释放到

细胞质基质，然后通过跨膜运输的方式转运至线粒体、叶绿体和过氧化物酶体。途径6表示通过核孔更合

体转运至细胞核。

2.图左侧(7-12)代表蛋白质分泌途径

核基因编码的mRNA在细胞质中游离的核糖体上起始合成，然后在信号肽及其结合的SRP(信号识别颗粒)

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引导下与内质网膜结合并完成蛋白质合成。途径8表示在粗面内质网完成蛋白质合成，途径9表示以膜泡

运输的方式转运至高尔基体，途径10、11、12表示以膜泡运输的方式分选至细胞表面、细胞膜和溶酹体。

【专项突破03】分泌蛋白跨膜运输到内质网的化学基础（科学方法）

1.信号肽

在新生蛋白质N端上有一段长度不等的肽段，是蛋白质分泌到细胞外、定位在细胞膜或一些细胞器（包

括内质网、高尔基体和溶酶体等）内的信号。信号肽在成熟的分泌重自上会被切除黑

2.内质网的转运

引导分泌蛋白跨膜运输到内质网的化学基础是信号肽、信号识别颗粒（SRP）和内质网膜上信号识别颗粒

的受体（又称停泊蛋白，DP）等因子共同协助完成的。

二髭港体鬻.

-SRP受体

细胞质

蛋白质首先在细胞质基质游离核糖体卜合成,随多肽链合成.内质网信号序列暴露出核精体并与SRP

结合，导致肽链延伸暂时停止，防止新生肽N端损伤和成熟前折叠（步骤1和2）,直至SRP与内质网膜上的

SRF受体结合（步骤3）,信号识别颗粒脱离了信号序列和核糖体，返回细胞质基质中重复使用，肽链又开始

延伸。信号肽穿入内质网膜并引导肽链进入内质网腔中（步骤4）。

【专项突破04】线粒体和叶绿体的起源（开阔眼界）

1.内共生起源学说内容

内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始的能进行有氧呼吸的细菌和进行为能自养的蓝

细菌一

2.关于线粒体和叶绿体起源的推测

一种厌氧异养真核生物吞入了自由生活的需氧菌，需氧菌没有被消化，两者形成共生关系，需氧菌逐

渐进化为真核细胞的线粒体。叶绿体也通过相同的机制由共生的蓝细菌进化而来。

3.主要证据

①叶绿体和线粒体的基因组与细菌基因组具有明显的相似性，它们均为单条环状双链DNA分子

②具备独立、完整的年日质合成系统。线粒体和叶绿体的较白质合成的机制类似于细菌，有别于真核

生物。

③分裂方式与细菌相似。线粒体和叶绿体均以缢裂的方式分裂增殖，类似于细菌

④膜的特性。线粒体、叶绿体的内膜和外膜存在明显的性质和成分的差异、外膜与真核细胞的内膜系

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统具有性质上的相似性，可与内质网和高尔基体膜融合沟通，而内膜则与细菌细胞膜相似。

M高考精练•专题实战通关

考向一细胞器的结构和功能

1.（2025•安徽，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.核糖体中有相应的醐，可将氨基酸结合到特定IRNA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合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能

【答案】A

【解析】将氨基酸结合到特定tRNA的过程，是由氨酰-tRNA合成酶催化的，这种酶存在于细胞质基质中，

而不是在核糖体中，B错误；溶酶体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，C错误；在光合作用的光反应阶段，能量

转换过程；光能被叶绿体中的色素分子吸收后，首先转化为电能，然后通过电子传递链驱动ATP和NADPII

的合成，将化学能储存在ATP和NADPH中。具体到ATP的合成，ATP合成酶是利用类囊体膜两侧的质子（1r）

浓度梯度所形成的势能来合成ATP的，而不是直接利用光能，D错误。

2.（2025•云南，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。

橘子果肉A4

密度狒

缓冲液勾浆匀浆液

一单步操作--多步操作

下列说法错误的是（）

A.缓冲液可以用蒸储水代替

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

【答案】A

【解析】缓冲液的作用是维持线粒体内外渗透压稳定，保持线粒体的正常结构和功能，蒸饰水会破坏线

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储水代替，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；差速离心法主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法，C正确；线粒体

是进行有氧呼吸第二、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。

3.（2024•安徽，2）变形虫可通过细