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考点7 细胞器和生物膜系统
一、细胞质
1. 细胞质包括 和 两部分。
2. 细胞质基质
（1）形态：溶胶状态
（2）功能：活细胞 的主要场所
二、细胞器
1. 分离细胞器的方法：
2. 细胞器的结构与功能
名称
分布
形态
结构
功能
特点
备注
叶
绿
体
植物叶肉细
胞、保卫细
胞、幼茎皮
层细胞
双层
膜结
构
细胞进行
的
场所，是“
”和“
”。
观察细胞质流动的主要
标志
蓝细菌能进行光合作用
但不含叶绿体，含有叶
绿素和藻蓝素
线
粒
体
动植物细胞
细胞进行
的
主要场所，是细胞的
“
”
。
肾小管、心肌细胞、肝
脏细胞等代谢旺盛的细
胞中线粒体含量多
哺乳动物成熟红细胞无
线粒体，只进行无氧呼
吸，原料是葡萄糖，产
物是乳酸
液
泡
主要存在于
植物细胞
单层
膜结
构
植物细胞内的环
境，充盈的液泡可以使
植物细胞保持
是最大的细胞器
花、果实等细胞液泡中
含有花青素，与叶绿体
中的色素不同
高尔
基体
动植物细胞
对来自内质网的蛋白质
进行
、
和
的“车间”和
“发送站”
一些合成抗体、消化酶
或蛋白质类激素的细胞
内高尔基体较多
动物细胞内与分泌蛋白
的合成有关，植物细胞
内则与细胞壁的形成有
关
内
质
网
动植物
①粗面内质网是细胞内
等大分子物质
的合成、加工场所；②
光面内质网是
的
合成“车间”；
③内质网是蛋白质
是联系最广泛的细胞器
内与核膜相连，外与细
胞膜相连，与高尔基体
还有间接联系
1
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的通道。
溶
酶
体
主要存在于
动物细胞
能分解
、
的
，吞噬并
杀死侵入细胞的
或
，是细胞的“
”
只有当被水解的物质进
入溶酶体时，溶酶体内
的酶类才能行驶其分解
作用
一旦溶酶体膜破损，水
解酶逸出，会导致细胞
自溶
中
心
体
动物或低等
植物细胞
无膜
结构
与细胞的
有
关
由两个相互垂直的
及其周围物质组
成。由
组
成。
这里的低等植物主要指
藻类
核
糖
体
动植物细胞
合成蛋白质的场所
是分布最广泛的细胞
器，具有细胞结构的生
物都有核糖体
原核细胞只有核糖体一
种细胞器
3. 细胞骨架
（1）存在：真核细胞中
（2）结构：由
组成的网架结构
（3）功能：①维持着细胞的
，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞
、
、
以
及
、
、
等生命活动密切相关。
三、生物膜系统
1. 生物膜系统的组成：由
共同组成生物膜系统。
生物膜系统指细胞的全部膜结构，属于细胞水平的概念，而口腔黏膜、胃黏膜等是体内的膜结构，属于个体水平的内容，不
属于生物膜系统。
原核生物、病毒等无生物膜系统。
2. 生物膜系统的功能
（1）细胞膜： （载体蛋白等）； ； （糖蛋白等）。
（2）其他膜：① 附着的支架——为生化反应的进行创造条件；
②使细胞内部 ——保证细胞生命活动高效、有序地进行。
3. 生物膜之间的联系
（1）在化学组成上的联系
①相似性：各种生物膜的 和 相似，都主要由 和 组成。
②差异性：各种生物膜的组成成分的含量有显著差异，这与不同生物膜功能的复杂程度有关，功能越复杂
的生物膜， 就越多。
（2）在结构和功能上的联系（详见考法2）
四、实验——用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
2
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1. 实验原理
（1）叶绿体一般呈绿色、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
的状态。观察细胞质的流动可用细胞质基质中的
的运动
作为标志。
2. 材料选取
（1）
，新鲜的
：原因是叶片很薄，由
构成，可以取整个小叶直接制
片。
（2）菠菜叶
：原因是下表皮的细胞排列疏松，易撕取；含叶绿体数目少且
大，易观察。
3. 实验步骤
（1）观察叶绿体的形态和分布
（2）观察细胞质的流动
4. 注意事项
（1）观察叶绿体实验用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因是接近下表皮，海绵组织较多，
大而
排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含
。
（2）实验过程中临时装片要始终保持
的状态，避免细胞活性受到影响。
3
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考法1 细胞器的结构和功能的分析与判断
1. 叶绿体和线粒体的比较
项目
叶绿体
线粒体
不
同
点
模型
分布
绿色植物细胞特有（除眼虫、绿叶海蜗牛
等特殊生物外）
动植物细胞都有
ATP
叶绿体中光反应产生的ATP 只能用与叶绿
体内部的吸能反应，如暗反应
线粒体中产生的ATP 可供各项生命活动利用
酶
与光合作用有关的酶等
与呼吸作用有关的酶等
增加膜面积
的方式
类囊体堆叠形成基粒
内膜向内折叠形成嵴
物质转化
CO2+H2O→有机物
有机物→CO2+H2O
能量转换
光能→ATP 和NADPH 中活跃的化学能→
有机物中稳定的化学能
有机物中稳定的化学能→ATP 中活跃的化学
能+热能
相同点
（1）结构方面：都有双层膜，且结构相似，内部都有核糖体
（2）遗传方面：基质中都有少量DNA 和RNA，DNA 可以复制与表达，不完全受细胞
核控制，与细胞质遗传有关
（3）功能方面：光合作用与呼吸作用都既消耗水，又产生水，均与生态系统的碳循环有
关
（4）都发生能量转换
2. 细胞生理过程中细胞器功能的归纳
项目
细胞器
备注
分泌蛋白的合成、运输及分泌
核糖体、内质网、高
尔基体、线粒体
溶酶体内的蛋白质、膜蛋白的合成也需要内质
网和高尔基体的参与
能产生水的细胞器
叶绿体
光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质中产生水
线粒体
有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上产生水
核糖体
氨基酸脱水缩合形成多肽过程中产生水
与能量转换有关的细胞器
叶绿体
光合作用
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段
能合成有机物的细胞器
叶绿体
淀粉
核糖体
蛋白质（多肽）
高尔基体
与纤维素的合成有关
内质网
脂质
与有丝分裂过程有关的细胞器
中心体
参与纺锤体的形成
4
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高尔基体
与细胞壁的形成有关
线粒体
供能
核糖体
合成蛋白质
影响细胞渗透压
液泡
细胞液中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质
等，故液泡能储存营养物质，影响细胞渗透压
细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”和“一定不”
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发生在叶绿体中。
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，真核细胞中丙酮酸的彻底氧化分
解一定发生在线粒体中。
一切生物的蛋白质合成场所一定是核糖体。
有中心体的生物不一定是动物，但一定不是高等植物。
高尔基体经囊泡分泌的物质不一定是分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。
一定不发生在细胞器中的反应：葡萄糖分解成丙酮酸。
3. 结构与功能相适应
（1）植物细胞
①根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，成熟区等不见光部位的细胞都无叶绿体。
②叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。叶绿体在植物叶的向光侧分布较集中。
（2）动物细胞
①肾小管、心肌、肝脏等部位的细胞代谢旺盛，线粒体含量多；肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的
细胞中核糖体、高尔基体含量多。
②癌细胞因能无限增殖，需要不断合成蛋白质，故核糖体的数量多，代谢旺盛，核仁较大。
（3）细胞器
①细胞器的膜结构上常有大量参与细胞代谢的酶，通过增大膜面积有利于相应化学反应的进行。
②生物膜系统的部分膜结构之间直接相连，有利于物质运输。
【典例1】 （2023 春•洛阳期末）细胞各部分的结构与其功能相适应。下列叙述错误的是（ ）
A．哺乳动物的卵细胞体积较大有利于营养物质的储存
B．小肠绒毛上皮细胞内有较多的线粒体有利于吸收物质
C．代谢旺盛的细胞内核孔数目较多有利于DNA 进出细胞核
D．植物根尖成熟区细胞具有中央液泡有利于维持细胞的渗透压
【典例2】 （2023 春•郑州期末）如图表示显微镜下某细胞器及周围的局部结构。下列相关叙述正确的是
（ ）
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A．可判断该细胞为动物或低等植物细胞
B．葡萄糖由①运人③中分解，并生成少量ATP
C．结构②属于该细胞器内膜的延伸
D．结构③中大量消耗O2
【典例3】 （2023•湖北模拟）细胞骨架主要包括微丝、微管和中间纤维3 种结构组分，在免疫调节中，抗
体与病原微生物结合形成沉淀，能诱发吞噬细胞的细胞膜伸出伪足，将病原微生物包裹起来形成吞噬体囊
泡，最后与溶酶体融合，此过程中伪足的生成与细胞内微丝及其结合蛋白在细胞膜下局部组装密切相关，
相关过程如图。下列说法错误的是（ ）
A．用纤维素酶可破坏细胞内微丝，从而改变细胞的形态
B．细胞骨架的作用还体现在锚定并支撑着许多细胞器
C．吞噬细胞的细胞膜伸出伪足的过程需要消耗细胞内的能量
D．该实例可体现细胞骨架与细胞运动、物质运输等密切相关
【变式1】 （2023 春•郑州期末）“结构与功能相适应”是生物学的基本观点之一，下列有关分析正确的
是（ ）
A．细胞膜上如果没有水通道蛋白，细胞吸水的速率不会很快
B．肌细胞富含高尔基体，有利于呼吸酶的合成
C．浆细胞光面内质网发达，有利于加工蛋白质
D．重吸收水属于主动运输，因此肾小管上皮细胞中有很多线粒体
【变式2】 （2023•湖北模拟）内共生假说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌
和蓝细菌。眼虫是一类介于动物和植物之间的单细胞真核生物。某学者想探究眼虫叶绿体的演化来源是否
符合内共生假说，下列探究方向不可行的是（ ）
A．比较眼虫叶绿体中DNA 与蓝细菌的遗传物质中的碱基序列
B．探究眼虫的叶绿体由几层膜包裹及其膜成分与蓝细菌细胞膜成分的差异
C．探究眼虫的叶绿体内的蛋白质的合成是由核DNA 指导的还是由叶绿体DNA 指导的
D．探究眼虫进行光合作用时是否有CO2的固定和O2的产生
【变式3】 （2022 秋•龙川县校级期末）溶酶体是细胞中进行“细胞内消化”的细胞器，溶酶体膜也承担
着重要的物质运输功能。如溶酶体膜上存在一种具有ATP 水解酶活性的载体蛋白——质子泵，有助于维持
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溶酶体内酸性环境（pH 约为5.0）。另外，台—萨氏综合征的病因是患者神经细胞的溶酶体中积累了大量
的神经节苷脂（GM2），不能被分解运出，从而造成精神呆滞。下列有关说法错误的是（ ）
A．H+通过质子泵进入溶酶体的方式属于主动运输
B．“细胞内消化”反应与肠道消化相同，都需消耗ATP
C．台—萨氏综合征患者溶酶体内可能缺乏水解GM2 的酶
D．衰老、损伤的细胞器在溶酶体中水解后的产物可再度被利用
【变式4】 （2023 春•平山县校级月考）科学研究发现：溶酶体是一种由膜构成的细胞器，其膜上含有较
为丰富的固醇使得糖基分子和脂质、蛋白质相互交联，使得膜的结构更加稳固，从而保持溶酶体自身稳定。
如图所示为溶酶体（内部pH 为5 左右）在细胞异体吞噬和自体吞噬中的形成过程和部分功能示意图，
①～⑤表示细胞结构。据下图分析回答（“[]”内填序号，“_____”上填文字）：
（1）图中的初级溶酶体直接来自于[
]
，其“消化”作用是因为内部含有多种
，图中所示序号中参与该物质合成的结构有
（填写相关序号），属于
生物膜系统的有
（填写相关序号）。
（2）图中异体吞噬过程中，细胞能识别病原体主要依赖于细胞膜上的
，说明溶酶体具有
的功能：自体吞噬可以降解清除图中的[
]
说明溶酶体具有
的功能。
考法2 生物膜系统在结构和功能上的联系
1. 分泌蛋白合成及分泌过程中的图像分析
（1）研究方法——同位素标记法。向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H 标记的亮氨酸，观察放射性出现的位
置。
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（2）过程
（3）相关结构膜面积的变化
内质网膜面积减小，高尔基体膜面积先增大后减小(基本不变)，细胞膜膜面积增大。
2. 各种生物膜之间的联系
（1）在成分上的联系
①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。
（2）在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，具有流动
性。
②在结构上具有一定的连续性
【典例1】 （2022 秋•开封月考）下列有关生物膜系统的说法，正确的是（ ）
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜等都属于生物膜系统
B．合成蛋白质类激素的分泌细胞的内质网一般比较发达
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C．各种生物膜的组成成分和结构完全一致，在结构和功能上有一定的联系
D．枯草杆菌也具有生物膜系统，否则就不能进行正常的生命活动
【典例2】 （2023•湖北模拟）甲状腺球蛋白（Tg）是甲状腺滤泡上皮细胞分泌的大分子蛋白质，其合成
和分泌过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．生物膜系统包括图2 中的①②③④⑤⑥
B．图1 中的过程a 需要载体蛋白的协助
C．图1 中的过程c 与图2 中细胞器①②⑤有关
D．Tg 的胞吐过程能更新细胞膜
【典例3】 （2023 春•渝中区校级期末）如图甲为某高等生物细胞结构局部示意图，图中①～⑩代表细胞
中的不同结构，图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c 表示三种细胞器。请据图作答：
（1）图甲是
（“光学”或“电子”）显微镜下的结构图，为
（填“动物”或“植
物）细胞，判断的依据是
。
（2）为了获取甲细胞中的各种细胞器，一般先采用
法破坏细胞膜获取匀浆，再采
用
法可分离得到这些细胞器。
（3）研究人员在探索乙图细胞器的功能时，将3H 标记的亮氨酸作为培养液的成分之一培养胰腺腺泡细
胞，以研究分泌蛋白的合成和运输过程。若原料中只有亮氨酸氨基部位的H 被标记时，
（填
“能”或“不能”）达到追踪蛋白质的目的，原因是
。
【变式1】 （2023 春•洛阳月考）生物膜系统在细胞的生命活动中极为重要，下列有关叙述错误的是（
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）
A．生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系
B．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
C．原核细胞的生物膜系统保证了原核细胞生命活动的正常进行
D．治疗尿毒症所用的血液透析膜模拟的是细胞膜控制物质进出的功能
【变式2】 （2023•丰都县模拟）生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3 表示3
种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图1 表示H+的跨膜运输可由不同种类的通道蛋白协助
B．图2 中受体蛋白仅能与其中一种信号分子结合，说明其具有特异性
C．图3 中ATP 参与的主要生理过程是暗反应
D．图1～3 说明生物膜具有的功能有信息交流、能量转换等
【变式3】 （2023 春•南阳期中）图1 表示胰腺细胞.可分泌胰蛋白酶等消化酶，图中的序号表示细胞的结
构，X、Y 表示加工的蛋白质。图2 表示消化酶的分泌过程。下列叙述错误的是（ ）
A．胰蛋白酶的合成和运输过程中可能需要3 种具膜细胞器的参与
B．图1 中③为内质网，氨基酸脱水缩合形成的多肽都需在其上进行加工
C．图1 中④为高尔基体，加工的蛋白质不一定通过图2 方式释放到细胞外
D．囊泡运输的货物释放到细胞外与细胞膜上具有识别作用的蛋白质相关
【变式4】 （2023 春•茅箭区校级期末）如图中的野生型是分泌正常的酵母菌，甲、乙型突变体是部分细
胞器膜结构异常，分泌过程出现障碍的酵母菌，另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中的分泌蛋白
须经内质网和高尔基体加工成熟。下列说法错误的是（ ）
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A．野生型酵母菌的分泌蛋白最初在核糖体上合成
B．甲型突变体的内质网的功能受到了影响
C．乙型突变体中的蛋白质在高尔基体中积累
D．丙型突变体分泌蛋白的合成和分泌会完全停止
【变式5】 （2022 秋•泰安期末）图甲表示蛋白质合成与分泌的基本途径与类型，据图回答下列问题：
（1）图甲中途径②⑧分别表示蛋白质转运的非分泌途径和分泌途径，由图中可看出决定其不同途径
的因素是新生蛋白质是否具有
，经内质网加工折叠，形成具有一定空间
结构的蛋白质，内质网膜鼓出形成
，到达高尔基体，该图充分体现了
。
（2）细胞各种生命活动所需能量主要由
（填一种细胞器）提供，原因是该细胞器是细胞进
行
的主要场所。
（3）若上述细胞外分泌的蛋白为胰岛素，囊泡与细胞膜融合过程，反映出生物膜具有
的特点。胰岛素可随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面的
结合，进而影响细胞的功能和代
谢，这体现了细胞膜
的功能。
（4）图乙表示细胞膜结构模型示意图，该模型的名称是
模型，其中2 表示
，
它是构成生物膜的基本支架。
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