2027届高三生物一轮复习第二单元细胞的基本结构和物质运输学案

第二单元细胞的基本结构和物质运输第5讲细胞膜和细胞核的结构与功能【课标要求】1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。【聚焦教材知识点】一、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的功能【提醒】植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。2.对细胞膜成分和结构的探索(连一连)【提醒】人鼠细胞融合实验采用荧光标记法而非放射性同位素标记法。3.细胞膜的成分(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。膜上的蛋白质也不是一成不变的。(2)细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降。4.流动镶嵌模型(1)基本内容(2)特点【高考命题关键点】细胞膜的功能•选择透过性：控制物质进出细胞，如水通道蛋白协助水分子跨膜运输。•信息传递：膜上受体识别信号分子，启动细胞应答反应。•细胞识别：糖蛋白参与免疫识别，维持稳态。[典例1]如图表示细胞膜部分功能模式。据图分析，下列说法错误的是()A.功能①使细胞成为相对独立的系统，在生命起源中有关键作用B.功能②控制物质进出是相对的，进入细胞的物质不一定都有利C.功能③细胞膜上受体大多是糖蛋白，能识别信号分子并与之结合D.功能④高等植物相邻细胞之间通过直接接触的方式实现，有受体参与细胞膜的流动镶嵌模型•磷脂双分子层：基本骨架，疏水尾部向内，亲水头部向外，形成屏障。•糖蛋白特点：糖蛋白仅位于膜外侧，参与识别。[典例2]如图为细胞膜的结构模型示意图，a、b表示细胞膜的两侧。下列有关说法错误的是()A.细胞膜因具有图中①表示的基本支架而具有对称性B.动物细胞吸水时，图中①的厚度会变小C.图中a侧具有糖蛋白，是细胞膜的外侧D.细胞膜具有流动性与图中①③都有关[典例3]下图为细胞膜的流动镶嵌模型，下列叙述中结构与其功能相对应的是()A.①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，可参与水分子的运输B.②是转运蛋白，转运物质过程中形状可能会发生改变C.③是磷脂分子的疏水部分，将细胞与水环境分开D.④是磷脂分子的疏水部分，流动性差以保证脂双层稳固不变二、细胞核的结构和功能1.细胞核的功能探究(1)黑白美西螈核移植实验(2)蝾螈受精卵横缢实验(3)变形虫切割实验伞藻嫁接实验•对照设计：需设置不嫁接的空白对照，排除手术操作本身的影响。•排除干扰：实验前去除原有伞帽，避免残留细胞质干扰实验结果。[典例4]已知伞藻的细胞核位于假根中，科学家利用伞形帽和菊花形帽两种伞藻进行了如下嫁接实验。下列相关叙述错误的是()A.伞柄和假根中都有细胞质，细胞质中没有DNAB.本实验中的另一组应该将甲的伞柄移植到乙的假根上C.由本实验可以推测伞帽的形态可能主要与细胞核有关D.若要进一步验证细胞核的功能，还应进行核移植实验[典例5]如图为以某种动物受精卵为材料进行的三组实验，有关分析正确的是()(4)伞藻嫁接与核移植实验2.细胞核的功能细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。3.细胞核的结构A.实验①和实验③对比，可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性B.实验②和实验③对比，可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性C.实验③的结果可说明细胞核是细胞的代谢中心和遗传的控制中心D.实验①②③的结果可说明细胞核和细胞质相互依存，缺一不可细胞核的结构和功能•核膜：外膜与内质网相连，调控核质物质交换。•染色质：DNA＋组蛋白，常染色质(活跃转录)与异染色质(凝缩状态)动态转换。[典例6]下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是()A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体【高考命题关键点】[典例1]解析：选D。功能①细胞膜能将细胞与外界环境分隔开，细胞膜的出现让细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定，A正确；功能②显示的是控制物质进出细胞的功能，这种功能是相对的，进入细胞的物质不一定都有利，B正确；功能③细胞膜上受体大多是糖蛋白，能识别信号分子并与之结合，进而实现信号分子的调节作用，C正确；功能④是高等植物细胞之间通过专门的通道(胞间连丝)相互连接，实现物质运输和信息交流，不是通过直接接触实现的，没有受体参与，因为植物细胞间的细胞壁不具有生物活性，D错误。[典例2]解析：选A。细胞膜两侧的分布不具有对称性，A错误；动物细胞吸水时细胞膨胀，①磷脂双分子层的厚度会变小，B正确；细胞膜具有流动性依赖于①磷脂双分子层能够流动和大多数③蛋白质可以运动，D正确。[典例3]解析：选B。①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，具有信息交流作用，不能参与水分子的运输，A错误；②是转运蛋白，转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白在物质转运过程中形状会发生改变，B正确；③是磷脂分子的亲水部分，C错误；④是磷脂分子的脂肪酸链，流动性强，以保证脂双层流动性，D错误。[典例4]解析：选A。伞柄和假根中都有细胞质，细胞质的线粒体和叶绿体中有少量的遗传物质，A错误；图示的实验是将乙的伞柄移植到甲的假根上，所以本实验中的另一组应该将甲的伞柄移植到乙的假根上，B正确；由本实验可以推测伞帽的形态可能主要与细胞核有关，但不能排除假根中其他物质的作用，若要进一步验证细胞核的功能，还应进行核移植实验，以排除假根中其他物质的作用，从而证明细胞核控制伞藻的伞帽形状，C、D正确。[典例5]解析：选D。实验①和实验③对比，可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A错误；实验②和实验③对比，可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B错误；实验③的结果只能说明细胞核是细胞遗传的控制中心，不能说明是细胞代谢中心，C错误；由实验①②③的结果可知，细胞核和细胞质相互依存，缺一不可，二者同时存在才能正常存活，D正确。[典例6]解析：选B。核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。考点1细胞膜的结构和功能命题角度1细胞膜成分探索揭示流动镶嵌模型构建[典例1](2025·广东卷)罗伯特森提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是()A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性命题角度2结合细胞膜结构示意图，分析膜中蛋白质、脂质的分布及功能[典例2]如图为细胞膜的流动镶嵌模型，①～④表示其中的物质。下列叙述正确的是()A.①在细胞膜的内外侧均匀分布，与细胞间的识别有关B.②可自发形成双层结构，亲水部位在中间C.③属于非极性分子，普遍存在动、植物细胞中D.④有疏水性和亲水性两部分，有的可控制某些离子出入细胞命题角度3结合细胞识别现象，阐释细胞膜的信息交流功能[典例3](2024·贵州卷)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管，一段时间后，取不同器官制作切片观察，发现肝和淋巴结等被染成蓝色，而脑和骨骼肌等未被染色。下列叙述错误的是()A.实验结果说明，不同器官中毛细血管通透性有差异B.脑和骨骼肌等未被染色，是因为细胞膜能控制物质进出C.肝、淋巴结等被染成蓝色，说明台盼蓝染液进入了细胞D.靶向治疗时，需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性【高考关键能力】◎破题路径细胞膜的成分◎破题路径细胞膜的结构◎答案术语细胞膜的识别功能1.台盼蓝染色用于检测细胞活性。2.制作切片时细胞已死亡，理论上均可被染色。3.器官染蓝仅说明染料进入组织间隙，不代表进入细胞内部。[典例1]解析：选D。科学家通过化学分析发现细胞膜主要由脂质(如磷脂、胆固醇)和蛋白质组成，这一结论为罗伯特森提出模型提供了物质组成依据，A不符合题意。表面张力实验发现，细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推测细胞膜中含有蛋白质，这一观点被罗伯特森采纳，成为其模型中“蛋白质层”的理论来源，B不符合题意。罗伯特森在电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构，是其提出模型的直接证据，C不符合题意。细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性，与罗伯特森描述的静态结构相矛盾，且该实验远晚于罗伯特森模型，D符合题意。[典例2]解析：选D。①是糖蛋白，分布于细胞膜外侧，A错误；②是磷脂分子，在水溶性介质中可自发形成双层结构，疏水部位在中间，B错误；③是胆固醇，分布于动物细胞膜中，C错误；④是膜蛋白，其和磷脂分子一样，有疏水性和亲水性两部分，某些膜蛋白可作为转运蛋白控制离子出入细胞，D正确。[典例3]解析：选C。根据“取不同器官制作切片观察，发现肝和淋巴结等被染成蓝色，而脑和骨骼肌等未被染色”可知，不同器官中毛细血管通透性不同，台盼蓝染液进入了肝、淋巴结等细胞之间的组织液，而未进入脑、骨骼肌等细胞之间的组织液，活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能进入活细胞，A、B正确，C错误。考点2细胞核的结构和功能命题角度4围绕细胞核局部电镜照片，辨析对其结构特点及功能解读的正确性[典例4]如图是细胞局部的电镜照片，a～c为细胞核的相关结构，下列叙述正确的是()A.利用电子显微镜拍摄的细胞核照片属于物理模型B.结构a在有丝分裂过程中周期性地消失有利于染色体的分配C.结构b在细胞核内所占区域较大，是遗传物质储存场所D.大分子物质通过结构c自由进出细胞核，完成信息传递◎答题思维链1.并不是所有物质都能进出核孔。如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。2.核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。3.核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，其核孔数量多，核仁较大。4.在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁，而不是染色体。[典例4]解析：选B。利用电子显微镜拍摄的细胞核照片不属于任何模型，A错误；结构a(核膜)在有丝分裂前期消失，在有丝分裂末期重新出现，核膜在有丝分裂过程中周期性地消失有利于染色体的分配，B正确；结构b(核仁)在细胞核内所占区域较大，但是遗传物质储存的场所为染色体，而不是核仁，C错误；c(核孔)具有选择透过性，大分子物质不能通过核孔自由进出细胞核，D错误。1.(跨模块融通)研究发现，生物膜融合存在以下机制：不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白，使磷脂分子失去稳定，进而重排形成融合孔，最后实现生物膜的相互融合，过程如图所示。下列叙述正确的是()A.蛋白质是生物膜的基本支架B.膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化C.抑制浆细胞融合孔的形成，不影响抗体的分泌过程D.生物膜融合的过程能体现生物膜的功能特性解析：选B。磷脂双分子层是生物膜的基本支架，A错误；据图可知，膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化，B正确；抗体分泌过程中发生生物膜的融合，若抑制浆细胞融合孔的形成，可能会抑制抗体的分泌，C错误；生物膜融合的过程能体现生物膜具有流动性的结构特性，D错误。2.(新情境融通)由光驱动的分子转子能识别特定细胞，并在细胞膜上钻孔，进而将某物质运入细胞中，其他物质不能随意进入。如图为钻孔过程的示意图，下列有关叙述错误的是()A.分子转子能在细胞膜上钻孔，体现了细胞膜的流动性B.分子转子能将某物质运入细胞，其他物质不能随意进入，体现了细胞膜能控制物质进出C.分子转子在钻孔时，需要消耗细胞内葡萄糖氧化分解提供的能量D.如果改变环境温度，可能会影响分子转子的钻孔效率解析：选C。分子转子能在细胞膜上钻孔，这一过程中细胞膜的形状发生了改变，而细胞膜具有一定的流动性，能够发生形态的变化，所以该过程体现了细胞膜的流动性，A正确。细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，表现为细胞可以根据自身的需要，有选择地让某些物质进入细胞，而阻止其他物质随意进入。分子转子能将某物质运入细胞，其他物质不能随意进入，体现了细胞膜控制物质进出的功能，B正确。分子转子是光驱动的，不需要细胞代谢产生的能量，C错误。温度会影响分子的运动速率等，分子转子的钻孔过程可能涉及分子的运动等，所以改变环境温度，可能会影响分子转子的运动，进而影响其钻孔效率，D正确。3.(原创＋现代科技融通)细胞连接在维持组织完整性和细胞通讯中起关键作用。下图展示了两种重要的细胞连接方式。下列叙述正确的是()A.紧密连接通过“焊接”相邻细胞膜，完全阻断了膜脂质的侧向扩散，从而形成一道物理屏障B.为验证紧密连接的屏障功能，可将示踪物加入A侧，若电镜下B侧出现示踪物则证明其功能完整C.通讯连接的连接子通道的开闭受多种因素调节，其孔径通常允许核苷酸(如ATP)、蛋白质等大分子自由通过D.针对某些肿瘤细胞间通讯连接异常的特点，可设计药物特异性恢复其功能，从而抑制肿瘤细胞的恶性增殖解析：选D。紧密连接的主要功能是“焊接”相邻细胞，形成一道选择性屏障，阻止物质从细胞间隙自由扩散，但它并不能“完全阻断”膜脂质的侧向扩散，膜蛋白的移动会受到一定限制，但脂质分子仍有一定程度的流动性，A错误；将示踪物加入A侧后，由于紧密连接的屏障作用，示踪物不能通过细胞间隙进入B侧，若在B侧观察到示踪物，则说明屏障功能有缺陷或不完整，B错误；间隙连接的连接子形成的亲水通道，其孔径较小，通常只允许离子、第二信使(如cAMP、Ca2＋)、小分子代谢物(＜1kDa)等通过，以协调细胞间的电化学和代谢活动，C错误；许多肿瘤细胞之间的间隙连接通讯功能会减弱或丧失，这使得它们逃避了周围正常细胞的生长抑制信号，因此，通过药物特异性恢复或增强肿瘤细胞间的间隙连接通讯，是抑制其无限增殖的一种潜在治疗策略，这体现了基于细胞生物学机制的靶向治疗思想，D正确。精练5细胞膜和细胞核的结构与功能(选择题每题5分)【基础过关练】考点1细胞膜的结构和功能1.科学家对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程，下列相关叙述错误的是()A.欧文顿通过实验推测细胞膜的主要组成成分中有脂质B.戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞膜的实验证明磷脂呈双分子层排布C.罗伯特森通过光学显微镜观察发现细胞膜显示“暗—亮—暗”三条带D.科学家通过人、鼠细胞的融合实验证明细胞膜有一定的流动性解析：选C。欧文顿发现脂溶性物质更易通过细胞膜，依据相似相溶原理，提出细胞膜的主要组成成分中有脂质，A正确；戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞膜中脂质，铺成单层后面积是红细胞表面积的两倍，证明磷脂呈双分子层排布，B正确；罗伯特森利用电子显微镜提出了“暗—亮—暗”的结构是一种静态模型，C错误；人鼠细胞融合实验说明组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的，证明细胞膜具有一定的流动性，D正确。2.细胞膜成分的探索经历了长期的实验探究历程，下列不能作为细胞膜上有蛋白质的实验证据的是()A.科研人员用胰蛋白酶处理组织细胞时，发现处理一定时间后会破坏细胞膜的功能B.研究细胞膜表面张力时，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力C.红细胞的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，面积恰为细胞表面积的2倍D.科学家发现水分子在通过细胞膜时的速率显著高于通过人工脂双层时的速率解析：选C。用胰蛋白酶处理组织细胞时，处理时间过长会破坏细胞膜的功能，胰蛋白酶能水解蛋白质，这说明细胞膜上有蛋白质，A不符合题意；细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，这表明细胞膜中存在降低表面张力的蛋白质，B不符合题意；红细胞的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，面积恰为细胞表面积的2倍，这只能说明细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，不能说明有蛋白质，C符合题意；水分子通过细胞膜的速率显著高于通过人工脂双层时的速率，这是因为细胞膜上有蛋白质形成的水通道，这说明细胞膜上有蛋白质，D不符合题意。3.细胞膜作为系统的边界，保障了细胞内部环境的相对稳定，下列有关细胞膜的叙述错误的是()A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还含有少量的糖类B.脂质中的磷脂分子可侧向移动有利于细胞完成分裂和生长C.去除细胞膜中的蛋白质，细胞膜的表面张力会降低D.细胞间的信息交流可能与细胞膜上的糖类有关解析：选C。细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，糖类以糖蛋白或糖脂形式少量存在，A正确；磷脂分子的侧向移动是细胞膜流动性的基础，而膜的流动性是细胞分裂和生长(如膜面积扩展)的必要条件，B正确；去除蛋白质后，细胞膜仅剩磷脂层，其结构更松散，表面张力应升高(蛋白质可降低表面张力)，C错误；细胞膜上的糖蛋白参与细胞识别和信息传递(如精卵识别)，D正确。4.(2026·山东济南一模)下图为在流动镶嵌模型基础上提出的脂筏模型，脂筏是一种相对稳定、分子排列较紧密及流动性较低的结构，其面积可能占膜面积的一半以上，与细胞识别、细胞凋亡等生理过程都有一定的关系。①②为存在于细胞膜上的两种脂质。下列叙述错误的是()A.B侧含有糖类与脂质结合形成的糖脂，所以它代表的是细胞膜的外表面B.脂筏模型表明脂质在膜上的分布是不均匀的C.④跨膜区段的氨基酸应具有较强的亲水性D.脂筏模型与细胞膜的流动镶嵌模型都属于物理模型解析：选C。由图可知，在该脂筏模式图中，B侧具有糖脂，与识别功能有关，应该是细胞膜的外侧，A正确；由图示可知，脂筏模型表明脂质在膜上的分布是不均匀的，B正确；磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，④的跨膜区段的氨基酸位于磷脂分子尾部区域，因此具有疏水性，C错误；脂筏模型与细胞膜的流动镶嵌模型都属于人为构建的物理模型，便于人们对细胞膜结构的认识，D正确。5.蛋白质和脂质经过糖基化作用，形成糖蛋白和糖脂。下列相关叙述正确的是()A.蛋白质的糖基化过程发生在核糖体上B.糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有转运功能C.线粒体内膜的糖蛋白数量明显多于外膜D.在细胞膜外表面，糖蛋白和糖脂中的糖类分子叫作糖被解析：选D。核糖体是蛋白质的合成场所，但糖基化是形成糖蛋白的加工方式，该过程发生在内质网中，A错误；糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有识别功能，是细胞膜具有信息交流功能的结构基础，B错误；糖蛋白具有识别功能，通常只分布在细胞膜的外侧，线粒体内膜上不存在，C错误；在细胞膜外表面，糖蛋白和糖脂中的糖类分子叫作糖被，具有识别功能，D正确。考点2细胞核的结构和功能6.(2025·陕西西安一模)核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构，施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，取得了突破性进展，通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列相关叙述错误的是()A.细胞核能选择性地进出物质，与核膜上附着的NPC密切相关B.附着NPC的核膜为双层膜结构，且核膜的外膜与内质网膜紧密联系C.哺乳动物成熟红细胞中NPC数量较其他体细胞略少，因此代谢稍弱D.非洲爪蟾NPC是核质交换通道，其数目、分布与细胞代谢活性有关解析：选C。核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构，NPC是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道，而DNA不能通过，故其控制物质的进出具有选择性，即细胞核能选择性地进出物质，与核膜上附着的NPC密切相关，A正确；附着NPC的核膜为双层膜结构，且核膜的外膜与内质网膜紧密联系，有利于物质的转运，B正确；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，因此不含NPC，C错误；核孔复合物(NPC)可实现核质间频繁的物质交换和信息交流，其数目多少及分布位置与细胞代谢活性有关，D正确。7.核小体是染色质的结构单位，由一段长度不等的DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关叙述正确的是()A.彻底水解核小体的DNA能得到4种小分子物质B.核小体的DNA和组蛋白之间通过二硫键进行连接C.核小体存在于真核生物的细胞核、线粒体和叶绿体中D.破坏组蛋白会导致染色质由紧缩状态变为松弛状态解析：选D。DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基，共6种小分子物质，A错误；DNA和组蛋白之间是通过氢键等非共价键连接，不是二硫键，B错误；核小体是染色质的结构单位，染色质只存在于细胞核，线粒体和叶绿体中是裸露的DNA，无核小体，C错误；核小体(由一段长度不等的DNA缠绕在组蛋白上构成)是染色质的结构单位，因此破坏组蛋白会使染色质结构改变，由紧缩变松弛，D正确。8.下图表示细胞核及周围物质的部分结构示意图，①～④代表相关结构，下列叙述错误的是()A.结构①与该细胞核糖体的形成有关B.结构②主要由DNA和蛋白质组成C.结构③把核内物质与细胞质分开D.结构④是大分子物质自由进出的通道解析：选D。结构①是核仁，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，A正确；结构②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，B正确；结构③是核膜，其把核内物质与细胞质分开，C正确；结构④是核孔，其具有选择透过性，大分子物质不能自由通过，D错误。9.核孔复合体是镶嵌在核孔上的蛋白质复合物，在演化上高度保守。下列叙述错误的是()A.在细胞衰老过程中，核孔复合体的稳定性会下降B.核孔复合体蛋白基因的表达，表明该细胞发生了分化C.与表皮细胞相比，胰岛B细胞中的核孔复合体数量较多D.核孔复合体在演化上高度保守，表明生物有共同的原始祖先解析：选B。在细胞衰老过程中，细胞核体积变大，核孔复合体的稳定性会下降，A正确；如果某个细胞表达了核孔复合体蛋白基因，只能说明细胞核结构已形成，但不能说明已经完成了细胞分化，细胞分化的结果是形成不同形态、结构和功能的细胞，B错误；与表皮细胞相比，胰岛B细胞代谢更旺盛，其中的核孔复合体数量较多，C正确；核孔复合体演化的高度保守性从分子水平上表明了当今生物有共同的原始祖先，D正确。【能力提升练】10.(2025·贵州贵阳模拟)在动物组织中存在间隙连接，它是一种细胞间的结构和互相连接的方式。其基本结构单位是连接子，相邻细胞膜上的两个连接子对接便形成完整的间隙连接结构，如图所示。间隙连接中心有允许相对分子质量小于1000的离子、氨基酸、信号分子等物质通过的孔道。若细胞内pH降低，其通透性下降；若连接子蛋白磷酸化，其通透性增强。下列叙述不正确的是()A.图中2个连接子贯穿4层磷脂分子层，从而在细胞间形成通道B.间隙连接的存在能增强动物细胞之间的物质交换和信息交流C.蛋白质、病毒颗粒等物质也可通过间隙连接在细胞间进行转移D.细胞可通过调节间隙连接蛋白的空间结构来调节间隙连接的通透性解析：选C。题意显示，间隙连接允许相对分子质量小于1000的离子、氨基酸、信号分子等物质通过，蛋白质、病毒颗粒等相对分子质量较大，因而不能通过间隙连接在细胞间进行转移，C错误。11.下图为细胞核结构模式图，下列叙述正确的是()A.①是由RNA和蛋白质组成的丝状结构B.②是产生某种RNA和核糖体蛋白的场所C.③允许蛋白质、RNA等生物大分子自由穿过D.③和核膜对物质的运输均具有选择性解析：选D。①(染色质)主要由DNA和蛋白质组成，A错误；②(核仁)与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质的合成场所是核糖体，不是核仁，B错误；③(核孔)是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道，且核孔和核膜对物质的运输均具有选择性，C错误，D正确。12.(2025·湖南长沙模拟)核糖体包含rRNA和核糖体蛋白质，完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是()A.由图可知，核仁是合成rRNA和核糖体蛋白质的场所B.组成核糖体的rRNA不一定在核仁形成，某些生物可以在细胞质合成C.细胞的遗传信息主要储存于核仁的rDNA中D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出，核孔允许大分子自由进出解析：选B。核糖体蛋白质在细胞质的核糖体合成，通过核孔运进细胞，A错误；组成核糖体的rRNA不一定在核仁形成，某些生物可以在细胞质合成，如原核生物，B正确；遗传信息主要储存在染色体的DNA中，C错误；核孔也具有选择透过性，大分子物质无法自由进出，D错误。第6讲细胞器之间的分工合作【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.实验：用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动、尝试制作真核细胞结构模型。3.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。【聚焦教材知识点】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名称示意图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，以及脂质合成的“车间”高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”，在植物细胞中与细胞壁的形成有关溶酶体是细胞的“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是“生产蛋白质的机器”3.细胞器的归类(1)从不同的角度，对细胞器进行归类(2)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)核糖体的数量较多内分泌腺或外分泌细胞高尔基体的数量较多【高考命题关键点】线粒体和叶绿体的结构和功能•能量转化：线粒体将有机物化学能→ATP，叶绿体将光能→有机物化学能。•半自主性：两者均能独立合成部分蛋白质。[典例1]线粒体和叶绿体是真核细胞内两个产能的细胞器，在细胞内都呈现显著的整体性和动态特征。下列关于线粒体和叶绿体的叙述，正确的是()A.光学显微镜下可观察到包裹线粒体和叶绿体的双层膜结构B.二者的基质中都富含可溶性蛋白质的胶状物质，便于产生ATPC.二者都携带遗传物质DNA，都可转录、翻译合成一些自身所需的蛋白质D.植物细胞叶绿体光合作用产生的葡萄糖可进入线粒体内氧化分解供能溶酶体的结构和功能•结构特征：单层膜囊泡，含酸性水解酶。•核心功能：分解衰老细胞器、吞噬病原体，是细胞内消化中心。•自噬作用：饥饿时增强，降解自身物质供能，关联细胞代谢调控。[典例2](2024·江西卷)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.从溶酶体中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细胞器结构和功能综合•抓数量与功能适配：心肌细胞线粒体多，分泌细胞高尔基体多。•抓功能标志物：叶绿体含叶绿素、线粒体含呼吸酶，可作为判断细胞器类型的关键依据。•抓准特殊分布特征：如中心体仅存于动物和低等植物细胞，叶绿体只在植物光合细胞中，易作为细胞类型判断依据。[典例3](原创＋跨模块融通)下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是()A.细胞骨架由蛋白质纤维组成，其结构与功能维持所需的直接能源物质主要由线粒体基质提供B.核仁是遗传信息转录的主要场所，其大小和数目可作为判断细胞代谢强度的指标之一C.线粒体内膜上分布着与有氧呼吸第三阶段相关的酶和载体，该阶段产生的ATP主要用于C3的还原D.分泌蛋白在附着于内质网的核糖体上合成，其空间结构的形成与内质网和高尔基体有关4.细胞骨架(1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。(2)作用：维持细胞形态、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。二、用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动1.实验原理2.实验步骤(1)观察叶绿体(2)观察细胞质的流动3.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。(2)每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为环流式。4.实验关键(1)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。(2)用藓类的小叶或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料。(3)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。三、分泌蛋白的合成、运输与分泌1.分泌蛋白(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：消化酶、抗体、部分蛋白质类激素和细胞因子等。用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动•制片关键：材料需薄且带水，避免气泡干扰观察效果。•观察要点：叶绿体呈椭球形可随胞质环流，证明细胞活性。[典例4]下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述，错误的是()A.在光学显微镜的高倍镜下才能观察到叶绿体的双层膜结构B.制作临时装片时，实验材料不需要染色C.观察细胞质的流动，可用细胞质中叶绿体的运动作为标志D.在高倍镜下观察到叶绿体顺时针运动，则叶绿体实际的运动方向仍是顺时针[典例5]下图为显微镜下观察黑藻叶片细胞的叶绿体时的一个视野，相关叙述正确的是()A.图中不同细胞中叶绿体随细胞质流动的方向存在差异B.实验过程需不断补充生理盐水以维持黑藻细胞的活性C.进一步放大观察甲处叶绿体，需要先将装片向右上方移动D.更换高倍物镜后，需缓慢向外转动粗准焦螺旋使视野清晰分泌蛋白的合成、运输与分泌•合成起始：核糖体合成信号肽，引导肽链进入内质网腔加工。•运输：囊泡转运→高尔基体修饰→胞吐分泌。2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程(1)研究方法：(放射性)同位素标记法。(2)过程(体现了细胞器之间的协调配合)【辨析比较】与分泌蛋白合成、运输、分泌“有关的细胞器”“有关的结构”和“有关的膜结构”四、细胞的生物膜系统1.生物膜系统的组成和功能2.生物膜系统在结构和功能上的联系项目具体内容化学成分上的联系统一性各种生物膜组成成分基本相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成差异性各种生物膜中每种成分所占的比例不同，如代谢旺盛的生物膜蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高结构上的联系直接联系：真核细胞中，内质网膜外连细胞膜，内连核膜；间接联系：核膜、内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可相互转化功能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作[典例6]图示为某动物细胞中分泌蛋白的合成、运输和分泌的路径，其中①～⑤是细胞中的不同结构。下列相关叙述错误的是()A.该过程中结构②膜面积基本不变，③膜面积减小B.分泌蛋白在结构①上合成的过程中会有水产生C.结构④与细胞膜融合后，分泌蛋白被分泌到细胞外D.结构⑤的内膜向内折叠形成嵴，以增加膜面积细胞的生物膜系统•生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。•原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但其没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有生物膜系统。[典例7]下列有关生物膜系统的叙述，错误的是()A.生物膜系统具有的广阔膜面积为多种酶提供了附着位点B.生物膜系统中生物膜功能不同的原因是其结构和主要成分不同C.真核细胞的核膜、细胞器膜和细胞膜等结构，共同构成生物膜系统D.生物膜系统可以保证细胞内的多种化学反应能同时、高效、有序地进行生物膜系统在结构和功能上的联系•功能联系：分工协作(如分泌蛋白合成需内质网、高尔基体、线粒体等协同)。•成分统一性：均含磷脂、蛋白质，但比例差异体现功能分化。[典例8]实验表明细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中有一类相同的蛋白质，这类蛋白质在细胞膜中含量较少，在内质网膜中含量较多，在高尔基体膜中的含量介于两者之间。据此判断正确的是()A.这类蛋白质的分布说明高尔基体能够对蛋白质进行加工B.这类蛋白质的分布说明细胞膜是由内质网直接转化而来的C.这类蛋白质的分布说明生物膜在结构上具有统一性和差异性D.这类蛋白质的分布说明同一细胞中不同生物膜的成分、结构相同【高考命题关键点】[典例1]解析：选C。光学显微镜下仅能观察到线粒体和叶绿体的形态，双层膜结构属于亚显微结构，需借助电子显微镜观察，A错误；线粒体基质中的可溶性蛋白质参与有氧呼吸第二阶段(产生少量ATP)，而叶绿体基质中的酶参与暗反应(消耗ATP)，并非直接“产生ATP”，B错误；线粒体和叶绿体均含有DNA、RNA和核糖体，可独立完成部分蛋白质的合成(如与自身功能相关的酶)，C正确；叶绿体产生的葡萄糖需在细胞质基质分解为丙酮酸后，才能进入线粒体进一步氧化分解，葡萄糖不能直接进入线粒体，D错误。[典例2]解析：选A。溶酶体是单层膜结构的细胞器，其中含有多种水解酶，是细胞中的“消化车间”，A错误；溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质，合成场所在核糖体，B正确；溶酶体中含有多种水解酶，因此，从溶酶体中溢出的酶主要是水解酶，C正确；溶酶体内的pH比细胞质基质低，从溶酶体外溢后，由于pH不适宜，因此，大多数酶的活性会降低，D正确。[典例3]解析：选D。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网络结构，其结构与功能维持所需的直接能源物质是ATP，ATP是在线粒体内膜(进行有氧呼吸第三阶段)上大量合成的，A错误；核仁与rRNA的合成以及核糖体亚基的组装有关，虽然代谢旺盛的细胞(如分泌细胞、肿瘤细胞)核仁往往较大，但其本身并非转录的主要场所，B错误；用于C3的还原(暗反应)的ATP主要来源于叶绿体的光反应，C错误。[典例4]解析：选A。在高倍光学显微镜下，观察不到叶绿体的双层膜结构，需要在电子显微镜下才能看到，A错误；叶绿体为绿色，可用来作为观察细胞质流动的标志，制作临时装片时，实验材料不需要染色，B、C正确；显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的倒像，若高倍镜下细胞质流向是顺时针的，则细胞中细胞质的流向也是顺时针的，D正确。[典例5]解析：选A。观察细胞质流动的实验中，不同细胞中叶绿体随细胞质流动的方向不一定完全相同，A正确；实验过程中不断补充清水即可维持黑藻细胞的活性，黑藻为植物，细胞最外层是细胞壁，不会吸水涨破，因此不需要补充生理盐水，B错误；甲处的叶绿体位于视野的左下方，由于显微镜下呈的是倒像，因此需要先将装片向左下方移动才能使甲处叶绿体移至视野中央，C错误；更换高倍物镜后，只能调节细准焦螺旋，D错误。[典例6]解析：选A。该过程中结构②(内质网)的膜面积减小，③(高尔基体)膜面积基本不变，A错误；分泌蛋白在结构①(核糖体)上合成的过程中，发生了氨基酸之间的脱水缩合，会有水产生，B正确；结构④(囊泡)与细胞膜融合后，其中的蛋白质被分泌到细胞外，C正确；结构⑤(线粒体)的内膜向内折叠形成嵴，以增加膜面积，便于为与呼吸有关的酶提供附着位点，D正确。[典例7]解析：选B。各种生物膜的组成成分和结构很相似，都主要由脂质和蛋白质组成，但各种生物膜功能不同的主要原因是所含蛋白质的种类和数量不同，B错误。[典例8]解析：选C。高尔基体能够对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，但由题干无法获知，A错误；在分泌蛋白合成过程中，细胞膜是由高尔基体形成囊泡转化而来的，B错误；根据题意可知，内质网和高尔基体、细胞膜都有这种蛋白质，说明生物膜在结构上具有统一性，但在不同膜中的含量不同，说明生物膜具有差异性，C正确；这类蛋白质的分布不能说明不同生物膜的成分、结构相同，同一细胞中不同生物膜的成分都由蛋白质和磷脂组成，但蛋白质的含量和种类不一定相同，D错误。考点1细胞器的结构和功能命题角度1围绕细胞器图示，辨析对其参与生理过程及动态变化描述的正误[典例1]图中箭头所指代表不同细胞器，相关叙述错误的是()A.含有①②③④的细胞一定来自高等植物B.核糖体可分布在②④中，合成的蛋白质种类有差异C.①③④都参与了溶酶体中水解酶的形成过程D.根据细胞代谢需要，②④可以改变数量和位置命题角度2围绕细胞骨架相关叙述，筛选出符合其结构与功能特点的正确选项[典例2]以下与细胞骨架相关的叙述，正确的是()A.细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构B.胞质环流现象与线粒体和细胞骨架有关C.控制细胞骨架合成的基因只在真核细胞中表达D.细胞骨架一旦产生便不再发生变化命题角度3结合细胞结构图，辨析结构成分与功能[典例3](2023·江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是()A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似C.③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质D.植物细胞必须具备①②和③才能存活【高考关键能力】◎答题思维链细胞器的形态及功能1.先根据细胞器形态、功能关联，推断图中具体类型。2.针对每个选项，提取“分布”“功能”“动态变化”等核心考点。3.结合细胞器特性(如分布场所、参与过程)逐一验证选项合理性。4.排除符合知识的正确选项，定位存在逻辑或事实错误的选项。◎答案术语细胞骨架的结构及功能1.误认为细胞骨架由核酸或脂质构成，实际由蛋白质纤维组成。2.误判光学显微镜可见细胞骨架，实则需电子显微镜观察(亚显微结构)。3.错误认为原核细胞有完整细胞骨架，实际仅真核细胞具备。◎破题路径细胞种类的判断[典例1]解析：选A。图中①是高尔基体，②是叶绿体，③是内质网，④是线粒体，含有①②③④的细胞不一定来自高等植物，也可能是低等植物细胞，A错误；②是叶绿体，④是线粒体，线粒体和叶绿体是半自主复制的细胞器，含有核糖体，由于线粒体和叶绿体的功能不同，因此线粒体和叶绿体内的核糖体合成的蛋白质种类有差异，B正确；溶酶体内的水解酶是在核糖体合成的，需要经过内质网和高尔基体的加工，因此①③④都参与了溶酶体中水解酶的形成过程，C正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用的场所，②④可以改变数量和位置，以满足细胞代谢的需要，D正确。[典例2]解析：选B。构成细胞骨架的成分是蛋白质，没有纤维素，A错误；胞质环流需要能量，线粒体是细胞的“动力车间”，可为其提供能量，细胞骨架与细胞运动等生命活动相关，所以胞质环流现象与线粒体和细胞骨架有关，B正确；细胞骨架存在于真核细胞中，但原核细胞也有类似细胞骨架的结构，控制相关结构合成的基因在原核细胞中也可能表达，C错误；细胞骨架在细胞的生命活动中会动态变化，比如在细胞分裂、细胞运动等过程中，细胞骨架的结构和分布都会发生改变，D错误。[典例3]解析：选D。图中①为染色体，主要由DNA和蛋白质组成，只存在于细胞核中，A正确；②为细胞膜，真核细胞中，细胞膜、细胞器膜和核膜三者成分相似，共同参与构成生物膜系统，B正确；③为植物细胞壁，主要由纤维素和果胶构成，也含有多种蛋白质，C正确；植物细胞去除细胞壁后的结构为原生质体，仍具有生物活性，D错误。考点2用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动命题角度4解释以黑藻幼嫩小叶为材料观察叶绿体的优势及注意事项[典例4](2024·湖南卷)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◎能力要语观察细胞质流动，寻找“三最佳”1.寻找最佳标志物——叶绿体：以叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。2.寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，容易观察到细胞质的流动。3.寻找最佳视野——相对较暗：在高倍显微镜下观察，一般使视野相对较暗，这样有利于辨别物像的动态变化。[典例4]解析：选B。该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率，因此该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域，A正确；新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高，原因是新叶比老叶细胞代谢旺盛，而细胞代谢越旺盛，细胞内结合水与自由水的比值越低，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，常以细胞质基质中叶绿体的运动作为标志，D正确。考点3细胞器之间的协调配合命题角度5解释分泌蛋白合成中，核糖体、内质网、高尔基体的功能关联[典例5]注射胰岛素是治疗1型糖尿病的主要方式。下图表示细胞中胰岛素的合成和分泌过程，a～c为细胞结构。下列有关叙述错误的是()A.胰岛素的合成、加工、运输过程需a、b的参与，能量主要由线粒体提供B.胰岛素的分泌过程主要利用了细胞膜的结构特点C.在囊泡运输过程中起“交通枢纽”作用的是bD.图中的生物膜系统包括a、b、c，但不包括囊泡膜命题角度6对比不同生物膜的成分差异，说明其与膜功能多样性的关系[典例6]如图为细胞中生物膜系统，其中A～F为结构名称(C、D均为双层膜)，①②代表分泌蛋白的转移途径。下列分析错误的是()A.F为内质网、C为叶绿体、D为线粒体B.未能在图中表示出来的具膜细胞器还有液泡、溶酶体等C.①②过程的膜融合依赖于生物膜具有一定流动性D.各种生物膜的结构和成分相似，但功能差别较大的原因是蛋白质的种类和数量不同◎答题思维链分泌蛋白的合成1.膜系统联系：内质网、高尔基体、细胞膜通过囊泡动态连接，体现膜的流动性。2.能量供应：线粒体提供ATP，驱动囊泡运输与膜融合。3.研究方法：同位素标记法(如3H－亮氨酸)追踪合成与运输过程。[题后反思]◎答案术语生物膜系统1.生物膜是细胞膜、核膜、各种细胞器膜等的统称；生物膜系统是由各种生物膜构成的统一整体，是在结构与功能上紧密联系的结构体系。2.生物膜系统属于细胞水平范畴，而生物体内的有些膜，如视网膜、肠黏膜等，不属于生物膜。3.只有一些真核细胞才具有生物膜系统，病毒一般不具有膜结构，没有生物膜系统。[题后反思][典例5]解析：选D。胰岛素是分泌蛋白，分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量，图示a结构为内质网，b结构为高尔基体，c结构为细胞膜，因此胰岛素的合成、加工、运输过程需a、b的参与，能量主要由线粒体提供，A正确；胰岛素的分泌过程主要利用了细胞膜具有流动性这一结构特点，B正确；b(高尔基体)接受内质网脱落下来的囊泡，对其中的蛋白质进行加工后，又形成囊泡转运至细胞膜，在囊泡运输过程中起“交通枢纽”作用，C正确；细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成生物膜系统，c结构为细胞膜，囊泡膜来自内质网或高尔基体，均为生物膜系统组成部分，D错误。[典例6]解析：选A。生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜，F能转化为细胞膜，为高尔基体，A错误；未能在图中表示出来的具膜细胞器还有液泡、溶酶体等，B正确；①②过程表示分泌蛋白的分泌过程，此过程中的膜融合依赖于细胞膜具有一定的流动性，C正确；各种生物膜的结构和化学成分相似，但功能差别较大的原因是蛋白质的种类和数量不同，蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，D正确。1.(原创＋跨模块融通)细胞是生物体结构与生命活动的基本单位，其结构的复杂性决定了功能的专一性。下列有关细胞结构的叙述，正确的是()A.哺乳动物成熟红细胞无线粒体，其通过厌氧呼吸为自身跨膜运输无机盐离子供能B.洋葱根尖分生区细胞在分裂前期由中心体发出星射线，进而形成纺锤体C.用差速离心法分离细胞器时，叶绿体因含有光合色素，比核糖体更晚被沉淀分离D.支原体与酵母菌在结构上的根本区别在于前者无以核膜为界限的细胞核解析：选D。哺乳动物成熟红细胞不具有细胞核和各种细胞器，其膜上已不存在主动运输无机盐离子的蛋白质复合体(如钠钾泵)，A错误；中心体是动物细胞和某些低等植物细胞特有的细胞器，洋葱作为高等植物，其根尖分生区细胞中没有中心体，B错误；在差速离心过程中，密度越高、质量越大的细胞器越先被沉淀下来，叶绿体和线粒体因其体积和质量较大，会在较低的离心速度下较早沉淀，而核糖体体积小、质量轻，需要在极高的离心速度下才能沉淀，C错误；支原体是原核生物，酵母菌是真核生物(真菌)，两者在结构上的根本区别是有无以核膜为界限的细胞核，前者没有，后者有，D正确。2.(跨模块融通)最新研究表明线粒体有两种分裂方式：中区分裂和外围分裂(图1和图2)，两种分裂方式都需要DRP1蛋白的参与。正常情况下线粒体进行中区分裂；当线粒体出现损伤时，顶端和活性氧自由基(ROS)增加，线粒体进行外围分裂，产生大小不等的线粒体，小的子线粒体不包含复制性DNA(mtDNA)，继而发生线粒体自噬。下列叙述正确的是()A.正常情况下中区分裂可增加线粒体数量，外围分裂会减少线粒体数量B.线粒体外围分裂可能由高Ca2＋、高ROS导致DRP1蛋白在线粒体上位置不同而发生C.用差速离心法分离出线粒体，在低倍镜下观察其分裂情况D.线粒体自噬过程需溶酶体合成的多种水解酶的参与，有利于物质重复利用解析：选B。中区分裂可增加线粒体的数量，外围分裂可产生大小两个线粒体，小的线粒体发生自噬，大的线粒体仍然存在，不改变线粒体的数量，A错误；据图分析可知，高Ca2＋、高ROS可能导致DRP1蛋白在线粒体上的位置不同而发生线粒体外围分裂，B正确；分离细胞器的方法是差速离心法，在高倍镜下可以看到染色的线粒体的形态，C错误；线粒体自噬需溶酶体参与，但溶酶体中的酶是在核糖体上合成的，D错误。精练6细胞器之间的分工合作(选择题每题5分，非选择题每题15分)【基础过关练】考点1细胞器的结构和功能1.(2025·河南卷)某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中，构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中，这种细胞一定含有的是()A.核糖体 B.线粒体C.中心体 D.溶酶体解析：选A。支原体属于原核生物，只有核糖体一种细胞器，A正确，B、C、D错误。2.(2025·重庆卷)用磷脂分子特异性染料处理上皮组织切片，不能被标记的细胞器是()A.溶酶体 B.核糖体C.内质网 D.高尔基体解析：选B。溶酶体、内质网、高尔基体是具有单层膜结构的细胞器，含有磷脂分子，能被磷脂分子特异性染料标记，核糖体是无膜结构的细胞器，不含磷脂分子，不能被磷脂分子特异性染料标记，B符合题意。3.(2024·海南卷)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解析：选B。液泡和溶酶体都由单层膜包裹，A正确；内质网上附着的核糖体的组成蛋白是在游离核糖体合成的，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；液泡和溶酶体中均有水解酶，核糖体合成的水解酶经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体或液泡，D正确。4.图中①～⑥表示人体细胞的不同结构，下列相关叙述正确的是()A.细胞有氧呼吸的场所是⑤B.溶酶体能清除衰老或损伤的①④⑥等细胞器C.②③的膜具有一定的流动性D.⑥转运分泌蛋白与细胞骨架无关解析：选B。⑤是线粒体，是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的场所还有细胞质基质，A错误；溶酶体能够清除衰老、损伤的细胞器，B正确；②是中心体，没有膜结构，C错误；细胞骨架与物质运输有关，所以⑥(高尔基体)转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D错误。5.关于细胞结构与生物种类的关系，下列说法正确的是()A.有中心体的细胞不一定是动物细胞，中心体在分裂前期复制并移向细胞两极B.没有细胞核的细胞不一定是原核细胞，可能是真核细胞基因选择性表达的结果C.单细胞生物都是原核生物，含有的唯一细胞器是核糖体D.没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，含有液泡的细胞一定是植物细胞解析：选B。中心体存在于动物和低等植物细胞中，在分裂间期复制，在前期移向细胞两极，A错误；没有细胞核的细胞不一定是原核细胞，可能是真核细胞，如哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，这是基因选择性表达的结果，B正确；单细胞生物不都是原核生物，如草履虫，C错误；没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如根尖细胞，含有液泡的细胞不一定是植物细胞，如酵母菌，D错误。考点2用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动6.某兴趣小组将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后进行“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验，某同学绘制的观察结果如图所示。下列说法错误的是()A.选择黑藻作为观察材料的原因是其叶片薄，含有体积较大的叶绿体B.视野中可观察到叶绿体围绕着液泡随细胞质流动C.图中被标注的叶绿体实际位于液泡的左边，细胞质实际流动方向为顺时针D.若在放大50倍的视野中均匀分布有20个细胞，则换用100倍后，视野中的细胞数目约为5个解析：选C。选择黑藻幼嫩小叶作为观察材料的原因是其叶片薄，含有体积较大的叶绿体，便于实验现象观察，A正确；活细胞中细胞质是流动的，细胞器也是运动的，且叶绿体是观察细胞质流动的指标，因此视野中可观察到叶绿体围绕着液泡随细胞质流动，B正确；物体经过显微镜的物镜后成倒立的放大的虚像，图中叶绿体在液泡的右边，实际叶绿体在左边，图中细胞质环流方向为逆时针，转动180度后依然是逆时针，C错误；若在50×的视野中均匀分布有20个细胞，则换用100×后，比原来放大了100÷50＝2倍，显微镜放大的是长度或宽度，面积放大了4倍，所以视野中的细胞数目是20÷4＝5个，D正确。7.黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的多年生沉水植物，能够吸收重金属离子、降解某些农药等污染物，因此可以作为净化水质的先锋植物。相关叙述错误的是()A.观察细胞质流动前，将黑藻放在光照、温度适宜条件下培养B.黑藻根细胞有丝分裂时细胞中染色体的移动与中心体无关C.观察叶绿体时，需撕取黑藻小叶稍带叶肉细胞的下表皮制成装片D.污染严重的水体中培育黑藻，定期移除处理可逐步改善水质解析：选C。在光照、温度适宜条件下细胞质流动速度快，所以观察细胞质流动前，将黑藻放在光照、温度适宜条件下培养，A正确；黑藻是高等植物，不含中心体，所以根细胞有丝分裂时细胞中染色体的移动与中心体无关，B正确；黑藻叶片比较薄，可用镊子从黑藻新鲜枝上取下幼嫩小叶直接制成临时装片观察叶绿体，C错误；黑藻能够吸收重金属离子、降解某些农药等污染物，污染严重的水体中培育黑藻，定期移除处理，可以降低水中污染，改善水质，D正确。考点3细胞器之间的协调配合8.下列关于生物膜的叙述，正确的是()A.核膜属于生物膜系统，其功能是将核内物质与细胞外分开B.分泌蛋白的分泌过程说明内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在组成成分和结构上具有相似性C.细胞间的信息交流都离不开信息分子和细胞膜上的受体D.线粒体内膜折叠成嵴，给分解丙酮酸的酶提供了更多附着位点解析：选B。核膜属于生物膜系统，但其功能是将核内物质与细胞质分开，而不是细胞外，A错误；分泌蛋白的分泌过程说明内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在组成成分和结构上具有相似性，B正确；细胞间的信息交流不都依赖于信息分子和细胞膜上的受体，如植物细胞间可通过胞间连丝进行信息交流，C错误；丙酮酸的分解在线粒体基质中进行，而不是线粒体内膜，线粒体内膜折叠成嵴为有氧呼吸第三阶段的酶提供了更多附着位点，D错误。9.(2024·江苏卷)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()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受损的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：选A。完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜等结构，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；溶酶体能够分解衰老、损伤的细胞器，所以能够清除衰老或受损的①②③，B正确；③(高尔基体)能够产生囊泡，说明高尔基体膜具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④(囊泡)转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。10.(2025·湖北武汉一模)细胞可通过产生外泌体进行细胞间的物质交换和信息交流，外泌体产生的过程如下图所示。下列叙述错误的是()A.结构①通过细胞膜内陷产生B.结构②内部的小囊泡由膜融合形成C.结构③降解后的物质可被细胞再利用D.外泌体与分泌蛋白两者产生及释放的过程有差异解析：选B。据图可知，结构①是通过细胞膜内陷形成的，A正确；依据题图信息，无法得出结构②内部的小囊泡是由膜融合形成，B错误；结构③表示溶酶体，其降解后的物质可以被细胞再利用，C正确；分泌蛋白的形成需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等的参与，外泌体不需要经过上述细胞结构的参与，即外泌体与分泌蛋白两者产生及释放的过程有差异，D正确。【能力提升练】11.(2025·江西新余一模)图示为细胞结构的概念图，下列相关叙述错误的是()A.细胞必有结构a、b、c、d，以保持细胞的完整性，才能进行生命正常活动B.b能作为细胞代谢和遗传的控制中心，是因为染色质的存在C.g是进行光合作用的场所，h是进行有氧呼吸的主要场所D.精卵结合、细胞的生长分裂运动以及质壁分离现象均能说明c具有流动性解析：选A。d具有全透性特点，则d为细胞壁，动物细胞没有细胞壁，但仍能进行正常生命活动，A错误。b为细胞核，细胞核中有DNA和蛋白质组成的染色质，DNA分子含有控制生物性状的遗传信息，所以细胞核能够成为细胞代谢和遗传的控制中心，B正确。g产生O2，为叶绿体，是进行光合作用的场所；h产生CO2，为线粒体，是有氧呼吸的主要场所，C正确。由于构成生物膜结构的磷脂分子和大多数的蛋白质分子都是运动的，所以生物膜都有流动性，精卵结合、生长分裂运动以及质壁分离现象均能体现生物膜的流动性，D正确。12.(2025·广东领航高中联盟联考)TANGO1是一种跨膜内质网蛋白，可辅助衣被蛋白复合体(COP)载体将分泌物从内质网运送到高尔基体。下列关于TANGO1蛋白及相关生理过程的叙述，正确的是()A.TANGO1仅靠附着在内质网上的核糖体完成合成、加工B.胶原蛋白经TANGO1介导输出内质网时，需COP载体供能C.TANGO1功能异常时，会导致内质网内蛋白积累引发功能紊乱D.TANGO1转运蛋白到高尔基体的过程，体现生物膜具有选择透过性解析：选C。TANGO1是一种跨膜内质网蛋白，需要先在游离的核糖体合成部分肽链，再转移至内质网继续合成，核糖体没有加工蛋白质的功能，A错误；COP载体将分泌物从内质网运送到高尔基体，能量主要由线粒体提供，COP载体不能供能，B错误；TANGO1功能异常时，会导致分泌物不能从内质网运送到高尔基体，故会导致内质网内蛋白积累引发功能素乱，C正确；TANGO1转运蛋白到高尔基体的过程，需要经过囊泡运输，体现生物膜的流动性，D错误。13.人体内胆固醇合成后以低密度脂蛋白(LDL)形式进入血液，细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL—受体复合物进入细胞。下图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图。回答下列问题： (1)核仁的体积与代谢强度密切相关，代谢活跃的细胞中核仁体积将，该细胞含有核酸的细胞器有。(2)胆固醇是构成的重要成分，在人体内还具有功能，是人体所必需的物质，但血液中胆固醇含量时，可能引发心脑血管疾病。(3)溶酶体中的多种水解酶从合成到进入溶酶体的途径是：(用数字和箭头表示)→溶酶体。(4)图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有的功能。(5)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是。解析：(1)核仁的体积与代谢强度密切相关，代谢活跃的细胞中核仁体积大。核酸包括DNA和RNA，人体细胞不含叶绿体，含有核酸的细胞器有线粒体和核糖体。(2)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还具有参与血液中脂质的运输功能，是人体所必需的物质，但血液中胆固醇含量高时，可能引发心脑血管疾病。(3)结合图示可知，溶酶体中的多种水解酶是在附着在内质网上的核糖体上合成的，水解酶从合成到进入溶酶体的途径是：2(核糖体合成)→1(内质网加工和运输)→4(高尔基体进一步加工)→溶酶体。(4)图中过程⑥→⑨过程为衰老的线粒体被溶酶体分解的过程，该过程体现了溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器的功能。(5)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会促进肿瘤的发生。结合图中细胞自噬过程，可知，细胞自噬的产物中有用的物质可以再利用，故癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要，进而促进癌细胞的增殖。答案：(1)变大线粒体和核糖体(2)动物细胞膜参与血液中脂质的运输高(3)2→1→4(4)分解衰老、损伤的细胞器(5)促进癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要微专题2囊泡运输与蛋白质的分选途径[微点精讲]蛋白分选细胞中绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质基质的核糖体上合成。蛋白质合成以后需加工、转运到特定部位才能发挥其功能蛋白质分选信号信号序列作为蛋白质分选信号，多位于新合成肽链的N端，引导新生肽定向运输至特定部位(如内质网、线粒体、叶绿体等)。有些信号序列在完成蛋白质的定向转移后被切除蛋白质分选的2条途径后翻译转运途径在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成，然后根据分选信号转运至膜围绕的细胞结构，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白共翻译转运途径蛋白质在游离核糖体上起始合成之后，由信号序列引导转移至粗面内质网，然后新生肽边合成边转入粗面内质网腔，经转运膜泡运至高尔基体加工、包装再分选至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外(分泌蛋白)蛋白质分选的门控运输和膜(囊)泡运输门控运输在细胞质中合成的蛋白质通过核孔复合体在核—质间双向选择性地完成核输入或核输出膜(囊)泡运输蛋白质被选择性地包裹在囊泡中，分选转运到细胞的不同部位。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体出芽形成溶酶体、植物细胞内质网向液泡的物质运输[考点剖析]考点1细胞中蛋白质的合成及去向[典例1]研究发现，酵母细胞中有些分泌蛋白不能边合成边跨膜转运，而是由结合ATP的分子伴侣Bip蛋白与膜整合蛋白Sec63复合物相互作用后，水解ATP驱动翻译后的途径转运。下列相关说法错误的是()A.分泌蛋白的合成起始于游离核糖体，在内质网中形成一定的空间结构B.上述分泌蛋白边合成边跨膜转运的过程依赖于生物膜的流动性C.细胞内蛋白运输与细胞骨架密切相关，细胞骨架主要由核糖体合成D.分子伴侣Bip蛋白分布于细胞膜上，水解ATP为跨膜运输供能解析：选D。真核细胞分泌蛋白的合成起始于游离核糖体，形成多肽链，随后多肽链在内质网中形成一定的空间结构，A正确；分泌蛋白边合成边跨膜转运的过程依赖于生物膜的流动性，B正确；细胞骨架参与物质运输，上述特殊分泌蛋白合成后的运输与细胞骨架密切相关，细胞骨架主要成分是蛋白纤维，主要由核糖体合成，C正确；结合题干“由结合ATP的分子伴侣Bip蛋白与膜整合蛋白Sec63复合物相互作用后，水解ATP驱动翻译后的途径转运”可知，Bip蛋白能与ATP结合但不能直接将其水解，而是需要与膜整合蛋白Sec63复合物相互作用后才能水解ATP，D错误。考点2信号识别与囊泡运输[典例2]高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列相关叙述错误的是()A.细胞骨架参与高尔基体和内质网间囊泡的运输B.该类蛋白运回内质网的过程消耗ATPC.高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高D.RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加解析：选C。细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，因此细胞骨架参与高尔基体和内质网间囊泡的运输，A正确；该类蛋白以囊泡的形式运回内质网，需要消耗ATP，B正确；根据题干可知，RS受体与RS的结合能力随pH的升高而减弱，因此，高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网低，C错误；RS受体功能的缺失，会使高尔基体内该类蛋白无法运回内质网，导致高尔基体内该类蛋白质含量增加，D正确。第7讲细胞膜具有选择透过性【课标要求】1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。【聚焦教材知识点】一、水进出细胞的原理——渗透作用概念水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散渗透装置发生的条件具有半透膜；膜两侧具有浓度差渗透方向水分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透结果分析达到渗透平衡时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相等，此时存在液面差Δh，S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度【高考命题关键点】渗透作用的原理•半透膜的选择性：水分子可自由通过，溶质分子被阻隔，形成渗透压差。•水分移动方向：从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，直至动态平衡。[典例1]图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列相关叙述正确的是()A.图甲装置中漏斗内液面高度不变时，半透膜两侧没有水分子进出B.由图乙可知漏斗内外溶液浓度差在减小，直至两侧液体浓度相等【提醒】渗透≠扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。二、细胞的吸水和失水1.动物细胞的吸水和失水过程条件现象吸水外界溶液的浓度＜细胞质的浓度失水外界溶液的浓度＞细胞质的浓度平衡外界溶液的浓度＝细胞质的浓度2.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。【提醒】原生质层这一概念只限于成熟的植物细胞，要区别于“原生质体”，后者指细胞膜、细胞质和细胞核构成的系统，比如一个动物细胞，以及植物细胞除去细胞壁剩下的结构。三、观察植物细胞的质壁分离和复原现象1.实验原理2.实验步骤C.图丙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤组成的整体，②中的液体是外界溶液D.图丙所示细胞正在发生质壁分离，细胞液浓度小于外界溶液浓度细胞吸水和失水情况的判断•细胞膨胀形态：细胞体积增大但未破裂，说明处于吸水状态。•动物细胞变化：无细胞壁的动物细胞吸水会涨破，失水则皱缩。[典例2]将家兔红细胞甲、乙、丙(内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是()A.据图可知，三种溶液浓度c＜b＜aB.甲细胞发生了渗透吸水现象C.光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出D.如果把丙细胞换成洋葱鳞片叶外表皮细胞，则其会涨破观察植物细胞的质壁分离和复原现象图示结果分析•质壁分离标志：原生质层与细胞壁明显分离。•复原成功标准：分离的原生质层重新紧贴细胞壁。[典例3](2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是()【提醒】本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。3.质壁分离及复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)A.图1，水分子通过渗透作用进出细胞B.图1，细胞壁限制过多的水进入细胞C.图2，细胞失去的水分子是自由水D.与图1相比，图2中细胞液浓度小细胞液浓度的判断•初始浓度判断：细胞未处理时，细胞液浓度≈外界等渗溶液浓度。•动态平衡状态：水分进出平衡时，细胞液浓度＝外界溶液浓度。[典例4]某同