专题2细胞的结构和功能

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专题2细胞的结构和功能[考点分析]考点：1．细胞膜的分子结构；2．细胞膜的主要功能；3.细胞质基质内含有的物质和细胞质基质的主要功能；4．细胞器的结构及功能（线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、液泡）;5．细胞核的结构和主要功能；6．原核细胞的基本结构。分析：细胞结构和功能知识的复习，要熟悉图、表等表达形式的含义，能从图表中提取有效信息。涉及生物体形态、结构的图是在高考试卷中经常使用的一类图，但这种图一般不会和教科书中的插图完全相同，而是经过一定的变化、异化之后呈现的，因此在复习中要能够辨认出图中反映的形态、结构和特征，并联想和运用图中给出的信息来分析、判断。要注意以下几点：1.在复习过程中需始终贯彻“结构与功能相适应”的生物学观点，并采用列表比较的方法掌握各个部分的结构与功能。２.以细胞亚显微结构模式图为中心，渗透细胞膜、细胞核、细胞质的结构与功能，特别是各种细胞器的结构与功能。３.本难点简答题以图文并茂的形式出现为多，且设问曲折复杂，涉及面广，但答案基本惟一，客观性较强，因此在读图分析过程中，除了要特别注意与相关章节知识联系外，还应尽量运用专业术语规范解释，力求答案简明扼要、准确无误。４.正确理解细胞的整体性，细胞只有作为一个统一整体，才能正常地完成各种生命活动。[考点归纳]1.细胞膜的化学成分、亚显微结构和功能①细胞膜的化学成分：磷脂、蛋白质和少量多糖。②细胞膜的亚显微结构：基本骨架：双层磷脂分子结构特点：具有一定的流动性镶在膜的表面嵌插在磷脂双分子层中贯穿整个磷脂双分子层蛋白质分子细胞膜的功能：主要是进行物质交换——控制物质进出细胞；其次对细胞有保护作用（特别是动物细胞）。2.细胞质的亚显微结构和功能①细胞质基质：透明的胶状物。内含水、无机盐离子、糖类、脂类、蛋白质（包括许多酶）以及氨基酸、葡萄糖、核苷酸等小分子有机化合物，是活细胞进行新陈代谢的主要场所。②重要的细胞器——线状体和叶绿素的分布、形态、结构、功能及重要成分： 项目线粒体叶绿体分布普遍存在于真核细胞（原核细胞和只能进行无氧呼吸的生物无线粒体）。主要存在于植物的叶肉细胞里（植物体其他绿色部分叶含叶绿体，如幼茎皮层细胞。）形态粒状、棒状扁平的椭球形或球形结构外膜、内膜（折叠成嵴）、基粒、基质。外膜、内膜、基粒（片层结构）、基质重要成分含少量DNA和RNA。在内膜、基粒和基质中有与有氧呼吸有关的酶。含少量DNA和RNA。在基粒片层结构上有光合色素，在基粒和基质中有与光合作用有关的酶。功能有氧呼吸的主要场所。提供生命活动95％的能量光合作用的场所。自然界有机物的主要来源。3.细胞器的亚显微结构和功能细胞器结构特点功能备注线粒体双层膜、有少量DNA、RNA有氧呼吸（有ATP生成）能自我复制质体（叶绿体）双层膜，含色素，有少量DNA、RNA光合作用（有ATP生成）部分植物细胞特有能自我复制；大多含色素高尔基体单层膜、囊状植物：细胞壁；动物：加工、分泌在动植物细胞中功能不同内质网单层膜、网状加工、运输与核膜、细胞膜等相连核糖体无膜结构，有RNA合成蛋白质原核、真核细胞均有中心体无膜结构能自我复制后，移向两极，形成纺锤体动物和低等植物细胞特有液泡单层膜，内含液体维持细胞的形状、渗透压；贮存成熟的植物细胞含大液泡、大多含有色素结构由双层膜构成，外膜上附许多核糖体核孔：是核膜上的许多小孔，是某些大分子物质运输的孔道核膜核仁由蛋白质和RNA组成核仁跟合成核糖体RNA组有关核液呈液体状态染色质：DNA+蛋白质染色体染色体组成分裂前期：高度螺旋化，缩短变粗分裂末期：解螺旋，变细变长功能：是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心。4.细胞核的结构与功能细胞核细胞核5.构建细胞结构和功能的完整结构见细胞核在结构和功能形状结构主要功能细胞核细胞器：见知识梳理2。细胞质基质功能是活细胞进行新陈代谢在主要场所。细胞质基质中悬浮着多种细胞器。酶：有很多酶成分：含水、无机盐离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等。化学成分、结构、功能细胞膜物质交换方式内吞和外排作用见细胞膜的结构和功能细胞质细胞细胞壁（纤维素和果胶组成）：支持和保护作用 6.真核细胞和原核细胞的比较项目原核细胞真核细胞细胞大小较小（1μm～10μm）较大（10μm～100μm）细胞核只有核区、无核膜、核仁有真正的核，具有核膜、核仁细胞器仅有分散的核糖体具有各种细胞器生物类群细菌、蓝藻、支原体大多数生物易混淆的原核生物和真核生物举例：原生动物中的是真核生物的，如草履虫、变形虫.真菌是真核生物：如酵母菌（单细胞）、各种食用菌（草菇、蘑菇、香菇、木耳等）、霉菌（根霉菌、青霉菌等）。常见的细菌有：大肠杆菌、结核杆菌、乳酸菌、醋酸菌、痢疾杆菌等。一定要注意不要见到生物名称有“菌”就认为是细菌；也不要看到是单细胞生物就认为是原核生物；当然，原核生物通常是单细胞生物。[例题分析]运输速度[例1]物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，如下图所示各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的两种不同情况。细胞内浓度细胞外浓度细胞外浓度时间AB回答下列问题：（1）据图指出A、B、C所表示的物质运输方式，A是_________，B是________，（2）上述两种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化？为什么？[解析]自由扩散是小分子物质总是从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，其速度与物质浓度的高低成正比，如A图所示；主动运输过程需要载体和能量，当外界离子浓度高于细胞内离子浓度时（顺浓度梯度），主动运输比自由扩散和协调扩散要快得多。主动运输逆浓度梯度进行时，在能量充足、载体没有达到饱和之前，运输速度随离子浓度的升高而加快，当载体饱和或能量不足时，主动运输就会减弱，如B图所示。当加入抑制剂后，受影响的曲线是主动运输。答案是（1）自由扩散主动扩散（2）主动运输[例2]叶绿体和线粒体都是重要的细胞器，下列叙述中错误的是（）A．两者都具有能量转换的功能B.两者都具有双层膜结构C．两者的基质成分与功能不同D.两者基粒所含酶的种类相同[解析]叶绿体是植物进行光合作用场所，是因为叶绿体中含有与光合有关的酶，答案为D。[例3]科学家在研究家蚕丝腺细胞的亚显微结构时，取得了这样的数据：粗面型内质网含量为N时，蚕丝产量为P；粗面型内质的含量为2N时，蚕丝产量为1.5P；粗面型内质网的含量为3N时，蚕丝产量为2P。研究结果表明，凡是高产品种蚕，丝腺细胞中粗面型内质网特别发达。以上事实说明　　（　　　）A．蛋白质在粗面型内质网上合成B.蛋白质在核糖体上合成C.粗面型内质网与蛋白质的加工、分泌有关D.高尔基体与蛋白质的分泌有关[解析] 蚕的丝腺细胞分泌的蚕丝蛋白质是一些分泌蛋白，是在核糖体（主要是附着在内质网上的核糖体）里合成的，经粗面型内质网的加工以后才能分泌出去。内质网与脂类和糖类的合成有关，把内质网比喻为有机合成的“车间”。此题要说的显然是粗面型内质网的多少直接影响蚕丝蛋白的分泌数量。B、D与题意不符，A不如C确切。[例4]　从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能　　所需的物质条件。很快连续取样，并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况，如果如下图所士。请回答：放射性氨基酸量　　　　内质膜　　　　　　　　　　核糖体０　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积，最可能的解释是______________。(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中也出现，且数量不断增多。最可能的解释是_________。(3)实验中，培养液相当于细胞中的_____________。答案（1）核糖体是蛋白质合成的场所（2）蛋白质进入内质网中（3）细胞质基质。[例5]下列四组生物中，细胞结构最相似的是A.变形虫、水绵、香菇B.烟草、草履虫、大肠杆菌C.小麦、番茄、大豆D.酵母菌、灵芝、豌豆[解析]变形虫、草履虫为单细胞原生动物，香菇、酵母菌、灵芝为真菌，大肠杆菌为细菌，小麦、番茄、大豆、豌豆为高等植物。答案为C。[例6]下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（１）A代表______分子，B代表______，D代表______。（２）细胞膜从功能上说它是一层______膜。（３）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有______。（４）在a~e的五种过程中，代表主动运输的是______。（５）可能代表氧气转运过程的是图中编号______；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号______。（６）能参与细胞识别的是图中编号______。（７）如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋，Na+ 的流动过程是编号______。[解析]（４）a-e五个过程中，b、c、d穿膜无需细胞供能，是被动转运。而a、e穿膜需细胞供能，所以是主动运输。（５）氧气穿膜是自由扩散，所以选b，葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运输，所以选a。（６）细胞膜表面链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白（即糖被），对于细胞之间的识别具有非常重要的作用。（７）如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na+由细胞膜内侧，通过Na+泵（实际上是一种镶嵌在膜上的磷脂双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质）的作用，移至细胞外侧。有两个显著特点：①逆Na+浓度差由内向外②是要消耗ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时，由亲水蛋白质分子构成的Na+管道张开，膜外大量顺Na+浓度梯度从管道流入膜内，Na+流入量猛增２０倍。答案：（１）蛋白质磷脂双分子层多糖（２）选择透过性（３）流动性（４）a、e（５）ba（６）D（７）C[例7]在低温条件下，将叶片置于研钵中，加入某种溶液研磨后，将细胞碎片和细胞器用离心法进行分离，第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上层液体S1；随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上层液体S2；第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上层液体S3；最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上层液体S4。请根据下列问题填入相应的符号（S1~S4和P1~P4）。（１）含DNA最多的部分是______。（２）与光合作用有关的酶存在于______部分。（３）与呼吸作用有关的酶存在于______部分。（４）蛋白质含量最多的部分是______。（５）合成蛋白质的细胞器存在于______部分。错解分析：①面对题干中复杂的叙述，不能理清各部分的逻辑关系，思维不清，陷入题中设置的混乱中；②虽能准确地找到相应部分最后分离的位置，但忽略分离前的包含关系，只注意“P”的部分，而忘记包含P的各部分“S”，答题丢三落四，考虑不周。本题使用了多次的离心沉降技术，使细胞的各部分逐步分离开。解答此题，应先依题意，理清各部分名称及所含的细胞相应部分，再找出各部分的对应功能。①遗传物质的主要载体是染色体，染色体存在于细胞核中，因此含DNA最多的是细胞核部分P1。②叶绿体是细胞进行光合作用的细胞器，含有与光合作用有关的酶，因而含叶绿体的P2部分以及包含P2的S1含有相应的酶。③有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，内含与有氧呼吸有关的酶。本题分离原液中只含细胞碎片和细胞器，因而在各部分分离层中，均不包含细胞质基质中的酶，只在包含线粒体的P3层和包含P3的S1、S2层中会有相应酶。④依细胞的结构成分可知，除细胞壁主要是由纤维素和果胶构成外，其他部分均含有蛋白质，其比例无法确定。第一次离心分离所得到的S1，因其包含除P1外的所有部分而被推断为含蛋白质最多。⑤细胞中合成蛋白质的细胞器是核糖体，根据上述②③题的推理方式，P4和包含P4的S1、S2、S3均可含核糖体。答案：（１）P1（２）S1、P2（３）S1、S2、P3（４）S1（５）S1、S2、S3、P4[巩固练习]1.叶绿体和线粒体都是重要细胞器，下列叙述中错误的是（）A.两者都具有能量转换的功能B.两者都具有双层膜结构C.两者的基质成分与功能不同D.两者基粒所含酶的种类相同2.下列细胞器在其生命活动过程中均可产生水的是（）①核糖体②叶绿体③中心体④线粒体A.①②④B.④C.②④D.③④ 3.葡萄糖分子从产生的部位到达同一细胞有氧呼吸的主要场所，需要经过的磷脂分子层数是几层A．1B.2C.4D.84.细胞膜上与识别、免疫、信息传递和血型决定有直接关系的物质是A.糖蛋白B.磷脂C.脂肪D.核酸5.如果植物细胞膜由选择性透过性变成了全透性，则该细胞将A．缩小B.膨胀C.死亡D.生长6.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的A.功能及所含有机化合物都相同B.功能及所含有机化合物都不同C.功能相同，所含有机化合物不同D.功能不同，所含有机化合物相同7.在生命活动旺盛的细胞中，下列哪些部分不具有流动性A.细胞壁B.细胞膜C.细胞质D.叶绿体8.下列个因素中，不影响细胞质流动的是A.光照强度B.温度高低C.细胞含水量多少D.制作装片厚度9.将一黑色公绵羊的提细胞核移入到一白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，现将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么，此“克隆绵羊”为A.黑色母绵羊B.黑色公绵羊C.白色母绵羊D.白色公绵羊10.下列四种生物中，哪一种生物细胞的结构与其它三种生物的细胞结构有明显的区别A.酵母菌B.青霉菌C.乳酸菌D.蘑菇11.右图是细胞的亚显微结构模式图，请据图回答：（１）该细胞是______细胞，做出此判断的依据是此细胞具有[]______、[]______、[]______等结构。（２）细胞进行生命活动所需要的能量主要由[]______供给，该结构的主要功能是进行______，该生理功能消耗的主要能源物质是______。（３）结构7的名称是______，它与______的形成有关。（４）结构８是细胞核，它是生命活动的______，遗传物质的______和______的场所。12.下图是动物细胞示意图，请据图回答：（1）若这是人体的一个肠腺细胞，那么与其合成功能直接相关的细胞器[]______的含量会多一些，该细胞器的形成与核内的[]______有关。（２）若这是人体最大的细胞，同时期人最大的特点是在[]______内______分子数是肠腺细胞内的___________________。 （３）若这是人体的造血干细胞，正处于细胞周期S期，则该细胞核内所发生的主要变化是______和______。（４）若这是人体小肠绒毛上皮细胞，则该上皮细胞的游离面有______，增加小肠吸收面积。（５）若这是昆虫的飞行肌细胞，则该细胞中细胞器[]______较多，因为该细胞的生理活动需要______多。（６）洋葱根尖生长点的间期细胞与动物细胞不同的结构是______。13.研究人员对分别取自４种不同的生物的部分细胞（甲、乙、丙、丁）进行分析、观察等实验，获得的结果如下表（表中“√”表示“有”，“×”表示“无”）。请据表作答：核仁叶绿素叶绿体线粒体中心体核糖体纤维素酶处理结果甲×√×××√无变化乙√×××√√无变化丙√××√×√外层结构被破坏丁√√√√√√外层结构被破坏（１）甲、乙、丙、丁四种细胞最可能取自下列哪类生物？甲______乙______丙______丁______A.衣藻B.硝化细菌C.乳酸菌D.光合细菌E蛔虫F.水稻（２）对某皮肤癌患者的病变细胞做镜检时，发现中心体数量增多，表明其正在进行______。参考答案1.D2.A3.D4.A5.C6.D7.A8.D9.B10.C11.（１）植物[３]细胞壁[4]叶绿体[5]液泡（２）[6]线粒体有氧呼吸葡萄糖（３）高尔基体细胞壁（４）贮存复制转录12.①[3]核糖体[1]核仁②[6]细胞核DNA一半③DNA复制蛋白质合成④微绒毛⑤[1]线粒体能量13.（１）DEFA（２）有丝分裂东莞市常平中学罗吉斌东莞市东莞中学刁宏垠