新人教生物一轮复习学案：第5讲　细胞器与生物膜系统（含答案解析）

新人教生物一轮复习学案
第5讲　细胞器与生物膜系统
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.实验：观察叶绿体和细胞质流动。 4.实验：尝试制作真核细胞的三维结构模型。 5.实验：使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。
考点1　主要细胞器的结构和功能
概 念 落 实
1.细胞器的结构和功能
细胞内相对独立的各种　　　　，担负着物质运输、合成与分解、　　　　和信息传递等生命活动。
①是　　　　：细胞的“消化车间”，能分解衰老、损伤的　　　　，吞噬并杀死侵入细胞的　　　　　　。
②是　　　　：与细胞的有丝分裂有关。
③是　　　　：“生产蛋白质的机器”，　　　　细胞中唯一的细胞器。
④是　　　　：主要是对来自内质网的蛋白质进行　　　　　　的“车间”及“发送站”。
⑤是内质网：细胞内蛋白质等大分子物质　　　　　　的场所和运输通道。
⑥是　　　　：细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。
⑦是　　　　：能进行光合作用的植物细胞所特有的，是“养料制造车间”和“能量转换站”。
⑧是　　　　：内有细胞液，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。
归 纳 总 结
多角度比较各种细胞器
依据 特点 细胞器名称
分布 植物特有 叶绿体
动物、低等植物特有 中心体
原核细胞与真核细胞共有 核糖体
结构 具有单层膜结构 内质网、液泡、高尔基体、溶酶体
具有双层膜结构 线粒体、叶绿体
不具膜结构 核糖体、中心体
成分 含有DNA 叶绿体、线粒体
含有RNA 线粒体、叶绿体、核糖体
含有色素 叶绿体、液泡
功能 与能量转换有关（能产生ATP） 叶绿体、线粒体
能自我复制 叶绿体、线粒体、中心体
与细胞有丝分裂有关 核糖体、中心体、高尔基体、线粒体
与分泌蛋白的合成、加工运输和分泌有关 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
功能 能合成有机物 叶绿体、线粒体、核糖体、内质网
能发生碱基互补配对行为 叶绿体、核糖体、线粒体
2.线粒体和叶绿体的比较
细胞器 线粒体 叶绿体
结构 示意图
增大膜面 积的方式 内膜折叠形成　　　　 　　　　堆叠成基粒
典型 生理过程 有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第　　　　阶段 光合作用的场所，完成光合作用的全过程
酶的种类 和分布 与有氧呼吸有关的酶，分布于　　　　　　　　　 与光合作用有关的酶，分布于　　　　　　　　　
相同点 均具有　　　　转换功能；均具有双层膜结构；均含有少量DNA，与细胞质遗传有关；均能产生水，也消耗水；共同参与自然界中的碳循环
特 别 提 醒
（1）液泡中含花青素，其与花和果实的颜色有关；叶绿体中的叶绿素与光合作用有关。
（2）溶酶体内含酸性水解酶，既消化外来的病毒、病菌，也消化自身衰老、损伤的细胞器。
（3）幼小的植物细胞中具有许多小而分散的液泡，随着细胞的生长，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡。低等动物特别是单细胞动物，其食物泡、收缩泡等均属于液泡。
（4）关注细胞结构与功能的“一定”“不一定”与“一定不”
①能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，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主要发生在线粒体中。
③生物的蛋白质合成场所一定是核糖体。
④有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。
⑤高尔基体中经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但真核细胞中分泌蛋白一定经高尔基体分泌。
⑥具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，如真菌、细菌也有细胞壁。
⑦没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。
3.细胞骨架
真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由　　　　　　组成的网架结构，与　　　　　　　　　　以及　　　　　　　　　　　　　　等生命活动密切相关。
4.实验：观察叶绿体和细胞质流动
（1）观察叶绿体
（2）观察细胞质流动
诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）中心体和核糖体不含有脂质，都只存在于真核细胞中。 （　　）
（2）植物细胞都含有叶绿体，动物细胞都含有线粒体。 （　　）
（3）高尔基体是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。 （　　）
（4）液泡中含有糖类、无机盐和色素，但不含蛋白质。 （　　）
（5）溶酶体合成的多种水解酶可以分解自身衰老、损伤的细胞器。 （　　）
（6）观察细胞中的叶绿体的形态使用低倍物镜，观察叶绿体的结构使用高倍物镜。 （　　）
（7）叶绿体呈绿色，可作为观察细胞质流动的参照物。 （　　）
2.链接必修1教材 P53“拓展应用”。
溶酶体含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被分解？
典 题 固 法
（2022·广东卷）将正常线粒体各部分分离，结果见图。含有线粒体DNA的是（　　）
（2022·河北卷）下列关于细胞器的叙述，错误的是（　　）
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
考向1　细胞器的结构和功能
1.（2022·佛山一模）幼小的植物细胞（分生组织细胞），具有许多小而分散的液泡，在电子显微镜下才能看到。以后随着细胞的生长，液泡也长大，互相并合，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡，它可占据细胞体积的90%以上。下列对于液泡结构及功能的描述，对应正确的是（　　）
A.含有的花青苷能吸收光能，合成有机物
B.含有的蔗糖可以调节植物细胞的渗透压
C.含有的核酸能进行复制
D.含有几丁质酶，能水解破坏植物的细胞壁
2.（2021·福建卷）运动可促进机体产生更多新的线粒体，加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解，维持线粒体数量、质量及功能的完整性，保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。下列叙述正确的是（　　）
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同
C.衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损
D.运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节
方 法 规 律
利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性
最能体现细胞与细胞之间功能差异的是细胞器的种类和数量，细胞器在不同种类细胞中的分布最能体现结构和功能相适应的特点。
考向2　观察叶绿体和细胞质流动
3.（2021·浙江1月卷）在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是（　　）
A.制作临时装片时，实验材料不需要染色
B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片
C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察
D.在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成
考点2　细胞的生物膜系统
概 念 落 实
1.各种细胞器之间的协调配合（以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例）
（1）分泌蛋白：在细胞中合成，　　　　　　　　起作用的蛋白质。如消化酶、抗体、蛋白质类激素等。
（2）研究方法：　　　　　　　　　　法。
该研究中，向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射　　　　　　　　，检测放射性依次出现的位置。结果如下：
（3）分泌蛋白的合成、运输、分泌过程
方 法 规 律
分泌蛋白的合成、运输、分泌过程变式图分析
A B
两图都是分泌蛋白运输、加工过程图示，其中图A是细胞的局部，图B则是完整的细胞。图A中①②③④⑤依次表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；图B中①②③④⑤⑥⑦⑧依次表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.细胞的生物膜系统
（1）组成：　　　　　　、细胞膜和　　　　等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
（2）成分上既有相似性，又有差异性。
①相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。
②差异性：不同生物膜的功能不同，组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜（如线粒体内膜）蛋白质含量高，与细胞识别有关的生物膜（如细胞膜）糖类含量高。
（3）结构上，都是由　　　　　　　　构成基本支架，蛋白质分子分布其中，且具有一定的　　　性。下图体现了生物膜系统在结构上具有　　　　性。
（4）生物膜系统的功能
①
②
归 纳 总 结
各种膜结构增大膜面积的方式
膜结构 增加面积的方式 意义
线粒体内膜 内膜向内腔折叠形成嵴 有利于酶的附着，有利于有氧呼吸第三阶段的顺利进行
类囊体膜 增加基粒和每个基粒类囊体的数量 增加色素和酶的数量，有利于光能的吸收、传递和转换，有利于光反应的顺利进行
高尔基体膜 扁平囊重叠、增加高尔基体膜的面积 有利于酶的附着，增加酶的数量，有利于分泌蛋白的加工
内质网膜 内质网折叠、增加内质网膜面积 有利于酶的附着，增加酶的附着位点，有利于分泌蛋白的加工
神经细胞膜 形成大量突起 有利于兴奋的产生和传导
诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）消化酶、抗体、血浆蛋白和性激素等分泌蛋白经过囊泡运输到细胞外。 （　　）
（2）肽链在高尔基体被加工成有一定空间结构的蛋白质。 （　　）
（3）囊泡在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，其中起重要交通枢纽作用的是内质网。 （　　）
（4）分泌蛋白的运输、分泌过程体现了膜的流动性。 （　　）
（5）生物膜系统指生物体内的所有膜结构。 （　　）
（6）生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新。 （　　）
2.分泌蛋白的加工和运输过程中膜面积变化图分析：
图1　直方图 图2　曲线图
图1和图2分别表示在分泌蛋白加工和运输过程中，内质网膜面积　　　　，高尔基体膜面积　　　　，细胞膜面积相对　　　的现象。
3.下图示溶酶体“消化”衰老的细胞器，体现了细胞器之间的　　　　　　。
（1）图中可见，溶酶体来自　　　　　　，内质网形成囊泡包裹衰老的线粒体。
（2）溶酶体膜与囊泡膜的融合，体现了膜的　　　　性。
（3）溶酶体中的酸性水解酶是在　　　　上合成多肽链，然后进入　　　　　进行初步加工，再进入高尔基体最终加工形成的。
典 题 固 法
（2022·广东卷）酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是（　　）
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡
（2022·浙江6月卷）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.光面内质网是合成该酶的场所
B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
（2021·湖北卷）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是（　　）
A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜
B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白
C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质
考向1　生物膜系统在结构和功能上的联系
1.细胞自噬是细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程，是真核细胞中广泛存在的自稳机制。下图是细胞自噬机制的示意图，自噬体内的物质被水解后，其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用。下列叙述错误的是（　　）
A.内质网、线粒体和溶酶体等生物膜的组成成分和结构相似
B.异噬溶酶体和自噬溶酶体的形成体现了生物膜具有流动性
C.正常生理状态下，溶酶体对机体自身的细胞结构无分解作用
D.营养缺乏条件下，细胞通过自噬获得维持生存所需的物质和能量
考向2　细胞是结构与功能相统一的整体
2.（2022·广东模拟）下列关于细胞结构和功能的说法，正确的是（　　）
A.人的成熟红细胞因运输氧气而使其无氧呼吸受到抑制
B.细菌因没有内质网、高尔基体，所以不能合成分泌到细胞外发挥作用的蛋白质
C.胰岛B细胞的细胞膜上没有运输胰岛素的转运蛋白，有感受血糖的受体蛋白
D.通常青春期人体性腺细胞膜上运输性激素的转运蛋白数量要比老年时期多
3.（2022·江门一模）下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是（　　）
A.核糖体是细胞内蛋白质的“装配机器”
B.绿色植物根尖细胞膜上有吸收镁离子的转运蛋白
C.甲状腺细胞膜上有识别促甲状腺激素释放激素的受体
D.核孔是细胞核和细胞质之间进行大分子物质交换的通道
构核心概念
练教材长句
链接必修1教材P52“图3－8”。
（1）与分泌蛋白的合成和分泌过程有关的细胞结构有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
链接必修1教材P49“图3－6”。
（2）溶酶体是含有消化酶的细胞器，能够消灭多余或者损伤的细胞器、食物颗粒和细胞吞噬的病毒及细菌。例如，阿米巴原虫吞食食物并用小泡将其包裹后，溶酶体就会与食物泡融合并释放酶，对食物进行消化。请解释蝌蚪在发育成蛙的过程中，蝌蚪尾巴的细胞消失的原因。　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
链接必修1教材P52“图3－8”及正文。
（3）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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
拎教材“冷”点
链接必修1教材P47“科学方法”。
（1）　　　　　　　　　　主要是采取逐渐提高离心速率来分离不同大小颗粒的方法。
链接必修1教材P50“图3－7”。
（2）结合小肠上皮细胞的亚显微结构示意图，回答问题：
小泡的形成与　　　　有关，其定向运输与　　　有关，在有丝分裂过程中，后者还将参与　　　的形成。
第5讲　细胞器与生物膜系统
考点1　主要细胞器的结构和功能
【概念落实】
1.细胞器　能量转换　①溶酶体　细胞器　病毒或病菌　②中心体　③核糖体　原核　④高尔基体　加工、分类和包装　⑤合成和加工　⑥线粒体　⑦叶绿体　⑧液泡
2.嵴　类囊体　二、三　内膜和基质　类囊体薄膜和基质　能量
3.蛋白质纤维　细胞运动、分裂、分化　物质运输、能量转换、信息传递
4.（1）清水　藓类　下表皮　盖玻片　形态和分布　（2）光照　叶肉细胞　叶绿体
【诊断·加强】
1.（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）√
2.提示：①溶酶体膜经过了特殊的修饰，使得酶不能对其发挥作用；②溶酶体内的酶在酸性条件下发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性环境；③溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；④溶酶体膜在不断更新、变化着，分解它们的酶难起作用。
【典题固法】
【高考典例】
例1　C　解析：A指线粒体内膜和外膜的间隙，B指线粒体内膜，C指线粒体基质，D指线粒体外膜。线粒体DNA分布于线粒体基质中。
例2　D　解析：附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同，均主要由RNA和蛋白质组成，D错误。
【对点演练】
1.B　解析：液泡中含有花青苷等色素，但这些色素不是光合色素，不能吸收光能合成有机物，A错误；液泡中含有高浓度糖类和盐类等物质，使得细胞液浓度增加，细胞吸水，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；液泡中不含有核酸，C错误；植物细胞壁的组成主要是果胶和纤维素，真菌细胞壁含几丁质，根据酶的专一性，几丁质酶不能水解植物细胞壁，D错误。
2.D　解析：线粒体不能直接利用葡萄糖，正常细胞中，葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，丙酮酸在线粒体中被彻底氧化分解，释放大量能量，A错误；结合题意“运动可促进机体产生更多新的线粒体……保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求”可知，不同部位对能量的需求不同，则线粒体的呼吸强度也不相同，B错误；结合题意可知，受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解，有利于维持线粒体数量、质量及功能的完整性，不会导致正常细胞受损，C错误。
3.A　解析： 叶绿体呈现绿色，用显微镜可直接观察，A正确；黑藻是多细胞藻类，其叶片由单层细胞组成，可直接用叶片制作成临时装片，B错误；先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，有利于叶绿体进行光合作用，保持细胞的活性，更有利于观察叶绿体的形态，C错误；基粒和类囊体属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，D错误。
考点2　细胞的生物膜系统
【概念落实】
1.（1）分泌到细胞外　（2）（放射性）同位素标记　3H标记的亮氨酸　（3）核糖体　内质网　内质网　高尔基体　胞吐
＜方法规律＞核膜、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜　核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、分泌蛋白和线粒体
2.（1）细胞器膜　核膜　（3）磷脂双分子层　流动　连续　（4）①物质运输　能量转换　信息传递　②酶附着　各种细胞器
【诊断·加强】
1.（1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　提示：并非真核生物体内所有的膜都是生物膜，如肠系膜、大网膜、口腔黏膜、脑膜、视网膜、耳膜、子宫内膜等都不属于生物膜。　（6）√
2.减小　基本不变　增大
3.协调配合　（1）高尔基体　（2）流动　（3）核糖体　内质网
【典题固法】
【高考典例】
例1　D　解析：线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D 正确。
例2　C　解析：核糖体是蛋白质的合成场所，其无膜结构，不能形成包裹蛋白质的小泡，A、B错误；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。
例3　A　解析：葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误；真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，该类蛋白发挥作用时可催化ATP水解，为跨膜运输提供能量，B正确；溶酶体内有多种水解酶，能溶解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解，C正确；叶绿体的类囊体膜是光反应的场所，其上分布着光合色素和蛋白质（酶等），利于反应进行，D正确。
【对点演练】
1.C　解析：内质网（含有单层膜）、线粒体（含有双层膜）和溶酶体（含有单层膜）等生物膜的组成成分和结构相似，结构和功能上紧密联系，A正确；异噬溶酶体和自噬溶酶体的形成体现了生物膜的结构特点：具有一定的流动性，B正确；正常生理状态下，溶酶体也能分解衰老、损伤的细胞器，C错误；由题干信息可知，处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可获得维持生存所需的物质和能量，D正确。
2.C　解析：人的成熟红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，氧气对其无氧呼吸无影响，A错误；细菌虽然没有内质网、高尔基体，但也可以合成分泌到细胞外发挥作用的蛋白质，B错误；胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐，不需要转运蛋白的协助，胰岛B细胞的分泌活动受血糖浓度的影响，可见胰岛B细胞的细胞膜上有感受血糖的受体蛋白，C正确；性激素的本质是脂质，跨膜运输的方式是自由扩散，不需要转运蛋白，D错误。
3.C　解析：核糖体是细胞中合成蛋白质的场所，被称为蛋白质的“装配机器”，A正确；镁元素是植物必需的矿质元素，是通过根部的主动运输吸收的，所以绿色植物根尖细胞膜上有吸收镁离子的转运蛋白，B正确；甲状腺细胞膜上有识别促甲状腺激素的受体，而垂体细胞膜上有识别促甲状腺激素释放激素的受体，C错误；核孔是细胞核和细胞质之间进行大分子物质交换的通道，具有选择性，D正确。
课堂小结与延伸
【构核心概念】
①细胞膜　②线粒体　③叶绿体　④液泡　⑤核糖体　⑥中心体
【练教材长句】
（1）核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体
（2）提示：在溶酶体作用下，细胞凋亡。
（3）分泌蛋白的信号序列在内质网中经修饰被切除了
【拎教材“冷”点】
（1）差速离心法　（2）高尔基体　细胞骨架　纺锤体（纺锤丝）