细胞的结构与物质的运输
第5讲 细胞膜与细胞核
考试说明 1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。
2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)。
考点一 细胞膜的结构和功能
1.细胞膜的制备
图2-5-1
2.细胞膜的成分
图2-5-2
3.对生物膜结构的探索历程(连线)
实例(实验) 结论(假说)
①将膜分离提纯,
并进行化学分析
②脂溶性物质更易
通过细胞膜
③电镜下细胞膜呈清
晰的暗—亮—暗三层
结构
④将红细胞膜中的脂
质铺成单分子层后的
面积是红细胞表面积
的2倍
⑤人鼠细胞融合实验
⑥1972年不断观察及
实验数据分析
a.膜是由脂质组成的
b.膜的主要成分是脂
质和蛋白质
c.细胞膜中的脂质分子
排列为连续的两层
d.生物膜由蛋白质—
脂质—蛋白质三层结构
构成
e.提出生物膜的流动镶
嵌模型
f.细胞膜具有流动性
4.细胞膜的流动镶嵌模型
(1)模式图
图2-5-3
(2)结构特点:具有一定的流动性的原因是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的。
(3)功能特性: 。
5.植物细胞壁
图2-5-4
正误辨析
(1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。 ( )
(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。 ( )
(3)构成细胞膜的磷脂分子是不断运动的,而蛋白质是静止不动的。 ( )
(4)糖类在细胞膜上以糖脂和糖蛋白的形式存在,且糖蛋白只分布在膜外侧。 ( )
(5)磷脂分子以亲水性头部相对的方式构成磷脂双分子层。 ( )
(6)细胞间进行信息交流都是通过细胞膜上的受体完成的。 ( )
(7)各种膜所含蛋白质与脂质的比例与膜的功能有关。 ( )
(8)吞噬细胞的吞噬作用体现了细胞膜的功能特点。( )
教材拾遗
[必修1 P41] 某血液化验报告单上甲胎蛋白、癌胚抗原的检测指标超出正常值,患者体内可能出现 ,需要进一步检查确定。
1.利用网络图构建细胞膜成分、结构与功能之间的联系
图2-5-5
(1)不同细胞膜的成分种类相同,但各组分的含量不同,这与细胞膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
(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,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(3)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,二者都与细胞识别作用有关。
(4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链的位置是判断生物膜内、外侧的依据,多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧,另一侧则为细胞膜内侧。
2.细胞膜的三大功能
图2-5-6
3.细胞膜的结构特点和功能特性的比较
细胞膜的结构特点
细胞膜的功能特性
内容
具有一定的流动性
选择透过性
原因
构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子不是静止不动的,而是运动的
遗传特性
载体种类、数量
选择透过性
实例
变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐
植物对离子的选择性吸收,神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出,肾小管的重吸收作用等
(续表)
细胞膜的结构特点
细胞膜的功能特性
影响
温度(在一定范围内,温度越高,细胞膜的流动性越大)
①内因:细胞膜上载体的种类和数量
②外因:温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素
因素
联系
流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动性,才能实现选择透过性
命题角度1 考查细胞膜的组成、结构及功能
1.下列有关细胞膜的叙述错误的是 ( )
A.磷脂双分子层可以体现细胞膜的选择透过性
B.能溶解脂质的溶剂和蛋白酶都会破坏细胞膜
C.细胞膜具有物质运输、信息传递等功能
D.细胞膜两侧的离子浓度差是通过被动运输实现的
2.图2-5-7中甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图,下列有关描述错误的是( )
图2-5-7
A. 图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
B. 图乙分子具有识别的作用
C. 图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递
D. 将图乙平展在水面上,a部分与水面接触
题后归纳 4种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白:糖蛋白。
(2)膜载体蛋白:膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
(3)具催化作用的酶:如好氧细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。
(4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别,免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
命题角度2 考查细胞膜的流动性和选择透过性
3.生物膜在生命活动过程中发挥着非常重要的作用。如图2-5-8所示的过程中,相关叙述错误的是 ( )
图2-5-8
A.说明细胞膜有信息传递功能
B.说明细胞膜具有一定的流动性
C.图中所示细胞膜的识别功能依赖于膜上的载体蛋白
D.说明细胞膜具有物质运输功能
4.下列关于选择透过性膜的叙述,正确的是 ( )
A.细胞膜是选择透过性膜,主要由磷脂和糖类组成
B.植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性
C.人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2+通过,属于选择透过性膜
D.生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征
命题角度3 细胞膜相关探究实验分析
5.人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白,一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图2-5-9是相关实验记录,据此不能得到的结论是 ( )
图2-5-9
A.当温度增加到15 ℃以上时,膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C.温度对膜蛋白的运动有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
考点二 细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构
上述结构中:
(1)原核细胞不具备的是 。
(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是 。
(3)染色质和染色体的关系:染色质(间期、末期)染色体(前期、中期、后期)
2.细胞核的两大功能
图2-5-10
正误辨析
(1)真核生物细胞中细胞核是mRNA合成和加工的场所。 ( )
(2)细胞核是遗传信息储存和细胞代谢的主要场所。( )
(3)大肠杆菌的遗传信息在细胞核中转录,在细胞质中翻译。 ( )
(4)植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是细胞核。 ( )
(5)染色质和染色体物质组成上相同,空间结构上不同。 ( )
(6)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由通过。 ( )
(7)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞。 ( )
(8)核仁是遗传物质的储存场所,能控制rRNA和核糖体的合成。 ( )
教材拾遗
[必修1 P58] 科学研究证实,在精细胞变形成为精子的过程中,精子头部几乎只保留了 ,部分细胞质变成精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但是全部 被保留下来,集中在尾的基部。在受精过程中,精子头部的顶体释放多种水解酶使精子能穿越障碍进入卵细胞,顶体相当于特化的 。精子和卵细胞的识别,主要与细胞膜上的 有关。
1.细胞核功能的探究实验分析
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验过程
图2-5-11
②实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。
③实验分析:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养,作为对照。
(2)蝾螈受精卵横缢实验
①实验过程
图2-5-12
②实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。
③实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。
(3)变形虫切割实验
①实验过程
图2-5-13
②实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。
③实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。
(4)伞藻嫁接与核移植实验
①伞藻嫁接实验过程
图2-5-14
②伞藻核移植实验过程
图2-5-15
③实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。
④实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。
2.从四大层面理解细胞的整体性
(1)从结构上理解:
①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。
②核膜与内质网膜、细胞膜等构成细胞完整的“生物膜系统”。
(2)从功能上理解:细胞各部分结构和功能虽不同,但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动的。
(3)从调控上理解:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。因此,细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,使细胞形成一个整体调控系统。
(4)从与外界的关系上看,针对多细胞生物,细胞的整体性还体现在每一个细胞都要与相邻的细胞进行物质交换与信息交流。
命题角度1 考查细胞核的结构与功能
1.下列有关细胞核的叙述,错误的是 ( )
A. 真核细胞都有一个细胞核
B. 细胞核中可进行遗传物质的复制和转录
C. 核膜上有多种酶,有利于多种化学反应的顺利进行
D. 细胞核内的核仁被破坏,会影响胰岛素的合成
2.如图2-5-16所示,下列有关细胞核的叙述,正确的是 ( )
图2-5-16
A.①②主要是由DNA和蛋白质组成的结构,在细胞周期中发生周期性变化
B.③是由2层磷脂分子组成的
C.核苷酸、信使RNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔才能进出细胞核
D.⑤是细胞代谢活动的控制中心
题后归纳 关于细胞核结构与功能的5点提醒
(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核膜和核孔都具有选择透过性,核孔虽然允许大分子物质如RNA和某些蛋白质通过,但是不允许细胞核中的DNA通过其进入细胞质。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。
(4)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。
(5)染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同。
命题角度2 考查细胞核功能的实验探究
3.有人利用真核单细胞生物a、b做了如图2-5-17中实验,该实验最能说明的问题是 ( )
图2-5-17
A.控制c性状产生的遗传信息来自细胞核
B.控制c性状产生的遗传信息来自细胞质
C.细胞核内的遗传信息控制生物的一切性状
D.c性状的产生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的
真题·预测
1.[2017·全国卷Ⅰ] 细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于 ( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
2.[2016·全国卷Ⅲ] 下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )
A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
3.[2015·海南卷] 细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是 ( )
A.细胞膜是一种选择透过性膜
B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP
C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜
D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中
1.下列关于膜蛋白的组成与功能的说法,不正确的是 ( )
A.膜蛋白的元素组成一般为C、H、O、N
B.膜蛋白参与生物膜的构成,不具有催化功能
C.精子和卵细胞的识别、结合与膜蛋白有关
D.神经纤维上静息电位的维持与膜蛋白有关
2.根据图2-5-18分析动物细胞,叙述错误的是 ( )
图2-5-18
A.此图可表示动物细胞膜的结构模式图
B.无机盐离子、尿素和酒精的运输可能与膜上的②⑤等载体有关
C.此图所示A面为膜外,B面为膜内
D.若将该细胞膜的磷脂层平展在空气—水界面上,则③与水面接触
3.心血管疾病目前是发达国家所有疾病中的“头号杀手”。最新研究表明,其致病机制是核孔复合物的运输障碍。据此分析正确的是 ( )
A.核孔是细胞核与细胞质之间任何物质进行运输的通道
B.人体成熟的红细胞中核孔数目很少,因此红细胞代谢较弱
C.核孔运输障碍的直接原因可能是核孔复合物发生改变
D.tRNA在细胞核内合成,运出细胞核发挥作用与核孔复合物无关
1.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
2.组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
3.生物膜具有选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。
4.核膜、核孔都具有选择透过性。
5.核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关。
6.染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
7.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
第6讲 细胞器与生物膜系统
考试说明 1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)。
2.实验:观察线粒体和叶绿体。
考点一 主要细胞器的结构与功能
1.细胞器的分离方法
方法: 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开。
2.“八种”常见细胞器的结构及功能
图2-6-1
(1)① :细胞内的“消化车间”,分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的 。
(2)② :与细胞的有丝分裂有关。
(3)③ :“生产蛋白质的机器”,原核细胞中唯一的细胞器。
(4)④ :主要是对来自内质网的蛋白质进行 的“车间”及“发送站”。
(5)⑤内质网:细胞内蛋白质 ,以及 合成的“车间”。
(6)⑥ :进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。
(7)⑦ :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)⑧ :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。
正误辨析
(1)线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高。 ( )
(2)叶绿体中发生的光能转换过程,不需要蛋白质参与。 ( )
(3)成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的少。 ( )
(4)酵母菌在高尔基体上合成膜蛋白,性腺细胞在内质网上的核糖体中合成性激素。 ( )
(5)溶酶体合成和分泌多种水解酶。 ( )
(6)线粒体的嵴和叶绿体的基粒均显著增大了膜面积,有利于酶的附着以提高代谢效率。 ( )
(7)高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关。 ( )
(8)动物细胞的一个中心体由一对中心粒构成,中心粒在分裂前期数目加倍。 ( )
教材拓展
1.[必修1 P46] 矿工中常见的职业病——硅肺的病因是什么?
2.[必修1 P58] 新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,肉较老,口味不好,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞中 (填细胞器名称)的作用有关,试分析原因: 。
1.线粒体与叶绿体在结构与功能上的联系
线粒体
叶绿体
不
同
点
结构
增大膜面
积的方式
内膜向内折叠形成嵴
由囊状结构堆叠形成基粒
完成的
生理过程
有氧呼吸的主要场所,完成有氧呼吸的第二、三阶段
光合作用的场所,完成光合作用的全过程
所含的
酶种类
与有氧呼吸第二、三阶段有关的酶,分布于内膜和基质中
与光合作用有关的酶,分布于类囊体薄膜和基质中
相同点
(1)具有双层膜结构
(2)均含有少量DNA、RNA和核糖体等,可自主复制,并合成相关蛋白质。是细胞质遗传的物质基础
(3)均具有能量转换功能,产生ATP
(4)共同参与自然界的碳循环
2.比较归类各种细胞器
(1)
(2)
(3)
(4)从功能上分析
①与主动运输有关的细胞器
② 参与细胞
③生理活动中发生碱基互补配对现象的细胞器:线粒体和叶绿体(DNA复制和表达)、核糖体(翻译)。
④产生水的细胞器:线粒体(有氧呼吸)、核糖体(脱水缩合)、叶绿体(光合作用)、植物细胞高尔基体(形成细胞壁)等。
3.不同细胞间的差异辨析
(1)从物质层面看,不同细胞间的差异主要体现为蛋白质种类、数量不同。
(2)从细胞结构层面看,不同细胞间的差异主要体现在细胞器的种类和数量上。
①在代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多。
②蛋白质合成旺盛的细胞内,核糖体、线粒体等含量较多。
③可进行光合作用的细胞(如叶肉细胞)含大量叶绿体。
命题角度1 线粒体与叶绿体在结构与功能上的联系
1.如图2-6-2是真核细胞中的两种细胞器的结构模式图,下列叙述错误的是 ( )
图2-6-2
A.①和②的主要成分是蛋白质和磷脂
B.分布于③上的叶绿素的合成需要Mg
C.在甲、乙中,②的功能都只是控制物质进出
D.④中除了含有相关的酶外,还含有少量DNA
2.[2018·山西六校联考] 下列关于线粒体和叶绿体的叙述,错误的是 ( )
A. 细胞分化后,不同类型的植物细胞中线粒体和叶绿体的数量不同
B. 细胞吸收无机盐离子所需的能量可来自线粒体和叶绿体
C. 葡萄糖在叶绿体中合成,其分解产物能在线粒体中被彻底氧化分解
D. 叶绿体和线粒体中的基因都能转录生成mRNA
命题角度2 综合考查细胞器的结构与功能
3.下列关于细胞器的结构和功能的说法,正确的是 ( )
图2-6-3
A.四种结构中均可以发生A—U配对现象
B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c参与
D.a、c、d都具有双层膜结构
4.[2018·四川遂宁模拟] 下列有关细胞结构的描述,正确的是 ( )
A.有溶酶体的细胞一定具有核糖体
B.有染色体的细胞一定有核膜、核仁
C.有线粒体的细胞一定不产生乳酸
D.有中心体的细胞一定没有叶绿体
易错警示 与细胞器有关的8个易错点
(1)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同,所具有的生理功能也不同。
(2)内质网有两类:粗面内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关;滑面内质网与脂质(如性激素)的合成有关。
(3)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关,是各种膜成分相互转化的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
(4)液泡中的色素是花青素,与花和果实的颜色有关;叶绿体中的色素是叶绿素等,与光合作用有关。
(5)各种细胞器并不是在每个细胞中同时存在。如植物根部和其他不见光部位的细胞都无叶绿体,叶片表皮细胞也不含叶绿体;分生区细胞无大液泡;蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体,且只能进行无氧呼吸。
(6)细胞的结构与功能相适应:需要能量多的细胞含线粒体较多,如心肌、肝脏、肾小管等部位的细胞;分泌蛋白合成旺盛的细胞含核糖体、内质网、高尔基体较多,如肠腺、胰腺细胞等。
(7)溶酶体来自高尔基体,溶酶体中的酸性水解酶是在核糖体上合成多肽链,然后进入内质网进行初步加工,再进入高尔基体最终加工形成的,溶酶体既消化外来的病毒、病菌,也消化自身衰老、损伤的细胞器。
(8)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。
命题角度3 考查细胞类型的判断
5.如图2-6-4代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ绘出了各自区别于其他生物的标志结构,请据图判断下列说法不正确的是 ( )
图2-6-4
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨
B.可以判断Ⅲ为低等植物,因为它同时具有①和⑥
C.Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ类生物中都有生物可进行光合作用合成有机物
D.Ⅴ类生物既可营寄生生活,也可以独立生存
题后归纳 不同类型细胞图像的识别方法
(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断
是否表示出细胞器的结构
(2)真、原核细胞及动、植物细胞的判断
图2-6-5
考点二 生物膜系统在成分、结构和功能上的联系
1.生物膜系统的组成和功能
图2-6-6
2.生物膜系统在成分上的联系
(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 。
3.生物膜系统在结构上的联系
图2-6-7
正误辨析
(1)分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。 ( )
(2)生物膜系统是生物体内所有膜结构的统称。 ( )
(3)叶绿体的基质中没有与光合作用有关的酶。 ( )
(4)生物膜之间的囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量。 ( )
(5)链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜。 ( )
(6)细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输。 ( )
(7)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成,病毒只有细胞膜 ( )
(8)内质网是生物膜的转换中心,因为内质网膜与高尔基体膜和细胞膜直接相连。 ( )
(9)生物膜功能的复杂程度取决于磷脂、糖类的种类和数量。 ( )
教材拾遗
[必修1 P49] 利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位,通过小球膜与细胞膜融合,将药物送入细胞,这一过程体现了细胞膜的结构特点是细胞膜 。
1.分泌蛋白的合成、分泌过程分析
图2-6-8
流程图解读:
(1)细胞核(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)核糖体:通过翻译将氨基酸合成为多肽。
(3)内质网: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。
(4)高尔基体:将较成熟的蛋白质再加工为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到细胞膜。高尔基体为转化的“枢纽”。
(5)细胞膜:胞吐作用,将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。
(6)线粒体:为各项过程提供能量。
(7)运输的方向:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。追踪方法:同位素标记法。
2.蛋白质分泌相关图示解读
图2-6-9
(1)由图甲可以看出分泌蛋白合成、加工、运输过程如下:
核糖体→内质网高尔基体细胞膜。
(2)图乙表示放射性在不同结构出现的先后顺序,据图可判断分泌蛋白的转移途径。
(3)图丙和图丁分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工和运输过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大的现象。
命题角度1 考查生物膜系统在结构与功能上的联系
1.下列关于生物膜和生物膜系统的叙述,正确的是 ( )
A. 分泌蛋白的分泌需要消耗能量,也需要细胞膜上的载体协助
B. 细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必要结构
C. 胰岛细胞中高尔基体膜比心肌细胞中高尔基体膜成分的更新速度更快
D. 高尔基体膜和内质网膜在结构上直接联系
2.细胞的各种膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,关于“膜流”的叙述正确的是 ( )
A.膜流可参与细胞不同结构间或细胞内外的物质转运
B.变形虫摄食时膜流方向是细胞膜→高尔基体→内质网
C.大肠杆菌和酵母菌也都具有膜流现象
D.细胞的膜流参与细胞膜的更新,其中内质网是细胞膜流的“枢纽”
题后归纳 生物膜间的“联系”三层面
图2-6-10
命题角度2 以图解形式考查囊泡分泌物的分泌过程
3.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,测得与分泌蛋白合成和分泌相关的一些细胞器上放射性的变化,相关结构如图2-6-11所示,则下列说法不正确的是 ( )
A.分泌蛋白合成和分泌过程中相关的一些细胞器上出现放射性的顺序依次是②③④
图2-6-11
B.在①和②上合成的蛋白质都可以分泌到细胞外
C.在分泌蛋白合成与分泌过程中④的膜面积变化不大
D.在此图中与分泌蛋白合成和分泌相关的细胞器共有4种
4.如图2-6-12中甲表示分泌蛋白的形成过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中,错误的是 ( )
图2-6-12
A.图甲中的a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
B.图甲中构成分泌蛋白的物质X最多有20种,b的产物没有生物活性
C.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换
D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性的特点
题后归纳 分析分泌蛋白的合成、加工、运输
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、分类、包装、发送)和线粒体(提供能量)
考点三 实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1.实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,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,用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。
2.实验步骤
(1)观察叶绿体
制作藓类叶
片临时装片
在低倍显微镜下找到叶片细胞
在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布情况
(2)观察线粒体
制作人的口腔上皮细胞临时装片
在低倍显微镜下找到口腔上皮细胞
在高倍显微镜下观察
3.注意事项
(1)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。
(2)用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作实验材料的原因:靠近叶下表皮的是海绵组织,叶绿体大而排列疏松,便于观察;带叶肉是因为叶片表皮细胞不含叶绿体。
(3)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
(4)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。观察线粒体要选择无色的细胞,如人的口腔上皮细胞。
(5)观察线粒体时,要漱净口腔,防止杂质对显微观察造成干扰。
1.下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞中线粒体的实验的说法,错误的是 ( )
A.牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性
B.制作装片时要在洁净的载玻片上滴一滴健那绿染液
C.在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色
D.在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有2层细胞膜
2.[2018·山西太原模拟] 下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法不正确的是 ( )
A.健那绿染液是一种活细胞染料,几乎不损伤细胞
B.在高倍显微镜下,可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体
C.健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色
D.藓类叶片可用于观察叶绿体
真题·预测
1.[2018·全国卷Ⅰ] 生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是 ( )
A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C.细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道
D.线粒体DNA位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶
2.[2018·天津卷] 生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是 ( )
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜,识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜,识别并结合激素
载体
C
位于类囊体膜,催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜,引起特异性免疫
抗原
3.[2016·全国卷Ⅰ] 下列与细胞相关的叙述,正确的是 ( )
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
1.下列有关组成细胞的分子和细胞结构的叙述,错误的是 ( )
A. 人体成熟红细胞内没有线粒体,不能进行有氧呼吸
B. 磷脂、蛋白质和核酸是组成T2噬菌体、肺炎双球菌必不可少的有机物
C. 细胞骨架能维持真核细胞的形态,它与细胞的物质运输等活动有关
D. 细胞中核糖体的形成不一定都与核仁密切相关
2.细胞自噬作用的机理如图2-6-13所示,下列说法错误的是 ( )
图2-6-13
A.分隔膜的基本支架是磷脂双分子层
B.自噬作用的结构基础是生物膜具有一定的流动性
C.自噬溶酶体中生成的小分子穿过两层膜进入细胞质后可再度被利用
D.溶酶体中没有分解SiO2的酶导致自噬过程异常,因此处于硅尘环境下的工人易患硅肺
3.图2-6-14为真核细胞蛋白质合成和转运的示意图。下列叙述正确的是 ( )
图2-6-14
A.图中由双层膜包被的结构只有①
B.图中与胰岛素合成有关的结构有①②③④⑤
C.若②合成的是呼吸酶, 则该酶在⑥中发挥作用
D.若②合成的是染色体蛋白,则该蛋白会运送到①⑤⑥中
1.分泌蛋白合成和运输的研究方法:同位素标记法。
2.分泌蛋白运输的方向:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
3.分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐,需消耗能量,体现了细胞膜具有一定的流动性。
4.多肽是在核糖体上形成的,空间结构是在内质网上形成的,成熟蛋白质是在高尔基体中形成的。
5.真核细胞有生物膜系统,原核细胞没有,原核生物的生物膜只有细胞膜。
6.溶酶体是“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病菌。
第7讲 细胞的物质输入和输出
考试说明 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。
2.实验:(1)通过模拟实验探究膜的透性。
(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点一 细胞的吸水和失水
1.渗透作用原理
(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)发生渗透作用的条件:一是具有 ,二是半透膜两侧的溶液具有 。
2.动物细胞的吸水和失水
(1)
(2)
现象
3.成熟植物细胞的吸水和失水
图2-7-1
(1)当 > 时,细胞失水,发生 现象。
(2)当
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