第2课时 物质进出细胞的方式
新课标 核心素养
1.举例说明主动运输的特点和意义。2.举例说明胞吞、胞吐的特点和意义。3.解释物质跨膜运输的方式与细胞质膜结构的关系。4.说明两种被动运输方式的异同。 1.科学思维——结合图示和图表，掌握不同跨膜运输方式的特点及意义，提升比较归纳能力。2.生命观念——通过总结物质跨膜运输方式与细胞结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。
知识点(一)被动运输
1．被动运输的特点
物质进出细胞时，顺浓度梯度进行的扩散。
2．两种被动运输的方式
(1)简单扩散与协助扩散的图示：
①甲属于简单扩散
判断理由：高浓度→低浓度，不需载体。
②乙属于协助扩散
判断理由：高浓度→低浓度，需载体协助。
(2)简单扩散与协助扩散的比较：
下列属于简单扩散的是①④⑤，属于协助扩散的是①③⑥。
①顺浓度运输 ②逆浓度运输 ③需要载体
④不需要载体 ⑤水、O2、CO2等物质通过细胞质膜
⑥葡萄糖进入红细胞
3．两种运输的限制因素
(1)简单扩散除了与半透膜两侧的浓度差有关外，还与物质的脂溶性、相对分子质量大小、所带电荷的种类和数量有关。
(2)协助扩散除了与半透膜两侧浓度差有关，还与载体蛋白有关。
(1)细胞质膜可以让水分子自由通过(√)
(2)小分子、离子通过细胞质膜的方式可能不同(√)
(3)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞质膜(×)
(4)具有半透性的结构都具有选择透过性(×)
1．(生命观念)试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
提示：自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
2．(科学思维)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，二者的区别是什么？
提示：载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。
1．下图表示与自由扩散、协助扩散有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是( )
A．肺泡上皮细胞吸收氧气——①④
B．人的成熟红细胞吸收葡萄糖——②③
C．甘油进出细胞——①③
D．肌肉细胞吸收水——②④
解析：选C ①②表示两种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散，③④表示两种影响因素曲线，分别对应自由扩散、协助扩散。肺泡上皮细胞吸收氧气是自由扩散，对应①③；人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，对应②④；甘油进出细胞属于自由扩散，对应①③；肌肉细胞吸收水的方式是自由扩散和协助扩散，对应①②③④。
2．如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述正确的是( )
A．该膜中载体蛋白也能运输半乳糖
B．甘油以该方式进入肌细胞
C．该方式不会出现饱和现象
D．该方式属于被动运输
解析：选D 物质运输的过程中，载体蛋白具有专一性，该载体蛋白只能运输葡萄糖，不能运输其他物质，A错误；甘油以自由扩散的方式进入肌细胞，不需要载体蛋白协助，也不需要消耗能量，B错误；协助扩散的运输动力是物质的浓度差，但需要载体蛋白协助，当细胞外葡萄糖浓度足够高时，由于载体蛋白数量的限制，会出现饱和现象，C错误；协助扩散的特点就是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输，需要载体蛋白，不消耗能量，属于被动运输，D正确。
[归纳提升]
1．膜上的两种转运蛋白
名称 转运对象 特点
载体蛋白 与自身结合部位相适应的分子或离子 每次转运时都会发生自身构象的改变
通道蛋白 与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子 转运分子不需要与通道蛋白结合
2.转运蛋白的特性
(1)专一性：一种转运蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质。
(2)饱和性：细胞质膜上的转运蛋白数量有限，在运输过程中当所有转运蛋白都已承担相应的运输任务时，运输的速度不再因其他条件而加快。
名师提醒：(1)被动运输中“高浓度”和“低浓度”是指运输的离子和小分子本身的浓度，而不是它们所处溶液的浓度。
(2)两种扩散方式的动力均来自细胞内外物质的浓度差，此外协助扩散还与转运蛋白的种类和数量有关。
(3)被动运输的速率还与被运输物质分子的大小及其脂溶性程度等有关。分子越小、脂溶性越强，运输速率越快。
(4)水分子可以通过自由扩散的方式进出细胞，也可以借助细胞质膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
知识点(二)主动运输
1．运输方向：从低浓度→高浓度。
2．运输条件
(1)需要载体蛋白协助。
(2)需要消耗细胞内的能量。
3．实例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
4．意义：保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
(1)大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞(×)
(2)需要消耗ATP的运输方式都是主动运输(×)
(3)蛋白质都通过主动运输方式分泌到细胞外(×)
(4)性激素通过主动运输分泌到细胞外(×)
(5)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变(×)
1．(生命观念)细胞质中与主动运输有关的结构可能有哪些？
提示：核糖体、线粒体、细胞质基质。
2．(科学思维)细胞质膜和细胞器膜吸收物质时都具有选择性，但因其功能不同，所选择吸收的物质不同，试结合膜的组成成分分析，二者选择性差异的原因是什么？
提示：蛋白质是生命活动的主要承担者，由于膜蛋白的差异导致选择性出现差异。
1．有一种物质逆浓度梯度透过小肠绒毛上皮细胞质膜，且需膜上蛋白质的协助。这种物质及其透过小肠绒毛上皮细胞质膜的方式分别是( )
A．氧气，自由扩散 B．葡萄糖，协助扩散
C．葡萄糖，主动运输 D．蛋白质，胞吐
解析：选C 该物质在膜上蛋白质的协助下逆浓度梯度透过小肠绒毛上皮细胞质膜，故为主动运输；葡糖糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式为主动运输。
2．下图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线图。则影响a、b两点和b、c两点吸收量不同的因素分别是( )
A．载体蛋白数量、能量
B．能量、载体蛋白数量
C．载体蛋白数量、离子浓度
D．能量、离子浓度
解析：选B 胡萝卜对K＋和NO的吸收方式都是主动运输，主动运输需要载体蛋白和能量，a、b两点对应的氧浓度不同，a点高于b点，且a点时吸收NO多，可见能量是影响因素；b点与c点是同一氧浓度，而b点吸收量高于c点，说明能量供应相同的条件下，运输K＋和运输NO的载体蛋白数量不同。
[归纳提升]
1．物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式 被动运输 主动运输
简单扩散 协助扩散
物质运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 高浓低浓度→度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
图例
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
2．影响物质跨膜运输的因素
(1)影响自由扩散的主要因素：细胞质膜内外物质的浓度差；物质的脂溶性、分子大小和带电性。
(2)影响协助扩散的主要因素：细胞质膜内外物质的浓度差、细胞质膜上运载物质的载体数量。
(3)影响主动运输的主要因素：
①内因：载体的种类和数量。
②外因：由于主动运输消耗细胞代谢释放的能量，因此凡是影响细胞代谢的因素都影响主动运输，如氧气、温度或pH等因素。
(4)物质浓度、氧气浓度及温度对物质跨膜运输的影响：
①物质浓度(在一定的浓度范围内)对物质跨膜运输的影响如下图所示：P点后运输速率受载体蛋白数量制约；P′点后物质由低浓度向高浓度运输。
②氧气浓度对物质跨膜运输的影响如下图所示：P点之后运输速率受载体蛋白数量限制；O点由无氧呼吸提供能量。
③温度对物质跨膜运输的影响：
知识点(三)胞吞和胞吐
1．胞吞
胞吞是通过细胞质膜的变形运动将细胞外物质转运进细胞的过程。根据物质的大小及其入胞机制的不同，可将胞吞分为两种主要类型，细胞以大囊泡内吞较大固体颗粒的过程叫吞噬；细胞通过小囊泡将细胞周围的微滴状液体摄入细胞的过程叫胞饮。
2．胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞质膜处并与之结合，再将大分子排出细胞的过程。
3．胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的破裂与融合，是一个需要细胞代谢供能的过程。
(1)分泌蛋白主要通过主动运输的方式排到细胞外(×)
(2)细胞胞吞、胞吐大分子物质不消耗能量(×)
(3)只有大分子物质才能进行胞吞、胞吐的运输(×)
(4)细胞在不断胞吞的过程中，细胞膜的面积会越来越小(×)
(5)胞吞参与细胞信号的传导(√)
1．(科学思维)胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特点有什么关系？
提示：胞吞、胞吐过程的实现充分体现了生物膜的流动性。
2．(社会责任)科学家预测在不久的将来，能研制出可口服的“瘦素穿肠蛋白”的新产品来治疗肥胖，这种药品通过口服能进入人体血液，你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式是什么？说说你的理由。
提示：胞吞。“瘦素穿肠蛋白”的化学本质是蛋白质，为大分子物质，大分子物质以胞吞的方式进入细胞。
1．由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。其过程如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．该过程以膜的流动性为基础
B．由受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式运输
D．该过程不能体现细胞质膜的选择透过性
解析：选C 由图示知受体介导的胞吞作用是生物大分子的运输过程，以膜的流动性为基础，存在细胞识别并需内部供能，但不能体现膜的选择透过性。Na＋、K＋为小分子物质，不能通过此种方式运输。
2．如图所示为大分子物质出入细胞的过程。下列与此有关的叙述错误的是( )
A．a与b的发生均以膜的流动性为基础
B．a和b都要消耗能量
C．细胞在进行b过程的同时膜成分也随之更新
D．b与a体现了膜的选择透过性
解析：选D 大分子物质通过胞吞和胞吐的方式进出细胞，体现了膜的流动性，A正确；胞吞和胞吐都需要消耗能量，B正确；细胞分泌大分子物质的过程，存在生物膜之间的相互转化，导致膜成分的更新，C正确；胞吞和胞吐是大分子物质进入和排出细胞的一种方式，通过膜融合的方式将物质吸收或排出细胞，与膜的选择透过性无关，D错误。
[归纳提升]
胞吞和胞吐的比较
物质非跨膜运输的方式 胞吞 胞吐
条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理 生物膜具有流动性
特点 物质不穿过细胞质膜，而是通过囊泡转移，需要消耗能量，不需要载体
物质类型 可以是固体，也可以是液体
运输方式 生物膜将运输物包裹成囊泡
运输方向 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外
模型
实例 变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等 胰岛B细胞分泌胰岛素
结论 各种生物膜的组成成分相似，可以相互转化
[学习小结]
1．在物质进出细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是( )
A．由高浓度向低浓度扩散
B．需要通道蛋白
C．由低浓度向高浓度扩散
D．不需要通道蛋白
解析：选D 自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度(高浓度→低浓度)跨膜运输，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要通道蛋白，而协助扩散需要通道蛋白。
2．下列关于O2进出红细胞的叙述，错误的是( )
A．跨膜运输方式属于自由扩散
B．运输的方向取决于红细胞内外O2浓度的大小
C．运输的速率取决于红细胞内外O2浓度差的大小
D．运输的总量取决于红细胞内能量的多少
解析：选D O2进出红细胞的方式为自由扩散，从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧，运输速率取决于红细胞内外浓度差的大小。运输的总量与红细胞内的能量无关。
3．下列关于自由扩散与协助扩散的说法中，正确的是( )
①都不需要能量 ②都不需要载体 ③自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度 ④都是被动运输 ⑤一些较大的分子如葡萄糖，可以通过协助扩散顺浓度梯度运输
A．①②④ B．①③④
C．①④⑤ D．①②⑤
解析：选C 自由扩散和协助扩散都属于被动运输，都是顺浓度梯度进行的，都不需要消耗能量，协助扩散需要载体蛋白的协助，一些较大的分子如葡萄糖，进入红细胞的方式是协助扩散，故选C。
4．某科学家在研究物质运输时发现下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线②和④相符，最可能是下列哪一过程( )
A．葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞
B．Na＋通过离子通道进入神经细胞
C．小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸
D．组织细胞从组织液吸收氧气
解析：选C 曲线②和④中，该种物质有最大运输速率，说明不是自由扩散；该物质运输与氧浓度有关，说明不是协助扩散，即该物质的运输方式为主动运输。葡萄糖进入红细胞、Na＋通过离子通道进入神经细胞都为协助扩散，A、B错误。小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输，C正确。氧气跨膜运输为自由扩散，D错误。
5．下图表示某物质排出细胞的过程(下方表示细胞内部)。下列叙述正确的是( )
A．囊泡中包裹的物质一定是大分子
B．囊泡中包裹的物质没有穿过细胞质膜
C．变形虫摄食过程与此过程相同
D．此过程不需要消耗能量
解析：选B 囊泡中包裹的物质一般是大分子物质，也可以是小分子物质，如神经递质，A错误；囊泡中包裹的物质排出细胞不穿过细胞质膜，B正确；该过程表示胞吐过程，向外分泌物质，变形虫摄食过程是胞吞过程，C错误；胞吞和胞吐过程需要消耗能量，D错误。
6．下图表示小肠绒毛上皮细胞的细胞质膜对不同物质的运输方式(运输的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度)，下列叙述正确的是( )
A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
解析：选A a物质由高浓度一侧运输至低浓度一侧，不需要载体蛋白，也不消耗能量，属于自由扩散，故a物质可能是氧气、水、甘油或胆固醇；b物质由低浓度一侧运输至高浓度一侧，需要载体蛋白、消耗能量，运输方式为主动运输，故b物质可能是葡萄糖或氨基酸。
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10第1课时 细胞质膜具有选择透过性
新课标 核心素养
1.说出渗透作用发生的条件。2．理解质壁分离与复原的原理和过程。 1.生命观念——感悟正常的物质进出对细胞代谢的重要意义，认同生物体的结构和功能相适应的特点。2．科学探究——通过对探究植物细胞的吸水和失水实验的设计和操作，进一步掌握探究类实验的设计思路，提升实验操作能力。
知识点(一)水进出细胞的原理
1．渗透作用
(1)含义：水分(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)条件：半透膜和渗透压差。
(3)方向：水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散。
2．水进出动物细胞(以哺乳动物红细胞为例)
(1)动物细胞所形成的“渗透装置”：
①半透膜：细胞质膜。
②渗透压差：细胞质与外界溶液之间的渗透压差。
(2)现象：
①当外界溶液渗透压大于细胞液的渗透压时，细胞失水。
②当外界溶液渗透压等于细胞液的渗透压时，水分子进出平衡。
③当外界溶液渗透压小于细胞液的渗透压时，细胞吸水。
3．水进出植物细胞(以成熟植物细胞为例)
(1)植物细胞所形成的“渗透装置”：
①半透膜(原生质层)：细胞质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
②渗透压差：细胞液与外界溶液之间的渗透压差。
(2)现象：
①当细胞液的渗透压小于外界溶液渗透压时，细胞液中的水分子会透过原生质层进入外界溶液。
②当细胞液的渗透压大于外界溶液渗透压时，外界溶液中的水分子会透过原生质层进入细胞液。
(1)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动(√)
(2)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破(×)
(3)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞(√)
(4)原生质层由细胞壁、细胞质膜、液泡膜及所有细胞质组成(×)
(5)植物细胞吸水停止时，细胞液渗透压等于外界溶液渗透压(×)
(6)细胞内的液体统称为细胞液(×)
1．(科学思维)半透膜两侧溶剂分子的扩散方向取决于一种溶质浓度还是取决于溶质的总浓度？
提示：取决于半透膜两侧溶质的总浓度，也就是所有溶质的物质的量浓度。
2．(科学探究)结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。
(1)如果用纱布代替玻璃纸(半透膜)，漏斗管内液面还会升高吗？
提示：不会，因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖溶液都能通过。
(2)如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？
提示：液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的渗透压相等，单位时间内由烧杯进入漏斗内的水分子等于由漏斗进入烧杯内的水分子。
(3)渗透作用发生的条件是什么？
提示：具有半透膜和渗透压差。
1．如图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述不正确的是( )
A．半透膜内溶液的浓度变化可用曲线丙表示
B．水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示
C．玻璃管内的液面高度变化可用曲线丙表示
D．半透膜内外浓度差可用曲线乙表示
解析：选A 开始时，半透膜内为质量分数为30%的蔗糖溶液，半透膜外为蒸馏水，水分子由膜外进入膜内，蔗糖溶液浓度降低，直至平衡，可用曲线乙表示，A错误。开始时，半透膜两侧浓度差大，水分子进入半透膜内的速率较大，随着水分子不断进入膜内，半透膜两侧的浓度差越来越小，半透膜内外的高度差越来越大，当高度差产生的压强等于膜两侧的渗透压之差时，半透膜两侧达到渗透平衡，该过程中水分子进入半透膜的速率和半透膜两侧的浓度差逐渐下降，直至平衡，均可用曲线乙表示，B、D正确。由上述分析可知，随着水分子的进入，玻璃管内的液面逐渐上升，在达到渗透平衡时停止，可用曲线丙表示，C正确。
2．a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度。下列图中能正确表示三者之间水分子总体流动方向关系的是( )
解析：选C 本题考查渗透吸水的原理，属应用层次。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就渗透吸水；反之，当细胞液的浓度小于外界溶液浓度时，细胞就通过渗透作用失水。由于a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度，故三者关系如C项所示。
[归纳提升]
1．渗透
(1)概念：在细胞质膜等结构的两侧，水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透。
(2)渗透装置：如图所示为一个典型的渗透装置。
由于单位体积内清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，所以单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。所以，一段时间后，漏斗管内液面上升。
(3)渗透发生的条件：①具有半透膜；②膜两侧的溶液存在渗透压差。
(4)渗透的方向：水分子总是由单位体积中水分子较多的溶液向单位体积中水分子较少的溶液渗透。
(5)渗透压差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差。
(6)半透膜通常指某些物质(如水分子)能通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过半透膜取决于物质分子的直径与半透膜孔隙的大小。
2．半透膜与选择透过性膜的比较
细胞质膜和其他细胞器膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，细胞生命活动需要的一些离子和小分子也可以通过，而其他离子和分子不能通过。半透膜和选择透过性膜的比较如表所示。
项目 半透膜 选择透过性膜
不同点 概念 允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的多孔性膜(玻璃纸、羊皮纸等) 根据生命活动的需要，决定物质分子能否通过的生物膜
特点 ①允许小分子物质通过；②不具有生物活性 ①具有选择透过性；②具有生物活性
物质透过原理 主要由半透膜上孔径大小控制物质出入，不受温度、pH等影响，只要分子或离子的直径比半透膜的孔径小，就能通过半透膜 选择透过性膜存在生物活性，其上有运载不同物质的载体，受温度、pH等影响
联系 ①都允许水分子自由通过，大分子物质不能通过；②选择透过性膜是功能完善的一类半透膜；③选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜
名师提醒：活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡时，细胞质膜等生物膜的选择透过性丧失，变为全透性。
知识点(二)观察植物细胞的质壁分离和复原现象
1．实验原理
2．实验过程
3．实验现象
加蔗糖溶液 加清水
中央液泡大小 变小 恢复原状
液泡颜色 变深 变浅
细胞质膜的位置 与细胞壁分离 与细胞壁紧贴
细胞大小 基本不变 基本不变
(1)动物细胞不能发生质壁分离现象(√)
(2)质壁分离的过程中，细胞的失水速率逐渐加快(×)
(3)用0.5 g/mL的蔗糖溶液与用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行实验，实验现象可能不同(√)
(4)用适宜浓度的蔗糖溶液与用适宜浓度的KNO3溶液处理成熟植物细胞，实验现象相同(×)
(5)放到蔗糖溶液中的植物细胞若未发生质壁分离，说明该细胞为死细胞(×)
1．(生命观念)为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞制成装片观察？
提示：紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞有大液泡，液泡有颜色，易观察实验现象。
2．(科学思维)实验中细胞发生质壁分离的复原后，与未发生质壁分离的正常细胞相比，细胞液浓度是否相等？
提示：植物细胞是放到了清水中，是在恢复了原有的细胞液浓度之后继续吸水，因此，复原后的细胞液浓度低。
1．下列有关紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离过程的叙述，不符合事实的是( )
A．液泡的紫色会逐渐变深
B．细胞的吸水能力逐渐变小
C．蔗糖分子可自由地透过细胞壁
D．原生质层和细胞壁发生不同程度的收缩
解析：选B 将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放在浓度较大的溶液中，因外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞会失水发生质壁分离，液泡中液体变少，液泡的体积变小，色素的浓度变大，紫色变深，A符合事实；因细胞失水，细胞液的浓度逐渐变大，吸水能力逐渐变强，B不符合事实；植物细胞壁是一层全透性的结构，因此蔗糖分子可以自由透过细胞壁，C符合事实；原生质层和细胞壁的伸缩性不同，发生不同程度的收缩，导致原生质层和细胞壁发生分离，D符合事实。
2．如图为观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离及复原实验流程图，下列四个选项中错误的是( )
A．步骤④所观察到的细胞中的液泡体积不再变化的一段时间内，细胞仍具有活性
B．若将蔗糖溶液的质量浓度调为0.4 g/mL，则原生质体的体积缩小的速率增大
C．若图中溶液为适宜浓度的KNO3溶液，无需步骤⑤，同样会观察到图中步骤⑥处的细胞状态
D．即使条件具备，根尖成熟区表皮细胞也不会发生上述过程
解析：选D 经0.3 g/mL的蔗糖溶液处理的细胞，虽失水发生质壁分离，但一段时间内仍具有活性，A正确；外界溶液浓度与细胞液浓度差越大，细胞失水越快，故原生质体的体积缩小的速率越大，B正确；适宜浓度的KNO3溶液可引起该细胞发生质壁分离，但由于无机盐离子可不断被吸收进入细胞，使细胞逐渐由失水状态变为吸水状态，故细胞会自动发生质壁分离复原，C正确；根尖成熟区表皮细胞有大液泡，只要原生质层内外溶液存在浓度差，就能发生质壁分离，D错误。
[归纳提升]
植物细胞的质壁分离和复原实验的应用
1．判断成熟植物细胞是否有生物活性
＋
2．测定细胞液浓度范围
细胞液浓度待测的细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。
4．比较溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
实验单一变量：未知浓度的溶液。
5．验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞＋一定浓度的溶液
实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。
6．可以用来观察植物细胞的细胞质膜
在正常生活的植物细胞中，由于细胞质膜紧贴细胞壁，在显微镜下不容易观察到细胞质膜。若要观察到细胞质膜，只要使植物细胞处于质壁分离状态即可。
[学习小结]
1．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，图2设计的是证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是( )
A．图甲中水柱a将持续上升
B．图甲中水柱a将保持不变
C．图乙中水柱b将保持不变
D．图乙中水柱b将先上升后下降
解析：选D 图1表明淀粉不能透过半透膜，葡萄糖可以透过半透膜；图甲中由于半透膜两侧浓度差的存在，水柱a会上升，到一定高度后，半透膜两侧水分子进出达到平衡状态，水柱a保持不变，A、B错误；图乙中开始时由于半透膜两侧浓度差的存在，水柱b会上升，之后由于葡萄糖可以透过半透膜，缩小了半透膜两侧的浓度差，水柱b会下降，C错误，D正确。
2.植物细胞可以通过渗透作用吸水或失水，将某植物带“皮”的细嫩的茎纵切后插入两烧杯中，如图所示。已知b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展，判断30 min后可能出现的形状是( )
解析：选D 根据题意，质量分数为30%的蔗糖溶液能使细胞发生渗透失水，而清水中的细胞发生渗透吸水。结合“b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展”判断，乙应向其a侧伸展，分析四个选项，可首先排除A、C项。分析甲的变化情况，正是由于b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展，失水时也易皱缩，故甲应向其b侧弯曲。
3．下列有关原生质体的叙述中，正确的是( )
①原生质体一定不含叶绿体 ②原生质体仅包括细胞质膜、液泡膜及两者之间的细胞质
③被去掉细胞壁的植物细胞是原生质体 ④原生质体不能用于做质壁分离实验
A．①② B．①③
C．③④ D．①④
解析：选C 植物细胞的原生质体是去除细胞壁后剩余的部分，可能含有叶绿体，①错误；原生质层包括细胞质膜、液泡膜及两者之间的细胞质，②错误；去掉细胞壁的植物细胞是原生质体，③正确；原生质体因不具细胞壁，不能用于做质壁分离实验，④正确。
4．在“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”的实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述错误的是( )
A．第二次吸水纸的作用是引导清水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在清水中
B．若第一次滴加的液体是适宜浓度的乙二醇，不用滴加清水也能观察到质壁分离的复原
C．第一次显微镜观察主要是观察紫色液泡的大小以及原生质层的位置
D．用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液完成该实验，效果更好
解析：选D 第二次吸水纸的主要作用是吸引清水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在清水中，使细胞发生质壁分离复原，A正确；乙二醇可以通过自由扩散的方式进入细胞，若第一次滴加适宜浓度的乙二醇，则细胞发生质壁分离后可自动复原，B正确；第一次显微镜观察植物细胞的正常形态，主要是观察紫色液泡的大小以及细胞质的分布情况，C正确；质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液会使细胞因失水过多而死亡，D错误。
5．下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，下图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )
时间(min) 2 4 6 8 10
原生质体相对大小 90% 60% 30% 30% 30%
A．乙同学的实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
B．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
C．甲同学实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原
D．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学所用溶液浓度
解析：选D 乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，但此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度；乙同学在实验进行到T1时，观察到细胞质壁分离正在复原，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度；甲同学实验进行到4～6 min时，质壁分离达到平衡，但由于KNO3溶液浓度过高，甲同学所做实验结果是细胞死亡，不能发生质壁分离复原，而乙同学所做实验结果是发生了质壁分离复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学所用溶液浓度。
6.如右图所示，U型管底部中央放置一半透膜(不允许溶质分子透过)。a液和b液原先体积相同，由于浓度不同，后来产生一个高度差ΔH。请问ΔH主要取决于( )
A．a液和b液的溶质分子大小
B．a液和b液所在管的粗细
C．a液和b液的溶剂是否相同
D．a液和b液的浓度差大小
解析：选D 半透膜两侧溶液的浓度差越大，水分子进入浓度高的一侧的数量越多，产生的液柱高度差越大。
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9细胞学说——现代生物学的“基石”
新课标 核心素养
1.分析细胞学说的内容，建立过程及意义。2.使用高倍显微镜观察几种细胞的大小和形态。 1.生命观念——认同生命活动建立在细胞的基础之上。2.科学思维——细胞学说的建立是一个曲折渐进的过程，认同技术进步在科学发展中的作用。3.科学探究——在观察现象的基础上，发现不同细胞间的统一性与差异性。
知识点(一)细胞学说的建立与发展
1．建立过程
时间 科学家 发现与结论
约1830年 英国植物学家布朗 某些植物细胞内普遍存在一种结构，命名为“细胞核”
1838年 德国植物学家施莱登 植物是由细胞组成的聚合体
1839年 德国动物学家施旺 整个动物和植物都是细胞的集合物
1858年 德国科学家魏尔肖 细胞是先前存在的细胞通过分裂产生的，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位
2．细胞学说的内容
一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动物和植物体的基本单位。细胞是先前存在的细胞通过分裂产生的，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。
3．意义
揭示了生物体结构的统一性。
(1)荷兰人列文虎克发现并命名了“细胞”(×)
(2)细胞学说阐明了生物界的统一性(√)
(3)一切动植物都是由细胞和细胞产物构成的(√)
(4)施旺的名言是：“所有的细胞都来源于先前存在的细胞。”(×)
1．(生命观念)“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”这是否暗示着你身体的每一个细胞都凝聚着漫长的进化史？
提示：现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代，小小的细胞内部凝聚着数十亿年基因的继承和改变。
2．(科学探究)通过分析细胞学说的建立过程，你领悟到科学发现具有哪些特点？
提示：(1)科学发现重视观察和实证；(2)科学发现需要归纳和概括；(3)科学发现依赖于技术的进步；(4)科学学说的建立往往要经历不断修正和完善的过程。
1.关于细胞学说建立与发展描述错误的是( )
A．细胞是一切生物体的基本单位
B．细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位
C．细胞是有机体
D．细胞学说将动物和植物统一到细胞水平
解析：选A 细胞是一切动物和植物体的基本单位。
2.“细胞学说在修正中前进”的主要体现是( )
A．推翻了动植物的屏障
B．细胞是一个相对独立的单位
C．细胞通过分裂产生新的细胞
D．病毒也是由细胞所构成的
解析：选C 细胞学说的创建者施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的，或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生的，后来科学家通过显微镜观察，发现新细胞的形成是细胞分裂的结果，在此基础上，德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，这能够体现“细胞学说”在修正中前进。
[归纳提升]
细胞学说提出的意义
将动物和植物统一到细胞水平，对现代生物学的发展具有重要意义。
名师提醒：限于当时的认识水平，细胞学说刚提出时还有许多不足之处，如未考虑到非细胞结构的生命形式，对细胞的来源问题没有揭示清楚。
知识点(二)生物学研究的重要工具——显微镜
1．显微镜
(1)光学显微镜的结构：
(2)放大倍数：
①放大的是长度(填“长度”或“面积”)。
②放大倍数等于物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。
(3)正确使用光学显微镜：
(4)电子显微镜：
①透射电子显微镜的成像原理和光学显微镜基本相同。
②扫描电子显微镜利用高能电子束在所观察物体的表面扫描形成图像。
2．细胞的大小和形态
(1)除了病毒外，所有生物体都是由细胞构成的。
(2)细胞在形态和大小上各不相同。
(3)细胞的大小、形态与其生理功能是相适应的。
(1)在高倍镜下观察时，用粗准焦螺旋调整焦距(×)
(2)由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央(√)
(3)显微镜目镜和物镜放大倍数的乘积是指对面积的放大倍数(×)
(4)换用高倍物镜后，应先调节粗准焦螺旋再调节细准焦螺旋，直到物像清晰(×)
1．(科学探究)某同学用显微镜观察人口腔上皮细胞装片时，发现观察效果不太理想。请帮助他解决以下两个问题：
(1)视野太亮，看不到物像，解决方法是缩小光圈或调节反光镜，降低视野的亮度。
(2)在低倍镜视野中发现一异物，当移动装片时，异物不动，换成高倍物镜后，异物观察不到了，则异物存在于低倍物镜上。
2．(科学思维)利用目镜5×、物镜10×的显微镜观察画有小圆圈的载玻片，并计数圆圈个数，然后换用高倍物镜，再次观察计数。
(1)若显微镜下视野如图甲所示，换用40×高倍物镜后，视野中看到的圆圈数目是个。
(2)若显微镜下视野如图乙所示，换用20×高倍物镜后，视野中看到的圆圈数目是个。
3．(科学思维)细胞的形态各不相同，与功能是否相联系？
提示：细胞的大小、形态与其生理功能相适应。
1．在“观察人口腔上皮细胞”实验中，操作正确的是( )
A．在洁净的载玻片上滴一滴清水
B．取材前不必漱口
C．把一滴浓碘液滴在盖玻片一侧，用吸水纸从另一侧吸引
D．将做好的装片放在低倍物镜下观察
解析：选D 本实验用的是0.9%的生理盐水；刮取口腔上皮细胞前应漱口；用于染色的碘液应是稀释的碘液。
2．如图所示，甲图中①②表示目镜，③④表示物镜，⑤⑥表示物镜与盖玻片之间的距离，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列分析正确的是( )
A．观察物像丙时应选用甲图中①④⑥组合
B．从图中的乙转为丙，正确操作顺序：转动转换器→调节光圈→移动标本→调节细准焦螺旋
C．若丙是由乙放大10倍后的物像，则细胞的面积增大为原来的10倍
D．若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片
解析：选D 丙图是乙图放大后的物像，应选用甲图中②③⑤组合；由低倍物镜转换成高倍物镜的操作为移动装片→转动转换器→调节光圈→调节细准焦螺旋；显微镜的放大倍数是指物体长度或宽度的放大倍数，而不是面积的放大倍数；物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动装片，才能使其居于视野中央。
[归纳提升]
1．显微镜
(1)显微镜的发明和发展：
①荷兰科学家列文虎克发明了光学显微镜，能将微小物体放大近300倍。
②20世纪30年代初，德国青年科学家卢斯卡等利用高能电子束波长很短的特点，制造出能放大10 000倍的电子显微镜。
(2)显微镜的种类：
显微镜
(3)电子显微镜的类型和成像原理：
类型 透射电子显微镜 扫描电子显微镜
原理 将样品制成超薄切片，让电子穿透切片，经过电磁“透镜”放大成像 利用高能电子束在细胞等样品的表面扫描，最终形成反映样品表面形态特征的图像
应用 观察细胞内部的细微结构 观察细胞等样品的表面形态和结构
2．实验步骤及操作方法
观察菠菜叶表皮细胞 观察人口腔上皮细胞
擦片 将载玻片擦拭干净
滴液 在载玻片中央滴一滴
清水 生理盐水
取材 用镊子取菠菜叶下表皮，将其浸入载玻片中央的水滴中并展平 用牙签轻轻刮取口腔内侧，将刮取物涂布在生理盐水中
盖片 镊子夹住盖玻片轻轻放下，防止气泡出现
染色 不需染色 需用稀碘液染色(用吸水纸吸引染液染色)
观察 显微镜下观察，记录观察现象
[学习小结]
1．恩格斯曾经把“能量转化和守恒定律、细胞学说、达尔文进化论”并称为19世纪自然科学的三大发现，下列不属于细胞学说的意义的是( )
A．将千变万化的生物界通过细胞结构统一起来
B．使生物学研究进入细胞水平，为之后进入分子水平打下基础
C．为达尔文的进化论奠定唯物主义基础
D．证明生物界与非生物界之间存在着统一性
解析：选D 细胞学说阐明了生物界的统一性，并没有证明生物界与非生物界之间存在着统一性，D项符合题意。
2．细胞学说的建立过程是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻味的曲折。下列相关说法正确的是( )
A．荷兰科学家列文虎克发现并命名了细胞
B．德国科学家施莱登和施旺首次发现了活细胞
C．德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
D．细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
解析：选C 罗伯特·虎克发现并命名了细胞，A错误；德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说，B错误；德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，C正确；细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，D错误。
3．使用高倍镜观察细胞时，将低倍镜换成高倍镜后，不应出现的操作是( )
A．调节光圈 B．调节细准焦螺旋
C．调节反光镜 D．调节粗准焦螺旋
解析：选D 换成高倍镜后不能调节粗准焦螺旋，以防压碎玻片甚至损坏镜头。
4．下面是五位同学在显微镜使用实验中的具体操作。
甲：用平面镜对着光源以增大视野亮度。
乙：用显微镜观察玻片标本时，两眼睁开，左眼观察，右手画图。
丙：用卫生纸擦拭目镜。
丁：使用高倍镜已看到细胞，感觉有些模糊，于是试着调细准焦螺旋。
戊：使用低倍物镜找不到细胞，于是立即换高倍物镜期望能快速找到细胞。
上述操作正确的是( )
A．甲、乙 B．乙、丁
C．丁、戊 D．丙、戊
解析：选B 增大视野亮度要用凹面镜；擦拭镜头要用专用的擦镜纸；低倍镜下找不到细胞，则高倍镜下更难找到。
5．下列对扫描电子显微镜和透射电子显微镜比较的叙述，不正确的是( )
A．两者都利用了高能电子束波长很短的特点
B．两者的放大倍数都远远超过光学显微镜
C．两者都适合于观察细胞的内部结构
D．两者在观察同一细胞样品时具有互为补充的作用
解析：选C 扫描电子显微镜和透射电子显微镜都利用了高能电子束波长很短的特点，A正确；目前使用的电子显微镜已经能把观察的物体放大上百万倍，其放大倍数远远超过光学显微镜，B正确；透射电子显微镜适合于观察细胞内部的细微结构，扫描电子显微镜适合于观察细胞等样品的表面形态和结构，两者在观察同一细胞样品时可互为补充，C错误，D正确。
6．下面关于细胞大小和形态的说法，不正确的是( )
A．不同生物细胞的形态和大小各不相同
B．同一生物体相同的组织中，细胞大小相同
C．同一个细胞在不同发育阶段大小会改变
D．各种细胞总能保持一定的形态
解析：选B 同一生物体相同的组织中，细胞的大小也不一样。
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7第4课时 细胞各部分结构分工合作、原核细胞与真核细胞的主要区别
新课标 核心素养
1.掌握原核细胞和真核细胞的区别和联系。2．掌握分泌蛋白的合成和运输过程。3．简述生物膜系统的组成和功能。 1.生命观念——建立部分与整体统一的观念。2．科学探究——运用同位素标记等方法巧妙设计实验方案，探究生命活动过程与规律。3．科学探究——通过对原核细胞和真核细胞的比较，归纳总结细胞的统一性和差异性。
知识点(一)细胞各部分结构分工合作
1．生物膜的概念：在真核细胞中，细胞质膜、细胞器膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
2．分泌蛋白的运输和释放过程
下图是合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图，完成下图并思考下列问题：
(1)研究方法：同位素标记法。
(2)运输途径
核糖体：氨基酸经过脱水缩合，形成肽链
内质网：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质
高尔基体：做进一步的修饰加工
细胞质膜：将蛋白质分泌到细胞外
(3) 提供能量的细胞器：线粒体。
3．细胞器膜的功能
(1)酶附着位点为各种生化反应的进行创造条件。
(2)使细胞内部区域化保证细胞内的多种化学反应能同时、高效、有序地进行。
(1)胰岛素和性激素都属于分泌蛋白(×)
(2)核糖体、内质网和高尔基体是分泌蛋白的合成场所(×)
(3)内质网膜与核膜之间可以以囊泡形式相互转化(×)
(4)原核细胞具有生物膜系统(×)
(5)细胞质膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化(×)
(6)细胞内各种生物膜的成分和结构完全相同(×)
(7)生物体内所有膜都是生物膜(×)
1．(生命观念)用3H标记亮氨酸，可以追踪分泌蛋白的合成与分泌过程。若用3H标记脱氧核苷酸、核糖核苷酸、葡萄糖，可追踪哪些物质的合成途径及合成后的去向？
提示：分别追踪DNA、RNA、多糖等物质的合成途径及合成后的去向。
2．(科学思维)将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的结构是什么？它跟分泌蛋白从高尔基体运到细胞质膜的结构在来源上相同吗？
提示：囊泡。它们的来源不同。将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的囊泡是由内质网形成的，将分泌蛋白由高尔基体运到细胞质膜的囊泡是由高尔基体形成的。
3．(生命观念)分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜是生物膜吗？视网膜、肠黏膜是生物膜吗？
提示：囊泡的膜是生物膜。视网膜、肠黏膜不是生物膜。
1．在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，标记出现的先后顺序是( )
A．线粒体→内质网→高尔基体→细胞质膜
B．核糖体→内质网→高尔基体→细胞质膜
C．核糖体→高尔基体→内质网→细胞质膜
D．内质网→核糖体→高尔基体→细胞质膜
解析：选B 胰腺腺泡细胞分泌的消化酶属于分泌蛋白，3H标记的亮氨酸可以参与分泌蛋白的合成。分泌蛋白的合成分泌过程是：在核糖体上合成多肽，内质网加工糖基化并形成空间结构，高尔基体进一步加工为成熟蛋白质，形成分泌小泡与细胞质膜融合，最后经胞吐的方式分泌到细胞外部。
2．生物膜系统是由细胞质膜、细胞器膜和核膜等构成的整体。生物膜系统与细胞代谢和细胞通讯密切相关。下列有关说法错误的是( )
A．细胞质膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等
B．细胞之间的信息交流均依赖于细胞质膜上的特异性受体
C．溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组分的更新
D．内质网的膜上附着有多种酶，性腺细胞的内质网丰富
解析：选B 细胞质膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等，A正确；细胞之间的部分信息交流依赖于细胞质膜上的特异性受体，但有的受体则是在细胞内，另外植物细胞间的信息交流可以通过胞间连丝实现，B错误；溶酶体和高尔基体在行使功能时伴随着膜的融合，所以有膜组分的更新，C正确；内质网与脂质的合成有关，性腺细胞可合成、分泌性激素，性激素属于脂质，所以性腺细胞的内质网丰富，D正确。
[归纳提升]
1．生物膜系统的组成及特点
在真核细胞中，内质网、高尔基体、线粒体等，都是由膜围绕而成的细胞器。细胞器膜、细胞质膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上相似，共同构成了细胞的生物膜系统。
(1)分布：在真核细胞中。
(2)组成：细胞质膜、核膜以及细胞器膜。
(3)特点：生物膜在结构、组成和功能上是紧密联系的统一整体。
①生物膜在化学组成上的联系
a．相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
b．差异性：各种生物膜在各组成成分的含量上有显著差异，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，蛋白质的种类和数量越多；具有识别功能的细胞膜，多糖含量较多。
②生物膜在结构上的联系(如图)
a．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骨架，蛋白质分布其中，都具有一定的流动性。
b．直接联系：内质网膜与核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通；在有的细胞中，内质网膜与细胞质膜相连，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体的外膜相连。
c．间接联系：内质网膜高尔基体膜细胞质膜。
③生物膜在功能上的联系：以分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌为例进行说明(如图)
a．合成场所：附着在内质网上的核糖体，通过翻译将氨基酸合成为多肽。
b．初步加工场所：内质网。
c．进一步加工、修饰场所：高尔基体。
d．提供能量的细胞器：线粒体。
2．分泌蛋白合成过程分析
(1)研究分泌蛋白合成与运输的方法是同位素标记法。
(2)细胞中各种细胞器的功能是各不相同的，生物某一项生命活动的完成，并不只靠一种细胞器，而是要依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。
(3)内质网膜、高尔基体膜、细胞质膜之间通过囊泡或小泡能够相互转化，高尔基体为转化的“枢纽”。这是由于各种膜的化学组成成分和结构基本相同，说明生物膜在结构上具有一定的连续性。
名师提醒：分泌蛋白的形成需要细胞质膜和核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等四种细胞器共同参与；分泌蛋白在核糖体上合成，内质网对其进行初步加工并运输；高尔基体对其进行再加工并分类包装，最后，分泌蛋白通过细胞质膜释放到细胞外。全过程所需能量主要由线粒体提供。
知识点(二)原核细胞与真核细胞
1．分类依据：细胞内有无核膜包被的细胞核。
2．常见原核细胞的结构
(1)蓝细菌(旧称蓝藻)
(2)细菌
3．真核细胞
(1)细胞比较复杂，有由核膜包被的细胞核和许多功能复杂的结构。
(2)有染色体。
4．原核生物与真核生物
(1)原核生物是由原核细胞构成的生物。
(2)真核生物是由真核细胞构成的生物。
(1)真核生物和原核生物的染色体的主要成分是DNA和蛋白质(×)
(2)原核细胞和真核细胞的细胞质中都含有核糖体(√)
(3)蓝细菌无叶绿体，但能进行光合作用(√)
(4)根霉菌都是营腐生或寄生生活的异养生物(√)
(5)海洋中出现的“水华”现象是由于蓝细菌的大量繁殖(×)
1．(生命观念)原核细胞和真核细胞在结构上主要有什么不同？请概括蓝细菌的基本特征。
提示：二者最主要的区别是细胞核有无核膜包被。
2．(科学思维)美国的研究人员发现了一种含有集光绿色体的罕见细菌，每个集光绿色体含有大量叶绿素。试分析该细菌与蓝细菌相比，统一性表现在哪些方面。
提示：都有细胞质膜、细胞质、叶绿素、DNA等，都能进行光合作用。
关于酵母菌和乳酸菌的叙述，错误的是( )
A．酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸
B．酵母菌有线粒体，而乳酸菌无线粒体
C．酵母菌具有细胞核，而乳酸菌具有拟核
D．溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁
解析：选D 酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸，但产物不同；酵母菌为真核生物，其细胞中含有线粒体，乳酸菌为原核生物，不含线粒体；酵母菌具有细胞核，而乳酸菌具有拟核；溶菌酶只能破坏乳酸菌等细菌的细胞壁。
[归纳提升]
根据细胞内有无由核膜包被的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞两类
项目 原核细胞 真核细胞
大小 较小 较大
细胞核 没有由核膜包被的细胞核，环状DNA分子位于细胞内特定的区域，该区域称为拟核；无染色体 有成形的、真正的细胞核，有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞质 有分散的核糖体，无其他细胞器 有核糖体，也有线粒体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 有(支原体除外) 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞没有
举例 放线菌、蓝细菌、细菌、衣原体、支原体等细胞 真菌、动物、植物等的细胞
名师提醒：(1)由原核细胞构成的生物叫做原核生物；由真核细胞构成的生物叫做真核生物。
(2)病毒不具备细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物，不要误把病毒和原核生物归为一类。
(3)单细胞生物不一定都是原核生物，如变形虫、草履虫、眼虫等，属于真核生物。
[学习小结]
1．下列物质中，在内质网上合成或加工的是( )
①胰岛素 ②性激素 ③唾液淀粉酶 ④DNA ⑤抗体
A．①② B．⑤
C．①②③④⑤ D．①②③⑤
解析：选D 性激素属于脂质中的固醇类物质，在内质网上合成；胰岛素、唾液淀粉酶、抗体属于分泌蛋白，由核糖体合成后需经内质网进行加工和运输；DNA主要在细胞核内合成，与内质网无直接关系。
2．唾液中含有多种蛋白质，唾液腺细胞中参与合成与分泌蛋白质的细胞器有( )
A．内质网、细胞质膜
B．核糖体、内质网、高尔基体
C．核糖体、内质网
D．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
解析：选D 分泌蛋白首先是在核糖体上合成，然后经过内质网和高尔基体的加工、转运，最后分泌到细胞外。在合成、加工、转运过程中需线粒体提供能量。
3．用3H标记的谷氨酸注入胰腺腺泡细胞，合成物质X并分泌到细胞外，其中的①②及物质X分别是( )
A．内质网、高尔基体、胰岛素
B．内质网、线粒体、胰高血糖素
C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶
D．高尔基体、线粒体、呼吸酶
解析：选A 分泌蛋白在形成过程中经过的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体；胰腺可以产生胰岛素、胰高血糖素和胰蛋白酶等物质，呼吸酶不属于分泌蛋白。
4．幽门螺旋杆菌是胃病的诱发因素之一。下列关于该细菌的叙述，正确的是( )
A．具有核膜 B．具有核糖体
C．具有线粒体 D．具有染色体
解析：选B 细菌属于原核生物，只具有一种细胞器——核糖体。
5．蓝细菌与酵母菌的相同之处是( )
A．都有拟核 B．均能进行有氧呼吸
C．都有线粒体 D．均能进行光合作用
解析：选B 蓝细菌是原核生物，有拟核，酵母菌是真核生物，有成形的细胞核，没有拟核；蓝细菌有与有氧呼吸相关的酶，酵母菌代谢类型为兼性厌氧型，所以二者都能进行有氧呼吸；蓝细菌内唯一的细胞器是核糖体，不含线粒体，酵母菌含有线粒体；蓝细菌不含叶绿体，但含有与光合作用有关的色素和酶，能够进行光合作用，酵母菌是异养生物，不能进行光合作用。
6．对下列生物分类错误的是( )
①颤蓝细菌 ②酵母菌 ③变形虫 ④小球藻 ⑤水绵
⑥HIV ⑦大肠杆菌 ⑧新型冠状病毒 ⑨肺炎链球菌
A．无核糖体的生物是⑥⑧
B．具核膜的生物只有③④⑤
C．①⑦⑨有核糖体但无染色体
D．①④⑤是自养生物
解析：选B 原核生物和真核生物都有核糖体，病毒无核糖体，⑥⑧为病毒；真核生物有核膜，②③④⑤都是真核生物；原核生物有核糖体，但无染色体，①⑦⑨为原核生物；蓝细菌和植物为自养生物，①属于蓝细菌，④⑤属于植物。
一、线粒体和叶绿体的比较
比较项目 线粒体 叶绿体
分布 普遍存在于动植物细胞中(人或哺乳动物成熟的红细胞除外) 主要存在于植物的叶肉细胞中
模式图
结构 外膜 使线粒体或叶绿体与周围的细胞质基质分开
增加膜面积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 囊状结构叠加形成基粒
基质 在嵴的周围充满着液态的基质，含与有氧呼吸有关的酶 在基粒和基粒之间充满基质，含与光合作用有关的酶
相同点 ①结构方面：都有双层膜，膜的组成成分基本相同；②遗传方面：都有少量的DNA，可以复制与表达，不完全受细胞核控制，决定了细胞质遗传；③代谢方面：两者均与能量转换有关，只是能量转换的形式不同
1.右图是真核细胞中的两种细胞器的结构模式图，下列有关叙述错误的是( )
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．④中除了含有相关的酶，还含有少量DNA
D．植物细胞一定同时具备甲和乙
解析：选D 甲、乙分别是线粒体和叶绿体，①和②是两种细胞器的外膜和内膜，成分与细胞质膜相似，主要成分是蛋白质和磷脂；③是叶绿体的类囊体薄膜，叶绿素可存在于③上，其合成需要Mg；④表示线粒体和叶绿体的基质，均含有多种酶和少量DNA；植物的根尖细胞含有线粒体，无叶绿体。
二、细胞器相关知识辨析
1．用“统一性观点”理解细胞的结构与功能
(1)肾小管、心肌、肝脏细胞代谢旺盛→线粒体含量多。
(2)肠腺、胰腺等腺体细胞分泌活动旺盛→核糖体、内质网、高尔基体多。
(3)核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。
(4)内质网、高尔基体多→细胞的合成与分泌功能强。
2．归纳细胞结构与功能中的“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。
(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)真核细胞光合作用一定发生于叶绿体，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体。
(4)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。
(5)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。
(6)高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，分泌蛋白也不一定经高尔基体分泌。
2．根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是( )
A．汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体
B．心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体
C．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体
D．生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体
解析：选A 核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量多。肠腺细胞需合成多种消化酶，而汗腺细胞的分泌物中无蛋白质，所以汗腺细胞中核糖体数量比肠腺细胞少，A错误。代谢旺盛的细胞中含线粒体多，心肌细胞的代谢强度高于骨骼肌细胞，因此心肌细胞中含有更多的线粒体，B正确。高尔基体与细胞分泌物的形成有关，胰腺细胞具有较强的分泌功能，因此胰腺细胞中的高尔基体的数量比心肌细胞中的多，C正确。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞，因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体，D正确。
三、细胞结构辨析
1．显微结构与亚显微结构模式图的判断
2．真、原核细胞及动植物细胞的判断
3．下图是四类细胞的亚显微结构模式图，下列相关叙述中，错误的是( )
A．细胞Ⅰ～Ⅳ分别是动物细胞、高等植物细胞、原核细胞和低等植物细胞
B．动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器是中心体
C．因为细胞Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都具有叶绿体，所以都可以进行光合作用
D．含脂质的细胞器是①②④⑤⑥，含有核酸的是②④⑦
解析：选C 细胞Ⅰ无细胞壁，但含有多种细胞器，所以为动物细胞；细胞Ⅱ含细胞壁、液泡和叶绿体，但没有中心体，所以为高等植物细胞；细胞Ⅲ是蓝细菌细胞，属于原核细胞；细胞Ⅳ含细胞壁、叶绿体和中心体，所以为低等植物细胞。中心体只存在于动物细胞和低等植物细胞中。原核细胞中无叶绿体，蓝细菌之所以能进行光合作用是因为含叶绿素和藻蓝素。脂质是生物膜的主要成分，含生物膜的细胞器就是含脂质的细胞器，图中①(内质网)②(线粒体)④(叶绿体)⑤(液泡)⑥(高尔基体)都含生物膜，含核酸的细胞器只有线粒体、叶绿体和核糖体。
1．下列叙述正确的是( )
A．线粒体和叶绿体中均不可以合成蛋白质
B．线粒体和叶绿体都是双层膜结构，且它们增加膜面积的方式相同
C．线粒体和叶绿体内的化学成分完全相同，都是细胞中的能量转换器
D．没有线粒体或叶绿体的真核生物不能进行有氧呼吸或光合作用
解析：选D 线粒体和叶绿体中都可以合成部分蛋白质，是半自主性结构，A错误；线粒体增加膜面积的方式为内膜向内腔折叠形成嵴，而叶绿体中囊状结构叠加形成基粒，所以两者增加膜面积的方式不相同，B错误；线粒体和叶绿体的功能不同，所以化学成分不完全相同，C错误；线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所，叶绿体是真核生物光合作用的场所，没有线粒体或叶绿体的真核生物不能进行有氧呼吸或光合作用，D正确。
2．玉米叶肉细胞和蝗虫的体细胞中都具有的结构是( )
①细胞壁 ②细胞质膜 ③线粒体 ④叶绿体
⑤中心体 ⑥核糖体 ⑦内质网
A．①②⑥⑦ B．②④⑤⑦
C．②③⑥⑦ D．①③⑤⑥
解析：选C 玉米是高等绿色植物，其叶肉细胞含有细胞壁、细胞质膜、线粒体、叶绿体、核糖体、内质网；而蝗虫是高等动物，其细胞中有细胞质膜、线粒体、中心体、核糖体、内质网。所以二者都具有的结构是细胞质膜、线粒体、核糖体、内质网。
3．与家兔肌肉细胞相比，菠菜叶肉细胞不具有的结构是( )
A．细胞壁 B．叶绿体
C．液泡 D．中心体
解析：选D 菠菜属于高等植物，与动物相比，高等植物细胞中不具有中心体。
4．下列有关“一定”的说法，正确的是( )
①进行光合作用的绿色植物，细胞中一定均含有叶绿体
②进行有氧呼吸的真核细胞，一定含线粒体
③没有细胞结构的生物一定是原核生物
④将斐林试剂加入某植物组织样液，显现蓝色，说明该样液中一定不含还原糖
⑤与双缩脲试剂发生紫色反应的物质一定是蛋白质
A．全部不正确 B．有一个正确
C．有两个正确 D．有三个正确
解析：选B 能进行光合作用的植物细胞中不一定含有叶绿体，①错误；进行有氧呼吸的真核细胞一定含有线粒体，没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，②正确；原核生物具有细胞结构，没有细胞结构的生物是病毒，③错误；用斐林试剂检测还原糖的条件是水浴加热，因此将斐林试剂加入某植物组织样液，显现蓝色，该样液中不一定不含有还原糖，④错误；双缩脲试剂检测含有肽键的化合物，蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色，与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定是蛋白质，⑤错误。
5．甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过程如下图所示。图中a、b、c是生理过程，①～⑦是结构名称，分析下列叙述错误的是( )
A．图甲中b是脱水缩合，完成的场所是图乙中的①
B．图甲中所示过程在原核细胞中也可以进行
C．与图甲中c过程有关的细胞器是图乙中的②③⑤
D．在甲状腺球蛋白合成过程中，膜面积基本保持不变的是②
解析：选B 图甲中b是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，场所是图乙中的[①]核糖体，A正确；甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程为[①]核糖体合成蛋白质→[③]内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→[②]高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→[④]细胞质膜，该过程需要消耗能量，所需能量主要由[⑤]线粒体提供，而原核细胞除核糖体外，没有内质网、高尔基体等细胞器，所以图甲中所示过程在原核细胞中不可以进行，B错误，C正确；在甲状腺球蛋白合成过程中，[③]内质网膜面积相对减小，[②]高尔基体膜面积基本不变，[④]细胞质膜面积相对变大，D正确。
6．下图是细胞的局部亚显微结构模式图，其中A、B表示不同的细胞，①～⑨表示细胞结构。回答下列问题：
(1)A表示高等植物细胞，判断依据是该细胞具有______(填序号)，没有________(填结构名称)。
(2)⑧是________，其合成的一条含9个氨基酸的多肽链中有________个肽键。若B能分泌唾液淀粉酶，则唾液淀粉酶从合成到分泌出细胞依次经过的具膜细胞器是________(填序号)和________(填序号)。
(3)能将光能转化为化学能的细胞器是________(填序号)，能氧化分解有机物释放能量的细胞器是________(填序号)。
(4)易被甲紫染成紫色的结构⑨是________，其主要成分是________。
答案：(1)①②④ 中心体 (2)核糖体 8 ③ ⑤
(3)② ⑥ (4)染色质 DNA和蛋白质
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1第3课时 细胞核
新课标 核心素养
1.阐明细胞核的结构和功能。2．尝试制作真核细胞的三维结构模型。3．阐明遗传信息主要存在于细胞核中。 1.生命观念——认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。2．科学探究——体验实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的过程。
知识点(一)细胞核的结构和功能
1．细胞核的结构
2．利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA
3．一般来说，动物或植物的每个细胞只有一个细胞核，但也有些细胞含有多个细胞核，形成多核细胞。
4．细胞核的功能
(1)控制细胞的代谢和遗传。
(2)是储存遗传物质的主要场所。
(1)某些细胞无细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的(×)
(2)细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞的控制中心(√)
(3)核膜上的核孔可以让蛋白质和DNA自由进出(×)
(4)代谢旺盛的细胞，核孔数目较多(√)
(5)染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质(×)
(6)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体(×)
1．(生命观念)代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。请总结核孔数量、核仁大小与细胞代谢程度的关系。
提示：代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多。
2．(科学思维)精子几乎无细胞质，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，它们的存活时间都很短，为什么？
提示：因为细胞是一个统一的整体，细胞核和细胞质是相互依存的。
1．下图表示细胞核的结构，下列关于细胞核结构的说法，错误的是( )
A．蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥数量较多，④数量也较多
B．⑤不是遗传物质储存和复制的场所，也不是细胞的控制中心
C．③能够将核内物质与细胞质分开
D．RNA可以通过⑥从细胞核到达细胞质
解析：选A 由图示可知：①～⑥分别是核糖体、内质网、核膜、染色质、核仁和核孔。蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥核孔数量较多，④染色质数量不一定变化；⑤是核仁，与核糖体中RNA的合成以及核糖体的形成有关，不是遗传物质储存和复制的场所，也不是细胞的控制中心；③是核膜，能够将核内物质与细胞质分开；⑥核孔使细胞的核质之间能进行物质交换，是大分子物质的通道，如信使RNA通过核孔进入细胞质。
2．下列关于染色体和染色质的叙述，错误的是( )
A．染色质和染色体的成分相同
B．染色质和染色体都是遗传物质的主要载体
C．染色质和染色体都可以被甲紫溶液染成深色
D．染色质只分布在细胞核中，染色体分布在细胞核和细胞质中
解析：选D 染色质和染色体都分布在细胞核中，细胞质中无染色体或染色质。
[归纳提升]
1．细胞核的结构及各部分的功能
细胞核控制着细胞的代谢和遗传，细胞核的重要功能与其结构有密切关系。细胞核主要由核膜、核仁、染色质等组成。
(1)核膜：
①位置：包围在细胞核的外面。
②组成：核膜由内、外两层膜构成，其上有核孔，还有多种酶，外膜上附着许多核糖体，核膜常与内质网相连。
③功能：核膜起屏障作用，把细胞质和核内物质隔开；核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的通道，例如，核内外蛋白质和RNA等大分子物质的交换就通过核孔进行。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。
(2)核仁：
①形态：核仁是细胞核中球形或椭球形的颗粒状结构，没有膜包被。
②作用：核糖体中的RNA来自核仁，核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关。在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大的核仁。
③变化特点：在细胞的有丝分裂过程中，核仁周期性地消失和重建。
名师提醒：a.物质通过核孔进出细胞核时，跨膜层数为0。
b．不同细胞内核孔、核仁数量并不一样多。代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，核孔数目多；蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体数目多，核仁体积大。
(3)染色质：
①含义：染色质是指细胞核内易被碱性染料染成深色的物质。
②组成：染色质主要由DNA和蛋白质组成。
③形态：染色质呈细长的丝状，在细胞分裂期，经过高度螺旋化等过程形成染色体。染色质与染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。
(4)核基质：
①组成：以蛋白质成分为主的网架结构，以及网孔中充满的液体。
②功能：细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达、染色体组装与构建密切相关。
(5)观察DNA和RNA在细胞中的分布：
①试剂：甲基绿—派洛宁染色液。
②原理：DNA和RNA两种核酸分子都是生物大分子，但聚合程度有所不同。DNA聚合程度高，易与甲基绿结合，显示绿色；RNA聚合程度低，易与派洛宁结合，显示红色。根据不同的生物细胞，配制相应浓度的甲基绿—派洛宁染色液，可用于显示细胞内DNA和RNA的分布。
③现象及结论：绿色主要在细胞核部位，说明DNA主要存在于细胞核中；红色主要出现在细胞质中，说明RNA主要分布在细胞质中。
2．细胞核的位置、形态和大小
在不同类型的细胞中，细胞核的形态、大小和位置是不同的。
(1)分布及数量：
细胞核存在于真核生物的细胞中。一般来说，大多数真核细胞有一个细胞核；少数真核细胞有多个细胞核，如脊椎动物的骨骼肌细胞；极少数真核细胞无细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞和维管植物成熟的筛管细胞等。
(2)形态：
细胞核通常是球形，但也有的呈椭球形、扁平形和不规则的形态。
(3)大小：
细胞核的直径范围从1 μm到几百μm不等，平均为5～15 μm。典型的细胞核的大小约为细胞体积的10%。
3．细胞核的功能
(1)细胞核是遗传物质DNA储存和复制的主要场所。
(2)细胞核是细胞代谢和遗传活动的调控中心。
知识点(二)伞藻嫁接与核移植实验
1．伞藻是一类单细胞生物，可分为帽、柄和假根三部分，不同类型的伞藻，帽的形态也不同。
2．细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。
(1)细胞核是储存遗传信息和细胞代谢的主要场所(×)
(2)伞藻嫁接与核移植实验证明细胞核是生命活动的控制中心(×)
(3)无细胞核的单细胞生物不会死亡(×)
(4)细胞核是细胞代谢的中心(×)
1．(生命观念)伞藻能生长到2～5 cm长，还分为帽、柄和假根三部分，为什么人们仍然把它们称为单细胞生物？
提示：伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，细胞核位于假根内，伞柄主要为细胞质。
2．(科学探究)伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，请分析该实验排除了伞藻嫁接实验中什么因素对实验结果的干扰。
提示：排除了假根中其他物质对实验结果的影响，进一步验证了细胞核的功能。
1．伞藻由帽、柄和假根三部分组成。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做了如图所示的嫁接和核移植实验。出现以下实验结果的根本原因是( )
A．细胞质控制着细胞的代谢
B．细胞质是细胞遗传的调控中心
C．细胞核控制着细胞的代谢
D．细胞核是细胞遗传的调控中心
解析：选D 由题图实验结果可知，嫁接后的伞藻细胞核来自哪种伞藻，伞帽的形态就与之相同，伞藻的性状是由细胞核决定的，A、B错误；由题干信息可知，该实验是研究细胞核与遗传特性的关系，不是研究细胞核与细胞代谢的关系，C错误，D正确。
2．科学家用菊花形帽和伞形帽的伞藻做了如下研究，图乙是伞藻细胞部分亚显微结构示意图。请据图回答下列问题：
(1)图乙为________结构模式图，位于图甲伞藻的________(填序号)部位。
(2)图乙中可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的是[ ]________________。
(3)伞藻的遗传物质主要存在于图乙中的[3]______上。
(4)实验结果分析：若伞藻A长出菊花形帽，说明__________________________________
___________________________________________________________________________。
解析：(1)根据图乙分析可知，1是核仁，2是核孔，3是染色质(体)，可判断图乙为细胞核的结构示意图。伞藻是一种单细胞藻类，细胞核位于伞柄基部的假根中。图甲中①是伞帽，②是伞柄，③是假根。(3)伞藻的遗传物质主要分布在细胞核的染色质(体)上。(4)分析题图可知，将菊花形帽伞藻的细胞核移植到去核、去帽的伞形帽伞藻的假根上长出菊花形帽，由此说明细胞核调控着细胞的遗传。
答案：(1)细胞核 ③ (2)2 核孔 (3)染色质(体) (4)细胞核控制着细胞的遗传
[归纳提升]
伞藻嫁接与核移植实验
伞藻是一类单细胞藻类。伞藻细胞可分为帽、柄和假根三个部分，细胞核位于基部的假根中。伞藻凭借假根固着在基质上。
1．伞藻嫁接实验
(1)过程与结果(如图)：
①分别切除甲伞藻和乙伞藻的帽，然后继续培养它们，结果甲伞藻和乙伞藻的剩余部分分别长出伞形的帽和菊花形的帽，与切除前的形状几乎一样。
②将甲伞藻的假根(含细胞核)切下，将乙伞藻的柄切下，然后将乙伞藻的柄移接到甲伞藻的假根上，一段时间后，这一“移接体”长出了伞形的帽。
(2)结论：生物体形态结构的建成与细胞核有关。
2．伞藻核移植实验
(1)伞藻核移植实验过程与结果：将菊花形帽伞藻的细胞核移入去核并去帽的伞形帽伞藻的假根中去，结果长出菊花形帽(如图)。
(2)结论：生物体形态结构的建成与细胞核有关。
名师提醒：只有伞藻嫁接实验不能充分说明伞藻帽的形状是由细胞核控制的，因为无法排除假根中其他物质的作用；而伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验可共同证明该结论。
[学习小结]
1．变形虫的细胞核移除后，不能摄食和分裂，对外界刺激不再发生反应；重新植入细胞核后，该变形虫恢复正常生活。这说明了细胞核是( )
A．细胞代谢的主要场所 B．遗传物质储存的场所
C．细胞遗传的控制中心 D．细胞生命活动的控制中心
答案：D
2．真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是( )
A．胰岛细胞 B．造血干细胞
C．浆细胞(能分泌抗体) D．口腔上皮细胞
解析：选D 胰岛细胞具有分泌激素的功能，造血干细胞能够增殖、分化为血细胞，浆细胞能够分泌抗体，这三种细胞代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，也不具有分泌功能，代谢不旺盛，因此其核孔数目最少。
3．下列关于细胞核结构及功能的叙述，正确的是( )
A．核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关
B．提取核膜的脂质平铺在水面的面积是核膜面积的2倍
C．染色体含有DNA和蛋白质，染色质是裸露的DNA
D．细胞核位于细胞中央，是细胞生命活动的控制中心
解析：选A 核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关，A正确；由于核膜是双层膜，所以提取核膜的脂质平铺在水面的面积是核膜面积的4倍，B错误；染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态，都含有DNA和蛋白质，C错误；细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心，不一定位于细胞中央，D错误。
4．细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是( )
A．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动
B．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成
C．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动
D．取出细胞核的草履虫，一段时间后会死亡
解析：选C 细胞是一个有机的统一整体，只有保持其结构的完整性，才能正常完成各项生命活动，故C项所述与题中观点不相符。
5．下列关于细胞核结构的叙述，正确的是( )
A．所有细胞都有细胞核
B．不同细胞的细胞核数量和结构都是相同的
C．核孔是DNA、RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道
D．染色质的主要成分是DNA和蛋白质
解析：选D 不同细胞的细胞核数量不同，如原核细胞无成形的细胞核，一般来说一个真核细胞含有一个细胞核，但有些特殊的真核细胞含有多个细胞核，有些真核细胞不含细胞核，A、B错误；核孔是RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道，而DNA不能通过核孔，C错误；染色质是指细胞核内能被碱性染料染成深色的物质，其主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
6．有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是( )
A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核
B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质
C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的
D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生
解析：选A 细胞c的细胞膜和细胞质都来自细胞b，但细胞核来自细胞a，其性状与细胞a相同，说明控制c性状发生的遗传信息来自细胞核，A正确，B、C错误；本实验无法说明细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生，而且细胞质中也有少量的遗传物质，D错误。
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9第2课时 细胞质和细胞器
新课标 核心素养
1.举例说出几种细胞器的结构和功能。2.使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 1.生命观念——理解结构与功能的关系。2.科学探究——通过观察实验，理解材料的选择，提高动手能力。
知识点(一)细胞质、细胞质基质
1．细胞质
(1)位置：细胞质膜以内，细胞核以外。
(2)组成：细胞质基质和细胞器。
2．细胞质基质
(1)成分：、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶，以及由蛋白质分子组成的细胞骨架。
(2)功能：
①维持细胞形态和内部结构的有序性。
②为生命活动提供一定的环境条件及所需要的物质和能量。
(1)细胞质位于细胞质膜以内，液泡膜以外(×)
(2)细胞骨架属于细胞质基质(√)
(3)细胞质基质中的液体称为细胞液(×)
1．(生命观念)细胞质与细胞质基质有何区别？
提示：细胞质包括细胞质基质和细胞器两部分。
2．(生命观念)细胞骨架与细胞质膜骨架有何区别？
提示：细胞骨架是由蛋白质纤维组成的细胞质基质的一部分，细胞质膜骨架是由磷脂双分子层排列而成的膜支架。
1．细胞骨架的成分是( )
A．糖类 B．蛋白质
C．磷脂 D．纤维素
解析：选B 细胞骨架是由蛋白质分子组成的。
2．下列有关说法不正确的是( )
A．细胞质基质能为细胞代谢提供水、无机盐、脂质、核苷酸等
B．细胞骨架的本质就是蛋白质纤维
C．细胞质就是指细胞质膜以内的细胞成分
D．细胞质膜的基本骨架是磷脂双子层
解析：选C 细胞质是指细胞质膜以内，细胞核以外的细胞成分。
知识点(二)细胞器的结构与功能
1．线粒体
模式图
结构 双层膜、内膜向内折叠形成
分布 普遍存在于真核细胞中
功能 进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所
重要物质 含有与有氧呼吸有关的酶、DNA分子等
2．叶绿体
模式图
结构 双层膜、类囊体、基质
分布 绿色植物细胞中
功能 进行光合作用
重要物质 光合色素、酶和少量的DNA分子
3．内质网与核糖体
模式图
结构 核糖体 无膜
内质网 管状或扁平囊状单层膜
分布 核糖体 ①附着在内质网上；②游离在细胞质基质中
内质网 广泛分布在细胞质基质中
功能 核糖体 合成蛋白质
内质网 ①增大了细胞内的膜面积，为细胞内各种化学反应的进行提供了有利条件；②是进行蛋白质、脂质合成的场所；③储存和运输物质
4.高尔基体
模式图
结构 由单层膜形成的扁平囊和囊泡构成
分布 普遍存在于真核细胞中
功能 与细胞分泌物的形成和分泌有关，可对蛋白质进一步加工和转运，在植物细胞中还参与细胞壁的形成
5.液泡
模式图
分布 普遍存在于植物细胞中
结构 由单层膜包围而成，内含细胞液
功能 调节细胞渗透压，使细胞保持一定形态
内含物 含有糖类、无机盐和氨基酸，有的还含有色素
6.中心体
模式图
分布 一般存在于动物细胞中
功能 与动物细胞的有丝分裂有关
7．溶酶体
模式图
分布 几乎所有的动物细胞中
成分 主要含有多种酸性水解酶
功能 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
(1)线粒体和叶绿体都可进行能量转换(√)
(2)含有DNA的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体(×)
(3)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器(×)
(4)有中心体的细胞都是动物细胞(×)
(5)动植物细胞最主要的区别是有无细胞壁(√)
(6)动植物细胞都有高尔基体，而且其功能相同(×)
(7)真核生物的细胞都有细胞核(×)
1．(生命观念)从线粒体功能的角度分析，为什么飞翔的鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔的鸟类多，运动员肌细胞中线粒体的数量比缺乏锻炼的人多？
提示：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞翔、运动员运动需要消耗大量能量，所以飞翔的鸟类胸肌细胞和运动员的肌细胞中线粒体数量较多。
2．(科学思维)“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。”莲叶与荷花的颜色与细胞中的色素有关。决定莲叶与荷花颜色的色素存在的部位是否相同？说出你的理由。
提示：不相同。决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中。
1．下表是各种细胞器的结构和功能的比较，其中正确的是( )
选项 细胞器 结构或部位 功能
A 高尔基体 一层膜 动力车间
B 叶绿体 存在于所有植物细胞中 养料制造车间
C 核糖体 一层膜 生产蛋白质的机器
D 溶酶体 主要存在于动物细胞中 消化车间
解析：选D 高尔基体不是动力车间，动力车间是线粒体；并非所有的植物细胞都含有叶绿体；核糖体没有膜包被；溶酶体中含有多种酸性水解酶，所以是动植物细胞中的消化车间。
2．图中①～④表示某细胞的部分细胞器，下列有关叙述正确的是( )
A．图示具有结构②，一定不是植物细胞
B．结构①不是所有生物细胞都具有的细胞器，结构④是核糖体
C．结构③是脂质合成的场所
D．此细胞不可能是细菌细胞，只能是动物细胞
解析：选B 此细胞有细胞核，因此不可能是细菌细胞，但有结构②所示的中心体，中心体分布在动物细胞和某些低等植物细胞中，由此可确定，该细胞可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞，A、D错误；结构①是线粒体，不是所有生物细胞都具有，如原核细胞，结构④是核糖体，B正确；结构③是高尔基体，而内质网是脂质合成的场所，C错误。
[归纳提升]
细胞器的分类
分布 植物常有 叶绿体、液泡
动物和低等植物特有 中心体
动植物均有 线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
原核细胞与真核细胞均有 核糖体
结构 不具膜结构 核糖体、中心体
单层膜 内质网、液泡、高尔基体、溶酶体
双层膜 线粒体、叶绿体
光学显微镜下可见 线粒体、叶绿体、液泡
成分 含DNA 线粒体、叶绿体
含RNA 核糖体、线粒体、叶绿体
含色素 叶绿体、液泡
功能 能量转换器 线粒体、叶绿体
与蛋白质合成、分泌相关 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
知识点(三)使用高倍镜观察叶绿体和线粒体
1．实验原理
(1)叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、椭球状，分布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
(2)线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中。健那绿染色液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质仍为无色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体呈短棒状或线状等。
2．实验流程
(1)观察叶绿体
取材：将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2 d(生成足量的叶绿体)
制作：载玻片中央滴一滴清水，将叶片放入，盖上盖玻片，制成临时玻片标本
观察：先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，后用高倍镜观察
(2)观察线粒体
低倍镜下找到口腔上皮细胞
高倍镜下观察被染成蓝绿色的线粒体
(1)叶绿体中有色素，用显微镜观察时不需要染色(√)
(2)可撕取菠菜叶的下表皮作为观察叶绿体的实验材料(×)
(3)高倍显微镜下可看到叶绿体的形态和结构(×)
(4)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响(√)
1．(科学探究)观察叶绿体及细胞质流动时为什么可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片？
提示：藓类和黑藻的小叶片薄而小，仅由单层叶肉细胞构成。
2.(科学思维)如图为视野中细胞质流动的方向，则实际流动方向应为怎样？
提示：逆时针。
1．关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞中的线粒体实验，下列说法不正确的是( )
A．实验前漱口是为了保证实验的准确性
B．用生理盐水溶解健那绿的目的是维持口腔上皮细胞的正常形态
C．在高倍镜下观察，可以看到活细胞的线粒体呈蓝绿色，而细胞质接近无色
D．在高倍镜下观察，可以看到线粒体有两层磷脂分子
解析：选D 用高倍镜观察人的口腔上皮细胞中的线粒体这一实验中，漱口是为了避免食物残渣对本实验的影响，保证实验的准确性。配制健那绿染液时使用生理盐水，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。光学显微镜下不能看到线粒体的两层膜及磷脂双分子层。
2．下列关于使用高倍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．观察叶绿体时最好选用所含叶绿体少而大的细胞
C．在光学高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒
D．藓类叶片可直接放在载玻片上用于观察叶绿体
解析：选C 健那绿染液是活细胞染料，可将活细胞中的线粒体染成蓝绿色，且几乎不损伤细胞。观察叶绿体时应选用所含叶绿体少而大的细胞，以便于观察。叶绿体内的基粒属于亚显微结构，用光学显微镜无法观察到。藓类叶片很薄，可直接用于制作临时装片。
[归纳提升]
观察叶绿体和线粒体的区别
项目 观察叶绿体 观察线粒体
原理 叶绿体本身含有色素，呈绿色 健那绿染液可使细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色
目的 在高倍镜下观察到它们的形态和分布
材料 黑藻或藓类植物的叶片 口腔上皮细胞或铁苏木精染色的大白鼠胰腺玻片标本
染色剂 不需要 健那绿
观察 先低倍镜，后高倍镜
名师提醒：(1)观察叶绿体时选幼嫩的黑藻小叶，因其叶绿体的数量少且体积较大，便于观察。
(2)叶绿体中含有色素，所以观察叶绿体的实验中，不需要染色。
(3)在观察叶绿体的实验中，装片应始终保持有水状态，否则会使细胞缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。
(4)用口腔上皮细胞做实验材料观察线粒体时，取材前要漱净口腔，防止食物碎屑对观察物像的干扰。
(5)线粒体和叶绿体在细胞中的分布不均匀，线粒体在需能多的部位分布多，叶绿体在叶的向光面分布多。
[学习小结]
1.有研究者将下列四种等量的细胞分别磨碎，然后放到四个离心管内高速旋转离心，结果磨碎的液体分为四层，如图，其中③层有较多的有氧呼吸酶，则在下列各种材料中③层最厚的细胞是( )
A．皮肤细胞 B．口腔上皮细胞
C．心肌细胞 D．肾脏细胞
解析：选C 根据题干信息分析，③层存在的结构是有氧呼吸的主要场所，为线粒体。线粒体能为细胞的生命活动提供能量，细胞新陈代谢越旺盛，线粒体越多，在题目所给的四种细胞中，心肌细胞新陈代谢最旺盛，需要的能量最多。
2．下面是植物细胞部分膜结构示意图，它们依次属于的结构是( )
A．细胞质膜、高尔基体膜、线粒体膜
B．线粒体膜、细胞质膜、叶绿体膜
C．叶绿体膜、细胞质膜、线粒体膜
D．高尔基体膜、线粒体膜、细胞质膜
解析：选C ①③具有双层膜，①内膜光滑，③内膜向内腔折叠，故①是叶绿体膜，③是线粒体膜。
3．水池内某种藻类所分泌的一种物质能抑制蝌蚪体内蛋白质的合成，从而减缓水池中蝌蚪的生长和发育。下列哪种结构最可能是该物质直接作用的目标( )
A．中心体 B．核糖体
C．液泡 D．溶酶体
解析：选B 中心体与动物细胞的有丝分裂有关；核糖体将氨基酸缩合成蛋白质；液泡能储藏营养物质、色素等，保持细胞形态，调节渗透压；溶酶体内含有多种酸性水解酶，能够分解多种物质以及衰老、损伤的细胞器。
4．当细胞处于饥饿状态时，可水解自身生物大分子，产生营养成分，供细胞急需。在此过程中起积极作用的细胞器是( )
A．线粒体 B．高尔基体
C．溶酶体 D．核糖体
解析：选C 溶酶体内含有多种酸性水解酶，当细胞处于饥饿状态时，可水解自身生物大分子，产生营养成分，供细胞急需。
5．下列有关细胞结构及其功能的叙述，错误的是( )
A．有的核糖体附着在内质网上
B．雌激素合成的场所是核糖体
C．在蝌蚪发育成蛙的过程中，对尾部消失起主要作用的细胞器是溶酶体
D．唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多
解析：选B 核糖体存在形式有两种：游离于细胞质中，附着于内质网上；雌激素属于脂质，由内质网合成；在蝌蚪发育成蛙的过程中，对尾部消失起主要作用的细胞器是溶酶体；唾液腺细胞和胰腺细胞分别分泌淀粉酶和消化酶，分泌蛋白的形成与高尔基体有关，因此其数量多。
6．下列各项均是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的叙述，其中正确的是( )
A．不选幼根做实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动
B．叶绿体的形态和分布不会随着光照强度和方向的改变而改变
C．细胞中叶绿体的位置移动是细胞质流动的标志
D．植物细胞质流动的速度，标志着该细胞同化作用的强弱
解析：选C 细胞质流动是所有活细胞都具有的生命现象；叶绿体的形态和分布随光照强度和方向的改变而改变，如光照较弱时则以叶绿体较大的一面对着光源，以增大光的吸收面积，有利于光合作用；观察细胞质的流动是以叶绿体为标志的，流动的速度标志着细胞代谢的强弱。
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9第1课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开
新课标 核心素养
1.概述细胞质膜的成分和功能。2.了解细胞质膜结构的探索历程。3.掌握流动镶嵌模型的基本内容。 1.生命观念——通过图示、示例认知细胞质膜的结构和功能，形成结构与功能相适应观点。2.科学思维——根据细胞质膜结构探索过程的有关实验，培养演绎与推理能力。3.科学探究——体会有关实验的设计方法和原理。
知识点(一)细胞质膜的成分
1．探索过程
(1)1895年，欧文顿做了上万次实验，证明细胞质膜是由脂质构成的。
(2)1925年，戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜，结果脂质在水面上铺成单分子层，其面积大约是红细胞表面积的倍。证明脂质呈双分子层排布。
(3)1959年，罗伯特森通过电子显微镜观察，发现细胞质膜显示“暗—明—暗”三条带。据此，他确认细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”。
2．细胞质膜的成分
细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。其中，脂质约占细胞质膜总重量的50%，蛋白质约占40%，在组成细胞质膜的脂质中，含量最高的是磷脂。
(1)19世纪末，欧文顿通过对红细胞质膜化学成分的分析，得出细胞质膜的成分是脂质和蛋白质(×)
(2)提取鸡红细胞的脂质在空气—水界面上铺成单层，测得单层分子的面积是其红细胞表面积的两倍(×)
(3)科学家罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞质膜“暗—明—暗”的三层结构(×)
1．(生命观念)为什么脂溶性物质更容易通过细胞质膜？
提示：细胞质膜的成分中含有脂质。
2．(科学思维)结合磷脂分子的结构特点，试以示意图的形式画出多个磷脂分子在水—空气界面的排布状态和在细胞质膜上的排布状态，并分析其原因。
提示：水—空气界面：因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水—空气界面上磷脂分子“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气一面。
1．下图表示各种细胞质膜组成成分的含量，图示能说明的是( )
A．构成细胞质膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类
B．细胞质膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞质膜的功能有关
C．细胞质膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多
D．蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用
解析：选B 细胞质膜的成分有脂质、蛋白质和糖类，但脂质和蛋白质在膜成分中占的比例很大，是细胞质膜的主要成分，糖类不是主要成分，A错误；细胞质膜中脂质和蛋白质的含量变化与细胞质膜的功能有关，功能越复杂的细胞质膜，蛋白质的种类和数量越多，B正确；图中所给的细胞中，髓鞘的功能最简单，蛋白质的数量最少，C错误；分析题图可知，该图没有涉及细胞间的信息交流功能与蛋白质的关系，D错误。
2．下列说法中，与细胞质膜发现史不一致的是( )
A．欧文顿在实验基础上提出膜是由脂质组成的
B．荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子面积为红细胞表面积的2倍。他们由此推出：细胞质膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
C．罗伯特森在电镜下看到细胞质膜清晰的“暗—明—暗”的三层结构，提出所有的细胞质膜都是由“磷脂—蛋白质—磷脂”三层结构构成的
D．科学家通过实验发现，细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成
解析：选C 罗伯特森在电镜下看到细胞质膜“暗—明—暗”的三层结构，提出所有的细胞质膜都由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成。
[归纳提升]
细胞质膜的成分
成分 占细胞质膜总重量的比例 在细胞质膜中的作用
脂质 约50% 磷脂是构成细胞质膜的重要成分
蛋白质 约40% 蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞质膜的功能主要由其上的蛋白质来行使
糖类 2%～10% 与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞质膜的外表面，糖蛋白和糖脂与细胞的信息交流有着密切关系
知识点(二)细胞质膜的结构
1．1970年，人、鼠细胞融合实验
2．流动镶嵌模型的基本内容
(1)化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质。
(2)细胞质膜的物质组成方式如图：
①图中a
②图中b
③图中c
3．细胞质膜的结构特点：流动性。
4．细胞质膜的功能特点：选择透过性。
(1)细胞质膜内、外侧结构具有不对称性(√)
(2)蛋白质分子构成细胞质膜的基本支架(×)
(3)组成细胞质膜的蛋白质分子是可以运动的，而磷脂分子是静止的(×)
(4)功能越复杂的细胞质膜，磷脂含量就越高(×)
1．(生命观念)实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，在这里起识别作用的是细胞质膜上的何种物质？如何判断细胞质膜的外侧和内侧？
提示：糖蛋白。有糖链的一侧为细胞质膜的外侧。
2．(科学思维)人、鼠细胞质膜蛋白最终均匀分布说明什么问题？若适当降低温度，膜蛋白最终均匀分布的时间会延长，由此说明什么？
提示：膜蛋白是运动的，即细胞质膜具有流动性。温度能影响膜的流动性。
1．科学家用两种荧光素分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光素在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是( )
A．膜蛋白能自主翻转
B．细胞质膜具有流动性
C．细胞质膜具有选择透过性
D．膜蛋白可以作为载体蛋白
解析：选B 两种荧光素分别标记两种细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光素在融合细胞表面对等分布，最后在融合细胞表面均匀分布，说明细胞质膜具有流动性。不能说明膜蛋白在细胞内外翻转，也不能说明细胞质膜的物质运输功能。
2.如图为细胞质膜的流动镶嵌模型，下列有关叙述错误的是( )
A．具有①的一侧是细胞质膜的外侧
B．①与细胞表面的识别作用有关
C．②是构成细胞质膜的基本支架
D．细胞质膜的选择透过性与①的种类和数量有关
解析：选D 图中①表示糖蛋白，它分布在细胞质膜的外侧，具有细胞识别的作用；②是磷脂双分子层，它是构成细胞质膜的基本支架；细胞质膜的选择透过性与细胞质膜上的蛋白质有密切的关系。
[归纳提升]
1．细胞质膜的结构(如图所示)
(1)磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架，由它支持着许多蛋白质分子。
(2)有的蛋白质分子镶在磷脂双分子层的内外两侧，有的蛋白质分子部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的蛋白质分子贯穿整个磷脂双分子层。
(3)在细胞质膜的外表面有糖蛋白(由糖分子与细胞质膜上的蛋白质分子结合而成)。
教材延伸：(1)不同细胞在细胞质膜的组成成分上有差异，功能越复杂的细胞，细胞质膜上蛋白质的种类和数量越多。
(2)糖蛋白大多在细胞质膜的外侧，有保护和润滑作用，还与细胞的信息交流密切相关。可根据糖蛋白的分布确定膜的内外侧。
(3)细胞质膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体蛋白、接收信号的受体蛋白等。
(4)细胞质膜的流动性对于细胞完成各种生理功能是非常重要的：①使细胞质膜能承受一定程度的变形而不致破裂；②使膜中各种成分按需要调整其组合分布；③有利于膜上的载体蛋白完成物质运输。
2．细胞质膜结构及其特点的实验探究
实验 细胞质膜的提取实验 人、鼠细胞的融合实验
材料 人或其他哺乳动物成熟红细胞 人细胞、鼠细胞
实验处理 提取脂质成分，平铺在水面上，测量单分子层面积 用红色、绿色荧光素分别标记人和鼠的抗体，让其分别与相应的细胞质膜上的抗原结合；诱导人细胞与鼠细胞融合
结果 脂质单分子层面积约是红细胞表面积的2倍 在荧光显微镜下观察，开始时，融合细胞的细胞质膜一半呈红色，一半呈绿色，在37 ℃下培养40 min后两种颜色在细胞质膜上均匀分布
结论 细胞质膜由双层脂质分子构成 细胞质膜具有一定的流动性
知识点(三)细胞质膜的功能
1．细胞质膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开：
细胞质膜将生命物质与外界环境分隔开，使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。
(2)控制物质进出细胞：
(3)进行细胞间的信息交流：
①通过化学物质交流，如激素的作用。
②通过细胞质膜相互接触交流，如精子和卵细胞之间的识别和结合。
③通过通道交流，如高等植物细胞的胞间连丝。
2．细胞壁
(1)存在：植物、细菌、真菌。
(2)成分：植物细胞壁主要成分是多糖，细菌细胞壁主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质。
(3)作用：
①维持细胞的形态。
②具有一定的保护作用。
(1)细胞质膜是细胞的保护性屏障(√)
(2)细胞质膜可以控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞(×)
(3)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用(√)
(4)进行细胞间信息交流必须要依赖于细胞质膜表面的受体(×)
1．(生命观念)相邻细胞间如何进行信息交流？距离较远的细胞间如何进行信息交流？
提示：两个相邻动物细胞的细胞质膜可以直接接触，通过质膜上的受体进行识别，信息从一个细胞传递给另一个细胞。高等植物细胞之间可以通过胞间连丝相互连接，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，从而实现信息交流；距离较远的细胞间进行信息交流时，发出信息的细胞释放出细胞分泌物(即信号分子，如激素)，信号分子通过体液运输到靶细胞，与靶细胞的细胞质膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞。
2．(科学思维)莲藕“出淤泥而不染”体现了细胞质膜的什么功能？这种功能的具体体现是什么？
提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及对代谢废物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。
1．科学家揭示出电压控制的钾通道，这些通道是负责 K＋ 进出细胞的看门蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的作用，与晶体管在计算机中的作用一样。这一成果从另一侧面证明了细胞质膜具有( )
A．免疫功能
B．识别功能
C．控制物质进出细胞的功能
D．进行细胞间信息交流的功能
解析：选C 从题干信息可知，看门蛋白质的作用是负责控制K＋ 进出细胞。
2．作为系统的边界，细胞质膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关下图模型的说法错误的是( )
A．图示信息主要体现了细胞质膜能进行细胞间信息交流的功能
B．甲细胞分泌a物质与细胞质膜控制物质进出的功能有关
C．乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子
D．b物质的主要成分是蛋白质
解析：选C 题图所示的是细胞间进行信息交流的一种方式；甲细胞分泌物质a也是细胞质膜控制物质出入细胞的一个实例；不同的信息分子具有不同的受体，所以图中的受体b不能识别所有的信息分子；b的化学本质是糖蛋白，其主要成分是蛋白质。
[归纳提升]
1．细胞质膜是否能绝对控制物质进出细胞
不能，细胞质膜控制物质进出细胞具有普遍性和相对性，如图所示。
(1)普遍性：细胞需要的营养物质可进入细胞；抗体、激素等物质在细胞内合成后，可分泌到细胞外；细胞产生的废物可排到细胞外。
(2)相对性：对细胞有害的物质有可能进入细胞，有些病毒、病菌等有可能侵入细胞，使生物体患病。
名师提醒：对细胞有害的物质不是“不能”进入细胞，而是“不易”进入细胞。
2．细胞质膜的功能特性：具有选择透过性。
3．细胞壁
(1)成分：植物细胞壁的主要成分是多糖(如纤维素)。
(2)作用：
①维持细胞形态：细胞壁具有较坚韧的支撑作用，它对植物细胞起着骨架作用，以维持细胞正常的形态。
②保护内部结构：如防止细胞因吸水过多而破裂，或将一些微生物阻挡在细胞外。
(3)特性：全透性。
教材延伸：不同类型细胞的细胞壁成分
细胞类型 细胞壁成分
植物细胞 主要成分是多糖(如纤维素)
细菌 主要由肽聚糖组成
真菌细胞 主要成分是多糖，另有少量蛋白质和脂质。不同的真菌，其细胞壁所含多糖的种类也不同，如低等真菌细胞壁以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，高等陆生真菌以几丁质为主
[学习小结]
1．人体某些白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体的病菌，这个过程的完成主要依靠细胞质膜的( )
A．免疫功能 B．保护作用
C．流动性 D．扩散作用
解析：选C 人体某些白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体的病菌，整个过程中存在细胞质膜的形态变化，这体现了细胞质膜具有一定的流动性的结构特点，C正确。
2．下列对细胞质膜成分的叙述，错误的是( )
A．细胞质膜的主要成分是蛋白质和脂质
B．细胞质膜中的脂质主要是磷脂
C．细胞质膜上的糖类很少，所以其不重要
D．细胞质膜中蛋白质的种类和数量决定了细胞质膜功能的复杂程度
解析：选C 细胞质膜的成分有脂质、蛋白质和糖类，其中主要成分是蛋白质和脂质，脂质中主要是磷脂。蛋白质是生命活动的主要承担者，所以细胞质膜的功能主要取决于其上蛋白质的种类和数量，功能越复杂的细胞，细胞质膜上蛋白质的种类和数量越多。糖类和某些蛋白质结合成糖蛋白，对细胞间的信息交流具有重要的作用，C错误。
3．下列有关细胞质膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型的说法，错误的是( )
A．由罗伯特森提出
B．能解释细胞质膜可以控制物质的进出
C．能解释溶于脂质的物质能够优先通过细胞质膜
D．能解释变形虫的变形运动
解析：选D 由罗伯特森提出的细胞质膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”结构模型指出，细胞质膜是静止不动的，这无法解释变形虫的变形运动，D错误。
4．下列不属于细胞间信息传递的是( )
A．激素作用于靶细胞
B．精子与卵细胞的识别与结合
C．高等植物细胞之间通过胞间连丝传递信息
D．一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞中
解析：选D 细胞间的信息交流方式有多种，如题中的A、B、C项所示的三种交流方式。D项说明细胞质膜对物质进出细胞有控制作用，不属于细胞间的信息传递。
5．作为系统的边界，细胞质膜在细胞的生命活动中有多种功能。如图所示模型表示细胞甲分泌的激素作用于细胞乙，此过程主要表明细胞质膜的功能是( )
A．将细胞与周围环境分隔开
B．控制物质进出细胞
C．进行细胞间的信息交流
D．进行细胞间的物质运输
解析：选C 据题图分析，细胞甲分泌的相关激素进入血液，通过血液运输到达细胞乙，与靶细胞质膜上的受体特异性结合，进而传递信息，从而完成信息交流，此过程说明细胞质膜的功能是进行细胞间的信息交流。
6．下列关于细胞壁的叙述中，正确的是( )
A．纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，是植物细胞壁的主要成分之一
B．食物中的纤维素在人体内水解成葡萄糖后才能被吸收
C．细菌的细胞壁也可以用除去植物细胞壁所使用的酶除去
D．细胞壁是各种细胞最外层的结构
解析：选A 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖；人的消化液中不含纤维素酶，所以食物中的纤维素在人体内是不能被消化的。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，一般用溶菌酶除去，而植物细胞壁用纤维素酶、果胶酶除去。细胞壁并不是各种细胞最外层的结构，如动物细胞没有细胞壁，很多细菌细胞壁外面有荚膜等结构。
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