2024年高考生物一轮复习讲义：第二单元细胞的基本结构和物质的运输

第1课时细胞膜的结构和功能课标要求概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流。考点一细胞膜的功能1．细胞膜：也称质膜，是细胞的边界。2．功能源于必修1P40“问题探讨”：鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。1．植物细胞的边界是细胞壁吗？提示任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞。2．如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答：(1)图中物质或结构的名称：①受体；②信号分子；③胞间连丝。(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？提示分别属于图C、图A、图B所代表的方式。(3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？提示受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有特异性。(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。提示不是，有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。(5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？并说明理由。提示不是，如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。1．如图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是()A．功能①在生命起源过程中具有关键作用B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流答案B解析功能①是指细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开的功能，在生命起源过程中具有关键作用，A正确；进入细胞的物质对细胞不一定都有利，B错误；③表示细胞膜上的受体与相应的信号分子结合完成信息传递的过程，胰岛素调控生命活动可用图中③表示，C正确；相邻的高等植物细胞可通过功能④(如胞间连丝)进行信息交流，D正确。2．(2023·江苏泰州高三模拟)膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是()A．肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白B．肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白C．甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白D．肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白答案B解析胰高血糖素可催化肝糖原水解为葡萄糖，说明肝细胞膜上有其相应的受体蛋白，A正确；水分子的跨膜运输属于被动运输，B错误；促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺细胞，甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白，C正确；新冠病毒主要攻击人的肺部，肺部细胞是其靶细胞，其细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白，D正确。归纳提升四种常考的膜蛋白及其功能(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白：糖蛋白。(2)膜转运蛋白：膜上用于协助扩散的通道蛋白和用于主动运输的载体蛋白。(3)具有催化作用的酶：如好氧细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精子和卵细胞间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。考点二对细胞膜成分、结构的探索1．对细胞膜成分的探索源于必修1P42：磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。2．细胞膜的成分及其在细胞膜中的作用成分所占比例在细胞膜中的作用脂质约50%其中磷脂双分子层是细胞膜的基本支架；胆固醇是动物细胞膜的重要成分蛋白质约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%被称作糖被，与细胞膜上的蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂3.对细胞膜结构的探索源于必修1P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。1．用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。提示胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。2．在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因。提示温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。3．下列关于真核细胞生物膜结构和功能的叙述，正确的是()A．构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇B．生物膜是细胞内所有化学反应进行的场所C．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构D．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体答案D解析构成细胞膜的脂质主要是磷脂和胆固醇，没有脂肪，A错误；生物体内的化学反应主要在细胞质基质和细胞器中进行，B错误；植物细胞之间的信息交流不通过细胞膜上的受体，而是通过胞间连丝，C错误；葡萄糖需要载体才能穿过细胞膜，而肌细胞进行呼吸作用需要葡萄糖，所以肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体，D正确。4．(2023·河北衡水高三检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法，正确的是()A．罗伯特森通过光学显微镜观察，提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型B．人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性C．欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇D．辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型答案D解析罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗－亮－暗的三层结构，他把生物膜描述为静态的统一结构，A错误；小鼠细胞和人细胞融合的实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性，B错误；欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质，更容易通过细胞膜进入细胞，据此推测出细胞膜是由脂质组成的，C错误。归纳提升不同动物的红细胞比较考点三流动镶嵌模型的基本内容1．结构模型(流动镶嵌模型)2．基本内容3．结构特点：流动性。(1)原因：构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动、膜中的蛋白质分子大多也是可以运动的。(2)生理意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。(3)实例：变形虫变形；细胞融合；分泌蛋白的传递分泌。(4)影响因素：主要受温度影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜的结构被破坏。4．功能特点：选择透过性。(1)表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。(2)原因：遗传性→结构基础：转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构的变化→选择性。(3)实例：植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和Na＋的排出等。(4)影响因素①内因：膜上蛋白质的种类和数量不同。②外因：温度、pH、O2浓度等。源于必修1P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。(1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？提示甲处、乙处；两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部是水溶液，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中。(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？提示脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。(3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？提示脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。5．关于下图的描述，正确的是()A．该图示结构上可发生与H2O相关的反应，但一定不会发生氨基酸的脱水缩合B．X与X之间能发生脱水缩合，但X不能与其他化合物发生缩合反应C．在细胞的生命历程中，该图示结构的通透性未变D．氨基酸、乙酰胆碱、葡萄糖、胰岛素等物质被识别后并进入细胞的方式都与该图中的蛋白质有关答案A解析图示结构含有磷脂双分子层和糖蛋白，可表示细胞膜，细胞膜上可发生与H2O相关的反应，如原核生物的细胞膜上有多种酶附着，可发生有氧呼吸第三阶段产生水的反应，而氨基酸脱水缩合发生在核糖体上，核糖体没有膜结构，A正确；葡萄糖之间能发生脱水缩合，葡萄糖与其他化合物也能发生缩合反应，B错误；细胞衰老过程中，细胞膜的通透性改变，C错误；胰岛素和乙酰胆碱不进入细胞，D错误。6．(2023·湖北黄石高三模拟)下列有关细胞膜结构和功能的叙述，正确的是()A．构成细胞膜的蛋白质分子均匀地分布在膜的两侧B．向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞C．细胞膜内部是亲水的，因此水分子可以通过细胞膜D．细胞膜的选择透过性与载体蛋白空间结构的多样性有关答案D解析组成细胞膜的蛋白质有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，不是均匀地分布在膜的两侧，A错误；细胞膜具有流动性，磷脂和大部分蛋白质可以运动，细胞膜上不会留下一个空洞，B错误；细胞膜内部是疏水的，C错误；细胞膜具有选择透过性是因为不同细胞膜上载体蛋白种类和数量不同，与载体蛋白空间结构的多样性有关，D正确。归纳提升三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性1．(2021·浙江6月选考，4改编)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是()A．磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性C．物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号答案D解析磷脂双分子层不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的，但具有识别作用的糖脂或糖蛋白只分布在细胞膜的外侧，故磷脂双分子层是不完全对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层的内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且由于胆固醇是“刚性的”，会限制膜的流动性，B错误；物质进出细胞方式中的被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要转运蛋白，即与膜蛋白有关，C错误。2．(2018·天津，3)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是()选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜，识别并结合激素载体C位于类囊体薄膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原答案B解析膜蛋白的功能多种多样，位于突触后膜上的受体可识别并结合神经递质；位于靶细胞膜上的受体可以识别并结合激素；位于类囊体薄膜上的酶可以催化ATP的合成；位于癌细胞膜上的抗原可以引发机体产生特异性免疫。3．(2016·全国Ⅲ，1)下列有关细胞膜的叙述，正确的是()A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的答案C解析主动运输可以使离子从低浓度一侧向高浓度一侧运输，以保证活细胞能够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，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇属于固醇类物质，固醇与磷脂都属于脂质，D错误。4．(2021·辽宁，18改编)肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌，如图所示。微囊泡被单核细胞摄取后，PKM2进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述不正确的是()A．微囊泡的形成依赖于细胞膜的流动性B．单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达C．PKM2主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用D．细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节答案C解析微囊泡是细胞膜包裹PKM2形成的囊泡，该过程依赖于细胞膜的流动性，A正确；分化的实质为基因的选择性表达，B正确；PKM2可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，故主要在单核细胞的细胞质基质中起催化作用，C错误。1．判断关于细胞膜功能的叙述(1)膜蛋白选择性转运离子，有利于维持细胞内部环境的相对稳定(√)(2)若膜蛋白具有信息传递功能，则该蛋白可能是胰岛素的受体(√)(3)科研上鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染色法，活的动物细胞会被染成蓝色(×)(4)膜的选择透过性既与磷脂分子对水的亲疏有关，又与蛋白质的种类和结构有关(√)2．判断关于细胞膜结构探索的叙述(1)欧文顿提取了细胞膜并证明了细胞膜由脂质组成(×)(2)常需要利用进一步的观察和实验对已建立的假设进行修正和补充(√)(3)罗伯特森提出生物膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成的假说(×)(4)利用放射性同位素标记法进行人—鼠细胞融合实验，证明细胞膜具有流动性(×)3．判断关于流动镶嵌模型的叙述(1)贯穿磷脂双分子层的膜蛋白其跨膜中间区段主要由亲水性氨基酸构成(×)(2)在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，磷酸和脂肪酸可作为合成磷脂的原料(√)(3)脂质体的形成与磷脂分子中两条脂肪酸链的亲水性密切相关(×)(4)生物膜上的多糖分子具有识别、运输和保护等重要功能(×)4．填空默写(1)(必修1P40～41)细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。(2)(必修1P43)细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的，此外还有少量的糖类；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。(3)(必修1P45)细胞膜的结构特点是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。(4)(必修1P45)糖被：细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。课时精练一、选择题1．将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，将其在空气—水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是()A．人的肝细胞 B．蛙的红细胞C．洋葱鳞片叶表皮细胞 D．大肠杆菌细胞答案D解析人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞中含有细胞膜、多种细胞器膜以及核膜，将磷脂成分全部提取出来，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层的表面积将大于细胞膜表面积的两倍；大肠杆菌属于原核细胞，只有细胞膜，没有其他膜结构，所以磷脂分子的面积是细胞膜表面积的两倍。2．下列属于对细胞膜功能的描述且正确的是()①细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定②水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高③细胞膜外表面存在糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系④辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，认为磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①②③④答案A解析细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，属于细胞膜的功能；水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高，体现了细胞膜可以控制物质进出的功能；细胞膜外表面存在糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，细胞间的信息交流属于细胞膜的功能；辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，认为磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，属于细胞膜的结构特点，不属于细胞膜的功能。综上所述，A正确。3．(2023·河北石家庄二中高三模拟)下列现象不能体现细胞间信息交流现象的是()A．激素与细胞上的受体结合，调节细胞代谢B．酶与底物结合，催化反应的进行C．精子和卵细胞结合，形成受精卵D．免疫系统识别并清除癌细胞答案B解析酶与底物都不是细胞，不能体现细胞间信息交流现象，B符合题意。4．(2023·广西梧州高三模拟)下列关于生物膜的叙述，错误的是()A．各种生物膜的化学组成与结构相同B．生物膜是细胞内所有膜结构的统称C．构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动D．细胞膜在细胞与外部环境进行能量转化过程中起决定性作用答案A解析生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，但是各种生物膜的化学成分含量有差异，有些生物膜还含有糖类等，化学组成不同，结构也不同，如内质网和高尔基体，A错误；细胞内所有膜统称为生物膜，如细胞膜、细胞器膜等，B正确；磷脂分子可以侧向自由移动，生物膜具有一定的流动性，C正确；细胞膜是细胞的边界，在细胞与外部环境进行能量转化过程中起决定性作用，D正确。5．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法错误的是()A．该技术说明细胞膜具有流动性B．应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C．降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D．理论分析，漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度F2仍小于F1答案B解析由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有流动性，A正确；应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率，B错误；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间延长，C正确；由实验过程中一部分荧光消失可知，即使漂白区域恢复足够长的时间，荧光强度仍将小于漂白前，D正确。6.科学家设计了仅1纳米宽的分子转子，该转子由紫外光驱动，能以每秒200万～300万的转速进行旋转，从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后，就有望将治疗试剂运送到这些细胞中，或者直接诱导这些细胞死亡。如图为分子转子钻孔过程的示意图，下列有关说法正确的是()A．将治疗试剂运送到细胞中，分子转子需要钻开两层生物膜B．钻孔后才可以运送治疗试剂，不能说明细胞膜具有选择透过性C．该过程体现出磷脂分子具有流动性，而蛋白质分子无流动性D．一个细胞是否能成为靶细胞，很可能与其表面的糖蛋白有关答案D解析细胞膜是单层膜，A错误；钻孔前治疗试剂不能通过细胞膜进入细胞，说明细胞膜具有选择透过性，B错误；细胞膜中的大多数蛋白质分子也是可以运动的，图示过程不能体现出蛋白质分子无流动性，C错误；糖蛋白与细胞识别有关，D正确。7．IL—6R基因编码的IL—6R是细胞膜上的一种受体蛋白。研究发现，IL—6R基因的过度表达会激活胞内信号分子STAT3蛋白，形成二聚体转移到细胞核内，诱导靶基因的异常表达，引发恶性肿瘤。下列叙述错误的是()A．IL—6R的作用说明细胞膜有进行细胞间的信息交流的功能B．IL—6R基因过度表达前后，细胞的形态和结构有明显差别C．二聚体通过核孔转移到核内实现了细胞质向细胞核的信息传递D．二聚体诱导的靶基因属于原癌基因，该基因只在肿瘤细胞中表达答案D解析二聚体诱导的靶基因属于原癌基因，但该基因并不只是在肿瘤细胞中表达，D错误。8．(2023·江苏泗阳县实验高级中学高三期中)分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成充满液体的球状小泡，称为脂质体。如图是一种能定向运送药物的“隐形脂质体”。据图分析错误的是()A．脂质体的“膜”与细胞膜均以磷脂双分子层为基本支架B．图中脂质体所运载的药物B为水溶性药物C．脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞D．由于脂质体表面不具备可供白细胞识别的糖蛋白，故能避免被白细胞识别和清除答案B解析脂质体的“膜”结构与细胞膜相似，两者均以磷脂双分子层为基本支架，A正确；磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，图中药物A位于脂质体内部，接近磷脂分子的头部，为水溶性药物，药物B位于磷脂双分子层中，接近磷脂分子的尾部，为脂溶性药物，B错误；脂质体膜上的抗体能够特异性地识别癌细胞，将药物定向运送到癌细胞，从而杀死癌细胞，C正确；糖蛋白与细胞表面的识别有关，“隐形脂质体”在运送药物的过程中，能避免被吞噬细胞识别和清除，原因可能是脂质体表面不具备可供吞噬细胞识别的糖蛋白，D正确。9．(2023·安徽淮北高三期中)在流动镶嵌模型提出后，研究人员又提出了如图所示的脂筏模型：在生物膜上，胆固醇和磷脂等富集区域形成脂筏，其上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白。下列相关叙述不正确的是()A．磷脂双分子层构成膜的基本支架B．膜上仅脂筏中的蛋白质可自由运动C．脂筏也参与细胞间的信息交流D．脂筏有利于膜功能的高效执行答案B解析生物膜上的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，B错误；细胞间的信息交流多数依赖于细胞膜上的特异性受体(蛋白质)，而脂筏上具有多种特异性膜蛋白，因此其可能与细胞间的信息传递有关，C正确；脂筏上载有执行特定生物学功能的各种膜蛋白，有利于膜功能的高效执行，D正确。10．如图表示机体局部发炎时血液中白细胞进入组织液的一种方式。据图可知，细胞膜具有()①选择透过性 ②流动性③信息交流功能 ④物质交换功能A．①②B．②③C．②④D．①④答案B解析a、b、c过程体现细胞膜具有流动性的结构特点；由图可知，白细胞与毛细血管壁细胞之间能够识别，是因为白细胞膜上的糖蛋白和糖脂与P选择蛋白的相互识别作用，体现细胞膜的信息交流功能。11．我国科学家对新冠病毒进行核酸测序并不断深入研究病毒的致病机理。研究发现新型冠状病毒外存在很多糖蛋白，其中糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合，从而使病毒识别并侵入其宿主细胞。下列说法正确的是()A．病毒外包膜的主要成分为磷脂和蛋白质，其与肺炎链球菌荚膜的成分相同B．糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合的过程体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流C．新型冠状病毒进入细胞的过程体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能具有一定的局限性D．为获得新型冠状病毒用于科学研究，可以用营养全面的培养基培养答案C解析病毒外包膜主要来源于宿主细胞膜，故病毒外包膜的主要成分为磷脂和蛋白质，而肺炎链球菌荚膜的成分是多糖，A错误；新型冠状病毒没有细胞结构，结合过程不能体现细胞膜可以进行细胞间的信息交流，B错误；细胞膜能控制物质进出细胞，新型冠状病毒属于病毒，新型冠状病毒能进入细胞，体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能具有一定的局限性，C正确；新型冠状病毒没有细胞结构，不能独立生存，因此不能用培养基直接培养，D错误。12．下列关于细胞膜结构和功能的叙述，不正确的是()A．细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过主动运输实现的B．细胞间进行信息交流不一定需要细胞膜上的受体C．卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换D．胞吐运输的物质不一定是大分子物质答案C解析离子运输一般是逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助并消耗能量，通过主动运输实现，A正确；细胞间进行信息交流不一定需要细胞膜上的受体，例如高等植物细胞之间的胞间连丝，B正确；细胞体积越大，其相对表面积就越小，与外界进行物质交换的能力越弱，因此，卵细胞体积较大不利于与周围环境进行物质交换，C错误；有些小分子氨基酸类的物质(谷氨酸、天冬氨酸等)可以作为神经递质，其跨膜运输的方式为胞吐，因此，胞吐运输的物质不一定是大分子物质，D正确。二、非选择题13．小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1)，与细胞的信息传递等相关。请据图分析回答下列问题：(1)小窝的主要成分是蛋白质和________；其中的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在________上合成，然后由____________________加工，通过囊泡转运到细胞膜上，成为膜蛋白，这一过程体现了细胞膜具有________________的结构特点。(2)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由________(填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞的________中。(3)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光，当胆固醇与这些氨基酸结合，会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点，分别向小窝蛋白的肽段1(82～101位氨基酸)和肽段2(101～126位氨基酸)加入胆固醇，检测不同肽段的荧光强度变化，结果如图2，据此分析，胆固醇与肽段的结合情况是______________________________。(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的________改变，小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。答案(1)脂质(或磷脂)核糖体内质网和高尔基体流动性(2)疏水性细胞质基质(3)胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，而不与肽段2中的结合(结合位点在82～101位氨基酸，而不在101～126位氨基酸)(4)空间结构解析(1)由题图可知，小窝是细胞膜向内凹陷形成的，细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质；小窝蛋白合成的场所是核糖体，在核糖体上氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链依次进入内质网和高尔基体进行加工，由囊泡运输到细胞膜，成为细胞膜上的小窝蛋白，该过程体现了生物膜具有一定的流动性。(3)由题图分析可知，肽段1加入胆固醇后，荧光强度明显降低，肽段2加入胆固醇后荧光强度基本不变，又知胆固醇与这些氨基酸结合，会使荧光强度降低，因此胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，而不与肽段2中的结合(结合位点在82～101位氨基酸，而不在101～126位氨基酸)。(4)胆固醇参与动物细胞膜的组成，对于维持细胞膜蛋白结构稳定具有一定作用，小窝结合的胆固醇过少，小窝蛋白的空间结构改变，小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。14．有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物，曾被认为是细胞膜碎片。近年来，我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS)，如图1。请回答下列问题：(1)若PLS是细胞膜碎片，则其主要成分应包括____________和蛋白质。细胞膜上的蛋白质具有________________________等功能。(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，结果如图2。发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符，理由是该结构中的蛋白质_____________________________________________。(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记，追踪在细胞迁移过程中PLS的变化，进行了如下实验。①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞，实验结果如图3。推测PLS的形成与细胞迁移有关，依据是____________________________________________________________。②细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强，推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白质运输到________中。③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，若观察到______________________，则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在__________(填细胞器)中被分解。(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析，PLS的形成可能与细胞间的__________有关。答案(1)磷脂物质运输、信息交流、催化(2)不只是来自细胞膜，也不只具有细胞膜蛋白质的功能(3)①促进细胞迁移，PLS增多(或抑制细胞迁移，PLS减少)②PLS③荧光标记出现在后续细胞中溶酶体(4)信息交流解析(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，细胞膜上的蛋白质有物质运输、信息交流、催化等功能。(2)通过图2可以看出，该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等，功能中显示PLS也不只具有细胞膜蛋白质的功能，故“PLS是细胞膜碎片”的观点不对。(3)①由图3可以看出，处理组较未处理组比较，促进细胞迁移，PLS增多，抑制细胞迁移，PLS减少，故PLS的形成与细胞迁移有关。③荧光标记出现在后续细胞中，说明PLS能被后续细胞摄取；溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器以及许多物质的功能。

第2课时细胞器之间的分工合作课标要求1.阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。2.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。考点一主要细胞器的结构和功能1．细胞质组成：细胞质基质(呈溶胶状)和细胞器。2．植物细胞壁(1)主要成分：纤维素、果胶。(2)功能：对细胞起支持和保护作用。3．细胞器(1)细胞器的分离方法：差速离心法。(2)过程①将细胞膜破坏，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。②将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。(3)细胞器的辨析(请根据图示填写各细胞器名称及功能)①溶酶体：细胞内的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。②中心体：与细胞的有丝分裂有关，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成。③核糖体：是“生产蛋白质的机器”，有的游离在细胞质基质中，有的附着在粗面内质网上。④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”，在植物细胞中与细胞壁的形成有关。⑤内质网：是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，分为粗面内质网和光面内质网。⑥线粒体：进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。⑦叶绿体：能进行光合作用的绿色植物细胞所特有，是“养料制造车间”和“能量转换站”。⑧液泡：内有细胞液，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。(4)线粒体和叶绿体的比较(5)多角度比较各种细胞器4．细胞骨架(1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。(2)作用：维持细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器，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。20世纪50年代中期，科学家观察到细胞里的一个新的专门“小隔间”包含消化蛋白质、碳水化合物和脂质的酶。这个专门隔间被称作“溶酶体”，相当于降解细胞成分的工作站。比利时科学家克里斯汀·德·迪夫在1974年因为溶酶体的发现，被授予诺贝尔生理学或医学奖。(1)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被分解？提示溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解。(2)新屠宰的家畜家禽，如果马上把肉做熟了吃，这时候的肉比较老，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩，这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？请利用所学生物学知识解释其原因。提示与溶酶体的功能有关。细胞死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩，这个过程需要一定的时间。(3)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会促进肿瘤的发生。结合图中自噬过程，推测其原因。提示癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要。1．用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是()A．细胞器甲是线粒体，其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解B．细胞器乙含有蛋白质和脂质，说明其具有膜结构，一定与分泌蛋白的合成和加工有关C．细胞器丙中进行的生理过程产生水，该细胞器不一定只存在动物细胞中D．发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙答案C解析由于该细胞为动物细胞且细胞器甲有蛋白质和脂质，说明细胞器甲有膜结构，又因其含有少量核酸，则细胞器甲为线粒体，其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解，葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，A错误；细胞器乙只含有蛋白质和脂质，应具有膜结构，可能是高尔基体、内质网、溶酶体，而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关，B错误；发菜细胞与此细胞共有的细胞器只有丙(核糖体)，蛋白质的合成在核糖体上进行，该过程产生水，C正确，D错误。2．如图为真核细胞中的四种细胞器的结构模式图，下列有关叙述正确的是()A．用高倍显微镜观察这四种细胞器均需要对其染色B．四种结构均有生物膜，甲、乙结构均能增加生物膜面积C．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要甲、丙的参与D．甲中含有分解葡萄糖的酶，乙、丁中含有光合作用相关的色素答案C解析乙(叶绿体)中含有色素，液泡中也可能含有色素，因此观察时可以不用染色，A错误；丙为核糖体，无膜结构，B错误；葡萄糖在细胞质基质中分解，甲(线粒体)中无分解葡萄糖的酶，与光合作用相关的色素分布在叶绿体中，液泡中无光合作用相关的色素，D错误。归纳提升(1)利用“结构与功能观”理解细胞的特殊性(2)利用比较法辨析细胞的种类或结构判断内容判断方法显微结构和亚显微结构①显微结构：细胞壁、细胞核、染色体、液泡、叶绿体、线粒体等；②亚显微结构：叶绿体的具体结构、线粒体的具体结构、细胞膜、内质网、高尔基体、核膜、核糖体、细胞骨架等原核细胞和真核细胞①有无核膜(主要方法)；②有无多种细胞器；③有无染色体植物细胞和动物细胞①有无细胞壁(主要方法)；②有无中央大液泡；③有无叶绿体(注：植物细胞一定有细胞壁，但不一定有中央大液泡和叶绿体)考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)叶肉细胞中的叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，制片后可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。2．实验步骤(1)观察叶绿体(2)观察细胞质流动3．实验材料选择实验观察叶绿体观察细胞质的流动选材藓类叶菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮新鲜的黑藻原因叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少，且个体大黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察1．普通光学显微镜下能看到叶肉细胞内的哪些结构？提示细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体(需染色)、染色体(需染色)。2．观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？提示保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中，否则细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。3．黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法正确的是()A．黑藻细胞叶绿体较大，用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结构B．黑藻细胞分裂时，中心体会在间期复制，前期发出星射线形成纺锤体C．黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时，则显微镜下观察到的流动方向为逆时针D．黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料答案D解析黑藻细胞叶绿体的双层膜结构需要在电子显微镜下才能看到，A错误；黑藻属于高等植物，没有中心体，B错误；黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时，显微镜下观察到的流动方向也为顺时针，C错误；黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料，叶绿体位于原生质层中，可作为原生质层收缩的标志，D正确。4．下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验的说法，不正确的是()A．观察叶绿体的流动需要染色B．在高倍显微镜下，可看到绿色、扁平的椭球或球形的叶绿体C．藓类叶片可直接制成临时装片从而观察叶绿体D．细胞质的流动有利于物质运输、能量交换和信息传递答案A解析叶绿体本身呈绿色，不需要染色，制片后直接观察。归纳提升(1)高等绿色植物的叶绿体呈椭球或球形，在不同的光照条件下，叶绿体可以运动，改变椭球体的方向。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源，这样既能接受较多的光照，又不至于被强光灼伤；在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。(2)在观察细胞质流动时，事先把黑藻放在光照、室温条件下培养，其目的是促进细胞质的流动。若观察时发现细胞质不流动，或者流动很慢，应立即采取措施，加速细胞质流动，可采取的措施是适度照光、适当加温、切伤叶片等。考点三细胞器之间的协调配合及生物膜系统1．生物膜系统的组成和功能易错提醒生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。2．各种生物膜之间的联系(1)在成分上的联系(2)在结构上的联系①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。②在结构上具有一定的连续性，如图所示：3．细胞器之间的协调配合在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，细胞器之间的协调配合如图所示：思考延伸分泌蛋白分泌过程中放射性同位素及膜面积变化图示图甲表示分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化；图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序；图丙表示不同细胞器中放射性强度的变化。据图分析，图甲中A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是内质网膜、细胞膜、高尔基体膜；图乙中1、2所指代的细胞器是内质网、高尔基体；图丙中a、b、c所代表的细胞器分别为核糖体、内质网、高尔基体。(1)源于必修1P51“科学方法”：研究分泌蛋白的合成、运输的方法是同位素标记法。常用的具有放射性的同位素：14C、32P、3H、35S等；不具有放射性的稳定同位素：15N、18O等。(2)源于必修1P53“与社会的联系”：肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料。人工肾利用了生物膜的选择透过性。2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家，因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理，也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。(1)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会储存在结构⑤中，推断结构⑤是什么？由内质网、高尔基体加工的蛋白质一定是分泌蛋白吗？提示结构⑤是溶酶体。由内质网、高尔基体加工的蛋白质不一定是分泌蛋白。(2)图乙中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外，据图推测可能的原因是什么？此过程体现了生物膜具有什么功能？提示囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合。体现了生物膜具有信息交流的功能。5．存在于高尔基体膜上的GM130蛋白具有维持高尔基体结构稳定和捕获来自内质网的囊泡的功能。下列有关叙述错误的是()A．高尔基体是单层膜细胞器，其周围的囊泡可以来自内质网和自身产生B．若GM130蛋白结构异常，则会影响高尔基体对蛋白质的合成、加工和发送C．若GM130蛋白结构异常，则会影响来自内质网的囊泡与高尔基体膜融合D．若GM130蛋白异常出现在线粒体外膜上，则内质网产生的囊泡很可能会与线粒体外膜融合答案B解析高尔基体是单层膜构成的囊状结构；内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质到达高尔基体，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，将其运送到胞外，因此高尔基体周围的囊泡可来自内质网和自身产生，A正确；蛋白质的合成场所在核糖体，B错误；GM130蛋白具有捕获来自内质网的囊泡的功能，故结构异常会导致高尔基体膜无法与来自内质网的囊泡融合，C正确；若GM130蛋白在线粒体外膜上出现，则内质网产生的囊泡很可能会被线粒体膜上的GM130蛋白捕获，即囊泡运送到线粒体，与线粒体外膜融合，D正确。6．下列有关生物膜的叙述，不正确的是()A．小肠黏膜、内质网膜和核膜都是生物膜B．小球藻类囊体薄膜上附着光合色素，有利于光反应的进行C．细胞膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质D．线粒体内膜上附着与细胞呼吸相关的酶，有利于[H]的彻底氧化答案A解析小肠黏膜不是生物膜，A错误；小球藻是真核生物，其光合色素分布于类囊体薄膜上，B正确；细胞膜上附着的ATP水解酶有利于催化ATP水解，主动运输消耗的能量直接来自ATP的水解，C正确；在有氧呼吸中，[H]的彻底氧化发生在有氧呼吸第三阶段，其场所是线粒体内膜，因此线粒体内膜上附着与有氧呼吸相关的酶，D正确。1．(2022·江苏，1)下列各组元素中，大量参与组成线粒体内膜的是()A．O、P、N B．C、N、SiC．S、P、Ca D．N、P、Na答案A解析线粒体内膜属于生物膜，生物膜主要由磷脂和蛋白质组成，蛋白质由C、H、O、N等元素组成，磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，二者均不含Si、Ca、Na，A正确，B、C、D错误。2．(2020·全国Ⅱ，3改编)下列关于生物学实验的叙述，错误的是()A．观察活细胞中的细胞质的流动时，可以将叶绿体作为参照物B．探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察C．观察叶绿体的形态和分布时，应先用低倍镜找到目标，再换用高倍镜仔细观察D．用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白答案B解析通过观察叶绿体随着细胞质流动的情况，可以推断细胞质流动的方向和速度，A正确；探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，需用显微镜观察，B错误。3．(2020·江苏，3)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是()A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关答案A解析线粒体在细胞质基质中可移动到需要能量较多的部位，线粒体是半自主性细胞器，可在细胞中增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，B错误；细胞的结构与功能相适应，由于胰腺外分泌细胞分泌胰蛋白酶等分泌蛋白较多，所以其内质网比较发达，C错误；蛋白质是在核糖体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输等有关，D错误。4．(2022·广东，9)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是()A．线粒体、囊泡B．内质网、细胞外C．线粒体、细胞质基质D．内质网、囊泡答案D解析线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意可知，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。5．(2021·山东，1)高尔基体膜上的RS受体特异性识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是()A．消化酶和抗体不属于该类蛋白B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATPC．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加答案C解析如果高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高，则结合能力减弱，所以可以推测高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH低，C错误。6．(2020·山东，1)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是()A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内答案D解析S酶仅在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；据题干可知，溶酶体酶是经内质网加工后再进入高尔基体转化而来的，由此推测附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成，B正确；S酶功能丧失，影响溶酶体酶的合成，从而影响衰老和损伤的细胞器的分解，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；若M6P受体基因缺陷，则不能发生识别过程，带有M6P标志的蛋白质会经囊泡运往细胞膜，D错误。1．判断关于细胞器的叙述(1)纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分，控制着物质进出细胞(×)(2)细胞骨架是由蛋白质构成的网架结构，影响细胞的分裂、分化(√)(3)线粒体和叶绿体的基质中都能合成蛋白质和ATP(×)(4)花瓣、果实显示不同的颜色是因为液泡中含有色素，成熟植物细胞都含有这些色素(×)(5)在饥饿状态下，溶酶体可分解细胞内的生物大分子以保证机体所需的能量(√)2．判断关于观察叶绿体和细胞质流动的叙述(1)观察细胞质的流动时，应撕取幼嫩的黑藻叶片下表皮制作装片(×)(2)用高倍显微镜观察黑藻细胞叶绿体时可观察到：叶绿体处于不断流动状态；叶绿体结构中含有内膜、外膜、类囊体等结构(×)(3)借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布(×)3．判断关于分泌蛋白的合成和运输的叙述(1)在分泌蛋白的加工与分泌前后，高尔基体的膜面积基本相等(√)(2)不同膜结构间相互转移的方向只能是内质网→高尔基体→细胞膜(×)(3)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性(×)(4)同一个核糖体既可以游离状态存在，又可以附着状态存在(√)(5)在细胞内有许多囊泡穿梭往来，内质网在其中起交通枢纽的作用(×)4．判断关于生物膜系统的叙述(1)细胞内的化学反应只在具有生物膜的细胞器中进行(×)(2)高尔基体是膜面积很大的细胞器，它向外可连接细胞膜，向内可连接核膜(×)(3)大肠杆菌的细胞膜是其生物膜系统的组成部分，与动物细胞膜具有相似的结构(×)5．填空默写(1)(必修1P48)内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。(2)(必修1P48)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”。(3)(必修1P49)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”。(4)(必修1P49)中心体分布在动物与低等植物细胞中，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关。(5)(必修1P49)溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。(6)(必修1P52)生物膜系统：由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。(7)(必修1P52)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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。课时精练一、选择题1．(2023·山西太原高三模拟)下列关于组成细胞的物质、结构与功能的说法错误的是()A．光面内质网是进行磷脂、胆固醇、脂肪合成的场所B．溶酶体可以清除细胞内衰老、损伤的细胞器C．细胞之间的信息交流必须依赖于细胞膜上的特异性受体D．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，影响细胞的分裂、分化答案C解析内质网是脂质合成的场所，磷脂、胆固醇、脂肪可在光面内质网上合成，A正确；溶酶体是细胞中的消化车间，可以清除细胞内衰老、损伤的细胞器，B正确；细胞之间的信息交流未必一定需要依赖于细胞膜上的特异性受体，如植物细胞之间可通过胞间连丝完成信息交流，C错误；细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构，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，D正确。2．下列关于细胞器的结构和功能的说法，正确的是()A．四种结构中均可以发生A—U配对现象B．a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量C．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与D．a、c、d都具有双层膜结构答案C解析题图所示的a、b、c、d四种细胞器分别是叶绿体、核糖体、线粒体、液泡。A—U的碱基互补配对发生在转录或翻译过程中，a叶绿体和c线粒体中能发生转录和翻译过程，b核糖体中能发生翻译过程，但在d液泡中不能发生转录或翻译过程，A错误；a叶绿体进行光合作用不需要c线粒体提供能量，d液泡相关的渗透失水和吸水不需要线粒体提供能量，B错误；与分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，C正确；a叶绿体和c线粒体是双层膜的细胞器，而d液泡是单层膜的细胞器，b核糖体不具有膜结构，D错误。3．(2023·福建厦门高三联考)下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是()A．破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸B．溶酶体是由磷脂双分子层构成的内、外两层膜包被的小泡C．植物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．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答案A解析线粒体是有氧呼吸的主要场所，破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸，A正确；溶酶体是磷脂双分子层构成的单层膜包被的小泡，B错误；植物根部细胞不含叶绿体，但含有本物种所有的遗传信息，故利用这类细胞可以培育出含叶绿体的植株，C错误；分布在细胞不同部位的核糖体结构没有差异，D错误。4．研究叶肉细胞的结构和功能时，取匀浆或上清液依次离心将不同的结构分开，其过程和结果如图所示，P1～P4表示沉淀物，S1～S4表示上清液。据此分析，下列叙述正确的是()A．ATP仅在P2和P3中产生B．DNA仅存在于P1、P2和P3中C．P2、P3、P4和S3均能合成相应的蛋白质D．S1、S2、S3和P4中均有具膜结构的细胞器答案C解析ATP可以在细胞质基质、线粒体和叶绿体中产生，即在P2、P3、S1、S2、S3、S4中均可产生，A错误；DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体中，即P1、S1、S2、P2和P3中，B错误；蛋白质的合成场所为核糖体，线粒体和叶绿体中也含有核糖体，故P2、P3、P4和S3均能合成相应的蛋白质，C正确；P4中核糖体没有膜结构，D错误。5．内质网小管包裹线粒体形成压缩区后，微管上的马达蛋白将线粒体沿微管拉伸，启动线粒体分裂，其过程如图。下列相关叙述正确的是()A．线粒体和内质网都是具有双层膜的细胞器B．线粒体能为内质网合成脂质等提供ATPC．内质网小管选择性地包裹线粒体体现了生物膜的选择透过性D．在内质网参与下，线粒体的分裂能实现遗传物质的均等分配答案B解析线粒体是具有双层膜的细胞器，而内质网是具有单层膜的细胞器，A错误；线粒体作为细胞中的动力工厂，能为内质网合成脂质等提供ATP，B正确；内质网小管选择性地包裹线粒体通过膜上蛋白质实现，体现了生物膜的流动性，C错误；在内质网参与下，能实现线粒体的分裂，但遗传物质是随机分配的，未必能均等分配，D错误。6．(2023·江苏阜宁县东沟中学高三模拟)细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。如图是正常酵母菌和两种突变型酵母菌的蛋白质分泌途径，据图分析下列有关叙述不合理的是()A．分泌突变体甲的内质网中积累了大量成熟的蛋白质B．分泌突变体乙可能伴随着高尔基体的膨大C．分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与D．将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可研究囊泡定向运输的分子机制答案A解析由题图可知，甲型突变体由于内质网异常，因而其中积累了大量的蛋白质，且其中积累的蛋白质不具有活性，A错误；由题图可知，乙型突变体由于高尔基体异常，导致蛋白质在高尔基体堆积，从而导致高尔基体膨大，B正确；将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可从DNA分子水平研究囊泡定向运输的分子机制，D正确。7．真核细胞的结构与功能如图所示，其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流。下列关于细胞的结构及膜流的叙述，正确的是()A．好氧型生物细胞中均含有结构eB．所有细胞均能发生膜流现象C．图中m、p依次指叶绿体内膜、线粒体内膜D．细胞膜蛋白的更新与f→h→c途径有关答案D解析好氧型生物细胞中不一定含有结构e(线粒体)，如好氧细菌，A错误；不是所有细胞都能发生膜流现象，如原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等，B错误；m是指叶绿体的类囊体薄膜，C错误；细胞膜蛋白的更新过程即为蛋白质的合成、运输过程，与f(内质网)→h(高尔基体)→c(细胞膜)途径有关，D正确。8．(2023·山东日照高三模拟)信号肽假说认为：编码分泌蛋白的mRNA在翻译时，首先合成一段称为信号肽的特殊多肽链，核糖体通过信号肽的作用附着到内质网并合成分泌蛋白(如图所示)。下列有关叙述错误的是()A．信号肽能引导新生肽链通过蛋白质转导通道进入内质网腔内B．信号肽序列在信号肽酶的作用下被切除C．消化酶、抗体、性激素的产生都需经历该过程D．游离态的核糖体可转化为附着态的核糖体答案C解析消化酶、抗体都属于分泌蛋白，它们的合成经过图示过程，而性激素属于脂质不是蛋白质，其合成与图示过程不同，C错误；游离态的核糖体在信号肽的作用下附着到内质网上转化为附着态的核糖体，D正确。9．(2023·江苏海门中学高三模拟)如图所示是真核细胞中两种细胞器的结构模式图。下列有关说法不正确的是()A．①和②的主要成分是蛋白质和脂质B．在甲、乙中②的功能有较大差异C．③结构的元素组成为C、H、O、N、PD．④中DNA都可以与蛋白质结合发挥作用答案C解析①和②是线粒体和叶绿体的双层膜，主要成分是蛋白质和脂质，A正确；②是内膜，线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，与叶绿体内膜功能差异较大，B正确；图中③表示叶绿体的基粒，其上的叶绿素含有Mg元素，C错误；④是基质，基质中含有DNA，可与蛋白质结合，形成DNA－蛋白质复合物发挥作用，如DNA复制时，DNA与DNA聚合酶结合，D正确。10．如图是高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示细胞结构，①～⑧表示生理过程。下列相关叙述不正确的是()A．图示结构中，除a外其他均属于细胞的生物膜系统B．过程①中多个结构a附着于mRNA上，可提高蛋白质合成速率C．生长激素的合成和转运途径是⑤→⑥→⑧D．结构c中的蛋白质均依赖①→④过程转运答案D解析图示结构中，a为核糖体、b为细胞核、c为线粒体、d为内质网、e为高尔基体、f为细胞膜，除a没有膜结构外，其他均有生物膜，都属于细胞的生物膜系统，A正确；过程①表示翻译，在翻译中多个核糖体附着于mRNA上，形成多聚核糖体，可加快细胞内蛋白质合成，B正确；生长激素的化学本质是蛋白质，属于分泌蛋白，其合成和转运途径是⑤→⑥→⑧，C正确；c(线粒体)内的蛋白质，可以来源于核基因控制合成的，即依赖①→④过程转运，也来源于自身DNA的转录和翻译，D错误。11．(2023·江苏苏北名校模拟)下列有关细胞器及细胞结构与功能的叙述，正确的是()A．大肠杆菌和蓝细菌都有的唯一细胞器是核糖体，两者都有生物膜系统B．溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜D．光学显微镜下洋葱鳞片叶外表皮细胞中可观察到叶绿体、液泡、染色体等结构答案C解析大肠杆菌和蓝细菌都有的唯一细胞器是核糖体，只含有细胞膜，没有生物膜系统，A错误；溶酶体内部含有多种水解酶，但这些酶不是在溶酶体合成的，而是在核糖体上合成的，B错误；线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，所以线粒体内膜上蛋白质的种类和含量比外膜高，蛋白质和脂质的比值大于外膜，C正确；洋葱鳞片叶外表皮细胞中无叶绿体，该细胞高度分化，不会进行分裂，不能看到染色体，D错误。12．(2023·北京顺义区高三调研)内质网－高尔基体中间体(ERGIC)是脊椎动物细胞中在内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构。ERGIC产生的囊泡可与溶酶体融合完成细胞自噬；含脂膜结构的病毒如新型冠状病毒在ERGIC中组装，最后通过囊泡运输至细胞膜释放。下列分析不正确的是()A．构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网B．ERGIC的功能受细胞内信号分子的精细调控C．ERGIC能够清除受损或衰老的细胞器D．特异性抑制ERGIC的功能可以有效治疗新冠感染答案C解析因为膜具有一定的流动性，且ERGIC是内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构，因此构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网，A正确；ERGIC不能清除受损或衰老的细胞器，ERGIC需要与溶酶体结合，由溶酶体发挥清除受损或衰老的细胞器的作用，C错误；新型冠状病毒在ERGIC中组装，若特异性抑制ERGIC的功能，则新型冠状病毒无法组装，可以有效治疗新冠感染，D正确。二、非选择题13．如图为某高等植物细胞局部结构模式图，A～F表示细胞的不同结构。请据图分析并回答下列问题：(1)该细胞有氧呼吸的场所有____________，与图中I上具有识别功能的物质的形成有关的细胞器有________。图中含有核酸的细胞器有________。(填字母)(2)从功能的角度分析，C与E紧密相依的意义是______________________；图中F为相邻两个细胞之间的通道，则F存在的意义是____________________________________________。(3)若需研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，常用的方法是______________。(4)有学说认为线粒体起源于好氧细菌：好氧细菌被原始真核生物吞噬后与宿主间形成共生关系(好氧细菌可从宿主处获得更多的营养，而宿主可借用好氧细菌的氧化分解功能获得更多的能量)，最终逐渐进化为现在的线粒体。据此分析，图中E和A中DNA的存在形式的主要区别是__________________________________________________________________________。答案(1)D、EB、C、G、EB、E(2)E为C提供能量进行细胞间的物质交换与信息交流(3)差速离心法(4)E中DNA以裸露的环状形式存在，A中DNA与蛋白质结合成染色质(体)的形式存在解析(1)高等植物细胞有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，即图中的D、E，与I(细胞膜)上具有识别功能的物质——糖蛋白的形成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体，即B、C、G、E。图中含有核酸的细胞器有核糖体和线粒体，即图中的B、E。(2)图中显示C(内质网)与E(线粒体)紧密相依，从功能的角度分析，其意义在于E为C提供能量；图中F为胞间连丝，是相邻两个植物细胞进行细胞间的物质交换与信息交流的通道。(4)由于E(线粒体)起源于好氧细菌，细菌为原核生物，其中的DNA以裸露的环状形式存在，A为细胞核，细胞核中的DNA与蛋白质结合成染色质(体)的形式存在。14．下图为真核细胞中几类蛋白质的合成、加工和运输过程的示意图。多肽链中是否有信号序列以及信号序列的种类将影响蛋白质的去向。请回答下列问题：(1)在游离的核糖体中合成的肽链若存在____________________序列，则这段肽链会与核糖体一起转移到______________上继续合成，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。(2)内质网膜出芽形成的囊泡包裹着蛋白质通过____________(细胞结构)定向运输到高尔基体，高尔基体对蛋白质进行____________________，该过程所需的能量来自____________(生理过程)。(3)含有核靶向序列的蛋白质能进入细胞核发挥作用，请列举两种此类蛋白：_____________________________________________________________________________________________。(4)有同学认为真核细胞中的肽链都必须经过内质网和高尔基体的作用才能形成有活性的蛋白质。你是否认同该观点：________(填“是”或“否”)，请据图说出你的依据：______________________________________________________________________________(写出1点即可)。答案(1)内质网定向信号内质网(或粗面内质网)(2)细胞骨架修饰加工(加工、分类和包装)细胞呼吸(3)DNA聚合酶、RNA聚合酶、解旋酶、组蛋白(4)否胞质可溶性蛋白质无需经过内质网、高尔基体的作用，也能形成有活性的蛋白质

第3课时细胞核的结构和功能课标要求阐明遗传信息主要储存在细胞核中。考点一细胞核的功能及其实验探究1．细胞核的分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。2．细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验①实验过程②实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。证明细胞核是遗传的控制中心。(2)蝾螈受精卵横缢实验①实验过程②实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。证明细胞核是代谢的控制中心。(3)变形虫切割实验①实验过程②实验结论：变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。证明细胞核是代谢的控制中心。(4)伞藻嫁接与核移植实验①伞藻嫁接实验过程②伞藻核移植实验过程③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。证明细胞核是遗传的控制中心。3．细胞核的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。提醒细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。1．黑白美西螈核移植实验是否严谨？并说明理由。提示不严谨。缺少对照实验，应加一组：将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中并培养，观察美西螈肤色。2．蝾螈受精卵横缢实验是如何设置对照实验的？提示既设置了相互对照(有核与无核对照)，又设置了自身前后对照(对无核者重新挤入核)。3．若只做伞藻嫁接实验，能否得出细胞核是遗传的控制中心？并说明理由。提示不能。无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。1．(2023·南京高三模拟)科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关叙述不正确的是()A．该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的B．为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验C．该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性D．白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用答案D解析由实验结果可知，美西螈的肤色是由细胞核控制的，A正确；该实验缺少对照实验，为使实验结论更加准确，应增加对照实验将黑色美西螈的去核卵细胞与白色美西螈胚胎细胞的细胞核结合，形成重组细胞并进行培养，B正确；该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的，未能说明生命活动离不开细胞结构完整性的观点，C正确；该实验使用的是白色美西螈的去核卵细胞，植入的是黑色美西螈胚胎细胞的细胞核，结果是发育成为黑色美西螈，不能说明白色美西螈的细胞质在肤色的形成过程中也发挥一定作用，D错误。2．有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合()预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；b．失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；c．失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；d．除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；②没有核的细胞也具备分裂的能力；③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。A．a与④B．b与③C．c与②D．d与①答案B解析细胞核与细胞质的关系：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸，细胞的生命活动不能正常进行，如不能摄取食物，对外界刺激也不再发生反应，因而生存几天后就会死亡。归纳提升细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下：(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢