细胞专题(新课标)

1 / 81细胞专题( 新课标)细胞专题 元素和化合物专题 生命层次：。 1、元素分 大量元素：（c、H、o）N、P、S、k、ca、mg（9 种） （矿质 6种） 微量元素：Fe、mn、Zn、cu、B、mo、cl（不是 Al） 、Ni（8 种） c最基本 cHoN基本 cHoNPS主要 o鲜重最多 组成生物体的化学元素的种类与自然界的相同，但含量不同。不同生物元素种类大体相同，含量相差很大 重点总结：NPkcamgFeB 的重要作用（见第 8点） 自由水：良好溶剂，有利于物质运输和化学反应的进行，参与化学反应 无 2、水结合水：细胞结构组成部分 机（鲜重自由水越多，新陈代谢越强；结合水越多，抗逆性越强，自由水和结物最多）合水可相互转化 组成成分：mg组成叶绿素、Fe血红蛋白、P、ca、I 维持细胞形态和功能：生理盐水 3、无机盐功能生命活动：ca抽搐（哺乳动物） 维持细胞渗透压和酸碱平衡浓度越高渗透压越高 2 / 81有机物有： 五碳糖：核糖、脱氧核糖 单糖：六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖 植物二糖：蔗糖、麦芽糖 动物二糖：乳糖 4、糖的分类植物多糖：纤维素、淀粉 （由 cHo组成）动物多糖：糖元（肝糖元、肌糖元） 可溶性还原糖：果糖、葡萄糖、麦芽糖 脂肪：由 cHo组成。主要功能是：储能 5、脂质分类类脂：磷脂（膜结构基本骨架，脑、卵、大豆中磷脂较多） 固醇类：胆固醇、性激素、VD、醛固酮：维持代谢和生殖过程 6、写出核酸基本组成单位核苷酸的连接方式（会画简图）五碳糖 A、T、G、c 脱氧核苷酸DNA 主要存在于细胞核 磷酸核苷酸 含 N碱基 A、U、G、c 核糖核苷酸RNA 主要存在于细胞质 RccooHHNH2基本组成单位：氨基酸（写出通式） 氨基酸结合方式：脱水缩合 3 / 81肽键：coNH（或NHco） 多肽的命名：几个氨基酸就叫几肽 蛋白质多样性的原因：种类、数量、排列顺序、空间结构（分子结构） 组成成分：肌肉 催化作用：酶 7、蛋白质结构运输作用：载体、血红蛋白 蛋白质功能调节作用：蛋白质类激素（生长激素、胰岛素、促激素） 免疫作用：抗体（谐音记忆：狗催运面条） 肽键个数=水=氨基酸个数（N）肽链条数（m） 蛋白质分子量=Na-18（Nm） 相关计算基因（DNA）中碱基：mRNA 中碱基：氨基酸个数 =6：3：1 几条肽链至少几个氨基和几个羧基（至少两头有） 8、生物学中常见化学元素及作用： （1） 、ca：人体缺之会患骨软化病，血液中 ca2+含量低会引起抽搐，过高则会引起肌无力。血液中的 ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的 ca2+，血液就不会发生凝固。 （2） 、Fe：血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性4 / 81贫血。血红蛋白中的 Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。 （3） 、mg：叶绿体的组成元素。很多酶的激活剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。 （4） 、B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏植物会出现花而不实。 （5） 、I：甲状腺激素的成分，缺乏幼儿会患呆小症，成人会患地方性甲状腺肿。 （6） 、k：血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。 （7） 、N：N 是构成叶绿素、蛋白质和核酸的必需元素。N 是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中，过多的 N与 P配合会造成富营养化，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华” ，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮” 。动物体内缺 N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。 （8） 、P：P 是构成磷脂、核酸和 ATP的必需元素。植物体内缺 P，会影响到 DNA的复制和 RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。P 还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为 ATP和 ADP中都含有磷酸。P 也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。植物缺 P时老叶易出现茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延迟。 （9） 、Zn：是某些酶的组成成分，也是酶的活化中5 / 81心。如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有 Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。 细胞的结构和功能及细胞工程专题 1.【知识联系框架】 2.【重点知识联系与剖析】 （一） 、细胞膜的结构与功能 细胞膜也称生物膜或质膜。 细胞膜的组成成分：是由类脂、蛋白质和糖类组成。 质膜中的糖类是少量的，主要与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白质或糖脂，与细胞的识别有关，如红细胞膜上的凝集原即为糖蛋白。 细胞膜的结构：流动镶嵌模型。 其中基本支架是：，蛋白质在其中的分布：。 细胞膜的结构上的特点是具有一定的流动性。质膜的流动性对细胞正常的生命活动是至关重要的。质膜流动性的大小与温度有一定的关系，一般而言，温度高流动性大，温度低流动性小，质膜的各种活动如主动运输、协助扩散等过程将难于进行。在动物细胞细胞膜中还有胆固醇，但在原核生物和植物细胞中没有。 质膜中的蛋白质是膜功能的主要体现者，其中有的与物6 / 81质的运输有关，如载体，有的是酶，有的是激素或其他有生物活性物质的受体。不同膜上的蛋白质的具体种类是不同的，所以其生理功能也不同，如叶绿体膜。线粒体膜、内质网膜等。细胞膜对物质的运输具有选择性是由其上的蛋白质载体决定的，载体蛋白具有专一性。 细胞膜的功能：（三点） 细胞膜的功能上的特点是：具有选择透过性 物质跨膜运输的方式有：。 物质跨膜运输的方式主动运输自由扩散 是否需要蛋白质载体是否需要能量不需要 需要在质膜的运输方式中，自由扩散与协助扩散的动力来自于膜内外物质的浓度差，分子通过膜的扩散速度与膜内外物质的浓度差有关。但自由扩散与协助扩散有所不同（见图 3-1所示） ，分子以自由扩散方式通过细胞膜的速度与物质的浓度呈正比例关系；分子以协助扩散方式通过细胞膜的速度与分子的浓度呈正相关，但不是正比例关系，其原7 / 81因是由于载体数量的限制造成的。主动运输对物质的运输速度与细胞提供能量的多少呈正相关，其主要原因也是受细胞膜上载体数量的限制造成的。 图 3-1 磷脂双分子层在电子显微镜下观察，其厚度约为45nm，细胞膜在电子显微镜下观察其厚度约为7nm8nm，为 （二） 、细胞质 细胞质是指除去细胞质膜和细胞核以外的所有物质。 1细胞质基质 细胞质基质是细胞质中除去所有细胞器和各种颗粒以外的部分，呈半透明的胶体状态。细胞质基质不能看作是细胞中的溶液。在细胞质基质中有着极其复杂的成分和担负着一系列重要的功能，这部分内容在高中生物中不作要求。2细胞器 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，悬浮在细胞质基质中。主要是线粒体和叶绿体，此外还具有内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡等。 (1)线粒体的结构和功能 8 / 81线粒体是双层膜结构，内膜向内腔折叠形成嵴，嵴的形成增加了细胞内的膜面积。内膜和嵴上有基粒，基粒线粒体中有合成 ATP的结构。线粒体的内膜中蛋白质的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三阶段过程的所有的酶都分布在内膜上，第二阶段的酶在线粒体基质中。 线粒体是动植物细胞中都具有的细胞器，它与细胞的能量代谢有关。但原核生物(细菌和蓝藻）中没有线粒体。线粒体是有氧呼吸的主要场所，它的主要使命是为各种生命活动提供能量，所以在能量代谢旺盛的细胞中，线粒体的数量就比较多，如心肌细胞与骨骼肌细胞相比较，心肌细胞消耗的能量比骨骼肌细胞多，所以心肌细胞中的线粒体数量比骨骼肌多，而且每个线粒体中峪的数量也比骨骼肌中多。在线粒体中有少量的 DNA和 RNA，线粒体在细胞中可以进行自我增殖，如细胞从低能量代谢转到高能量代谢时，线粒体的数量就会增加，所以线粒体在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定独立性。 （2）叶绿体的结构和功能 叶绿体是双层膜结构，分为外膜和内膜，但内膜未向内腔折叠，内膜以内是基粒和基质。基粒是由基粒片层结构薄膜组成（线粒体中基粒是一种蛋白质复合体） ，亦称类囊体，它有效地增加了叶绿体内的膜面积。叶绿体中基粒的数量及发达程度与其进行光合作用的强度大小有关，光合9 / 81作用旺盛的细胞中不仅叶绿体的数量多，而且叶绿体中基粒的数量也多，每个基粒中的片层结构薄膜的数量也多，反之亦然。 叶绿体中含有少量的 DNA和 RNA，线粒体也一样，在叶肉细胞也能完成自我增殖，在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定的独立性。 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，完成光合作用的整个光反应过程的色素和酶也都在片层结构薄膜上，所以光合作用的光反应是在基粒类囊体的薄膜上进行的。完成暗反应过程的酶在叶绿体的基质中，暗反应过程是在叶绿体基质中进行的。 （3）内质网 内质网是指细胞质中一系列囊腔和细管，彼此相通，形成一个隔离于细胞质基质的管道系统。 （具有单层膜。 ）它是细胞质的膜系统，外与细胞膜相连，内与核膜的外膜相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。内质网能有效地增加细胞内的膜面积，内质网能将细胞内的各种结构有机地联结成一个整体。根据内质网膜上有没有附着核糖体，将内质网分为滑面型内质网和粗面型内质网两种。滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关。粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑10 / 81面内质网规则，功能主要与蛋白质的合成有关。这两种内质网的比例与细胞的功能有着密切的联系，如胰腺细胞中粗面型内质网特别发达，这与胰腺细胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有关，在睾丸和卵巢中分泌性激素的细胞中，则滑面型内质网特别发达，这与合成和分泌性激素有关。细胞质中内质网的发达程度与其生命活动的旺盛程度呈正相关。 （4）核糖体 核糖体不是由生物膜构成的，它是由蛋白质和 RNA构成的复合体。核糖体是蛋白质合成的场所。附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质主要有两类：一类是分泌蛋白，通过内质网运输到高尔基体，经加工包装后被分泌到细胞外；另一类是排列到质膜内的蛋白质。游离的核糖体合成的蛋白质一般是分布到细胞质基质中的蛋白质，如分布于细胞质基质中的酶等。 （5）高尔基体 高尔基体是由光面膜所包围成的分隔的腔及一些分泌小泡组成。它属于单层膜结构。在所有动物细胞和植物细胞中都有这种细胞器，但成熟的红细胞是例外。高尔基体的功能是：在植物细胞中能合成和分泌纤维素，将纤维素分泌到原生质体外形成细胞壁，所以在高中生物教材上讲与细胞壁的形成有关；在动物细胞中，高尔基体是细胞分泌11 / 81物的最后加工和包装的场所。在分泌旺盛的细胞（如唾液腺细胞、胰腺细胞等）中，高尔基体特别发达，数目也特别多。 （6）中心体 中心体存在于低等植物细胞（如衣藻、团藻等藻类植物）和动物细胞中。中心体不具备膜结构，是由蛋白质组成的。每个中心体是由两个互相垂直的短棒状的中心粒排列而成。中心体能在细胞分裂间期进行自我复制，复制后的中心体内含有两组中心粒，每组有两个中心粒。中心粒的功能是在有丝分裂或减数分裂过程中参与星射线（纺缍丝）的形成。 （7）液泡 液泡是在细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡，是普遍存在于植物细胞中的一种细胞器。植物细胞中的液泡有其发生发展的过程，年幼的细胞只有很少的、分散的小液泡，而成熟的植物细胞才有一个或多个大的液泡。液泡内的液体称为细胞液，溶有很多有机小分子物质和无机盐。液泡的功能是参与细胞的水分代谢（如质壁分离和质壁分离复原） ，同时也是植物细胞代谢副产品及废物（如蔗糖、植物碱、丹宁、多余的无机盐等）屯集的场所。 （三） 、细胞核 12 / 81一切真核细胞都有细胞核，但在真核生物体内某些高度分化成熟的细胞（如哺乳动物血液中的红细胞、高等植物细胞体内输导有机物的筛管细胞等）没有细胞核，这些细胞在最初也是有细胞核的，后来在发育过程中消失了。细胞核是遗传物质贮存、复制和转录的场所。细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核液 4个部分。 （核液不作要求）核膜是双层膜结构，外膜常与内质网膜相连续，在核膜上有核孔，是大分子物质（如 RNA、蛋白质等）的通道，但对大分子物质的运输也是有选择性的。 核仁是形成核糖体的场所。 染色质能被碱性染料（如苏木精、龙胆紫、醋酸洋红等）染成深色，染色质是由蛋白质和 DNA组成的在细胞核中成细丝状的物质。在细胞进入分裂时，染色质高度螺旋化缩短变粗而成为染色体。所以说染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种不同形态。一条染色体中含有一个 DNA分子，一根染色质丝也同样含有一个 DNA分子，在细胞分裂间期完成复制后，两根染色质丝通过一个着丝点彼此相连，进入分裂期后就形成一个染色体，这样的染色体就含有 2个 DNA分子。 （四） 、细胞的生物膜系统 13 / 81细胞生物膜系统是指由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。 根据生物膜系统简述：蛋白质的合成和分泌过程。 细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中的作用： 不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。 细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。 细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。 （五） 、原核细胞与真核细胞的区别（见表 3-1） 表 3-1 细胞类型 细胞大小 14 / 81细胞核 细胞器 核 膜 核 仁 染 色 体 线 粒 体 质 体 内 质 网 核 糖 体 高 尔 15 / 81基 体 中 心 体 原核细胞 较小(110m) 无 无 无 无 无 无 有 无 无 真核细胞 较大(10100m) 有 有 有 有 16 / 81有 有 有 有 有 在原核细胞中的 DNA分子不与蛋白质结合，成游离态，所以一般讲原核细胞没有染色体，也就没有染色体变异。原核细胞中只有一种类型的细胞器核糖体，比真核细胞中的核糖体小一些。没有其他形式的细胞器，但细胞膜常向内陷以增加膜面积，具有类似于内质网的功能。由原核细胞构成的生物称为原核生物，主要包括两大类：细菌和蓝藻。进行有氧呼吸的原核细胞，有氧呼吸过程主要是在内陷的细胞膜进行。进行光合作用的原核生物，光合作用的光反应也是在内陷的细胞膜上进行的。由真核细胞构成的生物称为真核生物，地球上绝大多数的生物属于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；绿藻（水绵） 、硅藻、褐藻（海带） 、红藻（紫菜）等藻类，所有的高等植物和动物。 【经典例题解析】 例题 1在下列结构中，含高尔基体和内质网较多的细胞是（） 17 / 81A神经细胞 B汗腺细胞 c肌细胞 D胰腺外分泌细胞 解析本题考查的是细胞的结构与功能之间的关系，细胞的结构总是同其所执行的生理功能相适应。内质网的功能是比较复杂的，但有一点可以肯定，凡是合成代谢旺盛的细胞中，内质网就比较发达。高尔基体是细胞分泌物最后加工和包装的场所，所以在具有分泌功能的细胞中比较发达。本题供选答案中：神经细胞的代谢比较稳定，其内蛋白质的自我更新的速度较慢，一般没有分泌功能，故高尔基体和内质网是欠发达的；汗腺细胞虽有分泌功能，但分泌物中主要是水、无机盐和一些代谢废物如尿素等，无蛋白质及其他对人体有用的物质，所以汗腺的合成代谢是缓慢的，又因其分泌物中没有生物大分子物质或高分子物质，其分 泌过程并不需要高尔基体帮助，所以高尔基体也是不发达的；肌细胞一般无分泌功能，蛋白质的更新速度也较慢，所以这两个细胞器也并不发达；胰腺外分泌细胞的主要功能是分泌胰液，在胰液中含有大量的消化酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和麦芽糖酶等，这些酶的分泌必须要经过高尔基体的包装才能安全地分泌到细胞外，而且胰腺外分泌细胞的合成代谢也较旺盛，内质网相对就较发达，所以高尔基体和内质网这两种细胞器在胰腺外分泌细胞中较发达。18 / 81答案 D 例题 2内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（） A扩展细胞内膜，有利于酶的附着 B提供细胞内物质运输的通道 c提供核糖体附着的支架 D参与细胞内某些代谢反应 解析内质网的功能是多方面的，它既与蛋白、脂肪的合成、加工、包装和运输有关，又与脂类、胆固醇代谢、糖元的分解、脂溶性毒物（如苯巴比妥）的解毒作用等有关。因此所有选项均是内质网的功能。但就题中所阐述的结构特点分析，表达的是其重要功能之一提供细胞内物质运输的通道。例如细胞内合成的血浆蛋白、免疫球蛋白、胰岛素、各种消化酶等各种分泌蛋白，就是通过这些膜构成的管道内通过，运输到高尔基体，经加工包装后再分泌到细胞外。 答案 B 例题 3在胰岛细胞中与合成和分泌胰岛素有关的一组细胞器是() A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体 c内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D内质网、核糖体、高尔基体、中心体 19 / 81解析核糖体是蛋白质合成的场所，胰岛素是一种分泌蛋白，它是由粗面内质网上的核糖体合成的，合成后经内质网的运输管道运送到高尔基体，在高尔基体中完成加工和包装后再分泌到细胞外。在胰岛素分子的整个合成和分泌过程中都是需要能量的，能量由线粒体提供。中心体的功能是与星射线的形成有关，而与蛋白质的合成与分泌无关。叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，能够合成和分泌胰岛素的生物是动物，在动物细胞中无叶绿体。 答案 c 例题 4图 3-3表示胰腺细胞合成与分泌酶原颗粒的大体过程，请据图回答有关问题； 图 3-3 (1)如果图示细胞是一个胰腺细胞，则酶原颗粒的合成场所是_，合成时必须在_直接指导下完成；对酶原颗粒进行加工和包装的场所是_。 (2)如果图示细胞是一个汗腺细胞，则细胞中与胰腺细胞相比明显减少的细胞器是_。汗腺细胞的分泌物主要来自_。 (3)如果图示细胞是一个小肠绒毛上皮细胞，则图示细胞中与小肠绒毛上皮细胞的功能不相符合的是20 / 81_。与其吸收葡萄糖和氨基酸提供条件有直接关系的细胞器是_和_。 解析在细胞中合成蛋白质的场所是核糖体，在核糖体上将氨基酸合成蛋白质时必须在 mRNA的指导下才能顺利完成，如果合成的蛋白质是一种分泌蛋白，则必须通过内质网运输到高尔基体进行加工、修饰和包装后才能被分泌到细胞外。胰腺细胞能分泌大量的胰蛋白酶，而汗腺细胞虽能分泌汗液，但汗液中没有蛋白质，汗腺细胞中核糖体和高尔基体都比胰腺细胞中相对要少，因为细胞的结构和功能总是相适应的。小肠绒毛上皮细胞的功能主要是执行吸收，分泌功能几乎是不执行的，所以在小肠绒毛上皮细胞中没有分泌小泡，但在其细胞膜上有许多载体蛋白，载体蛋白是在核糖体上合成的，在执行运输功能时必须要有 ATP提供能量，线粒体是细胞中的动力工厂，95以上的 ATP是在线粒体中产生的。 答案(1)2核糖体 mRNA3高尔基体(2)2核糖体血液(3)分泌小泡核糖体线粒体 例题 5正常人的心肌细胞中线粒体数目比腹肌细胞多；一个肝细胞中平均有 5001000 个线粒体，而甲亢病人肝细胞中线粒体的数目明显增多。请回答： (1)人体各种细胞中所含线粒体数目的不同，主要是因为_。 21 / 81(2)甲亢病人的肝细胞中线粒体数目明显增多的原因是_。 (3)在观察哺乳动物的精子中，大多数的线粒体集中于精子尾部的基部，这是因为_，这种现象可以说是一种_的适应。 (4)比较代谢水平相当的绿色植物细胞和动物细胞，发现植物所含的线粒体数目一般比动物细胞少。其原因是_。 解析细胞的结构总是和功能相适应的。能量代谢旺盛的细胞线粒体数量就多，因为线粒体是细胞内的能量代谢中心，细胞进行代谢所消耗的能量有 95以上是由线粒体提供的；分泌功能旺盛的细胞则高尔基体数量较多，因为细胞的分泌物通过高尔基体分泌出细胞的；蛋白质代谢旺盛的细胞则核糖体数量较多，因为细胞内的蛋白质都是在核糖体上合成的，等等。甲亢病人是由于其甲状腺分泌甲状腺激素过多，体内细胞的物质代谢过于旺盛，物质氧化分解速度过快，而物质的氧化分解是与能量代谢联系在一起的，所以甲亢病人的细胞中线粒体的数量也较多。关于动物细胞中的线粒体数量比植物细胞多的原因是动物细胞的异化作用中的能量代谢比植物细胞大，所以线粒体的数量比植物细胞多，不能理解为植物细胞产生 ATP除了呼吸作22 / 81用外还有光合作用，光合作用产生的 ATP主要用于光合作用的暗反应，植物其他的代谢很少用到光合作用的光反应中产生的 ATP。 答案（1）不同细胞代谢水平不同(2)甲亢病人代谢过于旺盛，体内物质氧化分解过快而导致肝细胞线粒体数目增多(3)精子尾部运动需消耗较多能量结构和功能(4）动物细胞在异化作用过程中的能量代谢比植物细胞大 例题 6图 3-4是一个细胞的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题： 图 3-4 (1)根据其结构特点，该细胞主要分布于植物体的_。 (2)如果该植物细胞是从一朵红色花瓣上取下的，则决定其红色的花色甙存在于哪个标号所示的结构上？_。 (3)若将该细胞放在含有价标记的培养液中保温一段时间后，则可测到 3H的结构有_（填标号） 。 (4)经测定该细胞的细胞液中所有溶解于细胞液中的物质的量为l-1 若将该细胞置于 03gml-1 蔗糖液中，片刻23 / 81后将发现有_现象。 (5)2号结构的特点是具有一定的流动性，如果降低温度，流动性将_。 (6)该细胞与叶肉细胞相比较，在颜色上的区别是_。 (7)在该细胞中不具膜结构的细胞器是_（填标号） ，如果在该细胞器上合成的物质中含有 50个一氨基酸，则在该细胞器上将会有_个水分子生成。 解析图示的细胞是一个植物细胞亚显微结构模式图。从图中可以看出其中的质体是有色体，不是叶绿体和白色体。有叶绿体的细胞是分布于植物体的见光部位，能进行光合作用，其细胞的宏观颜色是绿色的；有色体的植物细胞主要分布于花瓣、果实的表皮细胞中，其细胞的宏观颜色是黄色或橙色；有白色体的植物细胞主要分布于植物体的不见光部位如根、茎的皮层细胞中，其细胞的宏观颜色是无色或白色。关于花瓣、果实的颜色，有些植物是由有色体决定的，如蕃茄、辣椒等；有些是由液泡中花青素或称花色甙引起的，花色甙的颜色与细胞液的 pH值有关，其性质是碱蓝酸红。由于细胞中几乎所有的有机物都含氢，所以用 3H标记的物质在没有说明具体标记何物时，用 3H标记的培养液培养植物细胞，一段时间后几乎所有的细胞结构上都会有 3H标记物出现。题中第(4)小题提到的细胞液的24 / 81浓度为 02molL-1，蔗糖溶液的浓度为 03gml-1，换算成摩尔浓度约为 087molL-1。细胞液浓度小于蔗糖溶液的浓度，所以细胞会发生质壁分离。在植物细胞中不具膜结构的细胞器是核糖体，在其上合成一个 50个含氨基酸残基的多肽形成 49个肽健，生成 49个分子水。 答案(1)花瓣、果实的表皮中(2)4(3)所有的结构都会有（至少填 5个标号）(4)质壁分离(5)减弱(6)基本是以黄色为主，而叶肉细胞是绿色的(7)1049 细胞工程： （六） 、植物细胞工程 植物细胞工程是指应用原理和方法，通过工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性。 植物细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体必需的全部基因，所以从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。在生物体内的细胞没有表现出全能性而是分化成不同的组织、器官，是因为基因在特定的时间和空间条件下选择性地表达的结果。在个体发育不同的时期，生25 / 81物体不同部位的细胞表达的基因是不相同的，合成的蛋白质也是不一样的，从而形成了不同的组织和器官。植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。 （1）植物组织培养 植物组织培养的过程可以归纳为： 外植体愈伤组织根、芽植物体 外植体是用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。脱分化是指离体的植物组织器官或细胞，在外源的生长素类物质的诱导下开始分裂，形成一团结构疏松、颜色浅而透明的、高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞群的愈伤组织的过程。再分化是指愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。 应用：（1）植物繁殖的新途径：微型繁殖，作物脱毒，人工种子。 （2）作物新品种的培育：单倍体育种，突变体的利用。 （3）细胞产物的工程化生产。 例如：植物组织培养具有快速繁殖、培育无病毒植株，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题而在生产上得到广泛的应用。在转基因植物的培育中也要用到植物组织培养技术。 26 / 81（2）植物体细胞杂交 理论基础：细胞全能性，膜的流动性。 植物体细胞杂交是指用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。去除细胞壁的常用方法是酶解法，即用纤维素酶和果胶酶等分解植物细胞的细胞壁。第二步是将两个具有活力的原生质体放在一起，通过一定的技术手段进行人工诱导实现原生质体的融合。常用的诱导方法有两大类：物理法和化学法。物理法是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG）等试剂作为诱导剂诱导融合。第三步是将诱导融合得到的杂种细胞，和植物组织培养的方法进行培育，就可以得到杂种植株。植物体细胞杂交的最大优点是可以克服植物远缘杂交不亲和的障碍，大大扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围。 （七） 、动物细胞工程 动物细胞培养： 理论基础：。 动物细胞培养的条件：用的培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等，培养的动物细胞取27 / 81自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。 过程：原代培养是指将培养的动物取出来后，先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬液，再将该悬浮液放入培养箱中培养。传代培养是指需要定期地用胰蛋白酶使从瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液，分装到两个或两个以上的培养瓶中培养的过程。细胞株是指在细胞培养过程中存活 10代到 4050 代的细胞。细胞系是指动物细胞培养过程中存活超过 50代的细胞，细胞系的细胞常不太正常，带癌变的特点。动物细胞培养可以用于检测有毒物质。 应用： 动物体细胞核移植技术和克隆动物： 核移植技术和克隆动物的概念 体细胞核移植技术的操作过程 体细胞核移植技术的应用前景 体细胞核移植技术存在的问题 动物细胞融合：动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，诱导融合的方法也类似。诱导剂常灭活的病毒或聚乙二醇。动物细胞融合最重要的途径是制备单克隆抗体。 单克隆抗体的制备：第一步将抗原注射入小鼠体内；第28 / 81二步从小鼠脾脏中获得能够产生抗体的 B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有 B淋巴细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力。从而可以克服单纯 B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，能力大量产生单克隆抗体。第三步：培养。分为体内培养和体外培养。 筛选：融合后的细胞经选择性培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞。再用多孔细胞培养板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖，然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，通过此抗体与特定抗原结合，即可做出判断是否为杂交瘤细胞。 植物组织培养和动物细胞培养的比较： 项目 主要原理 培养基 结果 培养目的 植物组织培养 细胞全能性 29 / 81固体，营养物质、激素 植株 快速繁殖无病毒植株、生产细胞产物、人工种子 动物细胞培养 细胞增殖 液体，营养物质、动物血清 细胞株或者细胞系 获得细胞或细胞产品等 植物体细胞杂交和动物细胞培养的比较： 项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途 植物体细胞杂交 细胞膜的流动性、细胞的全能性 去除细胞壁后诱导原生质体融合 物理法、 化学法 克服远缘杂交不亲和障碍，获得杂种植株 动物细胞培养 30 / 81细胞膜的流动性 使细胞分散后，诱导细胞融合 物理法、化学法、生物法（灭活的病毒） 制备单克隆抗体 3.【经典例题解析】 例题 7下列哪一项属于克隆（） A.将鸡的某个 DNA片段整合到小鼠的 DNA分子中 B将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 c将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 D将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系 解析克隆可以理解为“复制” “无性繁殖” ，若排除基因突变的话，前后代是完全一样的，因从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的 DNA分子，细胞或个体，A 和 B选项是利用基因技术完成的，c项是利用细胞融合技术获得的，为此，正确答案应选 D。 答案 D 例题 8愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（氚标记） 。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影发现31 / 81放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以有理由地肯定标记化合物是（） A一种氨基酸 B尿嘧啶核苷酸 c胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D葡萄糖 解析在细胞中含有核酸的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体和核糖体。在细胞核、线粒体和叶绿体中都含有 DNA和 RNA，核糖体上只含有 RNA而没有 DNA，用具有放射性的氚标记的物质集中在细胞核、线粒体和叶绿体中，说明被标记的物质是核酸的基本单位核普酸，由于核糖体上没有标记物，所以被标记的核苷酸是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而不是尿呼唤核苷酸。 答案 c 例题 9(2000年上海高考试题)所有的原核细胞都具有（） A.核糖体和线粒体 B细胞膜和叶绿体 c内质网和中心体 D细胞膜和核糖体 解析详见“重点知识联系与剖析” 。 答案 D 例题 10(1998年上海高考试题)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 32 / 81解析根据细胞结构的差异，细胞分为两大类：原核细胞和真核细胞。原核细胞没有核膜，没有真正的细胞核，但有一个核区，遗传物质主要分布在核区。细胞只有核糖体，而没有其他类型的细胞器。在供选答案中：变形虫草、履虫是原生动物，具有细胞核，是真核细胞构成的单细胞真核生物，通过有丝分裂进行分裂生殖；水绵是多细胞的丝状藻类植物，有细胞壁和细胞核，属于真核生物，内有带状的叶绿体，能进行光合作用；香菇和灵芝属于真菌，是多细胞的真核生物，用孢子繁殖；酵母菌是单细胞的真菌，属于真核生物；烟草、小麦、番茄、大豆和豌豆是高等的被子植物。 答案 c 练习：1下列对动物细胞培养的有关正确的是() A动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白 B动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散 c细胞所谓癌变发生于原代培养向传代培养过程中 D培养至 50代后传代细胞称为细胞株 2下列有关动物细胞培养的叙述，其中错误的是() A用于培养的细胞大多取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理，使其分散成单个细胞 c在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液 D动物细胞培养只能传 50代左右，所培养的细33 / 81胞会衰老死亡。 3动物细胞工程技术的基础是() A动物细胞融合 B胚胎移植 c动物细胞培养 D核移植 4克隆技术可以克服异体组织或器官的排斥，排斥反应依赖于细胞的识别。这种细胞识别功能的物质基础是() A磷脂 B氨基酸 c核酸 D糖蛋白 5以下四种细胞工程技术中培育出的新个体，只有一个完全保持亲本遗传性状的方法是()A 细胞的组织培养 B细胞的融合 c细胞核移植 D动物胚胎移植 答案：BDcDA 细胞的生命历程 【知识联系框架】 34 / 81有丝分裂 细胞增殖 细胞增殖和胚胎工程减数分裂 无丝分裂 【重点知识联系与剖析】 （一） 、细胞增殖的方式 细胞增殖是生物体的重要生命特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 1有丝分裂 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。细胞分裂各时期的主要特征见表 4-1。 表 4-1 时期 主要特征 间期 G1期 转录大量的 RNA和合成大量的蛋白质，为 DNA复制作准备 35 / 81S期 DNA复制，一个 DNA分子复制出的两个 DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成 2个姐妹染色单体 G2期 为进入分裂期作准备 分裂期 前期 染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失；形成纺缍体 中期 着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰，形态最固定 后期 着丝点分裂，染色单体分裂，在纺缍丝牵引下移向细胞两极 末期 染色质转变成染色体；核膜重建，核仁出现；纺缍体解体；赤道板细胞板细胞壁 在有丝分裂过程中染色体数目的变化情况是：间期虽进行了染色体的复制，但形成的 2条姐妹染色单体通过一个着丝点连接在一起，并未真正成为 2个染色体，我们在计数时还是看做是一个染色体。前期和中期均是每个染色体36 / 81中包含有 2条染色单体，到后期着丝点分裂，在纺锤丝的牵引下，染色单体彼此分开时，一个染色体真正变成了 2个染色体，染色单体已不再称为染色单体而称为染色体了，此时细胞中染色体数目暂时增加一倍，末期结束时，子细胞中的染色体数目又恢复到与母细胞一样的水平。在表示有丝分裂过程细胞内的染色体数目时一般用偶数表示，因为在整个有丝分裂过程都存在着同源染色体，没有减数分裂过程中同源染色体的联会配对形成四分体和同源染色体彼此分开的过程。 如果要表示一个细胞核中染色体数目的变化曲线，与一个细胞中的染色体数目变化曲线图略有不同，因为在末期形成了两个细胞核，但细胞尚未真正完全分开，所以一个细胞中的染色体与后期还是一样的，细胞一旦完全分开末期便宣告结束。对一个细胞核中的染色体数目变化曲线的理解就是在后期进入末期时染色体已完全实现了平均分配，所以末期一个细胞核的染色体是后期的一半，与前期和中期一样。如图 4-2所示。 图 4-2细胞周期 在有丝分裂过程中 DNA含量的变化情况是：在间期的 G1是进行 DNA复制的准备期，此时主要是进行 RNA的转录和有关蛋白质的合成，DNA 尚未开始复制 S期是 DNA的复37 / 81制期，但复制有一个过程，所以在图中用一斜线表示；S 期结束时 DNA含量比原来增加了一倍， 此后一直到分裂结束，才减半到与母细胞一样的水平。 一个细胞核中的 DNA数目的变化曲线如图 4-4所示。 图 4-4 动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂相比较有相同的地方，也有不同的地方。相同的地方表现在动植物细胞有丝分裂的实质是一样的，但由于动物细胞与植物细胞在结构上的差异，所以动植物细胞在有丝分裂的形式上有所不同。具体见表 4-2。 表 4-2 细胞类型 相同点 不同点 间期 后期 末期 前期 末期 植物细胞 染色体复制 38 / 81着丝点分裂，染色单体彼此分开 分裂的结果相同，即染色体平均分配 细胞两极发出纺缍形成纺缍体 赤道板位置形成细胞板，再形成细胞壁 动物细胞 同上 同上 同上 中心体发出星射线形成纺缍体 细胞中央向内凹陷，最后缢裂成 2个细胞 有丝分裂的实质是染色体经过复制后，平均地分配到 2个子细胞中去。有丝分裂的意义是因为染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。 细胞分裂不是无限进行的，细胞分裂产生的子细胞有的继续分裂，进入下一个细胞周期。也有的暂时失去分裂能力，进入生长发育时期，最后形成某种成熟的组织，但当受到某种刺激时，又可恢复分裂能力，如植物的皮层细胞、叶肉细胞等；哺乳动物的上皮组织细胞等。也有的发育成高度分化成熟的组织，永远失去分裂能力，如哺乳动物的红细胞、被子植物的筛管细胞等。 2减数分裂 39 / 81只有进行有性生殖的生物体内才有进行减数分裂的原始生殖细胞。具有原始生殖细胞（性原细胞）的器官称为生殖腺，雌性动物是卵巢，雄性动物是睾丸。减数分裂是一种染色体只复制一次，而细胞却连续分裂 2次的分裂方式，分裂的结果是子细胞中的染色体数目比性原细胞（或体细胞）减少了一半。对于减数分裂过程的理解要注意以下几点：一是染色体的复制时间在性原细胞发育成性母细胞的过程中，即在同源染色体联会之前早就已经复制完成了；二是联会发生在染色体缩短变粗的早期，发生联会的过程在光学显微镜下是看不到的，所以教材中的减数分裂图解表示联会的图中一个染色体中未画出 2条染色单体；三是减数分裂第一次分裂的目的是同源染色体彼此分开实现染色体数目减半，在同源染色体彼此分开时非同源染色体之间要自由组合，同源染色体的染色单体之间还要发生交叉互换，这是遗传规律的细胞学基础；四是减数分裂第二次分裂的主要特征是着丝点分裂，实现染色单体彼此分开，所以分裂的结果是染色体数目未变，但 DNA分子数减少一半；五是第二次分裂程的次级性母细胞的分裂类似有丝分裂过程，但与有丝分裂过程不同的是一般已不存在同源染色体。 关于减数分裂和有丝分裂的比较，重点是减数分裂第二次分裂过程与有丝分裂过程的比较。有丝分裂中期和减40 / 81数分裂第二次分裂中期的比较：在有丝分裂过程中自始至终存在着同源染色体，而在减数分裂第二次分裂过程中不存在同源染色体。区分同源染色体的依据在高中生物阶段有两点：一是染色体的大小，同源染色体一般形成和大小相似或相同；二是着丝点位置，着丝点的位置有端着丝点，也有中间着丝点的，同源染色体的着丝点位置应是相同的。有丝分裂中期的图像特征是：染色体数目一般是偶数，染色体两两相同，每个染色体中有 2个染色单体，着丝点排列在赤道板的中央。减数分裂第二次分裂中期的图像特征是：染色体数目有奇数，也有偶数，但找不到两两相同的染色体，即不是大小不同，就是着丝点位置不同，说明没有同源染色体，但每个染色体中还有 2个染色单体，如图4-5所示。有丝分裂后期和减数分裂后期分裂图像的比较，如图 4-6所示。有丝分裂后期和减数分裂第二次分裂后期的共同特征是：着丝点分裂，每个染色体的 2条染色单体彼此分开成为 2条染色体，在纺缍丝的牵引下分别移向细胞两极。但不同之处是：有丝分裂后期的细胞中应有同源染色体，而减数分裂第二次分裂后期的细胞中一般没有同源染色体。在识图中应对移向同一方向的一组染色体进行分析，如图 4-6A中，向上移动的一组染色体中，大的 2个染色体是一样的，可看作是一对同源染色体。而小的 2个染色体也是一样的，可看作另一对同源染色体。在图 4-6B41 / 81中，向上移动的一组染色体中大小形状各不相同，所以就没有同源染色体。所以图 4-5A看作是有丝分裂后期，图 4-5B看作是减数分裂第二次分裂后期。 （三看法识图法） 图 4-5图 4-6 精原细胞和卵原细胞的减数分裂过程的异同点是：染色体的行为和数目变化的过程是一样