第2节
细胞器——系统内的分工合作
考点一　主要细胞器的结构和功能
【核心知识通关】
1.分离方法：___________。
差速离心法
2.细胞器的形态结构和功能(连线)：
3.细胞器的分类：
中心体
线粒体、叶绿体
叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、中心体
核糖体、线粒体、高尔基
体、中心体
核糖体、内质网、高尔基
体、线粒体
【特别提醒】
与细胞器有关的五个“不一定”
(1)没有叶绿体或中央液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。
(2)具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，如真菌细胞、细菌细胞等都有细胞壁。
(3)没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用，如蓝藻。
(4)没有叶绿体或光合色素不一定不能将无机物转化为有机物，如进行化能合成作用的硝化细菌。
(5)没有线粒体不一定不能进行有氧呼吸，如需氧型的原核生物。
【高考模拟精练】
1.(2015·海南高考)细胞是生命活动的基本单位。关于细胞结构的叙述，错误的是(　　)
A.细菌有核糖体，无叶绿体
B.蓝藻无细胞核，也无核糖体
C.水绵有细胞核，也有叶绿体
D.酵母菌有细胞核，无叶绿体
【解题指南】(1)题干关键词：“细胞结构”。
(2)关键知识：真核细胞与原核细胞的结构区别。
【解析】选B。本题主要考查真核细胞与原核细胞结构方面的差异。细菌和蓝藻是原核生物，无成形的细胞核，其细胞内只有核糖体一种细胞器，故A项正确，B项错误；水绵和酵母菌是真核生物，其细胞内有细胞核，水绵能进行光合作用，细胞内含有叶绿体，酵母菌是异养生物，细胞内无叶绿体，不能通过光合作用制造有机物，故C项、D项均正确。
2.(2016·蚌埠模拟)下图a、c表示细胞中的两种结构，
b是它们共有的特征，下列有关叙述正确的是(　　)
A.若b表示双层膜结构，则a、c肯定是叶绿体和线粒体
B.若b表示细胞器中含有的核酸，则a、c肯定是叶绿体和线粒体
C.若b表示产生水分子的生理过程，则a、c不可能是细胞核和高尔基体
D.若b表示磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体
【解析】选D。若b表示双层膜结构，则a、c可能是线粒体、叶绿体、细胞核中的任意两种；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体；细胞核内的转录与DNA的复制均可产生水，高尔基体形成多糖的过程中会产生水；没有膜结构的细胞器有核糖体和中心体。
【方法技巧】解答细胞器问题的技巧
(1)认真区分各种细胞器的结构。
根据是否有膜、是单层膜还是双层膜，正确识别各种不同的细胞器。
(2)准确掌握各种细胞器的功能及其特点。
①叶绿体具有双层膜，是光合作用的场所。
②线粒体具有双层膜，是有氧呼吸的主要场所。
③核糖体主要是由rRNA和蛋白质组成的，是蛋白质的装配机器。
④高尔基体是单层膜的细胞器，与动物细胞分泌物的形成有关，在细胞分裂过程中与植物细胞的细胞壁的形成有关。
【加固训练】
1.如图是显微镜视野中某细胞的一部分，有关该细胞的叙述中正确的是(　　)
A.图示为光学显微镜下的细胞结构
B.图中有两个中心体
C.DNA仅存在于结构⑥中
D.结构①和③在行使其功能时有水生成
【解析】选D。该图为电子显微镜下的细胞亚显微结构模式图，①为线粒体、②为中心体、③为核糖体、④为高尔基体、⑤为细胞质基质、⑥为细胞核；图中含有一个中心体，一个中心体由两个中心粒组成；DNA存在于线粒体、细胞核和叶绿体中，在题图所示细胞中存在于结构①、⑥中；有氧呼吸的第三阶段在线粒体中有水产生，核糖体中发生的氨基酸的脱水缩合也会形成水。
2.如图是某真核细胞的亚显微结构模式图，正确的说法是(　　)
A.具有双层膜的结构是⑤⑦
B.原核细胞中也存在②③
C.⑥与该细胞的细胞壁形成有关
D.在光学显微镜下不能观察到叶绿体和液泡
【解析】选A。具有双层膜的结构有⑤线粒体、⑦细胞核；原核细胞中只有③核糖体；⑥高尔基体与植物细胞壁的形成有关；在光学显微镜下能观察到叶绿体和液泡。
3.(2015·广东高考)下列各组细胞器均具单层膜的
是(　　)
A.液泡和核糖体
B.中心体和叶绿体
C.溶酶体和高尔基体
D.内质网和线粒体
【解析】选C。本题主要考查细胞器的结构组成。本题选项中核糖体与中心体没有膜结构，叶绿体与线粒体具有双层膜，溶酶体、高尔基体、液泡和内质网都具有单层膜，所以只有选项C正确。
考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
【核心知识通关】
1.细胞的生物膜系统：
(1)组成：_________、_______和_____等。
(2)功能。
①保证细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境
进行_____________________________的过程中起着决
定性作用。
细胞器膜
细胞膜
核膜
物质运输、能量转换和信息传递
②为多种酶提供了大量的_________，是许多重要化学
反应进行的场所。
③分隔各种细胞器，保证细胞生命活动___________地
进行。
附着位点
高效、有序
2.成分上的联系：
(1)各种生物膜组成成分基本相似：均由___________
___等组成，体现生物膜系统的_______。
(2)每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的
_______。
脂质、蛋白
质
统一性
差异性
3.结构上的联系：
内质网膜
细胞膜
4.功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为
例)：
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
流程图解读：
(1)_______(真核细胞)：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。
(2)_______：通过翻译将氨基酸合成多肽。
(3)_______：对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的方式运送至高尔基体。
细胞核
核糖体
内质网
(4)_________：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。
(5)_______：胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。
(6)_______：提供能量。
高尔基体
细胞膜
线粒体
【特别提醒】
(1)游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类不同：前者合成的是胞内蛋白，后者合成的是分泌蛋白。
(2)细胞器的膜不是孤立的：由于各种膜的化学组成成分和结构基本相同，有的可以直接相互转化，有的需要以囊泡的形式间接转化。
(3)具有空间结构的蛋白质并不是在核糖体上形成的：核糖体上合成多肽，具有空间结构的蛋白质的形成需要内质网和高尔基体的作用。
【深化探究】
(1)各种生物膜在化学成分上不是完全相同的原因是
其_____________________。
组成成分的含量有差异
(2)甲～丙表示真核细胞结构中发生的化学反应。

①甲可以将肽链加工成蛋白质，应为_______；
②乙可以进行水的光解，应为_________________；
③丙可以将[H]和O2结合成水，应为___________。
内质网
叶绿体类囊体薄膜
线粒体内膜
【典题技法归纳】
(2016·安庆模拟)下图为内质网与细胞核和高尔基复合体的相对位置关系图，箭头指示分泌物的合成及其分泌方向。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞中所有的膜统称为生物膜，其结构、成分完全相同
B.图中的箭头方向是指经内质网合成的所有物质运输的方向
C.在动植物细胞中高尔基复合体的功能是一样的
D.此图中的内质网主要合成的蛋白质有可能是胃蛋白酶
【解题指南】(1)图中信息：①核膜、内质网和高尔基复合体之间的位置关系；②转运小泡的转运方向。
(2)关键知识：分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程。
【解析】选D。生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜，其基本结构相同，但是不同的膜具有不同的生理功能，主要是由其膜上的蛋白质的种类决定的，故A错误。经内质网加工和合成的物质有蛋白质和糖类，其中有些是在细胞内起作用的，故B错误。在动物细胞中高尔基复合体的功能是与分泌蛋白的进一步加工有关；而在植物细胞中，是与新的细胞壁的形成有关，故C错误。胃蛋白酶是一种分泌蛋白，故D正确。
【母题变式】
(1)上题图中物质在核糖体合成后，一直分泌到细胞外
的过程中经过了__层膜结构，该运输方式为_____，这
体现了膜的结构具有_____________。
0
胞吐
一定的流动性
(2)若抗体的合成与分泌过程示意图(a、b、c、d、e表示细胞结构)如下：
①图中a、b、c、d、e依次表示___________________
_______________________。
②图中a、b、c中分别进行的生理过程是___________
___________________________________________。
③该过程不在原核细胞中进行，因为原核细胞中无
________ (填字母)等结构。
④若对氨基酸进行放射性同位素标记，则a、b、c、
d、e中出现放射性的有___________。
核糖体、内质网、高
尔基体、细胞膜、线粒体
脱水缩合、
蛋白质初步加工和运输、蛋白质再次加工和运输
b、c、e
a、b、c、d
【方法规律】“三看法”解读分泌蛋白的形成
细胞器分工合作的典型是分泌蛋白的合成和分泌，解题时，可从三个方面进行分析：
一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。
二看膜面积变化的结果：内质网膜面积缩小，细胞膜面积增大。
三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(加工和包装)和线粒体(提供能量)。
【高考模拟精练】
1.(2015·安徽高考)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是(　　)
【解题指南】(1)题干关键词：“抗体是分泌蛋白” “抗体肽链合成与抗体加工的场所”。
(2)关键知识：分泌蛋白的合成与分泌过程，核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体的功能。
【解析】选D。本题主要考查蛋白质的合成与加工场所。抗体属于分泌蛋白，首先在附着于内质网上的核糖体上，氨基酸发生脱水缩合反应生成分泌蛋白的肽链，肽链进入内质网进行加工，然后在高尔基体内进一步加工、修饰等，所以D选项正确。
2.(2016·濮阳模拟)诺贝尔奖评审委员会将生理学或医学奖授予詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·祖德霍夫共三位科学家，以表彰他们在细胞内主要运输系统——囊泡运输的调控机制领域所作出的杰出贡献。下列有关叙述中，不正确的是(　　)
A.囊泡膜是一种生物膜，其基本支架是磷脂双分子层
B.囊泡接受、传递和投放物质等精准行为都是受基因控制的
C.特殊囊泡——突触前膜内的突触小泡所释放的神经递质，在神经细胞之间传递神经信息
D.核糖体合成的蛋白质，经内质网、高尔基体和细胞膜的运输、加工和分泌时，共通过5层膜结构
【解析】选D。囊泡是由细胞膜或细胞器膜“出芽”形成的，因此囊泡膜是一种生物膜，其基本支架是磷脂双分子层，A正确；囊泡接受、传递和投放物质等精准行为都是受基因控制的，B正确；兴奋在神经元之间通过神经递质传递，而神经递质从突触小泡释放到突触间隙是以囊泡的形式，C正确；分泌蛋白的运输、加工和分泌都要以囊泡形式在内质网、高尔基体、细胞膜之间运输转化，因此该过程中不需要通过膜结构，D错误。
【加固训练】
1.有实验表明细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一些相同的蛋白质，而且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。据此判断下列说法正确的是(　　)
A.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
B.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
C.这类蛋白质的分布说明高尔基体能够对蛋白质进行加工
D.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
【解析】选D。相同的蛋白质出现在细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中，说明生物膜在结构上具有统一性，同时由于这类蛋白质在三种膜上的含量不同，又说明生物膜在结构上存在差异性。
2.(2015·日照模拟)下列关于生物膜系统的叙述，
正确的是(　　)
A.原核细胞无核膜及细胞器膜，因而不具有生物膜
B.生物膜功能的复杂程度取决于磷脂、糖类的种类和数量
C.内质网膜为多种酶提供了大量的附着位点
D.高尔基体膜与内质网膜在结构上直接联系
【解析】选C。生物中除某些病毒外，都具有生物膜；生物膜的主要化学成分是脂质和蛋白质，还有少量糖类。而磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，蛋白质的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度；内质网在细胞中分布最广、功能最全，为多种酶提供了大量的附着位点；内质网通过出芽的形式形成囊泡，与高尔基体在结构上间接联系。
3.(2016·郑州模拟)用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(图甲)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(图乙)，则下列分析不正确的是(　　)
A.图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C.图乙中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
【解析】选C。分泌蛋白首先在核糖体上合成，再依次经过内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜分泌到细胞外，在此过程中，由线粒体提供能量，因此选项A、B、D正确。由分泌蛋白分泌前后对比可知，内质网膜面积相对减小，细胞膜面积相对增大，高尔基体膜面积先增大后减小，最后基本不变，选项C错误。
考点三　用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体　
【核心知识通关】
1.实验原理：
(1)叶绿体呈绿色、___________形或球形，不需染
色，制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃
形等，用_______染液染成_____色后制片观察。
扁平的椭球
健那绿
蓝绿
2.实验步骤：
(1)观察叶绿体：
清水
镊子
盖玻片
叶肉细胞
形态和分布
(2)观察线粒体：
健那绿
染液
消毒牙签
盖玻片
口腔上皮细胞
蓝绿色
无色
【特别提醒】
观察叶绿体和线粒体的三点提醒
(1)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态，否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。
(2)健那绿染色剂发挥作用时，不需要破坏细胞，因为健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
(3)由于高等植物细胞中既含有叶绿体又含有线粒体，所以观察线粒体时不宜选用，否则叶绿体的颜色会影响线粒体的观察。
【深化探究】
(1)下列实验过程中细胞一直保持活性的是_______。
①细胞膜的提取
②细胞质壁分离和复原
③观察线粒体
④观察细胞中DNA和RNA的分布
⑤探究酵母菌细胞呼吸方式
②③⑤
(2)口腔上皮细胞相对比较透明，为了观察方便，通常
在用显微镜观察时选择_______________。
(3)在成功完成线粒体的观察后，有同学想用龙胆紫染
色观察实验材料中染色体的状况，是否可行？_____。
原因是_________________________________________
___________。
小光圈和平面镜
不行
口腔上皮细胞已经高度分化，不能分裂，不会
出现染色体
【高考模拟精练】
1.(2014·重庆高考)下列与实验有关的叙述，正确的是(　　)
A.人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色，其细胞核呈绿色
B.剪取大蒜根尖分生区，经染色在光镜下可见有丝分裂各时期
C.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢
D.在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构
【解题指南】(1)隐含信息：用甲基绿染色使细胞核呈绿色，说明细胞核含有DNA。
(2)关键知识：DNA主要分布于细胞核中；色素的溶解度与扩散速度呈正相关。
【解析】选A。本题考查观察DNA和RNA在细胞中的分布及显微镜的使用等相关知识。A项，甲基绿可将DNA染成绿色，DNA主要分布于细胞核中，故正确；B项，光镜下不一定能观察到有丝分裂所有时期，故错误；C项，叶绿体色素在层析液中溶解度越高，扩散速度就越快，故错误；D项，光镜下只能观察到叶绿体的形状，不能看到其结构，观察细胞器的结构需用电子显微镜，故错误。
2.(2016·泰安模拟)如图为线粒体示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A.ATP合成酶只分布在①上
B.将线粒体放在蒸馏水中，①②同时破裂
C.细菌线粒体内的核糖体形成与核仁有关
D.健那绿可使线粒体呈现蓝绿色
【解析】选D。由图可知，①表示线粒体内膜，②表示线粒体外膜，有氧呼吸的第二、三阶段都能产生ATP，即ATP合成酶除了分布在线粒体内膜上，线粒体基质中也有，A项错误；将线粒体放在蒸馏水中，由于线粒体内膜有褶皱，故线粒体外膜先破裂，B项错误；真核细胞内的核糖体的形成与核仁有关，细菌属于原核细胞，无线粒体，C项错误；健那绿可使活细胞内的线粒体呈现蓝绿色，D项正确。
3.(2016·长沙模拟)将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(　　)
A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体
B.花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的细胞核清晰可见
【解析】选A。菠菜叶片的下表皮保卫细胞中含有多个绿色扁平的叶绿体，不需染色就可直接制成临时装片观察，A项正确；花生的子叶细胞需经苏丹Ⅲ染液染色后制成临时装片，才能观察到多个橘黄色的脂肪颗粒，B项错误；人口腔上皮细胞中的线粒体是无色的，需用活细胞染色剂健那绿染液染色后才能观察到被染成蓝绿色的线粒体，C项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中清晰可见的是紫色的大液泡，观察不到细胞核，D项错误。
【易错提醒】观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片较薄的植物细胞。如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察其单层细胞的部位，若用菠菜等高等植物叶片，撕取的表皮上一定要稍带些叶肉细胞，因为叶表皮细胞中没有叶绿体。
【加固训练】
1.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法，正确的结论是(　　)
A.健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞
B.叶绿体在细胞内是均匀分布、固定不动的
C.两者都含有磷脂、DNA和相同的酶，叶绿体中还含有色素
D.高倍显微镜下可以看到被健那绿染液染成蓝绿色的叶绿体和线粒体
【解析】选A。健那绿染液是将线粒体染成蓝绿色的染料，对细胞活性无影响，故A正确，D错误；叶绿体在细胞质基质中可以移动，故B错误；线粒体和叶绿体中进行的是不同的化学反应，因此含有不同的酶，故C错误。
2.下列有关线粒体和叶绿体的叙述，错误的是(　　)
A.线粒体和叶绿体中携带的遗传信息可以表达出来
B.线粒体和叶绿体均为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同
C.线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒
D.蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用
【解析】选B。线粒体和叶绿体中都含有DNA和核糖体，都能进行基因表达，A选项正确；线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是进行光合作用的场所，两者进行的生命活动不同，其中的酶也不同，B选项错误；线粒体和叶绿体都有增大膜面积的方式，线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒，C选项正确；蓝藻是原核生物，没有叶绿体，但是含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用，D选项正确。
3.(2015·荆门模拟)现有如下材料和用具，欲观察植物细胞叶绿体的形态和分布，请选择最理想的材料完成实验并回答问题。
材料和用具：藓类的小叶、菠菜叶、棉花叶、玉米叶、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子等。
(1)实验原理：
高等绿色植物的叶绿体主要存在于_______细胞的细胞质中，可以用_______倍显微镜观察它的形态和分布。
(2)实验步骤：
①取材：选取最理想的材料是______________并均分为三份。该材料最理想的原因是其叶子薄而小，叶片是单层细胞，叶绿体清楚，不需加工即可进行观察。
②将上述三份材料分别放在载玻片上的清水滴中，盖上盖玻片，制成临时装片。
③观察：先用________观察，找到相应的细胞，然后转动________，换上________，调节________使视野亮度适宜，最后调节细准焦螺旋，直到物像清晰。
(3)实验现象：
叶绿体的形态：________________________。
【解析】(1)高等绿色植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞的细胞质中，可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。
(2)①选材主要从叶绿体是否容易观察的角度考虑。
③由于低倍镜视野大，容易找到目标，所以先用低倍镜观察，找到相应的细胞，然后转动转换器，换上高倍镜，由于高倍镜视野较暗，应调节光圈使视野亮度适宜，最后调节细准焦螺旋，直到物像清晰。
答案：(1)叶肉　高　(2)①藓类的小叶
③低倍镜　转换器　高倍镜　光圈
(3)扁平的椭球形或球形
阅卷案例1 细胞的结构与功能
【找错·纠错】
——请找出题目中的错误答案并纠正
错答1：序号______
正答：________
错答2：序号______
正答：________
②
a、b
③
囊泡
错答3：序号______
正答：_____
错答4：序号______
正答：_____
④
c
⑦
d
【全国卷题型特训】简答式
(1)新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的
_____转运到细胞质中，该结构功能的较为全面的阐述
是_____________________________________。
(2)若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶，推测该酶将被转
运到______(填字母)发挥作用，理由是丙酮酸脱氢酶
能使_________________________________________
_______________________。
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
d
丙酮酸继续脱氢，属于有氧呼吸第二阶段的反
应，发生在线粒体基质中
【满分答题规则】
【解析】(1)图中a～e分别是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体，其中具有双层膜的细胞器是叶绿体和线粒体。
(2)浆细胞中合成抗体蛋白的场所是附着于内质网上的核糖体，合成后通过囊泡运输到高尔基体中进一步加工，最后通过细胞膜分泌到细胞外发挥作用。
(3)mRNA合成后，通过核孔进入细胞质中，核孔对转运的物质具有选择性。
(4)在线粒体基质中丙酮酸脱氢酶能使丙酮酸继续脱氢，完成有氧呼吸第二阶段，产生CO2和[H]，释放少量的能量。