课件52张PPT。第2节 细胞器之间的分工合作
第1课时 细胞器之间的分工一、细胞器
1.概念:细胞内具有特定形态结构,能够完成特定功能
的微结构。
2.分离各种细胞器的方法:___________。差速离心法二、细胞器之间的分工1.细胞类型:
(1)甲部分表示动物细胞,判断依据是_______________
____________________________。
(2)乙部分表示植物细胞,判断依据是_______________
___________。该细胞中具有中心体,无叶绿体、细胞壁、液泡具有叶绿体、液泡、细胞壁2.各细胞器的名称及作用:3.细胞骨架:
(1)组成:___________。
(2)功能:
a.维持细胞形态。
b.___________许多细胞器。
c.与____________________________________________
_________等生命活动密切相关。蛋白质纤维锚定并支撑细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递4.动植物细胞的比较:
请对下列关于动物细胞和植物细胞结构和功能的说法
判断正误:
(1)有中心体的细胞都是动物细胞。 ( )
提示:低等植物细胞也有中心体。×(3)动植物细胞最主要的区别是有无细胞壁。 ( )
(4)动植物细胞共有的细胞器有线粒体、核糖体、高尔
基体、内质网、溶酶体。 ( )
(5)动植物细胞都有高尔基体,而且其功能相同。( )
提示:对于植物细胞来说,高尔基体与细胞壁的形成有
关。动物细胞的高尔基体没有这个功能。√√×三、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理:
(1)叶绿体 呈绿色、扁平的___________。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。可用细胞
质基质中的_______的运动作为标志观察细胞质的流动。椭球或球形叶绿体2.实验过程:
(1)观察叶绿体:(2)观察细胞质的流动:知识点一 细胞器的结构与功能
1.线粒体和叶绿体的比较: (1)不同点。(2)相同点。
①结构方面:都有双层膜、膜的组成成分也相似。
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。2.其他细胞器的结构:3.多角度比较各种细胞器:【思考·讨论】
飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人的多,探讨其原因是什么。(生命观念) 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所需要的能量。鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量,所以飞翔鸟类的胸肌细胞以及运动员的肌细胞中线粒体多。【素养案例】
如图为溶酶体行使功能的示意图。a、b、c、d为结构,①②③④为过程。请回答相关问题。 (1)图示细胞应该为_____________________(填“动物细胞”或“植物细胞”),原因是__________________
____________________________。?
(2)溶酶体的形成主要与__________________(填字母)有关,其含有的水解酶是由__________________(填字母)上的核糖体合成的。?(3)①②体现了溶酶体具有_______________________
______________________________________________
_______________________________________功能。 (4)③与④所代表的物质__________________(填“相同”或“不同”),③的成分可能包含_____(至少举两例)。?【解题导引】
(1)题眼:溶酶体的产生和去向。
(2)识图关键:内质网——网;高尔基体——垛;线粒体——嵴。
(3)知识迁移:将人体的消化道消化与溶酶体的细胞内消化联系起来。 【解析】(1)图示细胞没有细胞壁,应该为动物细胞。
(2)从图中可以看到溶酶体产生时,出现在高尔基体边缘,显然与高尔基体具有密切关系。粗面内质网上的核糖体产生的水解酶,进入溶酶体中。(3)①②均体现了溶酶体的消化功能,所不同的是①来自细胞外,②来自细胞内。分别体现了:溶酶体对细胞所吞噬的外界物质的消化;溶酶体对自身衰老、损伤的细胞器的消化。
(4)③与④的不同之处在于前者留在了细胞内,后者排到了细胞外。可见前者是对细胞有用的营养物质,后者则是对细胞无用的废物残渣。答案:(1)动物细胞 没有细胞壁 (2)a b
(3)消化细胞吞噬的外界物质;消化自身衰老损伤的细胞器
(4)不同 葡萄糖、氨基酸、甘油、核苷酸【素养·探究】——母题追问
(1)生命观念——结构与功能观
从功能行使和细胞稳定性两个角度,思考图中溶酶体膜的存在意义。 提示:将溶酶体与细胞的其他结构隔开,只在里面进行“消化”活动,避免了细胞其他部分的干扰。另外,溶酶体膜将水解酶封闭在内部,对细胞外正常的结构具有保护作用。(2)科学思维——归纳与概括
上题图中,能产生小泡的结构有哪些?概括图中小泡的作用。
提示:内质网、高尔基体、细胞膜均可以产生小泡。这些小泡将细胞内的各种结构联系起来,另外还起到物质交换的作用。 【素养·迁移】
如图是某些细胞器的亚显微结构模式图,下列相关叙述错误的是 ( ) A.④是粗面内质网,附着于其上的核糖体是蛋白质合成的场所
B.③是叶绿体,双层膜细胞器,是绿色植物叶肉细胞进行光合作用的场所
C.②是线粒体,双层膜细胞器,是真核细胞有氧呼吸的主要场所
D.①是中心体,与水稻根尖细胞有丝分裂有关【解析】选D。分析图示及选项,④为内质网,④上含有核糖体,为粗面内质网,附着于其上的核糖体是蛋白质合成的场所,A正确;③是叶绿体,是具有双层膜的细胞器,是绿色植物叶肉细胞进行光合作用的场所,B正确;②是线粒体,是具有双层膜的细胞器,是真核细胞有氧呼吸的主要场所,C正确;①是中心体,而水稻根尖细胞不含中心体,D错误。知识点二 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理:
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,不需染色,制片后直接观察。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志观察细胞质的流动。2.实验分析:
(1)观察叶绿体实验。
①选材:a.如果选用菠菜叶作为观察叶绿体的材料,要撕取带少许叶肉的下表皮,原因是叶绿体主要分布在叶肉细胞中,接近下表皮处,细胞排列疏松,易撕取。b.如果选用藓类作为观察叶绿体的材料,藓类叶片仅有一层叶肉细胞可直接观察。②叶绿体的分布:叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源,便于接受较多的光照;在强光下则以侧面朝向光源,以避免被灼伤。(2)观察细胞质的流动实验。
①选材:选用黑藻叶片,事先应放在光照、室温条件下培养。
②操作:a.将黑藻叶片从水中取出,用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶,将小叶放在载玻片的水滴中,盖上盖玻片。b.先在低倍镜下找到黑藻叶肉细胞,然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况。【思考·讨论】
1.在高倍镜下能否观察到叶绿体的基粒?(科学探究)
提示:不能,基粒的结构太小,要借助电子显微镜才能观察到。 2.观察时发现叶绿体多分布于植物细胞边缘,这对于活细胞完成生命活动有什么意义?(生命观念)
提示:叶绿体主要分布在细胞的四周,光线较弱时以面积较大的正面对准光源,光线较强时以面积较小的侧面对准光源或相互聚集成团,这样既能保证光合作用的需要,又可避免被强光所灼伤。【素养案例】
如图为显微镜下黑藻细胞的细胞质环流示意图,视野中的叶绿体位于液泡的右方,细胞质环流的方向为逆时针,则实际上,黑藻细胞中叶绿体的位置和细胞质环流的方向分别为 ( )A.叶绿体位于液泡的右方,细胞质环流的方向为顺时针
B.叶绿体位于液泡的左方,细胞质环流的方向为逆时针
C.叶绿体位于液泡的右方,细胞质环流的方向为逆时针
D.叶绿体位于液泡的左方,细胞质环流的方向为顺时针【解题导引】
明确显微镜下观察到的物像是倒立的,实际位置与其物像中的位置相反。【解析】选B。显微镜视野中观察到的物像是倒立的,所以物像中黑藻叶绿体在液泡的右方,实际位置应为左方,A、C错误;细胞质环流方向为逆时针,倒立后仍然为逆时针,D错误。 【素养·探究】——情境迁移
制作物理模型是研究细胞器结构与功能的有效方法。如图为人工制作的模型,请回答相关问题。(科学思维) 甲图中1表示内质网,对应乙图中__。
2表示线粒体,对应乙图中__。
4表示细胞核,对应乙图中__。bad【素养·迁移】
叶绿体和线粒体是真核细胞的两种重要细胞器。下列相关叙述正确的是 ( )
A.可选用人的口腔上皮细胞观察细胞质的流动
B.光学显微镜下可观察到二者的内膜和外膜
C.在真核生物中线粒体的分布比叶绿体更普遍
D.叶绿体是光合作用的场所,线粒体是有氧呼吸的场所 【解析】选C。 一般选用黑藻的叶片观察细胞质的流
动,以其中绿色的叶绿体为参照物能观察到细胞质的流
动情况,人口腔上皮细胞中无叶绿体,不易看清其细胞
质的流动,A错误。线粒体和叶绿体的双层膜要在电子
显微镜下才能看到,B错误;线粒体存在于几乎所有的真
核细胞中,而叶绿体只存在于植物的绿色部分,C正确;叶绿体是真核生物光合作用的场所,线粒体是真核生物有氧呼吸的主要场所,D错误。【课堂回眸】课件52张PPT。第2课时
细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统一、细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白与胞内蛋白:内质网上的核糖体细胞内2.分泌蛋白的合成与运输:(1)研究方法:_____________。
(2)图中各结构的名称及功能(连线):同位素标记法(3)过程。
分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依
次是_______________(用图中序号和箭头表示)。⑤→③→②→①【激疑】
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。 二、细胞的生物膜系统
1.组成:_______________________等结构。
2.联系:这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构
和功能上紧密联系,体现了细胞内_________________
_______。细胞器膜和细胞膜、核膜各种结构之间的协调配合3.生物膜系统的作用:
请对下列关于生物膜的说法判断正误:
(1)细胞膜的物质运输、信息传递功能完全是依靠细胞
膜上的蛋白质来完成的。 ( )
提示:细胞膜的物质运输功能,与细胞膜中的脂质成分
也有一定的关系。×(2)正是由于细胞膜的存在,才使细胞成为一个相对独
立的系统。 ( )
(3)细胞内的酶必须附着在膜上,才能发挥催化作用。
( )
提示:有些酶是在游离的状态下发挥作用,比如细胞质
基质、线粒体基质、叶绿体基质中也含有重要的酶。√×(4)细胞内增加膜面积的结构包括嵴、基粒等。( )
(5)各种生物膜在结构上的联系,是它们在功能上能够
相互协调的基础。 ( ) √√知识点一 细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成与分泌为例,说明细胞器之间的协调配合,主要通过以下两种方式呈现:1.图示:
(1)模型: (2)解读。
①与分泌蛋白的合成、加工直接相关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体,间接相关的细胞器是线粒体。
②核糖体是将氨基酸合成蛋白质的机器,内质网和高尔基体对蛋白质进行不同程度的加工,而线粒体为整个过程提供能量。③分泌蛋白由内质网到高尔基体,由高尔基体到细胞膜是通过囊泡运输实现的。
④细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间的转化,体现了生物膜在结构上具有一定的流动性,如图1。
⑤细胞中各种细胞器的功能是各不相同的,某一项生命活动的完成,并不能只依靠一种细胞器,而是要依靠各种细胞器之间的密切配合,如图2。2.曲线:
(1)模型:(2)解读:
①甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况,依据放射性元素出现的先后顺序判断,a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。②乙图表示一定时间内,细胞结构的膜面积随时间的变化,d的膜面积减小,e的膜面积增大,f的膜面积先增大后减小,可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体。
③丙图表示前后两个时间点,细胞结构膜面积变化对比。前后比较发现,g的膜面积减小、h的膜面积基本不变、i的膜面积增大,可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。【思考·讨论】
分泌蛋白分泌前后,内质网膜的面积会减小,高尔基体膜的面积保持稳定,细胞膜的面积会增大。那么分泌细胞中这三种膜的面积如何保持平衡?(生命观念)
提示:细胞膜与内质网膜之间可以直接转化,内质网膜和高尔基体膜之间可以通过囊泡膜间接转化。 【素养案例】
图甲表示胰岛素的合成和分泌过程,图乙表示胰岛素合成和分泌过程中内质网、高尔基体及细胞膜面积的变化。请结合图示回答下列问题:(1)图甲中的结构②的名称为__________________,其在动物细胞中的功能主要包括:_________。?
(2)图乙中的曲线__________________代表图甲①的变化。d、e、f代表的膜结构中,通过囊泡转化的是______________________。?【解题导引】
准确把握各种膜结构之间的关系。各种膜结构之间的转化,分为直接转化和间接转化。其中直接相连能够直接转化,通过囊泡联系的能够间接转化。 【解析】(1)②之后直接是细胞膜,因此②是高尔基体。高尔基体在动物细胞中的主要功能是对蛋白质进行加工、分类、包装、转运。(2)在一次蛋白质分泌的过程中,内质网的膜面积是减小(产生囊泡)的,高尔基体的膜先增大后减小(得囊泡,产生囊泡),细胞膜的膜面积是增大(得囊泡)的。内质网与高尔基体之间(d和f),高尔基体与细胞膜之间(f和e)是通过囊泡转化的。答案:(1)高尔基体 对蛋白质加工、分类、包装、转运
(2)d d和f,f和e【素养·探究】——母题追问
(1)生命观念——结构与功能观
上题图中内质网与高尔基体形成的囊泡分别被运输到哪里?
提示:内质网形成的囊泡运输到高尔基体,高尔基体形成的囊泡运输到细胞膜。(2)科学思维——比较与分析
上题图中内质网和高尔基体都可以对蛋白质进行加工,那么它们是否可以相互替代?为什么?
提示:不可以。内质网将肽链盘曲、折叠,将某些多肽加上糖侧链,而高尔基体将多条肽链加工成蛋白质。【素养·迁移】
如图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白,追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是 ( ) 【解析】选C。用3H—亮氨酸标记的分泌蛋白,首先在附有核糖体的内质网上大量积累,随着分泌蛋白的合成和转运,使内质网上标记氨基酸含量快速下降;高尔基体中标记氨基酸快速增多,随后通过高尔基体加工,使含标记氨基酸的分泌蛋白转运至囊泡,使高尔基体内的标记氨基酸含量下降;囊泡中的标记氨基酸含量却逐渐增加。【互动探究】
(1)本题中放射性3H最后出现在哪个细胞器中?
提示:高尔基体。 (2)本题中含放射性的分泌蛋白合成过程中,内质网膜的面积有何变化?
提示:内质网由于分泌囊泡到高尔基体,短时间内膜面积会减小。知识点二 细胞的生物膜系统
1.生物膜系统概念图:a-细胞器膜 b-线粒体膜 c-内质网膜
d-高尔基体膜 e-细胞膜2.生物膜系统中的囊泡:
(1)来源:内质网、高尔基体、细胞膜。
(2)内容物成分:激素、酶等物质。【思考·讨论】
原核细胞是否具有生物膜系统?说明原因。(生命观念)
提示:不具有。原核细胞没有细胞核,除了核糖体外没有其他细胞器,因此,原核细胞没有生物膜系统。 【素养案例】
如图为某细胞结构示意图,请回答下列问题。(1)图中具有双层膜结构的细胞器是_______________
(填名称)。图中属于生物膜系统的细胞器是________
____________________________________(填名称)。?
(2)在分泌蛋白合成与分泌时,先后有哪些细胞结构直接参与此过程____(请用名称和箭头表示)。?(3)③结构的作用是_______________________。?
①和②之间通过__________________(填写“直接”或“间接”)的方式相互转化。?【解题导引】
(1)把握关键:①题目中的设问,是“细胞结构”还是“细胞器”;②题后的提示,是“填序号”,还是“填名称”。
(2)关注细节:生物膜之间的相互转化有“直接”和“间接”两种情况。这两种情况与生物膜之间在结构上的联系有关。 【解析】(1)细胞中具有双层膜结构的细胞器包括线粒体和叶绿体。因为图示细胞为动物细胞,所以只能是线粒体。
(2)分泌蛋白合成与分泌的流程,从核糖体开始,到细胞膜结束。
(3)③处的细胞膜曲折变形,增大了面积。①和②之间的联系是直接相连,因此它们之间可以直接转化。答案:(1)线粒体 线粒体、高尔基体、内质网
(2)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
(3)扩大细胞膜的面积 直接【素养·探究】——母题追问
(1)生命观念——结构与功能观
若上题图中细胞为绿色植物的叶肉细胞,还缺少哪些细胞结构?
提示:液泡、叶绿体、细胞壁。 (2)科学思维——分析与比较
若上题图示是汗腺细胞,与唾液腺细胞比较,核糖体数目一样吗?
提示:核糖体与蛋白质合成有关,唾液腺细胞能合成唾液淀粉酶,所以它比汗腺细胞核糖体的数目多。【素养·迁移】
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。在分泌蛋白合成过程中,细胞膜是由高
尔基体形成囊泡转化而来的,A错误;同一细胞中不同生
物膜的成分都由蛋白质和磷脂组成,但蛋白质的含量和
种类不一定相同,B错误;高尔基体能够对来自内质网的
蛋白质进行加工、分类和包装,但题干无法获得此信
息,C错误;根据题意可知,内质网膜和高尔基体膜、细胞膜都有这种蛋白质,说明生物膜在结构上具有统一性,但在不同膜中的含量不同,说明生物膜具有差异性,D正确。【课堂回眸】课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.不同的细胞器都有其特定的结构并与之功能相适应。下列关于各种细胞器结构与功能的叙述,错误的是_____________。?
①线粒体的嵴分布着DNA
②叶绿体是绿色植物进行光合作用的主要场所
③内质网是由许多囊泡堆叠而成,边缘有许多小泡
④核糖体上合成的蛋白质都需要经过高尔基体的加工
⑤溶酶体是细胞内的“消化车间”,主要功能是消化被细胞吸收的营养物质
【解析】选①②③④⑤。线粒体中的DNA分布在线粒体基质上,①错误。整个光合作用都是在叶绿体中进行的,②错误。囊泡堆叠形成的是高尔基体,③错误。游离的核糖体合成的蛋白质不需要高尔基体的加工,④错误。细胞从外界吸收的营养物质,不需要溶酶体的消化,⑤错误。
2.南宋词人李清照用“绿肥红瘦”来形容海棠花的叶片和花,成为不朽名句。请问此处和“绿”“红”相关的色素分别位于植物细胞的哪个部位 ( )
A.叶绿体和液泡 B.叶绿体和线粒体
C.叶绿体和细胞质 D.细胞核和细胞质
【解析】选A。“绿肥红瘦”中的“绿”指海棠的叶子,与“绿”相关的色素是叶绿素,分布在叶肉细胞的叶绿体内;“绿肥红瘦”中的“红”是指海棠花,使海棠花呈现红色的是花青素,花青素分布在液泡中,故选A。
3.下面是几种细胞器的结构模式图。其中被称为“养料制造车间”的是
( )
【解析】选C。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,A项错误;高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,B项错误;叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,被称为“养料制造车间”,C项正确;内质网是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,D项错误。
【方法规律】用“比喻法”记忆不同的细胞器
(1)“动力车间”——线粒体。
(2)“养料制造车间”“能量转换站”——叶绿体。
(3)“生产蛋白质的机器”——核糖体。
(4)“蛋白质的加工和脂质的合成车间”——内质网。
(5)“蛋白质的加工厂和发送站”——高尔基体。
【思维·跃迁】
4.如图为某植物细胞结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)在光学显微镜下,不能观察到的结构是?_____________________________
(填细胞器名称,至少列举两个)。
(2)图中具有双层膜结构的细胞器是__________________(填序号),它们的共同点包括____________(至少回答两项)。?
(3)图中含磷脂分子的细胞器是______________________(用数字表示)。?
【解析】(1)光学显微镜下高尔基体、内质网、核糖体无法观察到。
(2)线粒体和叶绿体是细胞中具有双层膜结构的细胞器。它们的共同点包括:都具有双层膜;都含有DNA;都能进行自我复制;都能进行能量转换等。
(3)磷脂是构成细胞膜及各种细胞器膜等膜结构的重要成分。[2]液泡、[4]高尔基体、[7]线粒体、[8]叶绿体、[10]内质网都是具有膜结构的细胞器,因此都含有磷脂分子。
答案:(1)高尔基体、内质网、核糖体(回答出两个即可)
(2)7和8 都具有双层膜;都含有DNA;都能进行自我复制等(回答出两项即可)
(3)2、4、7、8、10
【互动探究】
(1)该细胞含有核酸的细胞器有哪些?
提示:线粒体、叶绿体、核糖体。
(2)若图示细胞为低等植物细胞,还应该有哪种细胞器?
提示:中心体。
【拓展·探究】
5.阅读有关线粒体的材料,分析回答有关问题:
材料1.在植物的不同生理条件下,细胞中的线粒体数目有变化。如冬小麦进入初冬时,其生长点和幼叶细胞中线粒体的数量显著增加。
材料2.线粒体能不断改变在细胞中的位置,如在精母细胞中是均匀分布的,随着精子的形成,大量移动到耗能的尾部。
材料3.在实验条件下,当培养液中含氧量低时,线粒体就移动到细胞表面,当培养液中含氧量高时,就移动到细胞内部均匀分布。
(1)根据材料1和2可得到什么结论?得出这个结论的理论依据是什么?
(2)材料3表明什么因素是影响线粒体活动的一项重要因素?
【解析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需能量大部分来自线粒体,所以在代谢旺盛的细胞中和细胞中代谢旺盛的部位分布较多;线粒体进行的有氧呼吸阶段需要氧气供应,所以培养液中含氧量低时,线粒体就移动到细胞表面,含氧量高时就移动到细胞内部均匀分布。
答案:(1)线粒体在代谢旺盛的细胞和细胞中代谢旺盛的部位分布较多;细胞代谢旺盛需要消耗较多的能量。
(2)含氧量。
课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.下列关于细胞器之间协调配合的说法,正确的是:____________。?
①原核细胞细胞器种类少,因此无法正常进行各项生命活动
②细胞中一种细胞器的功能,不能被另一种细胞器替代
③内质网的膜成分可以直接成为高尔基体膜的一部分
④在联系各种细胞器方面,高尔基体相当于交通枢纽
⑤细胞质中游离的核糖体合成的蛋白质,其分泌过程不需要经过高尔基体
【解析】选②④。原核细胞虽然只有核糖体一种细胞器,但可以正常进行各项生命活动,①错误。细胞器之间存在着明确的分工,细胞中一种细胞器的功能,不能被另一种细胞器替代,②正确。内质网膜与高尔基体膜之间的转化是通过囊泡,不能直接转化,③错误。高尔基体可以接收囊泡,也可以分泌囊泡与细胞内的其他结构相联系,相当于交通枢纽,④正确。细胞质中游离的核糖体不合成分泌蛋白,⑤错误。
2.胰岛B细胞中,与合成和分泌胰岛素密切相关的一组细胞器是 ( )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.核糖体、内质网、高尔基体、叶绿体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.核糖体、内质网、中心体、高尔基体
【解析】选C。中心体与细胞的分裂有关,而与胰岛素的合成无关,A、D错误;叶绿体是光合作用的场所,与胰岛素的合成无关,B错误;与胰岛素的合成和运输相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确。
3.内质网内连核膜、外连细胞膜的结构特点适于 ( )
A.参与细胞内某些代谢反应
B.提供核糖体附着的支架
C.提供细胞内物质运输的通道
D.扩展细胞内膜面积,有利于酶的附着
【解析】选C。根据题意,“内质网内连核膜、外连细胞膜”,说明内质网提供了细胞内物质运输的通道,故选C。
4.下列说法不正确的是 ( )
A.高尔基体在分泌蛋白的产生过程中起到了加工、分类、包装的作用
B.粗面内质网与蛋白质的形成有关
C.抗体的产生只与内质网上的核糖体有关
D.生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜
【解析】选C。高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装,A正确。粗面内质网上的核糖体参与蛋白质的合成与初步加工,B正确。抗体的产生与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等都有关,C错误。生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜,D正确。
5.下列关于细胞结构和功能的叙述,错误的是 ( )
A.细胞中的内质网有粗面内质网和光面内质网
B.囊泡只能由内质网向高尔基体转运
C.膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关
D.内质网既参与物质合成,也参与物质运输
【解题导引】(1)关键知识:内质网能合成脂质;核糖体合成蛋白质。
(2)隐含信息:膜蛋白有些分布于细胞膜外表面。
【解析】选B。本题考查细胞器的功能。细胞中的内质网有粗面内质网和光面内质网,所以A正确;在分泌蛋白的胞吐过程中,囊泡可以由内质网向高尔基体转运,也可以从高尔基体向细胞膜转运,所以B错误;膜蛋白中有些存在于细胞膜外表面,在核糖体合成后需要经过内质网和高尔基体的加工后转移到细胞膜表面,所以C正确;内质网能合成脂质等物质,也参与分泌蛋白的运输,所以D正确。
【思维·跃迁】
6.科学家在研究蚕丝腺细胞的亚显微结构时,取得的数据如表。研究结果表明,凡高产品种,蚕丝腺细胞中粗面内质网特别发达,这一事实能够说明 ( )
粗面内质网含量
n
2n
3n
蚕丝产量
p
1.5p
2p
A.蚕丝蛋白在粗面内质网上合成
B.蛋白质在核糖体上合成
C.粗面内质网与蛋白质的加工、运输有关
D.高尔基体与蛋白质分泌有关
【解析】选C。由题干信息可知,粗面内质网含量与蚕丝产量呈正相关,由此可说明粗面内质网与蚕丝蛋白的加工、运输有关,C正确。蚕丝蛋白是在核糖体合成的,A错误,题干中的信息无法说明B、D两项。
【拓展·探究】
7.经研究发现,肝癌细胞分泌的蛋白质X可作为鉴定肝癌的标志物,临床上常通过检测血液中的蛋白质X判断机体的肝细胞是否发生癌变。
如图表示肝癌细胞合成分泌蛋白质X的过程,甲、乙、丙和丁表示细胞器。
(1)甲、乙、丙、丁分别代表 ( )
A.核糖体、线粒体、内质网、高尔基体
B.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C.内质网、高尔基体、中心体、线粒体
D.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体
(2)实验室分离图中四种细胞器可采用的方法是______________________,细胞中的______________________等结构,共同构成细胞的生物膜系统。?
(3)蛋白质X能够作为鉴定肝癌的标志物的原因是蛋白质X具有特异性,请从结构上分析其具有特异性的原因。
【解析】(1)甲、乙、丙是蛋白质依次经过的细胞器,分别是核糖体、内质网、高尔基体,为各阶段提供能量的是丁线粒体,因此选B。
(2)分离细胞器可采用差速离心法,生物膜系统是由细胞内的细胞膜、核膜及细胞器膜等构成的。
(3)蛋白质有特异性是因为每一种蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构具有特异性。
答案:(1)B (2)差速离心法 细胞器膜和细胞膜、核膜
(3)氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构具有特异性。
课时素养评价 九
细胞器之间的分工
(20分钟·70分)
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)
1.细胞作为最基本的生命系统有着非常完善的结构,下列关于细胞结构的说法,正确的是 ( )
A.植物细胞特有的细胞器有细胞壁、液泡、叶绿体
B.叶绿体是细胞的“养料制造车间”,无叶绿体的细胞则无法完成光合作用
C.分离各种细胞器的方法是差速离心法
D.高尔基体的数量在人体心肌细胞中比唾液腺细胞中的数量多
【解析】选C。细胞壁不属于细胞器,A错误。某些无叶绿体的细胞也能完成光合作用,如蓝细菌,B错误。细胞内不同结构的细胞器大小密度存在差异,因此不同细胞器在介质中的沉降系数各不相同。根据这一原理,常采用差速离心法来分离各种细胞器,C正确。唾液腺细胞是有分泌功能的细胞,高尔基体数量相对于无分泌功能的心肌细胞多。
2.下列关于植物细胞中液泡的叙述,错误的是 ( )
A.液泡中含有糖类和无机盐,不含有蛋白质
B.花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花的颜色
C.植物细胞中的液泡是一种细胞器
D.液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化
【解析】选A。在植物细胞中有大小不同的液泡,成熟的植物液泡中含有无机盐、糖类、脂类、蛋白质、酶等,A错误;花瓣的颜色是由花瓣细胞液泡中色素的种类和含量决定的,B正确;液泡是存在于植物细胞中的一种细胞器,C正确;液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化,吸水变大,失水变小,D正确。
3.下列关于细胞器的说法,正确的是 ( )
A.线粒体内膜与外膜蛋白质种类和含量差异很大
B.叶绿体和高尔基体都具有双层膜结构
C.中心体和核糖体都仅由蛋白质构成,而且都不含有膜结构
D.溶酶体主要分布在植物细胞中,是细胞的消化车间
【解析】选A。线粒体内膜向内折叠形成嵴,上面有很多酶,所以与外膜相比,蛋白质的种类和含量差异很大,A正确。叶绿体含双层膜结构,而高尔基体具有单层膜,B错误。中心体的成分是蛋白质,核糖体的成分是蛋白质和核糖核酸,两者都不含有膜结构,C错误。溶酶体主要分布在动物细胞中,D错误。
4.如图为电子显微镜下观察到的某细胞的一部分结构,下列有关该细胞的叙述中正确的是 ( )
A.图中1具有双层膜,是进行光合作用的场所
B.图中2是中心体,该细胞是动物细胞
C.图中3是高尔基体,在动物细胞中有分泌功能
D.图中5结构存在于真核细胞中,而原核细胞中没有
【解析】选D。图中1为线粒体,具有双层膜,是进行有氧呼吸的主要场所,A项错误;图中2是中心体,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,也有可能是低等植物细胞,B项错误;图中3是核糖体,4是高尔基体,高尔基体在动物细胞中有分泌功能,C项错误;图中5是染色质,原核细胞没有染色质,只有裸露的DNA,D项正确。
5.下列关于真核细胞内核糖体(含蛋白质和某种RNA)和溶酶体的叙述,正确的是
( )
A.核糖体不含磷脂分子,也不含P元素
B.溶酶体内多种水解酶在核糖体上合成
C.核糖体分布广泛,所有细胞中都有核糖体
D.被溶酶体分解产生的物质均运出细胞
【解析】选B。核糖体是蛋白质的“装配机器”,由蛋白质和rRNA(组成元素是C、H、O、N、P)组成,A错误;溶酶体内含有多种水解酶,其化学本质是蛋白质,蛋白质在核糖体上合成,B正确;核糖体广泛分布在绝大多数细胞中,哺乳动物成熟的红细胞内无细胞器,无线粒体和核糖体,进行无氧呼吸,C错误;被溶酶体分解后的产物被细胞重新利用或者排出细胞外,D错误。
6.如图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表示两层膜结构,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或c不可能是高尔基体
D.若b表示含有磷脂,a、c肯定不是核糖体和中心体
【解析】选D。具有双层膜的结构有线粒体、叶绿体和核膜,若b表示两层膜结构,则a、c不一定是叶绿体和线粒体,A错误;具有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体,若b表示细胞器中含有核酸,则a、c不一定是叶绿体和线粒体,B错误;若b表示产生水分子的生理过程,则a或c可能是高尔基体,因为植物细胞中高尔基体与纤维素的合成有关,也有水的产生,C错误;磷脂是构成细胞膜或细胞器膜的重要成分,因此若b表示含有磷脂,a、c肯定不是核糖体和中心体,因为核糖体和中心体不具有膜结构,D正确。
7.下列说法错误的是 ( )
A.细胞质基质是新陈代谢的主要场所
B.植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成,对细胞起支持与保护的作用
C.植物细胞的细胞质处于不断流动状态
D.使用高倍镜观察叶绿体可以看到叶绿体中的类囊体堆叠形成基粒
【解析】选D。细胞质中除含各种细胞器外还有呈胶质状态的细胞质基质,是新陈代谢的主要场所,A正确;植物细胞的细胞膜外有细胞壁结构,主要成分是纤维素和果胶,对植物细胞起支持和保护作用,B正确;可以用藓类的叶片在高倍镜下观察到叶绿体随着细胞质流动的情况,C正确;用高倍镜只能观察到叶绿体的形态和分布,观察不到内部的类囊体与基粒,D错误。
8.2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本分子细胞生物学家大隅良典,以表彰他为“自噬作用”机理发现所作出的贡献。细胞自噬作用的机理如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.分隔膜的主要成分包括脂质
B.自噬体形成时结构间相互有识别过程
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利用
D.溶酶体膜一旦破裂,有可能对细胞造成损伤
【解析】选C。分隔膜属于生物膜结构,主要成分包括脂质,A正确;图示自噬过程是对衰老或损伤细胞结构的包裹,整个过程中是有选择,有识别的,B正确;图中看出,自噬溶酶体中只具有单层膜结构,C错误;溶酶体内含有丰富的水解酶,若溶酶体膜破裂,水解酶释放出来有可能损伤正常的细胞结构,D正确。
二、非选择题(共2小题,共30分)
9.(14分)如图为在电子显微镜下观察到的动植物细胞亚显微结构模式图,请据图分析:
(1)比较动植物细胞亚显微结构,高等植物细胞内不含有[ ]__________(细胞器)。?
(2)如果要除去细胞壁,应选用____________________进行操作,以水解细胞壁的主要成分。?
(3)洋葱的紫色鳞茎外表皮的色素位于[ ]__________中。?
(4)细胞内膜结构分布最广泛的细胞器是[ ]______,含有核酸的细胞器有__________(填序号)。?
【解析】(1)高等植物细胞内不含有中心体。
(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,如果要除去细胞壁,应选用纤维素酶和果胶酶进行操作,以水解细胞壁的主要成分。
(3)洋葱的紫色鳞茎外表皮的色素位于液泡的细胞液中。
(4)内质网是细胞内膜结构分布最广泛的细胞器,叶绿体和线粒体都含有少量的DNA和RNA,核糖体由RNA和蛋白质组成,故含有核酸的细胞器有③、⑥、⑩。
答案:(1)[①]中心体 (2)纤维素酶和果胶酶
(3)[⑨]液泡 (4)[②]内质网 ③、⑥、⑩
10.(16分)在适宜的条件下,研碎绿色植物的叶肉细胞,放入离心管中并依次按如图所示操作处理,根据P1、P2、P3、P4中所含成分回答下列问题:
(1)由图可知从细胞中分离各种细胞器的方法是先将细胞破坏,再用__________的方法获得各种细胞器结构。?
(2)图中DNA含量最多的是__________,合成蛋白质的结构存在于__________(填写S1～S4、P1～P4)。?
(3)P2中的细胞器与下图中的__________相对应。?
【解析】(1)分离细胞器时需要先破坏细胞,再用差速离心的方法获得各种细胞器结构;(2)由于核物质含DNA量最多,由图分析知应是P1,合成蛋白质的结构是核糖体,存在于S1、S2、S3和P4中;(3)P2中的细胞器应是叶绿体,与图B相对应。
答案:(1)差速离心 (2)P1 S1、S2、S3和P4 (3)B
(10分钟·30分)
1.(6分)如图所示为线粒体和叶绿体的“内共生起源”学说图解。下列所述不支持“内共生起源”学说的是 ( )
A.线粒体和叶绿体的内膜与细菌的细胞膜相似
B.线粒体和叶绿体都存在于绿色植物的叶肉细胞内
C.线粒体和叶绿体中脱氧核糖核酸分子均呈环状
D.线粒体和叶绿体内都有能合成蛋白质的细胞器
【解析】选B。在膜的化学成分上,线粒体和叶绿体内膜的蛋白质与脂质远大于外膜,接近于细菌细胞膜的成分,这些特性都暗示线粒体和叶绿体的内膜起源于最初的共生体(需氧细菌和蓝细菌)的细胞膜,支持了“内共生起源”学说,A项不符合题意。线粒体和叶绿体在植物中的分布情况,不能说明它们与细菌的关系,故不支持“内共生起源”学说,B符合题意。线粒体和叶绿体中脱氧核糖核酸分子均呈环状,细菌也含有环状的DNA分子,支持了“内共生起源”学说,C项不符合题意。线粒体和叶绿体中均含有核糖体,可独立合成蛋白质,支持“内共生起源”学说,D项不符合题意。
2.(6分)以下说法中正确的有几项 ( )
①哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器
②蛔虫的体细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸
③根尖成熟区细胞具有液泡、叶绿体、细胞壁
④代谢旺盛的细胞往往核糖体和线粒体的数量较多
⑤有分泌功能的细胞比没有分泌功能的细胞高尔基体的含量较多
⑥原核细胞没有细胞器
⑦含有核酸的细胞器是线粒体和叶绿体
A.三项 B.四项 C.五项 D.六项
【解析】选B。③中根尖成熟区细胞有液泡、细胞壁,没有叶绿体;⑥原核细胞只有核糖体一种细胞器;⑦含有核酸的细胞器是线粒体、叶绿体和核糖体,线粒体和叶绿体中含DNA和RNA,核糖体中含RNA。
【实验·探究】
3.(18分)叶绿体、线粒体是细胞中两种重要的细胞器,而植物体同时含有这两种细胞器,请回答下列问题。
(1)对于植物细胞来说,含有双层膜的细胞器最多有________种。?
(2)研究表明光照强度会影响细胞中的叶绿体。有人对此作出假设。
假设一:光照强度影响细胞中叶绿体的数目。
假设二:光照强度影响叶绿体中色素的含量。
请根据探究目的,完成下列实验。
以某山地向阳坡、背阳坡种植的某品种的菠菜为实验材料。
①等菠菜生长到一定阶段之后,选择?
____________________的向阳坡A和背阳坡B的菠菜叶为实验材料。?
②制作菠菜叶A和B的临时装片,并放在显微镜下观察。
③观察统计__________________________________________________。?
④预期结果。
若_________________________________________,则支持假设一。?
若_________________________________________,则支持假设二。?
【解析】(1)一个植物细胞中,含有双层膜的细胞器最多有两种,分别是叶绿体、线粒体。(2)实验中需要改变的因素是光照强度,其他条件要保持一致。因此,采集叶片应该选择在同一海拔高度,选取长势基本相同的菠菜的相似部位的叶片。装片做好后,需要观察细胞中叶绿体的数量和颜色。若A和B的细胞中,叶绿体的数量明显不同,则支持假设一。若A和B的细胞中,叶绿体的颜色明显不同,则支持假设二。
答案:(1)两
(2)①海拔一致、长势一致、部位一致
③细胞中的叶绿体数量;细胞中的叶绿体颜色
④细胞中的叶绿体数量明显不同 细胞中的叶绿体颜色明显不同
【补偿训练】
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及光照强弱对叶绿体分布的影响,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、200 W灯泡、25 W灯泡、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存在于________细胞的细胞质基质中,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片薄而小,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中的清水水滴中,盖上盖玻片,制成临时装片。
③将三个临时装片分别放在200 W、25 W的白炽灯和暗处,处理5 min。
④观察:先用________________观察,找到相应的细胞,然后转动________,换上__________镜,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。
①叶绿体的形态:__________________________________________________。?
②在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源,优点是__________________。
在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源,优点是__________________。
【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基质中,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。
(2)藓类的小叶只由单层的上皮细胞构成,所以是理想的观察材料,该材料最理想的原因是其叶片薄而小,叶片是单层细胞,叶绿体清楚,不需加工即可进行观察;使用显微镜观察时,需要先用低倍镜确定位置,找到相应的细胞,然后转动转换器,换上高倍镜,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。?
(3)在显微镜下可以观察到叶绿体为扁平的椭球或球形;随着光照强度的改变,叶绿体接受光的部位发生改变以适应当前的光照强度,根据生物总是适应一定的环境的观点,细胞内的叶绿体在不同的光照条件下能够运动,这种运动改变椭球体的方向;在弱光下,叶绿体以椭球体的正面朝向光源,优点是可以接受更多光照;在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源,优点是不至于被强光灼伤。
答案:(1)叶肉 高 (2)①藓类的小叶
④低倍镜 转换器 高倍 光圈(或反光镜)
(3)①扁平的椭球或球形
②便于接受较多的光照 不至于被强光灼伤
课时素养评价 十
细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统
(20分钟·70分)
一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)
1.下列细胞结构之间,可以通过囊泡联系在一起的是 ( )
①核糖体 ②内质网 ③高尔基体 ④细胞膜
⑤线粒体
A.①和② 、②和③、③和④
B.②和③、 ③和④
C.②和③、 ③和④、④和①
D.②和③、 ①和⑤
【解析】选B。分析可知,分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→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→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。因此,通过囊泡联系在一起的细胞结构是②内质网和③高尔基体、③高尔基体和④细胞膜。
2.“生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要”。下列有关叙述正确的是
( )
A.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
B.细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换等过程中起决定性作用
C.生物膜上有多种酶附着,以确保细胞内所有化学反应均在生物膜上顺利进行
D.不同生物的细胞膜上的糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
【解析】选B。各种生物膜在组成成分和结构上相似,但由于各种膜的功能有差异,不同生物膜上蛋白质的种类和数量不同,A错误;细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用,B正确;细胞内许多重要的化学反应都在生物膜上进行,但并不是细胞内所有化学反应均在生物膜上进行,C错误;细胞膜上的糖类可与蛋白质结合形成糖蛋白,也可与脂质结合形成糖脂,D错误。
3.下列有关生物膜的叙述,不正确的是 ( )
A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B.生物膜包括核糖体、中心体等细胞器膜
C.细胞中囊泡的转移可实现生物膜之间成分的更替
D.生物膜能够相互联系共同完成细胞的生理功能
【解析】选B。蛋白质是生命活动的主要承担者,生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定,A正确;生物膜包括细胞膜、细胞器膜与核膜,但核糖体和中心体都不具有细胞器膜,B错误;分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成后,由内质网进行初步的加工,而后形成囊泡,包裹着加工后的蛋白质运往高尔基体,囊泡膜与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分,高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡运往细胞膜,囊泡膜与细胞膜融合,将分泌蛋白分泌到细胞外,可见,细胞中囊泡的转移可实现生物膜之间成分的更替,生物膜能够相互联系共同完成细胞的生理功能,C、D正确。
4.科学家将3H标记的亮氨酸注射到豚鼠胰腺腺泡细胞,测量细胞合成并分泌某蛋白过程中各种膜结构的面积变化,结果如图。下列选项表示①②③所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序,正确的是 ( )
A.①核糖体→②内质网→③高尔基体
B.②内质网→①高尔基体→③细胞膜
C.③高尔基体→①内质网→②细胞膜
D.③内质网→②高尔基体→①细胞膜
【解题导引】解答本题需要注意两点:
(1)明确分泌蛋白合成、分泌过程中内质网、高尔基体和细胞膜三者膜面积的变化特点。
(2)读懂题中前后扇形图的含义。
【解析】选D。分泌蛋白在核糖体上合成后,先进入内质网中进行初步加工,加工后由囊泡包裹着运输进入高尔基体中进一步加工,该过程中由内质网形成的囊泡与高尔基体膜融合,蛋白质在高尔基体中加工完成后同样以囊泡的形式运输,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外,在囊泡形成和融合的过程中,内质网膜面积减小,高尔基体膜面积几乎不变,细胞膜面积增大。分析膜面积的变化图,①增大,③减小,②几乎不变,符合分泌蛋白的合成与分泌过程中细胞膜、内质网膜、高尔基体膜面积的变化,因此选项D正确。
5.下面为细胞中某分泌蛋白的加工和运输的部分过程示意图,下列有关分析错误的是 ( )
A.分泌蛋白的运输过程体现了生物膜在功能上的协调配合
B.囊泡与高尔基体的融合不需要消耗细胞代谢产生的能量
C.在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜具有相似性
D.分泌蛋白合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越快
【解析】选B。分泌蛋白在核糖体上合成后,首先在内质网中进行肽链的折叠加工,然后运进高尔基体进行进一步的加工、分类、包装,体现了生物膜在功能上的协调配合,A项正确;囊泡与高尔基体膜融合需要消耗细胞代谢产生的能量,B项错误;在化学成分上,内质网膜和高尔基体膜均主要由脂质和蛋白质构成,C项正确;高尔基体通过囊泡与内质网、细胞膜发生结构上的联系,分泌蛋白合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越快,D项正确。
6.青蒿素被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”,是从黄花蒿茎叶中提取的无色针状晶体,可用有机溶剂(乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可与疟原蛋白结合,作用于疟原虫的膜结构,使其生物膜系统遭到破坏。以下说法不正确的是 ( )
A.青蒿素属于脂溶性物质
B.青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性
C.青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜
D.青蒿素的抗疟机理不会破坏疟原虫线粒体的功能
【解析】选D。青蒿素属于脂溶性物质,A正确;青蒿素的作用机理主要在于其活化产生的自由基可与疟原蛋白结合,作用于疟原虫的膜结构,使其生物膜系统(包括细胞膜、核膜和细胞器膜)遭到破坏,因此青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性,B、C正确;线粒体属于生物膜系统,因此青蒿素的抗疟机理会破坏线粒体的功能,D错误。
7.细胞膜、核膜及细胞器膜统称为生物膜,下列对生物膜叙述不正确的是( )
A.细胞内广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点,为多种化学反应的进行提供条件
B.细胞膜在细胞与环境之间进行物质运输、能量转换、信息传递的过程中起重要作用
C.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使多种化学反应同时进行,而互不干扰
D.各种细胞器膜在结构上都是完全独立的
【解析】选D。细胞内广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点,为多种化学反应的进行提供条件;细胞膜在细胞与环境之间进行物质运输、能量转换、信息传递的过程中起重要作用;细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使多种化学反应同时进行,而互不干扰;核膜、内质网膜、高尔基体膜和细胞膜在分泌蛋白的分泌过程中其结构和功能相互联系。
二、非选择题(共2小题,共35分)
8.(15分)如图为发生在生物体细胞中的一系列生理过程示意图,①～⑥表示生理过程或物质,A～E表示细胞结构。请据图回答下列问题:
(1)图中具有双层膜的结构是:______(填字母)。?
(2)若该细胞为原核细胞,其与真核细胞最主要的区别在于__________,图中不可能发生的过程是________(填序号)。?
(3)科学家用差速离心法能够分离各种细胞结构。分离动物细胞结构时必须首先破坏细胞膜,破坏细胞膜最常用、最简便的方法是?______________________。?
【解析】(1)细胞核、线粒体、叶绿体都具有双层膜。
(2)真核细胞与原核细胞最主要的区别为:是否含有典型的由核膜包被的细胞核。因为原核细胞只有核糖体一种细胞器,图中与B、C、D、E有关的过程,在原核细胞中都不存在。
(3)对于动物细胞来说,破坏细胞膜最常用、最简便的方法是在清水中让细胞吸水涨破。
答案:(1)B、C、D (2)没有核膜 ③④⑤⑥
(3)将动物细胞置于清水中,让细胞吸水涨破
9.(20分)据图回答下列有关细胞的问题。
(1)图1为动物细胞__________(填“显微”或“亚显微”)结构示意图。图2表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程,b、c分别表示细胞器____________、__________。?
(2)下面列举了图1和图2中部分结构和其对应的主要成分,对应有误的是__________。?
A.结构①:脂质、蛋白质、糖类
B.结构⑤:脱氧核糖核酸、蛋白质
C.结构a:核糖核酸、蛋白质
D.结构c:双层膜结构
(3)图1中,各种生物膜的结构和化学成分相似,但各种膜的功能差别较大的原因是 ________________。?
(4)下列物质是由图2所示过程形成的有____(多选)?
A.抗体 B.血红蛋白
C.呼吸氧化酶 D.胰岛素
(5)为了研究图2所示生理过程,一般可采用的实验方法是__________。?
【解析】(1)细胞中有中心体无细胞壁,能看到线粒体内外两层膜、高尔基体等细微结构,因此图1为动物细胞亚显微结构示意图。分泌蛋白以氨基酸为原料,其首先在核糖体上通过脱水缩合形成肽链,然后进入内质网和高尔基体进行加工,最后由细胞膜分泌到细胞外,图2中a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体。
(2)结构①为细胞膜,其主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类,A正确; 结构⑤为染色质,主要由脱氧核糖核酸、蛋白质构成,B正确;结构a为核糖体,其主要成分是核糖核酸和蛋白质,C正确;结构c为高尔基体,由单层膜组成,D错误。
(3)各种膜的功能差别较大的原因是膜上蛋白质的种类和数量不同。
(4)图2所示过程是分泌蛋白的合成、加工和分泌的过程,胰岛素、抗体都是由细胞产生分泌到细胞外发挥作用的物质,符合图2所示的合成和分泌过程,呼吸氧化酶与血红蛋白是胞内酶,不符合图2所示的合成和分泌过程。故选A、D。
(5)研究分泌蛋白合成与分泌的过程一般采用同位素标记法。
答案:(1)亚显微 内质网 高尔基体 (2)D (3)膜上蛋白质的种类和数量不同 (4)A、D (5)同位素标记法
(10分钟·30分)
1.(6分)从某腺体的细胞中提取一些细胞器,放入含有14C标记氨基酸的培养液中,培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件,连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量,图中正确的描述曲线是
( )
【解析】选A。腺体细胞能合成与分泌相应的分泌蛋白,而分泌蛋白首先在核糖体上合成,其次由内质网进行初步加工,然后再由高尔基体进行再加工,因此放射性出现的先后顺序是核糖体、内质网、高尔基体,A正确,B错误;中心体不参与分泌蛋白的合成与分泌过程,C错误;分泌蛋白没有进入线粒体中,D错误。
2.(6分)信号肽假说认为,核糖体是通过信号肽的功能而附着到内质网并合成分泌蛋白的,如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.信号肽可以引导新合成的蛋白质穿过内质网膜进入腔内
B.信号肽的存在说明蛋白质合成、加工过程需要识别引导
C.内质网以“出芽”方式将新合成的蛋白质分子运输到高尔基体
D.抗体、激素、血红蛋白等物质的合成都有这样的过程
【解析】选D。由图可知,信号肽可以引导新合成的蛋白质穿过内质网膜进入腔内,A项正确。信号肽在肽链中具有导向性,说明蛋白质的合成、加工必然存在识别过程,B项正确。内质网以“出芽”方式将新合成的蛋白质分子运输到高尔基体,C项正确。信号肽假说针对的是分泌蛋白的合成和加工,有些激素不是蛋白质,如性激素,血红蛋白是在细胞内发挥作用的,是胞内蛋白,D项错误。
【实验·探究】
3.(18分)2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现囊泡运输调控机制的三位科学家。科学家通过研究,获得如图所示的囊泡膜与靶膜的融合过程,图中的物质GTP具有与ATP相似的生理功能。请据图回答问题:
(1)囊泡是由单层膜包裹的膜性结构,囊泡膜的结构特点是__________。囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的__________系统。?
(2)由图可知,只有当囊泡上的__________与靶膜上的相应受体(T-SNARE蛋白)结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,由此说明这样的膜融合过程具有__________性,且需要GTP提供__________。?
(3)唾液腺细胞在分泌唾液淀粉酶的过程中,与囊泡运输直接有关且不含核酸的细胞结构依次是__________。?
(4)研究表明硒对线粒体膜有稳定作用,当缺硒时下列细胞中最易受损的是__________(填序号)。?
①脂肪细胞 ②淋巴细胞
③心肌细胞 ④口腔上皮细胞
【解析】(1)囊泡是由单层膜包裹的膜性结构,囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的生物膜系统,其结构特点是具有一定的流动性。(2)由图可知,囊泡上的V-SNARE蛋白和靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点,这样的膜融合过程具有特异性,需要GTP提供能量。(3)唾液淀粉酶属于分泌蛋白,其合成与分泌过程为:核糖体合成肽链→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→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→细胞膜,因此唾液腺细胞在分泌唾液淀粉酶的过程中,参与囊泡运输的细胞结构依次是内质网、高尔基体、细胞膜。(4)心肌细胞能够自动地有节律地收缩,耗能多,因此细胞中的线粒体较其他细胞多,硒对线粒体膜有稳定作用,若缺硒,则对心肌细胞的影响最大,故选③。
答案:(1)具有一定的流动性 生物膜
(2)V-SNARE 特异 能量
(3)内质网、高尔基体、细胞膜
(4)③
