【概念導圖】一圖知全局
【概念梳理】閉書測基礎 一、細胞質(zhì)及主要細胞器1.細胞質(zhì)的組成:包括___________和_______,前者為代謝提供場所、物質(zhì)和一定的環(huán)境條件,影響細胞的形狀、分裂、運動及物質(zhì)的轉(zhuǎn)運等。2.細胞器的分離方法:___________。
3.細胞器的結(jié)構(gòu)和功能:
二、細胞的生物膜系統(tǒng) 1.生物膜系統(tǒng)的組成:細胞膜、核膜和細胞器膜等。2.細胞的生物膜系統(tǒng)中各生物膜的聯(lián)系:
三、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體1.實驗原理:(1)葉綠體呈綠色、扁平的_______或球形,不需要染色,制片后直接觀察。(2)線粒體呈無色,有短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等,用_______染液將活細胞中線粒體染成藍綠色后制片觀察。
2.實驗步驟:(1)觀察葉綠體:
【概念辨析】全面清障礙 1.判斷主要細胞器的結(jié)構(gòu)和功能敘述的正誤(1)溶酶體能合成水解酶用于分解衰老的細胞器。( )分析:溶酶體不能合成水解酶,合成水解酶的場所是核糖體。(2)中心體在動物細胞有絲分裂的前期完成倍增。( )分析:中心體在動物細胞有絲分裂的間期完成倍增。(3)具有雙層膜的細胞器有線粒體、葉綠體和細胞核。( )分析:具有雙層膜的細胞器有線粒體、葉綠體。細胞核不屬于細胞器。
(4)人體細胞的線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的比值大于外膜。( )(5)葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA。( )分析:葉綠體、線粒體含有DNA,核糖體的成分是RNA和蛋白質(zhì)。
2.判斷關于生物膜系統(tǒng)說法的正誤(1)生物膜系統(tǒng)指生物體內(nèi)的所有膜結(jié)構(gòu)。( )分析:生物膜系統(tǒng)指的是一個細胞內(nèi)的所有膜結(jié)構(gòu)。(2)生物膜之間通過囊泡的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)膜成分的更新依賴于生物膜的選擇透過性。( )分析:生物膜之間通過囊泡的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)膜成分的更新依賴于生物膜的流動性。
(3)CO2的固定、水的光解、蛋白質(zhì)的合成均在生物膜上進行。( )分析:CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中;水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上;蛋白質(zhì)的加工發(fā)生在核糖體上。(4)原核細胞的生物膜系統(tǒng)由細胞膜和核膜組成,病毒只有細胞膜。( )分析:原核生物和病毒沒有生物膜系統(tǒng)。
3.判斷關于分泌蛋白合成、加工和運輸說法的正誤(1)蛋白質(zhì)類激素經(jīng)囊泡運輸分泌到細胞外。( )(2)血漿中的抗體是漿細胞產(chǎn)生的分泌蛋白?？贵w肽鏈的合成場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體,抗體的加工場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。 ( )
【概念活用】教材命題源1.教材必修1 P46“相關信息”改編:硅肺產(chǎn)生的原因是什么?提示:硅肺的成因:肺部吸入硅塵(SiO2)后,硅塵破壞溶酶體膜導致水解酶釋放,破壞細胞結(jié)構(gòu),導致肺的功能受損。2.教材原文必修1 P47:細胞骨架的組成和作用分別是什么?提示:細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等生命活動密切相關。
3.教材必修1 P50拓展題:溶酶體內(nèi)水解酶不分解溶酶體膜的可能原因是什么?提示:①溶酶體膜經(jīng)過修飾,不會被這些水解酶識別;②溶酶體膜可能因為所帶電荷或某些特定基團的作用能使酶遠離自身;③可能因膜轉(zhuǎn)運物質(zhì)使膜周圍環(huán)境(如pH)不適合酶發(fā)揮作用。
考點一　主要細胞器的結(jié)構(gòu)與功能分析【典例精研引領】下列有關真核細胞結(jié)構(gòu)與功能的描述,正確的是(　　)A.正常生理狀態(tài)下,溶酶體不會分解細胞自身結(jié)構(gòu)B.真核細胞分裂過程中,紡錘體的形成都離不開中心體C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的細胞分泌物都要經(jīng)過高爾基體的加工D.液泡可以調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境并保持細胞的形態(tài)
【名師授法解題】抓題眼練思維
【解析】選D。正常生理狀態(tài)下,溶酶體分解細胞自身衰老、損傷的細胞器,維持人體正常代謝活動,A錯誤;動物細胞紡錘體的形成與中心體發(fā)出的星射線有關,高等植物細胞從細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,B錯誤;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),其中有核糖體附著的為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),分泌蛋白在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上加工后,需要經(jīng)高爾基體再加工才能運輸?shù)郊毎?而滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的分泌物不需要經(jīng)高爾基體的加工,C錯誤;充盈的液泡可以使植物細胞保持堅挺,其內(nèi)的細胞液可以調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境,D正確。
【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題 (1)核糖體普遍存在于真核細胞和原核細胞中。請從細胞生命活動的角度分析,真核細胞和原核細胞中都含有核糖體的原因。(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所,而無論真核細胞還是原核細胞都需要合成蛋白質(zhì)。(2)溶酶體是單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器,主要功能是什么?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。
【知能素養(yǎng)提升】1.多角度比較各種細胞器:(科學思維:比較、歸納)
2.原核生物特殊的細胞結(jié)構(gòu):(科學思維:分析、判斷)(1)好氧型細菌等原核生物細胞內(nèi)雖無線粒體,但能進行有氧呼吸,其有氧呼吸主要在_______上進行。(2)藍藻屬于原核生物,無_______,但能進行光合作用,完成光合作用的場所是細胞質(zhì)(光合片層)。
【熱點考向演練】考向一　通過主要細胞器的結(jié)構(gòu)與功能分析,考查結(jié)構(gòu)與功能相適應的生命觀念1.如圖是植物細胞部分膜結(jié)構(gòu)示意圖,①②③④分別屬于(　　)A.細胞膜、高爾基體膜、線粒體膜、核膜B.細胞膜、葉綠體膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜C.核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜D.葉綠體膜、細胞膜、線粒體膜、核膜
【解析】選D。由題圖可知,①具有雙層膜結(jié)構(gòu),且兩層膜都光滑,是葉綠體膜;②具有一層膜結(jié)構(gòu)且光滑,可能是細胞膜、液泡膜、高爾基體膜、溶酶體膜或滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜;③具有雙層膜結(jié)構(gòu),且內(nèi)膜向內(nèi)折疊擴大內(nèi)膜面積,為線粒體膜;④具有雙層膜結(jié)構(gòu),且具有小孔,外膜上分布有核糖體,因此為核膜。
2.下列關于細胞器的描述,錯誤的是(　　)A.溶酶體內(nèi)部含有多種水解酶,可以將細胞內(nèi)衰老的細胞器吞噬處理B.動物、低等植物細胞都有中心體,分裂前期發(fā)出星射線形成紡錘體C.存在堿基互補配對的細胞器有線粒體、葉綠體、核糖體D.酶、抗體、激素都在核糖體上合成,經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工、高爾基體分泌到細胞外起作用
【解析】選D。由溶酶體、中心體作用可知,A、B正確;線粒體、葉綠體均含DNA、RNA,核糖體含有RNA,均能發(fā)生堿基互補配對,C正確;核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所,有些酶的本質(zhì)是RNA,其合成場所不是核糖體,部分激素是脂質(zhì),其合成場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),D錯誤。
【知識總結(jié)】(1)線粒體、葉綠體中含有DNA、RNA和核糖體,能獨立地進行基因表達合成部分蛋白質(zhì),但其絕大多數(shù)蛋白質(zhì)由核基因編碼,在細胞質(zhì)核糖體上合成后轉(zhuǎn)移至線粒體或葉綠體內(nèi),因此二者被稱為半自主性細胞器。(2)真核細胞中的核糖體有兩類:附著核糖體主要合成分泌蛋白(如抗體等);游離核糖體主要合成細胞自身所需要的蛋白質(zhì)。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩類:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與分泌蛋白的合成、加工、運輸有關;滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與糖類、脂質(zhì)(如某些激素)的合成有關。
(4)動物細胞內(nèi)的高爾基體與分泌物的形成有關,是各種膜成分相互轉(zhuǎn)化中的“樞紐”。植物細胞內(nèi)的高爾基體與細胞壁的形成有關。(5)液泡中的色素是花青素,與花和果實的顏色有關;葉綠體中的色素是葉綠素等,與光合作用有關。(6)溶酶體起源于高爾基體。
考向二　圍繞細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖分析,考查科學思維能力3.如圖代表自然界中處于不同分類地位的5種體現(xiàn)生命現(xiàn)象的單位。圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ繪出了各自區(qū)別于其他生物的標志結(jié)構(gòu),請據(jù)圖分析:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的細胞類型依次為________________________,?它們共同具有的細胞器是　　　　。?(2)圖中能進行光合作用的細胞有　　　　,它們光合作用的場所__________(填“相同”“不完全相同”或“完全不同”)。?(3)圖Ⅰ為__________(填“光學”或“電子”)顯微鏡下所觀察到的圖,屬于細胞的__________(填“顯微”或“亞顯微”)結(jié)構(gòu)圖。?(4)Ⅴ生物營__________生活,它合成蛋白質(zhì)的場所____________________。?
【解析】(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的細胞類型依次為動物細胞、高等植物細胞、低等植物細胞、藍藻。原核生物和真核生物共同具有的細胞器是⑨核糖體;(2)由于Ⅱ和Ⅲ中都具有葉綠體,所以能夠進行光合作用,而Ⅳ藍藻沒有葉綠體,但也可以進行光合作用,因此場所和Ⅱ、Ⅲ不同;(3)該圖是在電子顯微鏡下觀察到的亞顯微圖像;(4)病毒類生物只能營寄生生活,在宿主細胞的核糖體上合成自身的蛋白質(zhì)。答案:(1)動物細胞、高等植物細胞、低等植物細胞、藍藻　核糖體　(2)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ　不完全相同(3)電子　亞顯微　(4)寄生　宿主細胞的核糖體
【方法技巧】利用“比較法”辨析細胞的種類或結(jié)構(gòu)(1)辨析顯微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu):①顯微結(jié)構(gòu):細胞壁、細胞核、染色體、液泡、葉綠體、線粒體等。②亞顯微結(jié)構(gòu):葉綠體的具體結(jié)構(gòu)、線粒體的具體結(jié)構(gòu)、細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核膜、核糖體、細胞骨架等。(2)辨析原核細胞和真核細胞:①原核細胞無核膜,無染色體,只有核糖體。②真核細胞有核膜,有染色體,有多種細胞器。
(3)辨析植物細胞和動物細胞:①植物細胞一定有細胞壁,但不一定有中央大液泡和葉綠體。②動物細胞無細胞壁,無中央大液泡,無葉綠體。(4)辨析高等和低等植物細胞:低等植物細胞有中心體,高等植物細胞無中心體。
【加固訓練·拔高】1.(2021·南昌模擬)下列關于細胞的敘述,正確的是(　　)A.小球藻和念珠藻都在葉綠體中進行光合作用B.乳酸菌無線粒體,只能進行無氧呼吸C.真核生物膜蛋白的形成不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的參與D.硝化細菌的遺傳物質(zhì)是脫氧核糖核苷酸
【解析】選B。小球藻是真核生物,在葉綠體中進行光合作用;念珠藻屬于原核生物,沒有葉綠體,A錯誤;乳酸菌屬于原核生物且屬于厭氧型細菌,無線粒體,只能進行無氧呼吸,無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì),B正確;真核生物膜蛋白的形成需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的參與,C錯誤;硝化細菌是原核生物,其遺傳物質(zhì)是脫氧核糖核酸,脫氧核糖核苷酸是脫氧核糖核酸的基本組成單位,D錯誤。
2. (2019·江蘇高考改編)如圖為高等動物細胞結(jié)構(gòu)示意圖,下列相關敘述正確的是(　　)A.結(jié)構(gòu)①的數(shù)量倍增發(fā)生于分裂前期的細胞中B.具有雙層生物膜的結(jié)構(gòu)②與細胞分泌活動有關C.RNA和RNA聚合酶穿過結(jié)構(gòu)③的方向相同D.④⑤處的核糖體均由RNA和蛋白質(zhì)組成
【解析】選D。結(jié)構(gòu)①為中心體,在有絲分裂的間期因復制而導致其倍增,A項錯誤;結(jié)構(gòu)②為高爾基體,為單層膜,與細胞分泌物的形成有關,B項錯誤;結(jié)構(gòu)③是核孔,RNA聚合酶在核糖體中合成后穿過核孔進入細胞核,參與轉(zhuǎn)錄過程,而在細胞核中經(jīng)轉(zhuǎn)錄過程形成的RNA穿過核孔進入細胞質(zhì),參與翻譯過程,可見,二者穿過結(jié)構(gòu)③的方向不同,C項錯誤;④⑤分別為附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體、游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體,核糖體由RNA和蛋白質(zhì)組成,D項正確。
3.如圖為某植物細胞示意圖,①～⑨為細胞有關結(jié)構(gòu)。下列有關敘述正確的是(　　)A.②為無膜細胞器,參與多肽鏈的折疊、組裝等修飾B.⑨是細胞的“動力車間”,能分解葡萄糖并釋放能量C.與該細胞相比,酵母菌細胞壁的組成成分與④不同D.與該細胞相比,乳酸菌不具有的只是①④⑥結(jié)構(gòu)
【解析】選C。分析題圖,圖中②為核糖體,它是無膜細胞器,與肽鏈的合成有關,肽鏈的修飾是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進行的,A錯誤;圖中⑨為線粒體,是有氧呼吸的主要場所,但葡萄糖不能在線粒體中直接分解,B錯誤;圖中④為植物細胞的細胞壁,其組成成分主要為纖維素和果膠,而酵母菌細胞壁的組成成分主要為肽聚糖,C正確;乳酸菌為原核生物,除核糖體外,沒有其他復雜的細胞器及細胞核,D錯誤。
考點二　細胞器之間的協(xié)調(diào)配合及細胞的生物膜系統(tǒng)【典例精研引領】科學家發(fā)現(xiàn)了囊泡運輸?shù)恼{(diào)控機制。如圖是囊泡膜與靶膜融合過程的示意圖,囊泡上有一個特殊的V-SNARE蛋白,它與靶膜上的T-SNARE蛋白結(jié)合形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)后,囊泡膜和靶膜才能融合,從而將物質(zhì)準確地運送到相應的位點。下列敘述錯誤的是(　　)
A.囊泡膜與細胞膜、細胞器膜和核膜等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng)B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜依次參與RNA聚合酶的分泌過程C.分泌蛋白的運輸需要囊泡的參與,該過程中高爾基體的膜面積先增大后減小D.圖中T-SNARE與V-SNARE的結(jié)合存在特異性
【解析】選B。生物膜系統(tǒng)包括細胞膜、細胞器膜、核膜等結(jié)構(gòu),同時也包括囊泡膜,A正確;RNA聚合酶是在細胞內(nèi)發(fā)揮作用的酶,不會被分泌到細胞外,B錯誤;分泌蛋白的運輸過程中高爾基體的膜面積先增大后減小,最后恢復到原來大小,C正確;由題意知,V-SNARE蛋白與靶膜上的T-SNARE蛋白結(jié)合具有特異性,D正確。
【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題 (1)原核細胞具有生物膜嗎?能不能構(gòu)成生物膜系統(tǒng)呢?為什么?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:一般原核細胞只有細胞膜這一種生物膜,一種生物膜不能構(gòu)成生物膜系統(tǒng)。(2)與消化酶合成分泌相關的細胞器有哪些?與抗體合成及分泌直接相關的細胞結(jié)構(gòu)有哪些?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:與消化酶合成分泌相關的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體;與抗體合成及分泌直接相關的細胞結(jié)構(gòu)有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜。
(3)生物膜系統(tǒng)使真核細胞區(qū)室化,對新陳代謝有什么意義?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)提示:減少彼此干擾,保證化學反應高效、有序地進行。
【備選典例】　　(2018·全國卷Ⅰ)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能存在密切的聯(lián)系,下列有關敘述錯誤的是(　　)A.葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶B.溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結(jié)構(gòu)的破壞C.細胞的核膜是雙層膜結(jié)構(gòu),核孔是物質(zhì)進出細胞核的通道D.線粒體DNA位于線粒體外膜上,編碼參與呼吸作用的酶
【解析】選D。本題考查細胞的結(jié)構(gòu)和功能。葉綠體的類囊體膜上能進行光反應,光反應階段有ATP的合成,存在催化ATP合成的酶,A項正確;溶酶體內(nèi)有水解酶,溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結(jié)構(gòu)的破壞,B項正確;細胞的核膜是雙層膜結(jié)構(gòu),核孔是大分子(如蛋白質(zhì))進出細胞核的通道,C項正確;線粒體DNA位于線粒體基質(zhì)中,編碼參與有氧呼吸第二、三階段的酶,細胞核基因編碼參與有氧呼吸第一階段的酶,D項錯誤。
【知能素養(yǎng)提升】1.生物膜系統(tǒng)的組成與功能:(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能相適應)
2.突破分泌蛋白的八個命題點:(科學思維:比較、分析)(1)研究方法:_________記法,如圖表示分泌蛋白合成過程中核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上放射性強度的變化。
(2)區(qū)分細胞結(jié)構(gòu)與細胞器:
(3)分泌蛋白形成過程中的生物膜面積變化:(4)分泌蛋白分泌的方式:分泌蛋白分泌出細胞的運輸方式為_____,需消耗能量,體現(xiàn)了細胞膜具有一定的流動性的結(jié)構(gòu)特點。
(5)多肽與蛋白質(zhì)不同:核糖體上合成的是_____,而不是蛋白質(zhì),多肽必須經(jīng)加工后,才能形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和特定功能的蛋白質(zhì)。(6)原核細胞沒有生物膜系統(tǒng),真核細胞有生物膜系統(tǒng),原核細胞只有_______,不具有生物膜系統(tǒng)。(7)在分泌蛋白合成至分泌出細胞的整個過程中穿膜層數(shù)為“__”層。(8)溶酶體內(nèi)的水解酶由_______合成、由高爾基體形成小泡運入。溶酶體執(zhí)行功能時伴隨其他膜組分的更新。溶酶體正常生理狀態(tài)下對自身機體的細胞結(jié)構(gòu)有分解作用。
【熱點考向演練】考向一　結(jié)合細胞器之間的協(xié)調(diào)配合,考查科學思維能力1.(2021年河北適應性測試)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的分泌蛋白，經(jīng)高爾基體加工后，與高爾基體膜內(nèi)表面受體結(jié)合，啟動囊泡形成。細胞內(nèi)某基因發(fā)生突變，導致高爾基體中分泌蛋白堆積，不能發(fā)送到胞外。據(jù)此推測該基因編碼蛋白的功能不可能是(　　)A.推動囊泡運輸B.啟動高爾基體出芽C.參與分泌蛋白共價修飾D.參與分泌蛋白構(gòu)象最終形成
【解析】選A。本題考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。若該基因編碼蛋白功能為推動囊泡運輸，則該基因發(fā)生基因突變后，應該觀察到高爾基體和細胞膜之間有大量囊泡堆積(因為囊泡運輸受阻)，而不是高爾基體中分泌蛋白質(zhì)堆積(因為分泌過程正常)，A符合題意；高爾基體無法出芽形成囊泡，所以分泌蛋白堆積在高爾基體內(nèi)部，B不符合題意；分泌蛋白無法正常進行共價修飾或最終無法形成構(gòu)象，都會導致高爾基體內(nèi)分泌蛋白無法完成修飾，使其堆積在高爾基體內(nèi)部，C、D不符合題意。
2.(2021·菏澤模擬)如圖中的a、b、c、d為細胞器,3H-亮氨酸參與圖示過程合成3H-X。據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是(　　)
A.觀察圖中c時常用的染色劑是健那綠B.與心肌細胞相比,胰島B細胞中d膜成分更新更快C.d膜向內(nèi)與b膜直接相連,向外與細胞膜相連D.在c結(jié)構(gòu)中,丙酮酸氧化分解產(chǎn)生CO2的過程沒有O2參與
【解析】選C。題圖中a是核糖體,b是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),c是線粒體,d是高爾基體。觀察線粒體時,常用健那綠對線粒體進行染色,A正確;胰島B細胞分泌胰島素,而心肌細胞不是分泌細胞,故胰島B細胞中的高爾基體膜成分更新更快,B正確;高爾基體膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細胞膜均是通過囊泡進行聯(lián)系的,是間接聯(lián)系,C錯誤;c是線粒體,在有氧呼吸的第二階段,丙酮酸氧化分解產(chǎn)生CO2,沒有O2參與,D正確。
考向二　圍繞分泌蛋白的合成和分泌過程,考查科學探究能力3.(2021·衡水模擬)如圖是動物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運的部分示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A.①②③參與細胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的合成、加工和運輸B.②與高爾基體和細胞膜在結(jié)構(gòu)上能直接相連C.經(jīng)③加工成熟的蛋白質(zhì)可成為細胞膜或部分細胞器膜的成分D.附著在②上的核糖體合成的都是分泌蛋白,在細胞外起作用
【解析】選C。分析圖示信息可知:①②③參與分泌小泡和溶酶體中的蛋白質(zhì)以及細胞膜上的蛋白質(zhì)的合成、加工和運輸,但不能說明參與細胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的合成、加工和運輸,A錯誤;②是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),和細胞膜在結(jié)構(gòu)上能直接相連,與高爾基體在結(jié)構(gòu)上通過囊泡間接相連,B錯誤;③是高爾基體,高爾基體膜與細胞膜在結(jié)構(gòu)上通過囊泡間接相連,據(jù)此分析圖示可知:經(jīng)高爾基體加工成熟的蛋白質(zhì)可成為細胞膜或部分細胞器膜的成分,C正確; ②是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì),經(jīng)高爾基體的加工、分類和包裝后,轉(zhuǎn)運至細胞膜上的和溶酶體中的蛋白質(zhì)不是分泌蛋白,D錯誤。
4.圖甲表示分泌蛋白的形成過程,其中a、b、c分別代表不同的細胞器,圖乙表示該過程中部分結(jié)構(gòu)的膜面積變化。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.圖甲中的a、b、c分別是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體B.圖乙說明高爾基體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞膜之間沒有相互轉(zhuǎn)換C.圖甲中構(gòu)成分泌蛋白的物質(zhì)X約有20種,b的產(chǎn)物沒有生物活性D.圖甲、圖乙所示變化都能體現(xiàn)生物膜具有流動性
【解析】選B。圖甲表示分泌蛋白的形成與分泌過程,物質(zhì)X為氨基酸,a是核糖體,b是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),c是高爾基體,A正確;蛋白質(zhì)的合成與分泌過程中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細胞膜之間可通過囊泡實現(xiàn)膜成分的相互轉(zhuǎn)換,這也體現(xiàn)了生物膜的流動性,B錯誤,D正確;構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成的蛋白質(zhì)還不具有生物活性,還需要高爾基體的進一步加工,C正確。
5.如圖A、B、C、D表示細胞內(nèi)幾種蛋白質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運過程,圖中①②③④⑤⑥⑦代表細胞結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)
A.在①結(jié)構(gòu)上發(fā)生的是轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程B.B物質(zhì)可能為RNA聚合酶C.有氧呼吸第二階段的酶、ATP合成酶屬于A類物質(zhì),胃蛋白酶屬于D類物質(zhì)D.④結(jié)構(gòu)可以對蛋白質(zhì)進行加工,蛋白質(zhì)每次進出均需要穿過一層生物膜
【解析】選B。圖中①結(jié)構(gòu)是核糖體,是翻譯過程的發(fā)生場所,轉(zhuǎn)錄主要在細胞核中進行,A項錯誤;B物質(zhì)從細胞質(zhì)通過核孔進入細胞核中,可能是細胞核內(nèi)進行轉(zhuǎn)錄需要的RNA聚合酶,B項正確;有氧呼吸第二階段在線粒體基質(zhì)中進行,故有氧呼吸第二階段的酶應屬于C類物質(zhì),胃蛋白酶是分泌蛋白,屬于D類物質(zhì),C項錯誤;高爾基體對蛋白質(zhì)進行加工,分泌蛋白的加工和分泌穿過0層生物膜,D項錯誤。
【拓展延伸】三個角度理解生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一性
【加固訓練·拔高】1.生物膜將真核細胞分隔成不同的區(qū)室,使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應,而不會相互干擾。下列敘述正確的是(　　)A.生物膜由外到內(nèi)依次由糖被、蛋白質(zhì)、磷脂雙分子層構(gòu)成B.溶酶體和高爾基體在行使功能時可能伴隨膜組成成分的更新C.細胞膜功能的復雜性與磷脂分子密切相關D.溶酶體能合成和分泌多種酸性水解酶
【解析】選B。目前較為接受的生物膜分子結(jié)構(gòu)模型是生物膜的流動鑲嵌模型,即磷脂雙分子層為基本支架,蛋白質(zhì)覆蓋、鑲嵌或貫穿其中,糖被在細胞膜外側(cè),有識別作用,A項錯誤;溶酶體和高爾基體在行使功能時可能會伴隨膜組成成分的更新,B項正確;細胞膜功能的復雜性與蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關,磷脂雙分子層為基本支架,C項錯誤;合成溶酶體內(nèi)水解酶的場所為核糖體,D項錯誤。
2.如圖為細胞中生物膜系統(tǒng)的概念圖,A～K為結(jié)構(gòu)名稱,①②代表分泌蛋白分泌時的轉(zhuǎn)移途徑,下列相關敘述正確的是(　　)
A.J和K膜上附著核糖體,與其加工多肽鏈的功能相適應B.完成過程①和②依賴于生物膜的流動性C.H上產(chǎn)生水,I消耗水D.E是葉綠體內(nèi)膜,其上附著多種光合色素,與其吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的功能相適應
【解析】選B。據(jù)圖分析可知,J是內(nèi)質(zhì)網(wǎng),K是高爾基體,高爾基體膜上無核糖體,A項錯誤;完成過程①和②的膜結(jié)構(gòu)是囊泡,這個過程依賴生物膜的結(jié)構(gòu)特點,即具有一定的流動性,B項正確;H消耗氧氣,故為線粒體內(nèi)膜,則I為線粒體外膜,線粒體外膜不消耗水,C項錯誤;E能產(chǎn)生氧氣,故為葉綠體類囊體薄膜,而不是葉綠體內(nèi)膜,D項錯誤。
考點三　用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體【典例精研引領】下列關于“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗的說法,不正確的是(　　)A.觀察葉綠體的流動需要染色B.在高倍顯微鏡下,可看到綠色、扁平的橢球形或球形的葉綠體C.蘚類葉片可直接制成臨時裝片從而觀察葉綠體D.細胞質(zhì)的流動有利于物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞
【解析】選A。葉綠體本身呈綠色,可直接制成臨時裝片觀察,A錯誤;在高倍顯微鏡下,葉綠體呈現(xiàn)的是綠色、扁平的橢球形或球形的結(jié)構(gòu),B正確;蘚類葉片是單層細胞結(jié)構(gòu),可直接制成臨時裝片從而觀察葉綠體,C正確;細胞質(zhì)的流動有利于物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞,D正確。
【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題 (1)進行光合作用的細胞一定含有葉綠體嗎?沒有葉綠體或光合色素就不能將無機物合成有機物嗎?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能相適應)提示:沒有葉綠體的細胞也能進行光合作用,如藍藻、光合細菌等。沒有葉綠體或光合色素也能將無機物合成有機物,如進行化能合成作用的細菌。(2)用顯微鏡觀察葉綠體時能否看到葉綠體內(nèi)部有許多基粒?為什么?(科學思維:分析與綜合)提示:不能,葉綠體基粒在電子顯微鏡下才能觀察到,光學顯微鏡下無法觀察到。
【備選典例】　　某同學以新鮮洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮為材料,經(jīng)不同處理和染色劑染色,用高倍顯微鏡觀察。下列描述正確的是(　　)A.經(jīng)蒸餾水處理,可觀察到細胞吸水漲破B.經(jīng)健那綠染液染色,可觀察到綠色的線粒體C.經(jīng)吡羅紅甲基綠染色劑染色,可觀察到綠色的細胞核,紅色的細胞質(zhì)D.經(jīng)蘇丹Ⅲ染液染色,可觀察到橘黃色顆粒狀的蛋白質(zhì)
【解析】選C。由于洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞有細胞壁的保護,吸水不會漲破,A項錯誤;健那綠染液能將線粒體染成藍綠色,B項錯誤;甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同,甲基綠能使DNA呈現(xiàn)綠色,吡羅紅能使RNA呈現(xiàn)紅色,所以可觀察到綠色的細胞核,紅色的細胞質(zhì),C項正確;經(jīng)蘇丹Ⅲ染液染色,可觀察到橘黃色顆粒狀的脂肪,D項錯誤。
【知能素養(yǎng)提升】1.實驗材料的選擇:(科學探究:科學選材)(1)選材的標準:含葉綠體少,材料易得,葉片薄,尤其是有的葉綠體大而清晰。(2)兩種適宜的實驗材料:①蘚類植物葉片,不需要加工可直接觀察。②菠菜:撕下表皮稍帶葉肉細胞(葉綠體主要存在于葉肉細胞中)。
2.實驗注意事項:(科學探究:交流討論)(1)實驗過程中的臨時裝片要始終保持有___狀態(tài)。(2)健那綠染液是專一性對線粒體染色的活體染料,可使活細胞中的線粒體呈現(xiàn)_____色,而細胞質(zhì)接近無色。觀察線粒體要選擇無色的細胞,如人的口腔上皮細胞。(3)觀察線粒體時,要_________,防止雜質(zhì)對顯微鏡觀察造成干擾。
【熱點考向演練】考向一　結(jié)合實驗原理和過程,考查實驗分析能力1.用高倍顯微鏡觀察黑藻葉片細胞,正確的結(jié)論是(　　)A.葉綠體在細胞內(nèi)是固定不動的B.葉綠體在細胞內(nèi)是均勻分布的C.葉綠體的存在是葉片呈綠色的原因D.葉肉細胞含有葉綠體,不含線粒體
【解析】選C。因為細胞質(zhì)是不斷流動的,所以葉綠體在細胞內(nèi)是移動的,A項錯誤;在葉片細胞內(nèi),葉綠體的分布是不均勻的,光線強的一側(cè)較多,B項錯誤;由于葉綠體中含有葉綠素,對綠光吸收最少而使葉片呈現(xiàn)綠色,C項正確;線粒體是動物細胞和植物細胞有氧呼吸的主要場所,葉肉細胞也含有線粒體,只不過線粒體是無色透明的,無法直接觀察出來,需要進行染色才能觀察到,D項錯誤。
2.下列關于用光學顯微鏡觀察人的口腔上皮細胞線粒體實驗的說法,不正確的是(　　)A.牙簽消毒、實驗前漱口都是為了保證該實驗的準確性B.制裝片時在載玻片中央滴一滴健那綠染液,目的是對線粒體進行染色C.在高倍顯微鏡下觀察可以看到活細胞的線粒體呈現(xiàn)藍綠色,而細胞質(zhì)接近無色D.在高倍光學顯微鏡下可以觀察到線粒體有2層膜
【解析】選D。牙簽消毒是為了防止雜菌的污染,實驗前漱口是為了除去雜質(zhì),都是為了保證該實驗的準確性,A正確;健那綠染液是對線粒體進行染色,呈現(xiàn)藍綠色,而細胞質(zhì)接近無色,B、C正確;線粒體有2層膜在電子顯微鏡下才能觀察到,在光學顯微鏡下觀察不到,D錯誤。
考向二　結(jié)合實驗的拓展與應用,考查實驗探究能力3.將有關生物材料直接制成臨時裝片,在普通光學顯微鏡下可以觀察到的現(xiàn)象是(　　)A.菠菜葉片下表皮保衛(wèi)細胞中具有多個葉綠體B.花生子葉細胞中存在多個橘黃色的脂肪顆粒C.人口腔上皮細胞中線粒體數(shù)目較多D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中細胞核清晰可見
【解析】選A。菠菜葉片的下表皮保衛(wèi)細胞中含有多個綠色扁平的葉綠體,不需染色就可直接制成臨時裝片觀察,A正確;花生的子葉細胞需經(jīng)蘇丹Ⅲ染液染色后制成臨時裝片,才能觀察到多個橘黃色的脂肪顆粒,B錯誤;人口腔上皮細胞中的線粒體是無色的,需用健那綠染液染色后才能觀察到被染成藍綠色的線粒體,C錯誤;紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中清晰可見的是紫色的大液泡,難以觀察到細胞核,D錯誤。
【加固訓練·拔高】1.如圖是顯微鏡視野中某細胞的一部分,下列有關該細胞的敘述正確的是(　　)A.圖示為光學顯微鏡下的高等植物細胞結(jié)構(gòu)B.圖中有兩個中心體C.DNA僅存在于結(jié)構(gòu)6中D.結(jié)構(gòu)1和3在行使其功能時有水生成
【解析】選D。圖中存在中心體(結(jié)構(gòu)2)、核糖體(結(jié)構(gòu)3)等多種光學顯微鏡下看不到的結(jié)構(gòu),因而圖示應為電子顯微鏡下的細胞結(jié)構(gòu),且高等植物細胞中無中心體,A錯誤;圖中有一個中心體,包括兩個中心粒,B錯誤;DNA主要存在于細胞核(結(jié)構(gòu)6)中,線粒體(結(jié)構(gòu)1)中也含少量DNA,C錯誤;結(jié)構(gòu)1和3分別在有氧呼吸和合成蛋白質(zhì)的過程中有水生成,D正確。
2.細胞器會隨細胞代謝水平和所處環(huán)境的改變而變化。下列有關敘述錯誤的是(　　)A.長期進行體育鍛煉,骨骼肌中線粒體的數(shù)量會增多B.葉片黃化過程中,葉綠體對紅光的吸收增多C.某些植物細胞在成熟過程中,液泡體積會逐漸變大D.連續(xù)分裂的動物細胞中,中心體數(shù)量會發(fā)生周期性變化
【解析】選B。細胞器會隨細胞代謝水平和所處環(huán)境的改變而變化,長期進行體育鍛煉,骨骼肌中線粒體的數(shù)量會增多,A正確;葉片黃化過程中,類胡蘿卜素的相對含量會增多,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,葉綠體對藍紫光的吸收比例增多,B錯誤;植物細胞在成熟過程中,由多個小液泡匯集成大液泡,液泡體積會逐漸變大,C正確;連續(xù)分裂的動物細胞中,中心體數(shù)量會發(fā)生周期性變化,間期加倍,分裂期結(jié)束減半,D正確。
3.如圖是真核細胞中的兩種細胞器的結(jié)構(gòu)模式圖,下列有關敘述正確的是(　　)A.兩種細胞器的①和②中含有的蛋白質(zhì)種類相同B.細胞器乙中,有關色素分布于③和④C.在甲、乙中,②的功能相同D.甲、乙都能合成蛋白質(zhì)
【解析】選D。分析題圖可知:甲為線粒體,乙為葉綠體,①和②分別是線粒體和葉綠體的外膜和內(nèi)膜,所含蛋白質(zhì)的種類和含量不同,A錯誤;葉綠體中,與光合作用相關的色素分布于③上,④內(nèi)含有與光合作用暗反應相關的酶,B錯誤;線粒體和葉綠體的內(nèi)膜都具有控制物質(zhì)進出的功能,線粒體內(nèi)膜還是有氧呼吸第三階段的場所,二者的功能不完全相同,C錯誤;線粒體和葉綠體是半自主性細胞器,具有相對獨立的遺傳信息表達體系,都能合成一定種類的蛋白質(zhì),D正確。
【命題新情境】如何讓孩子長高?生長激素是關鍵。生長激素是垂體前葉細胞合成和分泌的蛋白質(zhì),能夠調(diào)節(jié)控制機體內(nèi)分泌,使進入機體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)按人類生長的需求朝著有益的方向進行再分配,在人體生長發(fā)育中刺激骨骼生長。孩子在睡眠、飲食、運動中都會有利于生長激素的分泌。如圖是生長激素合成和運輸過程中所需部分細胞結(jié)構(gòu),請回答下列問題:
【命題新角度】1.用3H標記的亮氨酸研究生長激素的合成與分泌時,發(fā)現(xiàn)被標記的亮氨酸首先出現(xiàn)在附著有③____________的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,然后出現(xiàn)在②中,再出現(xiàn)在①處,最后出現(xiàn)在細胞外的分泌物中,此過程需要的能量主要由______________(填序號)提供。?2.圖中①和______________等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng),許多重要的化學反應在生物膜上進行,圖中④通過__________________擴大了膜面積,為化學反應所需要的______________提供了附著位點。?
3.經(jīng)檢測某兒童患生長激素缺乏癥,在治療時,只有通過皮下注射生長激素制劑這一途徑來促進長高,原因是_______________________________。?4.針對孩子的生長發(fā)育問題,請?zhí)岢龊侠砘ㄗh:______________(2條,合理即可)。?
【解析】1.用3H標記的亮氨酸注射到垂體前葉細胞中進行示蹤實驗,研究分泌蛋白合成與運輸?shù)耐緩?可發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)首先出現(xiàn)在附著有③核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,然后出現(xiàn)在②高爾基體中,再出現(xiàn)在①細胞膜處,最后出現(xiàn)在細胞外的分泌物中,此過程主要需要④線粒體提供能量。2.圖中①和細胞器膜、核膜等共同構(gòu)成生物膜系統(tǒng),許多重要的化學反應在生物膜上進行,圖中④線粒體內(nèi)膜向內(nèi)凹陷,擴大了膜面積,為這些反應所需要的酶提供了附著位點。3.只有通過皮下注射生長激素制劑原因是生長激素的本質(zhì)是蛋白質(zhì),不能口服,可注射。4.針對孩子的生長發(fā)育問題,根據(jù)題目從飲食、運動等方面來回答,如吃含有蛋白質(zhì)的食物,保持營養(yǎng)均衡;良好的飲食習慣會促進生長激素的分泌;適當運動有助于孩子長高,運動可以促進生長激素的分泌。
答案:1.核糖體?、?.細胞器膜、核膜　內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴　酶3.生長激素的本質(zhì)是蛋白質(zhì),只能注射,不能口服4.吃富含蛋白質(zhì)的食物,保持營養(yǎng)均衡;養(yǎng)成良好的飲食習慣;適當運動;按時睡眠
【拓展視野】揭示細胞器有序互作的結(jié)構(gòu)機制　　真核細胞膜系統(tǒng)形成具有特定形態(tài)、特化功能的多種膜性細胞器。膜性細胞器之間的精細分工與相互協(xié)作使得它們在結(jié)構(gòu)和功能上形成有序的細胞器互作網(wǎng)絡,這既能維持細胞器的穩(wěn)態(tài),又可以實現(xiàn)有效的物質(zhì)信息交流。細胞器形態(tài)的破壞以及細胞器互作網(wǎng)絡的紊亂與多種疾病發(fā)生發(fā)展密切相關。因此,細胞的正常生命活動需要膜性細胞器的穩(wěn)定形態(tài)和有序的細胞器互作網(wǎng)絡。
　　鑒于結(jié)構(gòu)對功能的決定性作用,中國科學院長春應用化學研究所王宏達研究員課題組創(chuàng)新提出從膜系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的角度來研究細胞器的有序互作機制。在前期工作中,該團隊利用多種單分子技術對細胞膜整體結(jié)構(gòu)和膜蛋白分布特征進行了系統(tǒng)性研究,發(fā)現(xiàn)細胞膜結(jié)構(gòu)具有膜蛋白非對稱性分布的特征,并原創(chuàng)提出了血紅細胞“半鑲嵌”結(jié)構(gòu)模型?！　〗?經(jīng)過仔細分析細胞膜、轉(zhuǎn)運囊泡膜、高爾基體膜結(jié)構(gòu)后,發(fā)現(xiàn)它們具有相反或相同的膜蛋白非對稱性;因此該團隊推測膜的結(jié)構(gòu)特征可能決定了細胞器的有序互作方式。

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