第3章细胞的基本结构(一)_Fixed.doc

第3章 细胞的基本结构和功能（一）一、考纲细说1细胞膜系统的结构和功能:细胞膜的成分与功能 生物膜系统的概念2主要细胞器的结构和功能线粒体、叶绿体、液泡、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、溶酶体的结构功能细胞器的协调配合 实验：观察叶绿体、线粒体3细胞核的结构和功能：细胞核的结构功能 染色体与染色质的联系与区别4物质出入细胞的方式：细胞膜的结构模型 自由扩散、主动运输5实验：通过模拟实验探究膜的透性 观察植物细胞的质壁分离和复原二、知识网络细胞壁细胞膜细胞质双层膜 单层膜 无膜细胞核核膜 核仁 染色质实验 成分 结构 结构特点 功能 功能特性细胞质基质 细胞器细胞的基本结构控制物质运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散生物膜系统三、预习1高等物细胞的细胞壁是由 和 组成，有 和 作用。2细胞膜的结构和功能：（1）制备细胞膜的方法：用 动物成熟的红细胞，原因是没有 。（2）成分：主要由 和 组成，还有少量的 。（3）结构：流动镶嵌模型基本支架：由 构成，具有一定的 性。蛋白质：有的 在磷脂双分子层表面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以 的。糖蛋白（糖被）：有 作用结构特点： （4）功能：细胞膜将细胞与 分隔开；控制 ；进行细胞间 。a动物细胞的吸水和失水：当外界溶液浓度 细胞质的浓度时细胞 ；外界溶液浓度 = 细胞质的浓度 水分进出细胞 。b成熟的植物细胞的吸水和失水： 成熟的植物细胞由于 占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是 里面的 。 膜和 膜以及这两层膜之间的 是一个整体合称为 ，这个整体相当于一层 膜。当 的浓度小于 浓度时，细胞液中的水分就透过 进入 中，使 和 都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的 大，当细胞不断失水时， 与 逐渐分离开来，也就发生了 。当 的浓度大于 浓度时，外界溶液中的水分就透过 进入 中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物逐渐发生 。细胞膜的功能特性是： 。c跨膜运输的方式包括被动运输（ 浓度梯度运输）和主动运输（ 浓度梯度运输）自由扩散：从 浓度到 浓度，如 等进出细胞的方式。协助扩散：从 浓度到 浓度，需要 ，如葡萄糖进入 细胞。主动运输：从 浓度到 浓度，需要 和 ， 如 等进出细胞的方式。而大分子的运输方式是 和 ，如白细胞吞噬细菌属于 。 （方式）能保证了活细胞能按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。四、疑难点拔1原生质与原生质层 (1)从存在位置看：原生质是动植物细胞都具有的，一个动物细胞就是一团原生质，植物细胞由原生质和细胞壁组成。而原生质层仅存在于成熟的植物细胞中。 (2)从组成结构上看：原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分。而在成熟的植物细胞内相当于半透膜的原生质层主要是由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质（包括细胞核）所组成的，原生质层不包括液泡内的细胞液。细胞核在原生质层内占据一定位置，在渗透作用进行时和细胞质是一个统一整体，也属于原生质层。注意：原生质是“物质”范畴的一个概念，指细胞的生命物质；而原生质层则侧重于成熟的植物细胞与外界发生渗透作用时起半透膜作用的一个整体结构。2半透膜与选择透过性膜 半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣等)。能否通过半透膜往往取决于分子的大小。而选择透过性膜是指细胞膜等生物膜，生物膜的特点是膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体的种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。细胞死亡后，细胞膜便失去了选择透过性，变为全透性的。因此半透膜与选择透过性膜是两类不同的膜。 它们的相同点是：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。 它们的不同点是：只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜；而对选择透过性膜来说，即使是小分子，只要不是细胞所要选择吸收的，也不能通过。 注意：选择透过性膜是生理学上的概念，它具有生物活性；半透膜是物理学上的概念，物质的透过与不透过，取决于半透膜孔隙的直径大小。3渗透与扩散 渗透是指水分子或其他溶剂分子透过半透膜向溶质浓度大的一方的扩散运动，趋向于使膜两边溶质浓度达到均衡的现象。例如。具有液泡的成熟植物细胞，当细胞液的浓度大于细胞外界溶液浓度时，细胞就通过渗透作用吸水；当细胞液的浓度小于细胞外界溶液浓度时，细胞就通过渗透作用失水。 扩散是指物质从密度大的空间自然向密度小的空间运动的现象。例如，水、氧气、二氧化碳、甘油等物质通过半透膜的扩散方式都属于自由扩散。 渗透是扩散的一种特殊形式。水分子通过半透膜的方式既可说是自由扩散，又可以说是渗透，但氧气、二氧化碳、甘油等物质通过膜只能说是自由扩散，而不能说是渗透。4质璧分离及质璧分离复原 内部原因：构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性，但细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。 只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原，动物细胞、没有大液泡的植物细胞则不能发生质壁分离。死的植物细胞中的细胞膜，由于失去了选择透过性，所以不能发生质壁分离，已发生了质壁分离的细胞，如果由于失水过度而死亡(如外界溶液浓度过高等)也不能发生质壁分离复原。 外部原因：与外界溶液浓度大小有关。当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，原生质层的体积缩小，而细胞壁伸缩性小，原生质层与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，外界溶液中的水分子就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层的体积逐渐膨大，恢复成原来的状态，使植物细胞发生质壁分离复原。该实验所用的外界溶液应是浓度适当、在短时间内对细胞没有损伤作用的。浓度过大、质壁分离快，但影响细胞的活力，严重的可致细胞失水过多而死亡(如用0.5 gmL的蔗糖溶液)；浓度太低，质壁分离速度慢，现象不明显。 当外界溶液中的离子也是细胞所要选择吸收的(如NH4+、NO3-等)，一方面细胞大量渗透失水而逐渐发生质壁分离，另一方面由于离子被主动吸收进入细胞内，迅速提高了细胞液的浓度，细胞渗透作用吸水加快，已发生质壁分离的细胞就会自动复原。 因此，本实验成功的关键是：选择活的成熟的植物细胞。所选蔗糖溶液的浓度适宜(0.3g/mL)。五、典型例题例1: 人体组织细胞（如骨骼肌细胞）有氧呼吸时需要的C6H12O6和O2从外界进入该细胞参与反应，各自至少需要通过多少层生物膜 ( ) A、3和4 B、4和5 C、7和9 D、7和11【解析】这个物质跨膜数量问题就比较复杂，我们还是用图示加以说明。先看葡萄糖（C6H12O6），机体吸收葡萄糖主要是用于组织细胞的氧化供能；葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中，形成了血糖。图丙中的便是其运输的途径：葡萄糖从小肠进入毛细血管（经过4层细胞膜）随血液循环运输到全身组织内后，还要再穿过一层毛细血管壁上皮细胞（2层细胞膜），进入组织液，再穿过1层组织细胞膜，进入组织细胞，共通过7层生物膜。这里特别提醒注意两点，一是葡萄糖溶解在血浆中运输，而不是进入红细胞内被运输；二是葡萄糖是在细胞质基质中被分解，而不是直接进入线粒体。再来看氧气，首先要知道肺泡膜也是由单层细胞构成的，其次要知道氧进入血液后，要进入红细胞内与血红蛋白结合并运输；三是氧进入组织细胞后，还要再进入线粒体才能被利用，因为有氧呼吸的第三阶段需要氧，而该阶段是在线粒体基质中完成的。图丁中的描述的就是这一比较复杂的过程：出肺泡（2层膜）进血管（2层膜）进红细胞（1层膜）运输到组织器官出红细胞（1层膜）出血管（2层膜）进组织细胞（1层膜）进线粒体（2层膜），共计11层生物膜。【答案】D例2:白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是( ) A主动运输 B协助扩散 C自由扩散 D细胞膜的流动性【解析】该题主要考查学生对细胞膜结构和功能的理解与应用。考查的知识点有：(1)白细胞吞噬病菌的过程；(2)细胞膜的结构特点；(3)吞噬过程与 膜结构特点的关系。主动运输、协助扩散、自由扩散是物质通过细胞膜出入细胞的三种主要方式。这三种方式运载的物质均为细胞要选择吸收的离子、小分子和水分子等，而大分子物质或像绿脓杆菌类是不能通过三种方式进入细胞的，只能通过细胞膜具有一定的流动性来吞入到细胞内。白细胞能吞噬绿脓杆菌是因为白细胞的细胞膜上的某些蛋白质与绿脓杆茵具有亲和力，从而使绿脓杆菌附着在白细胞的细胞膜上，然后通过细胞膜的流动性内陷形成小泡，使绿脓杆茵进入细胞内胞吞。 【答案】D六、练习：一选择题1活的洋葱表皮细胞置于30蔗糖溶液中，液泡将 ( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C保持不变 D忽大忽小 2实验表明，维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部，因为 ( ) A膜中含蛋白质分子 B膜中含相应的酶 C膜骨架是磷脂分子 D膜内含相应的载体3在处理污水时，人们设计出一种膜结构，能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以净化污水，这是模拟了生物膜的 ( ) A自由扩散功能 B流动性 C主动运输功能 D选择透过性4细胞膜控制着细胞与周围环境的物质交换，对各种物质出入细胞具有选择透过性，大分子和颗粒性物质如何进入细胞 ( ) A自由扩散 B主动运输 C胞吞作用 D协助扩散5当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是因为细胞膜 ( ) A具有流动性 B具有选择透过性 C具有专一性 D具有运输物质的功能 6用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮细胞，则会明显影响其细胞吸收的物质是 ( ) A氧气、甘油 B脂肪酸、水 C甘油、水 D钾离子、氨基酸7当具有蛋白质衣壳的SARS病毒侵入人体后，体内的淋巴细胞就能识别这一异物，并产生相应的抗体。淋巴细胞之所以能识别SARS病毒，是因为其细胞膜上具有 ( ) A磷脂分子 B糖被 C蛋白酶 D抗原8能保证细胞按照生命活动的需要吸收营养物质的主要方式是 ( ) A自由扩散 B内吞作用 C主动运输 D被动运输9.若给予放射性同位素标记的氨基酸研究胰腺细胞合成和分泌消化酶（属于蛋白质）的过程，放射性标记先后出现在 ( )A高尔基体、内质网、核糖体 B内质网、高尔基体、核糖体C核糖体、内质网、高尔基体 D核糖体、高尔基体、内质网10在“探究植物细胞吸水和失水”实验中，之所以用紫色洋葱磷片叶做实验材料，是因为这样的细胞具有 ( )A伸缩性小的细胞壁 B功能全的细胞膜 C能流动的细胞质 D大而有色的液泡11食醋中的醋酸分子是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖是细胞需要的但一般不能进入活细胞内。用食醋和蔗糖可将新鲜大蒜腌成糖醋蒜，其原因是 （ ）A醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞间隙 B醋酸和蔗糖分子均能吸附在活细胞表面C醋酸能杀死活细胞，使细胞膜失去选择性 D腌制时间过久，两种物质慢慢进入活细胞12下列细胞放在蒸馏水中，一段时间后形态发生明显变化的是 （ ）A洋葱表皮细胞 B变形虫 C小球藻 D人红细胞13把成熟的植物细胞的细胞壁去掉，再放入质量浓度为03 gmL的蔗糖溶液中，细胞将会 ( ) A质壁分离 B形态正常 C皱缩变小 D膨胀破裂14人的红细胞置于O9的生理盐水中，能维持细胞正常形态，原因是 ( ) A细胞被固定 B细胞膜的选择透过性被改变 C水分不再出入细胞 D水分进出细胞达到平衡15植物根尖根毛区表皮细胞(甲)的水分能向根内部皮层细胞(乙)转移，这是因为 ( ) A细胞液浓度甲比乙大 B细胞液浓度甲比乙小 C细胞核内水分甲比乙多 D细胞核内水分甲比乙小二、多选题16将一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后在显微镜中发现该细胞未发生质壁分离，其原因是可能该细胞 ( )A是死细胞 B大量吸水 C大量失水 D质壁分离后又自动复原17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各种生物膜的化学组成和结构完全相同B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C细胞膜在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要作用D各种细胞器膜在结构上都是各自独立的18下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关（ ）A小肠绒毛上皮细胞吸收甘油 B人的红细胞从浆中吸收葡萄糖 C肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na+ D小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸三、非选择题：19下图为物质进出细胞膜的示意图，据图回答： （1）在生物膜的流动镶嵌模型中 构成了细胞膜的基本支架，与细胞膜表面的识别有密切关系的是 。（2）流动镶嵌模型与三层结构模型的相同点：二者都认为构成膜的主要成分是 。（3）细胞膜从功能上来说是一层 膜，用荧光物质标记细胞膜后细胞融合的实验表明 。（4）可能代表葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的是 过程，氧气转运的是 过程。（用字母填写）20. 如图表示处于不同生理状态的三个洋葱表皮细胞，请回答：（1）图A细胞处于何种生理状态_。（2）图中A、B、C三细胞的细胞液浓度相比较结果是：_。（3）A、B、C三细胞处于不同浓度溶液中，则