第二章 细胞的结构与物质运输
1.关于核糖体的叙述,错误的是( )
A. 核糖体是细胞内不具有膜结构的细胞器
B. 核糖体有携带氨基酸的tRNA的结合部位
C. 真核和原核生物细胞内都有游离的核糖体
D. 真核细胞高尔基体的膜上有核糖体的分布
2.生命观念中的“结构与功能观”,内涵是指一定结构必然有其对应的功能,而一定功能需要对应的结构来完成。下列有关“结构与功能观"的叙述中正确的是( )
A.分布在细胞不同部位的核糖体结构有差异,导致合成的蛋白质种类不同
B.吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶,有利于杀死侵入机体的病毒或病菌
C.根部细胞不含叶绿体,利用这类细胞不可能培育出含叶绿体的植株
D.高尔基体在分泌蛋白加工运输过程中起交通枢纽作用,是由于其能接收和形成囊泡
3.泡椒凤爪在加工贮藏过程中易被嗜冷杆菌等微生物污染,导致溶烂、胀气等腐败现象,辐照杀菌是一种冷杀菌的方式,能有效降低泡椒凤爪中微生物的数量,达到一定的杀菌效果。下列叙述正确的是( )
A.嗜冷杆菌中含量最多的化合物是蛋白质
B.嗜冷杆菌细胞生命系统的边界是细胞壁
C.胀气的原因是嗜冷杆菌线粒体产生CO2导致
D.辐照可使嗜冷杆菌蛋白质变性达到杀菌目的
4.蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程,可大体分为两条途径。一是在游离核糖体上完成肽链的合成,然后转运至线粒体、叶绿体及细胞核或成为细胞质基质和细胞骨架的成分,称为翻译后转运;二是蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导,边合成边转入内质网中,再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外,即共翻译转运。下列相关分析错误的是( )
A. 用14C标记亮氨酸可用来了解某种蛋白质的分选途径
B. 抗体、胰岛素和胰蛋白酶的合成和分泌属于共翻译转运途径
C. 线粒体、叶绿体中的蛋白质以及细胞质基质蛋白均来自翻译后转运途径
D. 细胞中转运方向不同的蛋白质,其自身信号序列中的氨基酸序列相同
5.2023年5月,海南大学教授万迎朗及其团队公布了其在海南省发现的2个新记录物种:白边侧足海天牛和绒毛海天牛。白边侧足海天牛是一种光合软体动物,可以像植物一样进行光合作用,但它本身并不产生叶绿体,其叶绿体都是通过进食含叶绿体的藻类后,将叶绿体贮存到自己的体内加以利用的。下列有关白边侧足海天牛的叙述,错误的是( )
A.该生物的细胞中具有核膜,也含有染色质
B.白边侧足海天牛体内可同时观察到叶绿体和中心体
C.该生物叶绿体中的叶绿素能吸收蓝紫光和红光
D.该生物与蓝细菌共有核糖体和叶绿体两种细胞器
6.翟中和院士主编的《细胞生物学》中说过:“我确信哪怕一个最简单的细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”。下列有关细胞结构的叙述正确的是( )
A.细胞骨架能锚定并支撑许多细胞器,与细胞的运动、物质运输和能量转化等生命活动密切相关
B.研究分泌蛋白的合成时,亮氨酸除了能用3H标记外,也可以用15N标记亮氨酸的氨基,通过检测放射性标记的物质的位置来确认分泌蛋白的合成和运输场所
C.内质网有两种类型,粗面内质网上能合成蛋白质,光面内质网上能合成脂质、核酸等物质
D.溶酶体是细胞的消化车间,内部含有多种水解酶,属于胞内蛋白,不需要经过内质网和高尔基体的加工
7.自然界中微生物种类众多、数量庞大,有一部分是病原微生物,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、支原体、黄曲霉菌(产生的黄曲霉毒素具有致癌性)和猴痘病毒等。下列有关叙述错误的是( )
A.MRSA和支原体都是原核生物,两者都有细胞壁
B.人食用较多被黄曲霉菌污染的食物,有患癌症的风险
C.猴痘病毒含有的核酸种类比MRSA、黄曲霉菌都少
D.黄曲霉菌有核膜和细胞器膜,而MRSA、支原体没有
8.核仁通常表现为单一或多个匀质的球形小体,呈圆形的颗粒状结构。核仁组成成分包括rRNA、rDNA和核糖核蛋白。核仁的大小、形状和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。下列有关核仁的叙述,正确的是( )
A. 核仁是细胞核内合成某种RNA和核糖体蛋白质的场所
B. 口腔上皮细胞的核仁比唾液腺细胞的大
C. 核仁是一个动态的结构,在有丝分裂前期和后期表现出周期性的消失与重建
D. 核仁的大小可以作为真核细胞代谢强弱的重要指标
9.液泡膜上存在转运H+的两种蛋白质,分别是H+转运焦磷酸酶和Na+/H+逆向转运蛋白,两种蛋白转运H+的过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
B.Na+通过Na+/H+逆向转运蛋白的跨膜运输方式属于协助扩散
C.Na+/H+逆向转运蛋白的存在有利于调节植物细胞内的酸碱度
D.加入H+转运焦磷酸酶抑制剂会使Na+通过Na+/H+逆向转运蛋白的运输速率变慢
10.为探究生活在盐碱环境中的某种泌盐植物的泌盐方式是主动运输还是被动运输,科研人员设计了甲(实验组)、乙(对照组)两组实验,一段时间后测定植物泌盐量。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两组应选择生长状况相似的植物为实验材料
B.甲组植物给予正常呼吸条件,乙组植物使用细胞呼吸抑制剂
C.若测得甲、乙两组植物泌盐量相同,则该种泌盐植物的泌盐方式为被动运输
D.若该种泌盐植物的泌盐方式为主动运输,则甲组植物的泌盐量大于乙组植物的
11.图示为一类特殊的蛋白质复合物SNARE(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制,图中GTP的生理功能及产生均与ATP类似。下列叙述不正确的是( )
A.上图所示的过程体现了生物膜的结构特点
B.在囊泡运输货物过程中,囊泡周围会出现线粒体
C.SNARE可存在于神经细胞的突触小体内,且对突触发挥功能意义重大
D.货物准确运输到目的地需要细胞骨架的协助,该骨架由磷脂双分子层组成
12.胆固醇在人体血液中与脂质等结合形成LDL(低密度脂蛋白),最终进入细胞降解,过程如图。有些患者的PCSK9蛋白可促进LDL受体降解,导致血液中胆固醇含量偏高,可能造成血管堵塞,危及生命。科学家转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,将PCSK9mRNA剪断,从而治疗高胆固醇血症。下列分析正确的是( )
A.LDL通过胞吞方式进入细胞,不需要膜上蛋白质的参与
B.siRNA抑制PCSK9基因的翻译,为PCSK9mRNA断裂提供活化能
C.LDL的降解过程体现了细胞膜具有选择透过性的结构特点
D.胆固醇能参与血液中脂质的运输,但需要限制其过量摄入
13.分泌蛋白新生肽链的信号肽序列(位于肽链的N端,其末端常称为碱性氨基末端)合成后,可被信号识别颗粒所识别,引起蛋白质合成暂停或减缓;待核糖体及其上的新生肽链转移至内质网上,蛋白质合成又重新恢复。随后,已合成的肽链在信号肽引导下,穿过内质网膜进入内质网腔继续加工,其中信号肽序列将在信号肽酶的作用下被切除(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.胰蛋白酶的合成需经过该过程
B.高尔基体膜内侧与内质网相连,外侧与细胞膜相连,属于细胞的生物膜系统
C.根据信号肽能引导肽链穿过内质网膜可推测其上分布有重要的疏水序列
D.若一条信号肽链由23个氨基酸组成,如果用酶把其水解成1个五肽,3个六肽,则与原来的肽链相比,氧原子数增加了4个
14.某实验小组为探究质壁分离及复原的实验现象,利用某植物细胞为实验材料进行了有关实验,并绘制了如图所示的实验曲线图(甲和乙为两次实验的曲线图),图像中δ=原生质体的当前体积/原生质体的初始体积。下列相关叙述错误的是( )
A.可选择紫色洋葱的根尖分生区细胞作为实验材料,这样便于观察实验现象
B.植物细胞发生质壁分离的内因之一是植物细胞原生质层的伸缩性小于细胞壁
C.若细胞加入到溶液后不再做任何操作,则甲实验所用的溶液可能是硝酸钾溶液
D.若乙实验c时滴加大量清水后原生质体仍无变化,可能是细胞已经死亡
15.据专家测算,我国有近15亿亩盐碱地,约占世界盐碱地总面积的十分之一、培育耐盐植物和研究耐盐机理,对于充分利用盐碱地具有重要意义。研究表明,拟南芥、盐角草等耐盐植物遇到盐分过高时,可以吸收离子积累在细胞的液泡中,其根细胞生物膜两侧H+形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了十分重要的作用,如图所示。回答下列问题。
(1)拟南芥根细胞膜具有选择透过性的物质基础主要是_____。
(2)当钠盐浸入到拟南芥根周围的环境时,Na+以_____方式大量进入根细胞;然后根细胞会将Na+排放到细胞外或转运到液泡内,此时需要的能量为_____。
(3)若降低拟南芥根细胞中Na+/H+载体蛋白基因的表达,则会_____(填“提高”、“降低”或“不影响”)拟南芥的抗盐能力。
(4)盐角草耐受钙盐能力较强,兴趣小组欲探究盐角草从土壤中吸收Ca2+的方式是主动运输还是被动运输,请你利用下列实验材料帮助兴趣小组设计一个简单的实验思路。
实验材料:生长状况相同的盐角草幼苗,含一定浓度Ca2+的适宜培养液,细胞呼吸抑制剂。
实验思路:_____。
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、核糖体是不具膜的细胞器,A正确;
B、核糖体与mRNA结合后,tRNA将氨基酸转运到mRNA的相应位置,故核糖体有携带氨基酸的tRNA的结合部位,B正确;
C、真核细胞中的核糖体有的附着在内质网上,有的游离在细胞质基质,原核细胞内的核糖体游离在细胞质基质,C正确;
D、真核细胞高尔基体的膜上没有核糖体分布,D错误。
故选D。
2.答案:D
解析:A、分布在细胞不同部位的核糖体结构相同,蛋白质种类不同是基因选择性表达的结果,A错误;
B.水解酶的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,B错误;
C.根部细胞不含叶绿体,但是细胞中含有本物种的全套遗传信息,具有全能性,所以利用这类细胞可能培育出含叶绿体的植株,C错误;
D.在细胞内,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用,高尔基体在分泌蛋白加工运输过程中起交通枢纽作用,是由于其能接收和形成囊泡,D正确。
故选D。
3.答案:D
解析:A、活细胞中含量最多的化合物是水,因而嗜冷杆菌中含量最多的化合物是水,A错误;
B、细胞作为一个基本的生命系统,它的边界是细胞膜,不是细胞壁,B错误;
C、嗜冷杆菌属于原核生物,没有线粒体,C错误;
D、辐照杀菌是利用射线(包括X射线、γ射线和加速电子束等)的辐照来杀灭有害细菌的一项技术,这些射线会使嗜冷杆菌的蛋白质变性而达到杀菌目的,D正确。
故选D。
4.答案:D
解析:A、用14C标记亮氨酸可用来了解蛋白质的合成和运输过程,可以确定某种蛋白质的分选是何种途径,A正确;
B、抗体、胰岛素和胰蛋白酶都属于分泌蛋白,它们是在游离核糖体上起始之后由信号肽引导,边合成边转入内质网中,再经一系列加工运至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外,故它们的分泌属于共翻译转运途径,B正确;
C、线粒体、叶绿体中的蛋白质以及细胞质基质蛋白是在游离核糖体上完成肽链的合成,然后转运至功能发挥部位,故它们的分泌属于翻译后转运,C正确;
D、细胞中转运方向不同的蛋白质,其自身信号序列中的氨基酸序列也不同,导致其运输的方向不同,D错误。
故选D。
5.答案:D
解析:A、白边侧足海天牛是光合软体动物,属于真核生物,具有核膜包被的细胞核,含有染色质,A正确;
B、由题意可知,白边侧足海天牛食用绿藻并能将其叶绿体贮存到自己的体内加以利用,可见其具有叶绿体,白边侧足海天牛是动物,细胞内含有中心体,B正确;
C、该生物叶绿体来自植物,其叶绿素与植物叶绿素相似,都能吸收蓝紫光和红光,C正确;
D、该生物属于真核生物,蓝细菌属于原核生物,两者共有一种细胞器即核糖体,蓝细菌不含有叶绿体,D错误。
故选D。
6.答案:A
解析:A、细胞骨架维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,A正确;
B、15N是稳定同位素,不具有放射性,无法通过检测放射性标记的物质的位置来确认分泌蛋白的合成和运输场所,B错误;
C、粗面内质网上能合成蛋白质,光面内质网上能合成脂质,C错误;
D、溶酶体内部含有多种水解酶,属于胞内蛋白,需要经过内质网和高尔基体的加工,D错误。
故选A。
7.答案:A
解析:A、支原体没有细胞壁,A错误;
B、黄曲霉菌产生的黄曲霉毒素具有致癌性,人食用较多被黄曲霉菌污染的食物,有患癌症的风险,B正确;
C、猴痘病毒只含有一种核酸,而MRSA、黄曲霉菌均有细胞结构,均含有两种核酸,C正确;
D、黄曲霉菌属于真核生物,有核膜和细胞器膜,而MRSA、支原体属于原核生物,只有核糖体这一种细胞器,没有核膜和细胞器膜,D正确。
故选A。
8.答案: D
解析:A、核仁是合成某种RNA和形成核糖体的场所,蛋白质在核糖体上合成,A错误;
B、口腔上皮细胞与唾液腺细胞相比,唾液腺细胞能合成和分泌较多的分泌蛋白,因此唾液腺细胞的核仁更大,核孔更多,B错误;
C、核仁是一个动态的结构,在有丝分裂过程中表现出周期性的消失与重建,分别发生在前期和末期,C错误;
D、由题意可知,真核细胞代谢强弱与核仁的大小、形状和数目有关,一般来说,代谢越旺盛的细胞中核仁体积越大,线粒体数目也越多,D正确。
故选D。
9.答案:B
解析:A、H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输需要消耗水解无机焦磷酸释放的能量,运输方式是主动运输,A正确;
B、Na+通过Na+/H+逆向转运蛋白的跨膜运输方式为主动运输,所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供,B错误;
C、Na+/H+逆向转运蛋白的存在可以将液泡中多余的H+排出,有利于调节细胞内的酸碱度,C正确;
D、加入H+转运焦磷酸酶抑制剂后,H+从细胞质基质进入液泡中受阻 ,H+顺浓度梯度产生的势能减小,降低Na+/H+逆向转运蛋白的运输速率,D正确。
故选B。
10.答案:BD
解析:A、实验中无关变量应相等,所以甲、乙两组应选择生长状况相似的植物为实验材料,A正确;
B、乙组为对照组,不进行处理,甲组为实验组,进行处理,被动运输和主动运输的主要区别在于主动运输需要消耗能量,因此乙组叶肉细胞正常呼吸,甲组施用细胞呼吸抑制剂,B错误;
C、若测得甲、乙两组植物泌盐量相同,说明泌盐不需消耗能量,则该种泌盐植物的泌盐方式为被动运输,C正确;
D、若该种泌盐植物的泌盐方式为主动运输,则甲组植物的泌盐量小于乙组植物的,D错误;
故选BD。
11.答案:D
解析:A.如图所示的过程体现了生物膜具有一定的流动性,A正确;B.在囊泡运输货物需要能量,线粒体是细胞动力车间,是能量供应站,在囊泡运输货物过程中囊泡周围会出现线粒体,B正确;C.神经递质存在于突触小体内的突触小泡内,和突触前膜融合,递质释放,SNARE可存在于神经细胞突触小体内的突触小泡和突触前膜,使突触小泡和突触前膜定向融合,对突触发挥功能意义重大,C正确;D."货物"准确运输到目的地需要膜的融合,需要细胞骨架的协助,而细胞骨架由蛋白质纤维组成的网架结构,而不是由磷脂双分子层组成,D错误。
12.答案:D
解析:A、LDL通过胞吞方式进入细胞,需要与LDL受体结合,而LDL受体就是膜上一种蛋白质,A错误;
B.mRNA是翻译的模板,siRNA与PCSK9mRNA特异性结合,抑制反应,结合后的siRNA将PCSK9mRNA剪断,说明其是一种酶,可以降低反应的活化能,不能提供活化能,B错误;
C.LDL的降解过程体现了细胞膜具有流动性的结构特点,选择透过性是膜的功能特性,且整个过程没有穿过膜,不能体现选择透过性,C错误;
D.血液中胆固醇含量偏高,可能造成血管堵塞,危及生命,因此需要限制其过量摄入,D正确。
故选D。
13.答案:BD
解析:A、该过程可表示分泌蛋白合成和分泌的过程,胰蛋白酶属于分泌蛋白,合成需要经过该过程,A正确;
B、高尔基体膜是独立的,需要通过囊泡转化成内质网膜,内质网膜内连核膜,外连细胞膜,细胞器膜都属于细胞的生物膜系统,B错误;
C、生物膜的基本支架是磷脂双分子层,内部是磷脂分子的疏水端,信号肽能引导新合成的蛋白质穿膜进入内质网腔,是因为信号肽的主要功能区是一小段疏水序列,类似于脂溶性小分子的穿膜运输方式,C正确;
D、23个氨基酸组成的多肽,如果用酶把其水解成1个五肽,3个六肽,需要加3个水分子,与原来的肽链相比,氧原子数增加了3个,D错误。
故选BD。
14.答案:AB
解析:A、观察质壁分离实验所用的材料需要满足植物细胞、有大液泡的活细胞,洋葱根尖分生区细胞无大液泡,不适合作为实验材料,A错误;
B、植物细胞发生质壁分离的内因包括原生质层的伸缩性大于细胞壁、原生质层相当于半透膜,B错误;
C、若细胞加入到溶液后不再做任何操作,则甲实验所用的实验试剂可以发生质壁分离自动复原,可能是硝酸钾溶液,C正确;
D、若乙实验c时期加入大量水后原生质体仍无变化,可能是细胞由于过度失水而死亡,D正确。
故选AB。
15.答案:(1)载体蛋白
(2)①.协助扩散;②.H+的浓度梯度差
(3)降低
(4)取生长状况相同的盐角草幼苗,随机均分为甲组和乙组,均放入含一定浓度Ca2+的适宜培养液中培养,给甲组培养液添加呼吸抑制剂,乙组不添加,放在相同且适宜的条件下培养,定期测定并记录两组幼苗培养液中Ca2+含量。
解析:(1)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。细胞膜的结构特点是流动性,功能特性是选择透过性,细胞膜上的蛋白质分子的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度,如主动运输和协助扩散需要细胞膜上的载体蛋白,所以决定细胞膜具有选择透过性的主要物质基础是载体蛋白。
(2)当钠盐浸入到拟南芥根周围的环境时,Na+以协助扩散的方式大量进入根细胞;然后根细胞会将Na+排放到细胞外或转运到液泡内,此时需要的能量是H+的浓度梯度差提供。
(3)Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大,细胞液渗透压增大,细胞吸水能力增强,进而提高拟南芥的耐盐碱能力,故降低Na+/H+反向转运载体蛋白基因的表达会降低拟南芥的抗盐能力
(4)据题意可知,本实验目的是探究盐角草从土壤中吸收Ca2+的方式是主动运输还是被动运输,主动运输和被动运输区别为是否有能量供应,因此自变量为是否添加呼吸抑制剂(是否有能量供应),因变量为培养液中Ca2+含量,因此实验思路为:取生长状况相同的盐角草幼苗,随机均分为甲组和乙组,均放入含一定浓度Ca2+的适宜培养液中培养,给甲组培养液添加呼吸抑制剂,乙组不添加,放在相同且适宜的条件下培养,定期测定并记录两组幼苗培养液中Ca2+含量。
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第 二 章 细胞的结构与物质运输
考情分析
真题任务驱动
模块知识清单
重难考点通关
重难提分技巧
高考最新动向
单元知识网络
目 录
Contents
考情分析
考查内容:细胞是生物体结构与功能的基本单位,各种细胞具有相似的基本结构,但在形态与功能上有所差异。细胞各部分结构既分工又合作,共同执行细胞的各项生命活动。原核细胞与真核细胞、细胞膜、细胞器、生物膜系统、细胞核的结构与功能是本专题重点考查的内容。
命题规律:考题中多以图像分析或实验分析形式进行考查,选择题、非选择题都有出现。
考查趋势:
(1)多以文字选择题呈现。
(2)常与细胞的分子组成相结合考查学生的综合分析能力,新教材新增考点要重视。物质的跨膜运输依然是考查重点。
真题任务驱动
(2023年山东卷)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
答案:B
解析:原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;细胞在有丝分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
一、生物的类群及从属关系
模块知识清单
1.原核生物:细菌、放线菌、支原体、衣原体、蓝藻等
2.真菌
(1)酵母菌:单细胞生物。
(2)霉菌:丝状真菌,如毛霉、根霉、曲霉、青霉、赤霉菌、面包霉、木霉等
(3)大型真菌:蘑菇、木耳、灵芝等。
3.植物低等植物:藻类(衣藻、水绵、海带、紫菜)和地衣(真菌与藻类的共生体)。
高等植物:苔藓植物、蕨类植物、种子植物。
4.动物单细胞动物:变形虫、草履虫等
多细胞动物:蛔虫、青蛙等。
5.病毒没有细胞结构,既不属于真核生物也不属于原核生物。
6.原核细胞和真核细胞的比较
真核细胞 原核细胞
细胞壁 植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶;大多数真菌细胞壁的主要成分是几丁质 主要成分是肽聚糖
细胞膜 都含磷脂和蛋白质 细胞核 有核膜、核仁 无核膜、核仁
细胞器 有核糖体和其他细胞器 有核糖体,无其他细胞器
DNA存在形式 细胞核:与蛋白质形成染色体(质)细胞质:裸露存在 拟核:大型环状(裸露存在)质粒:小型环状(裸露存在)
分裂方式 无丝分裂、有丝分裂和减数分裂 二分裂
变异类型 基因突变、基因重组和染色体变异 基因突变(广义包括基因重组)
项目 动物细胞 植物细胞
区别 动物细胞有中心体,高等植物细胞没有 植物细胞有细胞壁、叶绿体、液泡,动物细胞没有
联系 都有细胞膜、细胞质(内质网、高尔基体、核糖体、线粒体、溶酶体)、细胞核(核膜、核仁、染色质) 说明 某些低等植物细胞也有中心体;能进行光合作用的植物细胞才有叶绿体;成熟的植物细胞有一个中央大液泡,而未成熟的植物细胞只有小液泡或无液泡 7.动植物细胞结构的区别和联系
常见的原核生物 易与之混淆的真核生物
细菌:细菌常带有“杆”字(如结核杆菌)、“球”字(如链球菌)、“螺旋”及“弧”字(如霍乱弧菌) 酵母菌、霉菌(如青霉、根霉、曲霉等)
蓝藻:颤藻、蓝球藻、念珠藻、发菜等 绿藻(如衣藻)、褐藻、红藻等
方法技巧——常见原核生物与真核生物的判断方法
二、细胞的结构与功能相适应
模块知识清单
生物体的结构总是与其功能相适应,其结构和功能相统一的观点包含两层含义:有一定的结构必然有与之对应的功能存在;任何功能都需要一定的结构来完成。
举例说明如下:
1.具有分泌功能的细胞
(1)细胞中内质网和高尔基体的含量较多
(2)细胞表面往往有很多突起,以增大细胞表面积,提高分泌效率。
2.代谢旺盛的细胞
(1)自由水含量相对较高;
(2)线粒体、核糖体等细胞器丰富;
(3)蛋白质合成旺盛,核仁较大;
(4)细胞膜上蛋白质的种类和数量较多;
(5)细胞核与细胞质之间物质交换频繁核孔数量多。
3.哺乳动物成熟的红细胞
(1)哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜,常用于提取纯净的细胞膜
(2)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,也没有核糖体线粒体等细胞器,自身不能合成蛋白质。
(3)红细胞中含有血红蛋白,具有运输氧的功能。
(4)红细胞在低渗溶液中会吸水膨胀,在高渗溶液中会失水皱缩
(5)无线粒体,只能进行无氧呼吸。
4.蛔虫细胞:无线粒体,只能进行无氧呼吸。
5.生殖细胞
卵细胞体积大,利于储存营养物质;精子体积小,尾部含线粒体便于活动。
6.神经细胞:具有很多突起,能够提高兴奋传导的效率,且高度分化,不分裂
三、研究细胞结构、成分及功能的方法
模块知识清单
研究对象 方法 实例
形态结构和化学成分 显微镜观察 认识细胞的多样性和统一性,观察显微结构
染色或原色观察 检测生物组织中的糖类脂肪和蛋白质
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
模型构建法 尝试制作真核细胞的三维结构模型
电子显微镜观察 观察各种细胞器的结构(亚显微结构)
细胞器 差速离心法 分离细胞中的各种细胞器
细胞膜 渗透作用原理 体验制备细胞膜的方法
生理功能 实验对照原理 验证细胞膜控制物质进出细胞的功能;验证细胞核的功能
同位素标记法 分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌
四、细胞结构图像的识别
模块知识清单
1.显微图像与亚显微图像的判断
(1)若表示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构,则为电子显微镜下的亚显微结构图。
(2)若未表示出细胞器的结构,则为普通光学显微镜下的显微结构图。
2.真核细胞、原核细胞图像的判断
(1)有核膜(或有核膜围成的真正细胞核)则为真核细胞。
(2)无核膜(或无核膜围成的真正细胞核),则为原核细胞。
3动植物细胞图像的判断
(1)有中心体,但无细胞壁、叶绿体、液泡,则为动物细胞图。
(2)有中心体,还有细胞壁、叶绿体、液泡,则为低等植物细胞图。
(3)无中心体,有细胞壁、叶绿体、液泡,则为高等植物细胞图。
五、细胞膜
模块知识清单
1.细胞膜的成分
脂质(约占50%):磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架;胆固醇参与动物细胞膜的组成。
蛋白质(约占40%):功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
糖类(2%~10%):与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与细胞识别等作用有关。
2.细胞膜的结构
特点:流动性
原因:构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质都是可以运动的
3.细胞膜的功能
①将细胞与外界环境分隔开
②控制物质进出细胞
③进行细胞间的信息交流
功能特性:选择透过性
六、细胞核
模块知识清单
1.结构
2.功能
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库;是细胞代谢和遗传的控制中心。
七、考查植物细胞质壁分离与复原的观察与应用
模块知识清单
1.实验过程
2.应用
①判断成熟植物是否为活细胞
待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液→发生质壁分离→是活细胞;
待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液→不发生质壁分离→是死细胞。
②测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞+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质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
不同成熟植物细胞+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,反之细胞液浓度越大。
④比较不同溶液浓度大小
相同植物细胞+不同浓度蔗糖溶液→质壁分离速率越快,分离程度越大,蔗糖溶液浓度越大;反之,蔗糖溶液浓度越小。
一、材料选择
宜选择活的、具有大液泡(成熟的植物细胞)且最好带有颜色的植物细胞作为实验材料。
二、质壁分离中的“质”和“壁”分别指的是原生质层和细胞壁。其中,原生质层是成熟的植物细胞才具有的,由细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质构成,其作用相当于半透膜。
三、实验试剂的使用。
若使用较高浓度的蔗溶液做实验,可使细胞很快发生质壁分离,但不能复原,其原因是细胞在较高浓度的外界溶液中失水过多而死亡。
若使用一定浓度的KNO3溶液、尿素溶液、甘油溶液、乙二醇溶液等溶质可以被细胞吸收的溶液均可引起细胞质壁分离后的自动复原。
因酒精、盐酸等溶液可杀死细胞,导致原生质层失去选择透过性,故细胞在这些溶液中不能发生质壁分离。
八、物质进出细胞方式的比较
模块知识清单
运输物质 方式 方向 载体 能量 实例
离子、小分子 自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 不消耗 O2、CO2、甘油、脂肪酸、脂溶性维生素、胆固醇等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不消耗 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 消耗 葡萄糖、氨基酸、各种离子等
大颗粒 胞吞:如白细胞吞噬病菌,与溶酶体结合,将之分解胞吐:分泌是外排的一种,如胰岛素的分泌
九、分析影响物质跨膜运输的因素
模块知识清单
1.物质浓度(在一定的范围内)
2.氧气浓度
3.温度
4.载体数量对跨膜运输的影响:主要影响协助扩散和主动运输。在其他条件适宜的情况下,载体数量越多,运输速率越大自由扩散不受载体数量的影响。
①影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
②影响协助扩散的因素:a.细胞膜内外物质的浓度差;b.细胞膜上载体的种类和数量。
③影响主动运输的因素:a.载体(核糖体);b.能量(细胞质基质和线粒体)。凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。
九、分析影响物质跨膜运输的因素
模块知识清单
1.物质浓度(在一定的范围内)
2.氧气浓度
十、细胞膜的结构和功能特点在生产生活中的应用
模块知识清单
1.现代社会中,关于细胞膜的研究成果已经在很多领域投入了应用。将少量磷脂分子分散到水溶液中,这些磷脂分子会自发组装成充满液体的脂双层,我们将其称为脂质体。脂质体既可用于研究特定膜蛋白的功能,又可以作为运载体,将药物或DNA分子运送到细胞内。
2.科研人员还模拟细胞膜的结构和功能,制作了各种各样的人工生物膜,有的可用于海水淡化处理,有的可用于肾功能衰竭的血液透析治疗,还有的可用于食品工业中浓缩果蔬汁和酱汁等,解决了人类生产、生活中的很多难题。
蓝细菌细胞内有一组具有发色团的水溶性蛋白。叫做藻蓝蛋白,负责光合作用过程中光的捕获,并将能量逐级传递给叶绿素。作为一种天然色素分子,藻蓝蛋白被用作某些食品和饮料中蓝色的来源,但因其蓝色不稳定、不宜受热和对酸碱度要求较高,无法用于需要高温处理的食物。下列说法正确的是( )
A. 藻蓝蛋白的合成需要经过内质网和高尔基体加工
B. 藻蓝蛋白和叶绿素位于蓝细菌叶绿体中类囊体薄膜上
C. 藻蓝蛋白无法用于要高温处理的食物因为蛋白质高温条件易水解
D. 开发新型的耐热的藻蓝蛋白可以尝试从嗜热性细菌细胞中提取
答案:D
解析:蓝细菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,A错误;蓝细菌属于原核生物,没有叶绿体,B错误;由题意可知,藻蓝蛋白无法用于要高温处理的食物是因为其蓝色不稳定、不宜受热,C错误;嗜热性细菌是原核生物,开发新型的耐热的藻蓝蛋白可以尝试利用基因工程从嗜热性细菌细胞中提取,D正确。
重难考点通关
考点1 真核细胞和原核细胞比较
下列关于生命系统和细胞学说的叙述,正确的是( )
A.人体的成熟红细胞无细胞核,不属于真核细胞
B.细胞学说揭示了生物界和非生物界的统一性
C.真核生物都是肉眼可见的多细胞个体,原核生物的个体都必须借助显微镜才能观察到
D.培养皿中的大肠杆菌菌落属于生命系统的种群层次
答案:D
解析:人体的成熟红细胞无细胞核,但是人属于真核生物,故成熟红细胞属于一种特殊的真核细胞,A错误;细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,B错误;有些真核生物是单细胞生物,如酵母菌,肉眼不可见,C错误;种群指的是同种生物的所有个体形成的整体,故培养皿中的大肠杆菌菌落属于生命系统的种群层次,D正确。
重难考点通关
考点2 细胞学说
用磷脂双分子层做成的脂质体可以将药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。如图是携有特异性抗体的脂质体,它可作为靶向药物的运载体。下列说法错误的是( )
A.脂质体的稳定性和运输速率与膜的流动性有关
B.脂质体上加入抗体有助于药物作用于靶细胞
C.①处可加入脂溶性药物,②处可加入水溶性药物
D.利用脂质体包裹,通过缓释可降低某些药物对人体的毒副作用
答案:C
解析:磷脂分子的头部亲水,而尾部疏水,药物有脂溶性和水溶性之分,用脂质体运送药物时,水溶性药物需要放在脂质体内部,即①处,而脂溶性药物需要放到两层磷脂分子之间,即②处,C错误
重难考点通关
考点3 细胞膜的组成、结构和功能
1.研究人员发现了溶酶体修复的核心机制。在此过程中,内质网和受损溶酶体之间强力互作,激活胆固醇等物质转运至溶酶体起到修复作用。下列说法错误的是( )
A. 溶酶体存在于所有动物细胞,在细胞自噬中发挥重要作用
B. 溶酶体内的酶的合成都开始于游离的核糖体,其在细胞质基质中可能会失活
C. 溶酶体和内质网间可能存在信息交流,推动了受损修复时二者间的强力互作
D. 溶酶体和内质网均由单层膜包被,前者含有较高的胆固醇,促进了膜结构的稳定
答案:A
解析:帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素,C元素是最基本的元素,A错误;帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都是由单体脱水缩合而成,都有水的产生,B正确;帝企鹅蛋孵化过程中会有不同蛋白质的合成,故mRNA和蛋白质等种类会发生变化,C正确;雄帝企鹅孵蛋期间由于不进食,故没有糖类的补充,主要靠消耗体内脂肪以供能,D正确。
重难考点通关
考点4 各细胞器的结构和功能及生物膜系统
2.中心体位于细胞的中心部位,由两个相互垂直的中心粒和周围蛋白质构成。从横切面看,每个中心粒是由9组微管组成,微管属于细胞骨架。中心体能使细胞产生纤毛和鞭毛,并影响其运动能力;在超微结构的水平上,中心体调节着细胞的运动。下列关于中心体的叙述不正确的是( )
A. 中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,若其中心体功能发生障碍,该细胞将有可能不能正常进行分裂
B. 中心体在细胞进入分裂期后开始复制随后移向细胞的两极并控制染色体的移动和分布
C. 白细胞追踪吞噬并分解病原体的过程与溶酶体和中心体有关
D. 中心体异常会造成纤毛运动能力过弱,使气管的病原体不易被清除,从而易患慢性支气管炎
答案: B
解析:中心体与细胞有丝分裂有关,动物细胞和低等植物细胞如果中心体功能发生障碍,细胞将有可能不能进行正常的有丝分裂,A正确;中心体在间期进行复制,B错误;中心粒能使细胞产生纤毛和鞭毛,并影响其运动能力,在超微结构的水平上,调节着细胞的运动。因此白细胞追踪吞噬并分解病原体与溶酶体有关,也与中心体有关,C正确;气管上皮细胞中心体异常易患慢性支气管炎,与纤毛运动能力过弱,使气管的病原体不易被清除有关,D正确。
重难考点通关
考点4 各细胞器的结构和功能及生物膜系统
肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是( )
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
答案:A
解析:由肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin-1的介导知肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,A错误;编码Cofilin-1的基因不表达,就不能合成Cofilin-1,从而导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,B正确;核膜具有选择透过性,核膜破裂导致其失去控制物质进出细胞核的能力,C正确;染色质主要由DNA和蛋白质组成,基因通常是有遗传效应的DNA片段,染色质上所含的基因可控制细胞代谢,因此Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力,D正确。
重难考点通关
考点5 细胞核的结构和功能
某实验小组利用漏斗渗透装置进行了如下实验,不考虑胭脂红对实验的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙两组实验属于对照实验,自变量为漏斗内溶液种类
B.乙组实验中的蔗糖溶液为水分子进入漏斗的过程提供了能量
C.由题可推测,由于丙组实验无水分子进出漏斗内外,因此液面高度保持不变
D.若将丙组实验漏斗外溶液替换为30%的葡萄糖溶液,则漏斗内液面会下降
答案:D
解析:本题主要考查渗透作用,考查学生的获取信息的能力和实验与探究能力。甲、乙两组实验属于对照实验,自变量为漏斗内和漏斗外的溶液种类,A错误;乙组实验中,半透膜两侧的浓度差会使水分子进入漏斗内,蔗糖溶液不能为水分子提供能量,B错误;丙组实验半透膜两侧无浓度差,水分子进出平衡,液面高度保持不变,C错误;若将丙组实验中的漏斗外溶液替换为30%的葡萄糖溶液,由于葡萄糖分子量小,因此同质量下,分子数较多,致使漏斗外溶液的浓度高于漏斗内溶液的,故漏斗内液面会下降,D正确。
重难考点通关
考点6 渗透作用的原理及应用
组别 漏斗内溶液 漏斗外溶液 30min后漏斗内液面
甲 清水+胭脂红(微量) 30%蔗糖溶液 下降
乙 30%蔗糖溶液+胭脂红(微量) 清水 上升
丙 30%蔗糖溶液+胭脂红(微量) 30%蔗糖溶液 –
图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是同种细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是( )
A. 从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1
B. 图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞吸水能力也最小
C. 甲乙两图可证明:该细胞对物质的吸收具有选择透过性
D. 若该细胞长时间在乙图中的KNO3溶液中会失水过多而死亡
答案:C
解析:由图甲可知,150mmol·L-1NaCl溶液中细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞质的浓度相等,但不能说明细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1,A错误:图乙中A点细胞失水量最大,说明此时细胞的体积最小,细胞质浓度最大,故细胞吸水能力最强,B错误:甲图中细胞失水后不复原,乙图中细胞发生了复原,说明细胞吸收乙实验所用物质,未吸收甲实验所用物质,因此可证明该细胞对物质的吸收具有选择透过性,C正确;乙图中细胞失水量先增大后减小,说明细胞先失水后吸水,故不会失水过多而死亡,D错误。
重难考点通关
考点7 质壁分离实验及其应用
SGLT2(Na+-葡萄糖协同转运蛋白2)是肾小管对Na+、葡萄糖重吸收的一种主要转运蛋白(如图所示)。血钠和血糖浓度均能调节SGLT2的功能,高血钠会减少钠的重吸收,而高血糖会增加钠的重吸收。下列叙述错误的是( )
A.图中运输葡萄糖进出肾小管上皮细胞的转运蛋白种类不同
B.正常机体摄入过量钠盐时,肾上腺皮质分泌醛固酮减少
C.糖尿病患者SGLT2的活性可能受到抑制
D.肾小管中的钠盐浓度影响葡萄糖的重吸收
答案:C
解析:据图可知,图中运输葡萄糖进出肾小管上皮细胞的转运蛋白种类不同,分别是SGLT2和GLUT2,A正确;B、醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收,同时促进钾的分泌,从而维持水盐平衡,正常机体摄入过量钠盐时,肾上腺皮质分泌醛固酮减少,对钠离子的吸收减少,B正确;糖尿病患者不能正常摄取、利用葡萄糖,推测其可能是因为GLUT2的活性受抑制,C错误;结合题图可知,Na+—葡萄糖协同转运蛋白2可协助葡萄糖进入肾小管上皮细胞,即葡萄糖的运输与钠离子有关,故肾小管中的钠盐浓度影响葡萄糖的重吸收,D正确。
重难考点通关
考点8 物质进出细胞方式的判断
下图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系,下列分析不正确的是( )
A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输
B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要转运蛋白
C.曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白的数量有限
D.温度可影响生物膜的流动性,因而对曲线a、b的转运速度均有影响
答案:B
解析:曲线a说明物质跨膜运输与氧气无关,不消耗能量;而曲线b说明物质跨膜运输与氧气有关,消耗能量,所以曲线a代表被动转运,曲线b代表主动转运,A正确;曲线a代表的分子跨膜运输不消耗能量,属于被动运输,如果是协助扩散,则需要转运蛋白;如果是自由扩散,则不需要转运蛋白,B错误;由于主动运输需要载体、消耗能量,所以曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限,C正确;由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响,D正确。
重难考点通关
考点9 影响物质跨膜运输速率的因素
唾液腺是脊椎动物口腔内分泌唾液的腺体,人或哺乳动物有三对较大的唾液腺,即腮腺、颌下腺和舌下腺,另还有许多小的唾液腺。下图为唾液腺细胞合成唾液淀粉酶的过程示意图,有关说法错误的是( )
A.唾液腺细胞不含有的细胞器是⑤
B.分泌蛋白的合成开始于游离的核糖体
C.图中③的数量比口腔上皮细胞的少
D.唾液淀粉酶是通过胞吐的方式分泌的
答案:C
解析:唾液腺细胞要不断分泌唾液,唾液中含有蛋白质,因此其中涉及分泌蛋白合成并分泌的细胞器要多,图中③是高尔基体,高尔基体与分泌物的形成有关,因此该细胞器的数量比口腔上皮细胞的多,C错误。
重难考点通关
考点10 胞吞与胞吐
1.低倍镜的操作步骤:取镜→安放→对光→压片→调焦观察。
2.高倍镜与低倍镜的比较
3.目镜与物镜的结构、长短与放大倍数之间的关系
重难提分技巧
考法一、显微镜的使用方法和技巧
显微镜 物像大小 视野中细胞数目多少 视野亮度 视野范围 物镜与载玻片的距离
高倍镜 大 少 暗 小 近
低倍镜 小 多 亮 大 远
(1)放大倍数与长短的关系
a.物镜越长放大倍数越大,距载玻片距离越近,如H1;反之则放大倍数越小,距载玻片距离越远,如H2。
b.目镜越长,放大倍数越小;反之则放大倍数越大。
(2)显微镜放大倍数的含义
a.显微镜放大倍数是指物像边长的放大倍数。
b.总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
4.视野中细胞数目的相关计算
(1)若细胞成单行,计算时只考虑长度,可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。
(2)若细胞均匀分布在整个视野,可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。
5.污物位置分析
①污物可能存在的位置:物镜、目镜或装片。
②判断方法:先移动装片,如果污物移动,说明污物在装片上。如果污物不移动,再转动目镜如果污物也转动说明污物在目镜上。如果污物不转动,再转动转换器换用其他物镜,如果污物消失,说明污物在物镜上。
如图所示,图中①②和③分别表示目镜和物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙图和丙图分别表示不同物镜下观察到的图像。下列叙述错误的是( )
A.①比②的放大倍数小,③比④的放大倍数大
B.丙图是乙图所示装片右移后观察到的图像
C.把视野里的标本从图中的乙转为丙时,应选用组合①④⑤
D.图中从乙转为丙时,正确的调节顺序为移动标本—转动转换器—调节光圈—调节细准焦螺旋
答案:C
解析:镜头中有螺纹的为物镜,物镜越长,放大倍数越大,目镜则正好相反,①②没有螺纹,为目镜,目镜②较短,放大倍数较大,③④有螺纹,为物镜,物镜③较长,放大倍数较大,⑤⑥中⑤(距装片较近)的放大倍数大,故若使放大倍数增大,应选用组合②③⑤,A正确,C错误;丙图中观察的目标位于乙图的右方,要想把物像移到视野中央,则物像在视野中偏向“哪个方向”,装片就应移向“哪个方向”,所以应向右移动装片,B正确;从图中的乙转为丙,故要先把观察对象移到视野中央,改用高倍镜,用细准焦螺旋调焦,还要调整视野亮度,故正确调节顺序:移动装片→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋,D正确。
提升训练
1.运输方向
2.膜面积的变化
内质网膜面积减小,细胞膜面积增大,高尔基体膜面积先增大后减小。
3.相关的细胞器
高尔基体膜面积先增大后减小、核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(蛋白质的加工车间)、高尔基体(加工、分类和包装)、线粒体(提供能量)
4.多肽与蛋白质的不同
核糖体上合成的是多肽,而不是蛋白质,多肽必须经加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
5.囊泡
成分:胞内的异物、病菌、蛋白质、酶、大多数神经递质
来源:细胞膜、内质网、高尔基体
去向:与溶酶体融合;分泌到细胞外或运回内质网;移动到突触前膜
重难提分技巧
考法二、分泌蛋白的形成
科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,新生肽与SRP结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B.信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上
C.若在合成新生肽阶段切除信号序列,则无法合成结构正确的分泌蛋白
D.与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器均具有膜结构,这些膜结构属于生物膜系统
答案:A
解析:核糖体没有膜结构,核糖体与内质网的结合依赖于核糖体上合成的信号序列与内质网膜上的受体结合,即依赖于生物膜的信息交流功能,A错误;由图分析可知,信号肽需借助DP(SRP受体)和SRP的识别结合,引导核糖体附着在内质网上,才能转移至内质网膜上,B正确;若在合成新生肽阶段切除信号序列,结合信号肽的SRP不与DP识别结合,则游离核糖体不能附着于内质网上,分泌蛋白会停止合成,无法合成结构正确的分泌蛋白,C正确;与分泌蛋白加工及分泌有关的细胞器为内质网、高尔基体,二者均具有膜结构,这些膜结构属于生物膜系统,D正确。
提升训练
1.动、植物细胞都有,但功能不同的细胞器是高尔基体。
植物细胞的高尔基体:与细胞壁的形成有关。
动物细胞的高尔基体:与分泌物(主要是分泌蛋白)的形成有关
2.能产生水的细胞器
线粒体—有氧呼吸(第三阶段);核糖体—合成蛋白质;叶绿体—暗反应;高尔基体—合成多糖。
产生水的细胞结构还有细胞质基质—ATP的合成等;细胞核—DNA复制、转录。
3.与主动运输有关的细胞器:线粒体—供能;核糖体—合成载体蛋白。
4.与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器)
叶绿体:光能(→电能)→活跃的化学能→稳定的化学能;线粒体:稳定的化学能→活跃的化学能。
与能量转换有关的细胞结构还有细胞质基质:有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸。
6.能合成多糖的细胞器
叶绿体—光合作用产生淀粉;高尔基体—植物细胞分裂时,与细胞壁的形成有关。
重难提分技巧
考法三、细胞器的判断
下列对图中各结构的判断及描述,错误的是( )
A.①为核膜:具有选择透过性,由2层磷脂双分子层构成
B.②为核孔:是DNA等大分子物质进出细胞核的通道
C.③为内质网:具有较大的膜面积,是蛋白质加工和运输的通道
D.④为核糖体:由RNA和蛋白质构成,是合成蛋白质的场所
答案:B
解析:①为核膜,是双层膜,由2层磷脂双分子层构成,核膜具有选择透过性,可让某些小分子物质通过,A正确;②为核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,但DNA分子不可自由进出,B错误;③为内质网,具有较大的膜面积,可为多种酶提供附着位点,是蛋白质加工和运输的通道,C正确;④为核糖体,由rRNA和蛋白质构成,是合成蛋白质的场所,D正确。
提升训练
1.结合实例进行判断
自由扩散:气体(O2、CO2等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜运输。
协助扩散:葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞;无机盐离子通过离子通道进出细胞等。
主动运输:无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞等。
胞吞、胞吐:分泌蛋白的分泌、吞噬细胞吞噬抗原、某些神经递质的释放等。
2.运用物质运输模型判断
A为自由扩散,B为协助扩散,C为主动运输。
重难提分技巧
四、物质进出细胞方式的判断
3.根据曲线模型进行判断
①曲线A表示物质跨膜运输速率与细胞内外溶液浓度差呈正相关,不受其他因素影响,应为自由扩散。
②曲线B表示在一定浓度范围内,随细胞内外溶液浓度差增大,运输速率加快,当浓度差达到一定值后,运输速率不再增加,说明该物质的运输需要载体蛋白的协助,且受载体蛋白数量的限制。该曲线可表示协助扩散。
③曲线C表示当细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度时,细胞仍能吸收物质,该运输方式为主动运输。
④O2浓度可影响细胞呼吸进而影响细胞能量的产生,曲线D表示物质的运输方式与O2浓度无关,应为被动运输。曲线E表示物质运输与O2浓度有关,应为主动运输。当O2浓度达到一定值后运输速率不再增加,说明受载体数量限制。该曲线起点的含义是无氧呼吸为主动运输供能。
如图为物质跨膜运输示意图(甲、乙、丙代表物质,a、b、c、d、e代表运输方式),下列叙述中错误的有几项( )
①功能越复杂的细胞膜,甲和乙的种类和数量越多 ②细胞间的信息交流都离不开丙 ③制备细胞膜可选用老鼠的血作实验材料 ④在a~e的五种方式中,代表物质被动运输进入细胞的是b、c、d ⑤图中a可表示葡萄糖进入人体红细胞的过程 ⑥图中b可表示氧气进入细胞的过程⑦图中e可表示小肠上皮细胞吸收Na+的过程
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
答案:C
解析:①功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,磷脂相同,①错误;②丙表示糖蛋白,细胞间的信息交流与一般糖蛋白有关,但是胞间连丝与糖蛋白无关,②错误;③制备细胞膜可选用老鼠的血作实验材料,③正确;④在a~e的五种方式中,代表被动运输的是b、c、d,④正确;⑤葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,a是主动运输,⑤错误;⑥氧气进入细胞的方式是自由扩散,⑥正确;⑦图中e是主动运输出细胞的过程,⑦错误。综上所述,C正确。
提升训练
1.一般来说,动物细胞胞外Na+浓度比胞内高,而胞外K+浓度比胞内低,动物细胞要消耗
ATP供Na+-K+泵工作以维持细胞内高K+低Na+的环境。
2.易混淆的载体蛋白、通道蛋白与受体蛋白
a.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,且每次转运时会改变自身构象。载体蛋白运输物质的方式可能为主动运输或协助扩散。
b.通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相匹配、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,不需要与通道蛋白结合。一般情况下,通道蛋白运输物质的方式为协助扩散。
c.位于细胞膜外表面或细胞内,可以接受信号分子的蛋白质,叫受体蛋白,如激素、神经递质的受体蛋白。
(3)同种物质的跨膜运输方式不一定相同某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散,而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式可能为主动运输或协助扩散要视具体情况而定。再如静息电位形成时K+外流与动作电位形成时Na+内流均为协助扩散,而Na+-K+泵介导的Na+、K+跨膜运输方式为主动运输。
重难提分技巧
五、Na+-K+泵的结构特点及其运输转运机制
如图为某植物根部细胞受过量可溶性盐(主要是Na+)胁迫时的部分物质运输过程,下列叙述正确的是( )
A.液泡膜上的H+-ATP酶发挥作用后会导致细胞液的pH增大
B.Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液的方式为协助扩散
C.若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞,则液泡对Na+的吸收量可能会减少
D.耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的少
答案:C
解析:液泡膜上的H+-ATP酶利用ATP水解释放的能量将H+泵入液泡中,H+浓度增大,导致细胞液的pH降低,A错误;Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白由细胞质基质进入细胞液依靠液泡膜两侧H+浓度梯度,即利用了化学势能,故Na+进入液泡的方式为主动运输,B错误;若使用呼吸抑制剂处理该植物的根细胞,会抑制根细胞的呼吸作用,使细胞产生的ATP减少,从而抑制液泡对H+的吸收,膜内外H+浓度梯度减小,液泡对Na+的吸收量可能会减少,C正确;耐盐植物的液泡膜上的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植物的多,以适应高盐环境,D错误。
提升训练
1.一般来说,动物细胞胞外Na+浓度比胞内高,而胞外K+浓度比胞内低,动物细胞要消耗
ATP供Na+-K+泵工作以维持细胞内高K+低Na+的环境。
2.易混淆的载体蛋白、通道蛋白与受体蛋白
a.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,且每次转运时会改变自身构象。载体蛋白运输物质的方式可能为主动运输或协助扩散。
b.通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相匹配、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,不需要与通道蛋白结合。一般情况下,通道蛋白运输物质的方式为协助扩散。
c.位于细胞膜外表面或细胞内,可以接受信号分子的蛋白质,叫受体蛋白,如激素、神经递质的受体蛋白。
(3)同种物质的跨膜运输方式不一定相同某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散,而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式可能为主动运输或协助扩散要视具体情况而定。再如静息电位形成时K+外流与动作电位形成时Na+内流均为协助扩散,而Na+-K+泵介导的Na+、K+跨膜运输方式为主动运输。
重难提分技巧
六、Na+-K+泵的结构特点及其运输转运机制
1.(2023年辽宁卷)血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是( )
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答案:C
解析:神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞胞吐通过生物膜细胞,与生物膜的流动性有关,A正确;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式物协助扩散,故血脑屏障生物膜体系可能为协助扩散,B正确;谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐,也不是自由扩散,C错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,方式可能为主动运输,D正确。
选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式
A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐
B 葡萄糖 协助扩散
C 谷氨酸 自由扩散
D 钙离子 主动运输
2.(2023年江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B. 核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C. ③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D. 植物细胞必须具备①、②和③才能存活
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答案:D
解析:A、①表示染色质,主要由DNA和蛋白质组成的,植物细胞是真核细胞,①染色质只存在于细胞核中,A正确; B、②表示磷脂双分子层,核膜及各种细胞器膜的基本结构都是以磷脂双分子层为基本骨架的,所以核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似,B正确; C、③表示细胞壁,细胞壁的主要成分是多糖(纤维素和果胶),也含有多种蛋白质,C正确; D、成熟筛管细胞无细胞核,D错误。
3.(2023年重庆卷)下列细胞结构中,对真核细胞合成多肽链,作用最小的是( )
A.高尔基体 B.线粒体 C.核糖体 D.细胞核
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答案:A
解析:细胞核是遗传和代谢的控制中心,可以控制蛋白质的合成;核糖体是蛋白质的合成车间,氨基酸经脱水缩合形成多肽的过程就在核糖体进行;该过程中需要的能量由线粒体提供;而高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,发送蛋白质,所以作用最小的是高尔基体。
故选:A。
4.(2023年湖南卷)关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
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答案:C
解析:A、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化及信息传递密切相关,若被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动,A正确;B、细胞核的核仁与核糖体的形成有关,其成分主要有DNA、RNA和蛋白质等,B正确;C、有氧呼吸生成CO2的场所在线粒体基质,C错误;D、内质网是一个连续的内腔相通的单层膜的膜性管道系统,与蛋白的合成、加工及运输有关,D正确。故选:C。
5.(2023年山东卷)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )
A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
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答案:D
解析:由题中信息可知,H+运出溶酶体是顺浓度梯度的,即溶酶体内H+浓度高于细胞质基质,故H+进入溶酶体则是逆浓度梯度的,属于主动运输,A正确;H+载体蛋白失活则无法维持溶酶体内的H+浓度,导致Cl-/H+转运蛋白不能在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,Cl-转运受阻,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;该突变体的细胞中因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时得到清除,C正确;溶酶体内的水解酶在溶酶体内活性最强,因溶酶体能提供最适的pH等条件,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶失去了最适条件,酶活性会降低,D错误。
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