1.闡明細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu),擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解,能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動(dòng)。2.舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致,共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。
1.利用教科書中的資料和形象直觀的圖像,對(duì)各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行列表歸納整理,結(jié)合光合作用和細(xì)胞呼吸以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)葉綠體和線粒體功能的理解。2.通過分泌蛋白的合成、運(yùn)輸和分泌過程,理解細(xì)胞器之間的分工合作。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.分離細(xì)胞器的方法差速離心法:將細(xì)胞膜破壞后,形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿,將勻漿放入離心管中,采取逐漸提高離心速率的方法分離不同大小的細(xì)胞器。
2.8種常見細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能
3.線粒體與葉綠體的區(qū)別和聯(lián)系
4.細(xì)胞骨架(1)組成:蛋白質(zhì)纖維。(2)功能①維持細(xì)胞的形態(tài)。②錨定并支撐著許多細(xì)胞器。③與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。
易錯(cuò)易混與細(xì)胞器有關(guān)的5個(gè)常見思維誤區(qū)(1)沒有葉綠體或中央液泡的細(xì)胞不一定是動(dòng)物細(xì)胞,如根尖分生區(qū)細(xì)胞。(2)具有細(xì)胞壁的細(xì)胞不一定是植物細(xì)胞,如真菌、細(xì)菌等都有細(xì)胞壁(注意它們的細(xì)胞壁的組成成分不同)。(3)沒有葉綠體的細(xì)胞不一定不能進(jìn)行光合作用,如藍(lán)細(xì)菌。(4)沒有葉綠體或光合色素不一定不能將無機(jī)物合成有機(jī)物,如能進(jìn)行化能合成作用的細(xì)菌。(5)沒有線粒體不一定不能進(jìn)行有氧呼吸,如大多數(shù)原核生物是需氧型的。
知識(shí)落實(shí)1.(不定項(xiàng)選擇題)下列關(guān)于細(xì)胞中線粒體與葉綠體的比較的敘述,錯(cuò)誤的是(　　 )A.線粒體基質(zhì)中有酶,葉綠體基質(zhì)中沒有酶B.線粒體中含有少量的DNA,葉綠體中沒有DNAC.線粒體內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴,葉綠體內(nèi)膜形成基粒D.線粒體能為細(xì)胞吸收K+提供能量,葉綠體不能
線粒體基質(zhì)中含有與有氧呼吸第二階段有關(guān)的酶,葉綠體基質(zhì)中含有與光合作用暗反應(yīng)有關(guān)的酶,A項(xiàng)錯(cuò)誤。線粒體和葉綠體中均含有少量的DNA,B項(xiàng)錯(cuò)誤。線粒體內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴,葉綠體內(nèi)的類囊體堆疊形成基粒,C項(xiàng)錯(cuò)誤。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,有氧呼吸產(chǎn)生的ATP能為細(xì)胞吸收K+提供能量;葉綠體是光合作用的場(chǎng)所,在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行的光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng)C3的還原,不能為細(xì)胞吸收K+提供能量,D項(xiàng)正確。
2.下圖中的甲、乙、丙、丁分別代表4種細(xì)胞器。下列有關(guān)說法正確的是(　　)A.葡萄糖會(huì)在甲中被分解B.乙離開細(xì)胞后在合適條件下也可以進(jìn)行生命活動(dòng)C.細(xì)胞中只有丙才會(huì)產(chǎn)生囊泡D.丁的形成一定需要核仁參與
甲為線粒體,是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,葡萄糖分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),不是線粒體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。乙為葉綠體,其中含有進(jìn)行光合作用所需的酶和色素,因此其離開細(xì)胞后在合適條件下也可以進(jìn)行生命活動(dòng),B項(xiàng)正確。細(xì)胞中的丙(高爾基體)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)都能產(chǎn)生囊泡,C項(xiàng)錯(cuò)誤。丁為核糖體,在真核細(xì)胞中,核糖體的形成一定需要核仁參與;而在原核細(xì)胞中,核糖體的形成與核仁無關(guān),因?yàn)樵思?xì)胞無核仁,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.右圖是顯微鏡視野中某細(xì)胞的一部分。下列有關(guān)該細(xì)胞的敘述,正確的是(　　)A.圖示為光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)B.圖中有兩個(gè)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(shí)有水生成
題圖所示應(yīng)為電子顯微鏡下的細(xì)胞結(jié)構(gòu),A項(xiàng)錯(cuò)誤。題圖中有一個(gè)中心體,兩個(gè)中心粒,B項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA主要存在于細(xì)胞核(結(jié)構(gòu)⑥)中,線粒體(結(jié)構(gòu)①)中也含少量DNA,C項(xiàng)錯(cuò)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項(xiàng)正確。
知識(shí)篩查1.分泌蛋白的概念及實(shí)例(1)概念:在細(xì)胞內(nèi)合成后,分泌到細(xì)胞外起作用的一類蛋白質(zhì)。(2)實(shí)例:消化酶、抗體和一部分激素等。2.各種生物膜之間的聯(lián)系(1)在成分上的聯(lián)系①相似性:各種生物膜都主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。②差異性:每種成分所占的比例不同,功能越復(fù)雜的生物膜,其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。
(2)在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系①各種生物膜在結(jié)構(gòu)上大致相同,都是由磷脂雙分子層構(gòu)成基本支架,蛋白質(zhì)分子分布其中,都具有流動(dòng)性。②在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性,如下圖所示。
(3)在功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成、運(yùn)輸、分泌為例)[④]核糖體:氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成肽鏈→[⑤]粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):肽鏈繼續(xù)合成并轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)進(jìn)行加工、折疊,形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) [③]高爾基體:對(duì)蛋白質(zhì)做進(jìn)一步的修飾加工 [①]細(xì)胞膜:將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。
3.細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)(1)組成:細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。(2)功能
知識(shí)落實(shí)1.生物膜將真核細(xì)胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)分隔開,有利于同時(shí)進(jìn)行多種生命活動(dòng)。下列敘述正確的是(　　)A.葉綠體由內(nèi)膜形成的基粒,有利于光反應(yīng)的進(jìn)行B.溶酶體內(nèi)含有多種水解酶,有利于消化入侵細(xì)胞的病菌C.線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中有許多酶,有利于葡萄糖的氧化分解D.核膜上形成的核孔,有利于大分子物質(zhì)自由進(jìn)出細(xì)胞核
葉綠體的類囊體堆疊形成基粒,增大了葉綠體的膜面積,有利于光反應(yīng)的進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤。葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解成丙酮酸才能進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸的第二、第三階段,C項(xiàng)錯(cuò)誤。核孔是蛋白質(zhì)和RNA等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道,但是核孔具有選擇性,大分子物質(zhì)不能自由進(jìn)出,如DNA不能通過核孔,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下圖為細(xì)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(shí)的轉(zhuǎn)移途徑。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.J和K膜上附著核糖體,與其加工多肽的功能相適應(yīng)B.完成過程①和②依賴于生物膜的流動(dòng)性C.H產(chǎn)生水,I消耗水D.E是葉綠體,其內(nèi)膜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(yīng)
由題圖可知,J是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,K是高爾基體膜,高爾基體膜上無核糖體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。分泌蛋白分泌過程中,在J內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與K高爾基體膜之間、K高爾基體膜與B細(xì)胞膜之間都通過囊泡的形式進(jìn)行傳遞,囊泡與各生物膜的分離和融合依賴于生物膜的流動(dòng)性,B項(xiàng)正確。H消耗O2,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(xiàng)錯(cuò)誤。E能產(chǎn)生O2,故為葉綠體的類囊體薄膜,其上附著多種光合色素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱為“膜流”。下列過程不屬于“膜流”的是(　　)A.乳腺細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜形成的小泡與高爾基體膜融合B.洋蔥表皮細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的過程C.神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)突觸小泡中的乙酰膽堿釋放到突觸間隙中D.吞噬細(xì)胞吞噬病原體形成的吞噬泡與溶酶體融合
細(xì)胞壁不屬于生物膜,洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原過程并未體現(xiàn)膜性結(jié)構(gòu)間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移,故不屬于“膜流”。
知識(shí)篩查1.實(shí)驗(yàn)原理(1)葉綠體一般呈綠色、扁平的橢球或球形,可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分布。(2)活細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài)。觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng),可用細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的運(yùn)動(dòng)作為標(biāo)志。
2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)制作蘚類葉片的臨時(shí)裝片并觀察葉綠體的形態(tài)和分布
(2)制作黑藻葉片臨時(shí)裝片并觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)
易錯(cuò)易混(1)用高倍顯微鏡觀察葉綠體的形態(tài)和分布①選用蘚類的小葉或者菠菜葉的下表皮(稍帶些葉肉)作為觀察葉綠體的實(shí)驗(yàn)材料是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,因?yàn)樘\類屬于陰生植物,菠菜葉的下表皮是菠菜葉的背陽面,這樣的細(xì)胞中的葉綠體大且數(shù)目少,便于觀察。②實(shí)驗(yàn)過程中的臨時(shí)裝片要隨時(shí)保持有水狀態(tài),目的是防止葉綠體失水。如果失水,葉綠體就會(huì)縮成一團(tuán),無法觀察葉綠體的形態(tài)和分布。(2)用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)①觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng),理想的實(shí)驗(yàn)材料是黑藻葉片。實(shí)驗(yàn)前必須檢查供實(shí)驗(yàn)用的黑藻葉片細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)情況,如果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)不流動(dòng),或者流動(dòng)很慢,應(yīng)立即采取措施,加速其細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。方法有三種,一是進(jìn)行光照,即在陽光或燈光下放置15~20 min;二是提高盛放黑藻葉片的水的溫度,可加入熱水將水溫調(diào)至25 ℃左右;三是切傷一小部分葉片。
②觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)時(shí),首先要找到葉肉細(xì)胞中的葉綠體,然后以葉綠體為參照物,觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)速度和流動(dòng)方向。③細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)與新陳代謝有密切關(guān)系,新陳代謝越旺盛,細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)越快;反之,則越慢。細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)可朝一個(gè)方向,也可朝不同的方向,其流動(dòng)方式為轉(zhuǎn)動(dòng)式(旋轉(zhuǎn)式、環(huán)流式)。④尋找最佳觀察部位:應(yīng)尋找靠近葉脈部位的細(xì)胞進(jìn)行觀察,此處細(xì)胞水分供應(yīng)充足,容易觀察到細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。⑤裝片中的實(shí)驗(yàn)材料,應(yīng)隨時(shí)保持有水狀態(tài)。以表皮為實(shí)驗(yàn)材料觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)時(shí),應(yīng)將視野調(diào)暗些。
知識(shí)落實(shí)1.下列關(guān)于用高倍鏡觀察葉綠體的敘述,正確的是(　　)A.以黑藻葉片為實(shí)驗(yàn)材料不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腂.在高倍鏡下可觀察到葉綠體的類囊體C.視野中觀察到的葉綠體環(huán)流方向與實(shí)際相反D.細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)過程中要始終保持活性
黑藻葉片可用于觀察葉綠體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。葉綠體的類囊體只能在電子顯微鏡下觀察到,B項(xiàng)錯(cuò)誤。雖然顯微鏡下呈倒像,但葉綠體環(huán)流方向與實(shí)際方向是相同的,C項(xiàng)錯(cuò)誤。在觀察葉綠體的實(shí)驗(yàn)過程中,細(xì)胞要始終保持活性,D項(xiàng)正確。
2.如果用同一種材料,既要觀察葉綠體又要觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng),適宜的材料是(　　)A.菠菜葉B.黑藻葉C.白菜葉D.水稻葉
黑藻細(xì)胞呈單層排列,含較多的葉綠體,可用于觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)。
3.下列與“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)有關(guān)的敘述,正確的是(　　)A.不選幼根做實(shí)驗(yàn)材料,因?yàn)楦?xì)胞無葉綠體,其細(xì)胞質(zhì)也不流動(dòng)B.葉綠體的形態(tài)和分布不會(huì)隨著光照強(qiáng)度和方向的改變而改變C.細(xì)胞中葉綠體的位置移動(dòng)是細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的標(biāo)志D.植物細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的速度代表該細(xì)胞同化作用的強(qiáng)弱
細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)是所有活細(xì)胞都具有的生命現(xiàn)象。葉綠體的形態(tài)和分布隨光照強(qiáng)度和方向的改變而改變,如光照較弱時(shí)以較大的一面對(duì)著光源,以增大光的吸收面積,利于光合作用。細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的速度代表細(xì)胞代謝的強(qiáng)弱。
典型例題(不定項(xiàng)選擇題)右圖是五種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)模式圖。下列說法正確的是(　 　)A.圖中屬于生物膜系統(tǒng)的有①②④⑤B.具有雙層膜的細(xì)胞器有①④③與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)C.在分泌蛋白的加工和運(yùn)輸過程中,⑤出芽形成的囊泡與②融合D.藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞和小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞中含有結(jié)構(gòu)③
題圖中①~⑤分別是線粒體、高爾基體、中心體、葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。除了中心體無膜外,其他幾種細(xì)胞器均屬于生物膜系統(tǒng)。線粒體和葉綠體都具有雙層膜,中心體與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。分泌蛋白在核糖體上合成以后,首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工,然后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成囊泡運(yùn)輸至高爾基體。某些低等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞中含有中心體,小麥屬于高等植物,藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物,所以它們的細(xì)胞中無中心體。
整合構(gòu)建1.細(xì)胞器的分類
2.細(xì)胞圖像的辨別方法辨別細(xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí),常有原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的判斷、植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的判斷,方法歸納如下。(1)辨別原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)模式圖有以核膜為界限的細(xì)胞核的細(xì)胞是真核細(xì)胞,沒有以核膜為界限的細(xì)胞核的細(xì)胞是原核細(xì)胞。(2)辨別動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖
知識(shí)延伸不同細(xì)胞間的差異辨析(1)從物質(zhì)層面看,不同細(xì)胞間的差異主要體現(xiàn)為蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同。(2)從細(xì)胞結(jié)構(gòu)層面看,不同細(xì)胞間的差異主要體現(xiàn)在細(xì)胞器的種類和數(shù)量上。①代謝旺盛的細(xì)胞內(nèi)線粒體含量較多。②蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞內(nèi),核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等含量較多。③可進(jìn)行光合作用的植物細(xì)胞(如葉肉細(xì)胞)內(nèi)含大量葉綠體。
訓(xùn)練突破1.(不定項(xiàng)選擇題)下圖所示為某真核細(xì)胞內(nèi)三種具有雙層膜的結(jié)構(gòu)的部分示意圖。下列有關(guān)分析正確的是(　　 )A.圖a表示線粒體,[H]與氧結(jié)合生成水發(fā)生在有折疊的膜上B.圖b表示葉綠體,其具有自身的DNA和蛋白質(zhì)合成體系C.圖c中的孔道是大分子進(jìn)出該結(jié)構(gòu)的通道,不具有選擇性D.圖a、b、c中內(nèi)外膜化學(xué)成分差異最大的是圖a
根據(jù)三種雙層膜結(jié)構(gòu)的差異可判斷,圖a、b、c依次是線粒體、葉綠體、細(xì)胞核。有氧呼吸的第三階段,[H]與氧結(jié)合生成水,該反應(yīng)在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,A項(xiàng)正確。葉綠體是半自主性細(xì)胞器,具有自身的DNA和蛋白質(zhì)合成體系,B項(xiàng)正確。核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道,具有一定的選擇性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。線粒體的內(nèi)膜上含有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶,故與葉綠體和細(xì)胞核相比,線粒體內(nèi)外膜的化學(xué)成分差異最大,D項(xiàng)正確。
2.下圖為某同學(xué)畫的處于分裂間期的洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞模式圖。下列根據(jù)此圖得出的結(jié)論,錯(cuò)誤的是(　　)A.圖中共有兩處明顯的錯(cuò)誤,體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)②和④上B.細(xì)胞的“動(dòng)力車間”是③C.在細(xì)胞分裂末期,結(jié)構(gòu)⑦的活動(dòng)會(huì)增強(qiáng),目的是參與結(jié)構(gòu)⑧的形成D.如果用一定的手段破壞結(jié)構(gòu)⑦,則細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)結(jié)構(gòu)⑨
洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞呈正方形;根尖分生區(qū)細(xì)胞不是成熟的植物細(xì)胞,沒有中央大液泡;不含葉綠體,即題圖中共有三處明顯的錯(cuò)誤,A項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)胞的“動(dòng)力車間”是③線粒體,B項(xiàng)正確。結(jié)構(gòu)⑦為高爾基體,在植物細(xì)胞有絲分裂末期,高爾基體與⑧細(xì)胞壁的形成有關(guān),C項(xiàng)正確。若破壞洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中的高爾基體,細(xì)胞分裂時(shí),由于細(xì)胞壁不能形成,導(dǎo)致不能形成兩個(gè)子細(xì)胞,從而形成多核細(xì)胞,D項(xiàng)正確。
典型例題儲(chǔ)存在真核細(xì)胞囊泡中的某些分泌蛋白只有在受到特定信號(hào)(催分泌劑)刺激時(shí)才被分泌到細(xì)胞外。下圖表示細(xì)胞中某種消化酶的“濃縮”和運(yùn)輸過程。下列相關(guān)推測(cè)不合理的是(　　)A.“濃縮”過程有利于集中釋放分泌蛋白B.催分泌劑作用后,囊泡會(huì)與細(xì)胞膜融合C.膜的再循環(huán)途徑保證了細(xì)胞器膜含量的相對(duì)穩(wěn)定D.消化酶分泌到細(xì)胞外是主動(dòng)運(yùn)輸過程
由題圖可知,不同的囊泡濃縮成一個(gè)囊泡,有利于集中釋放分泌蛋白,A項(xiàng)合理。催分泌劑作用后,囊泡會(huì)與細(xì)胞膜融合,釋放分泌蛋白,B項(xiàng)合理。題圖中不同的囊泡融合后會(huì)有一部分囊泡返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,保證了細(xì)胞器膜含量的相對(duì)穩(wěn)定,C項(xiàng)合理。消化酶分泌到細(xì)胞外的方式是胞吐,體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性,D項(xiàng)不合理。
整合構(gòu)建1.分泌蛋白的加工與運(yùn)輸過程圖示
(1)兩圖都是分泌蛋白加工運(yùn)輸過程圖示,其中圖A是細(xì)胞的局部,圖B則是完整細(xì)胞。圖A中①②③④⑤依次表示核膜、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜;圖B中①②③④⑤⑥⑦⑧依次表示核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、囊泡、高爾基體、囊泡、細(xì)胞膜、分泌蛋白和線粒體。(2)圖B中⑦代表分泌蛋白,例如消化酶、抗體、蛋白質(zhì)類激素和血漿蛋白等,不屬于分泌蛋白的有血紅蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和呼吸酶等。(3)圖B中物質(zhì)⑦排出細(xì)胞的方式是胞吐,該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(4)常用同位素標(biāo)記法研究分泌蛋白的分泌過程。用3H標(biāo)記亮氨酸,最先出現(xiàn)在圖A中②或圖B中①處,然后依次出現(xiàn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)。也可用下面的曲線圖表示。
2.分泌蛋白的加工和運(yùn)輸過程中膜面積變化圖示 (1)圖1和圖2都表示膜面積隨時(shí)間的變化關(guān)系,圖1表示的是前后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的變化,圖2表示的是一段時(shí)間內(nèi)的變化。(2)圖1和圖2分別以直方圖和曲線圖的形式表示在分泌蛋白加工和運(yùn)輸過程中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減小,高爾基體膜面積基本不變,細(xì)胞膜面積相對(duì)增大的現(xiàn)象。(3)分泌蛋白的加工、運(yùn)輸過程體現(xiàn)了生物膜成分和結(jié)構(gòu)的相似性以及膜成分的更新。
3.運(yùn)用“三看法”判斷分泌蛋白形成過程中的相關(guān)變化
知識(shí)延伸有關(guān)分泌蛋白的5個(gè)“關(guān)鍵詞”(1)分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外的“途徑”為核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜。(2)與分泌蛋白的合成和分泌有關(guān)的“結(jié)構(gòu)”有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、囊泡、細(xì)胞膜、線粒體。(3)與分泌蛋白的合成和分泌有關(guān)的“具膜結(jié)構(gòu)”有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、囊泡、細(xì)胞膜、線粒體。(4)與分泌蛋白的合成和分泌有關(guān)的“細(xì)胞器”有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。(5)與分泌蛋白的合成和分泌有關(guān)的“具膜細(xì)胞器”有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。
訓(xùn)練突破1.下圖為某動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)部分蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)的示意圖。據(jù)圖分析,下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)其加工的蛋白質(zhì)先進(jìn)行分類再轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的不同部位B.附著型核糖體(附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體)合成的多肽通過囊泡運(yùn)輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)加工C.細(xì)胞膜上糖蛋白的形成經(jīng)過了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工D.分泌蛋白經(jīng)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外體現(xiàn)了生物膜的功能特性
由題圖可知,高爾基體對(duì)其加工的蛋白質(zhì)先進(jìn)行分類再轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞的不同部位,A項(xiàng)錯(cuò)誤。附著型核糖體合成的多肽是在信號(hào)肽的引導(dǎo)下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)進(jìn)行加工的(這一過程沒有囊泡運(yùn)輸),之后該蛋白質(zhì)通過囊泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w進(jìn)行修飾加工,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖可知,細(xì)胞膜上糖蛋白的形成先后經(jīng)過了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,C項(xiàng)正確。分泌蛋白經(jīng)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外屬于胞吐,體現(xiàn)了生物膜的結(jié)構(gòu)特性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.α-乳白蛋白廣泛存在于哺乳動(dòng)物的乳汁中,是由乳腺腺泡上皮細(xì)胞合成的特殊蛋白質(zhì)。為研究相關(guān)分泌過程,某生物興趣小組用35S標(biāo)記一定量的氨基酸來培養(yǎng)某哺乳動(dòng)物的乳腺細(xì)胞,并測(cè)得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體上放射性強(qiáng)度的變化如圖甲曲線所示;在此過程中,高爾基體膜、細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積的變化如圖乙曲線所示;該乳腺細(xì)胞中分泌蛋白的合成與分泌過程如圖丙所示。請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問題。
(1)圖甲中曲線c表示　　　　　　上放射性強(qiáng)度的變化;圖丙中,出現(xiàn)35S的部位依次為　　　　　　　　　　　(用序號(hào)表示)。?(2)圖乙中曲線e、f代表的生物膜所屬的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是　　　　　　。(3)導(dǎo)致圖乙中曲線d下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　。(4)實(shí)驗(yàn)期間在該乳腺細(xì)胞分泌物中分離出了α-乳白蛋白、脂肪、抗體和乳糖四種物質(zhì),其中沒有放射性的物質(zhì)是　　　　　　。?
答案:(1)高爾基體?、佗邰冖蔻堋?2)細(xì)胞膜、高爾基體　(3)曲線d所代表的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)要形成囊泡,將蛋白質(zhì)運(yùn)送到高爾基體　(4)脂肪、乳糖
解析:(1)乳腺細(xì)胞利用35S標(biāo)記的氨基酸合成分泌蛋白并分泌到細(xì)胞外,此過程中核糖體利用氨基酸合成多肽,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)多肽進(jìn)行初步加工,并形成囊泡運(yùn)輸給高爾基體,高爾基體對(duì)其進(jìn)一步加工后形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡,最后囊泡與細(xì)胞膜融合,因此α-乳白蛋白被分泌到細(xì)胞外,用圖丙中的序號(hào)表示為①③②⑥④,所以圖甲中曲線a、b、c所指的依次是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。(2)(3)蛋白質(zhì)分泌過程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜面積減小,細(xì)胞膜的膜面積增大,高爾基體先與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的囊泡融合,此時(shí)膜面積增大,之后形成包裹蛋白質(zhì)的囊泡,最后囊泡與細(xì)胞膜融合,此時(shí)膜面積減小,因此圖乙中曲線d、e、f代表的生物膜所屬的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞膜、高爾基體。(4)脂肪和乳糖不含35S,所以沒有放射性。
高考真題剖析【例題1】 (2020山東卷改編)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進(jìn)入高爾基體后,S酶會(huì)在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標(biāo)志。具有該標(biāo)志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識(shí)別,經(jīng)高爾基體膜包裹形成囊泡,在囊泡逐漸轉(zhuǎn)化為溶酶體的過程中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶;不能發(fā)生此識(shí)別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運(yùn)往細(xì)胞膜。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.M6P標(biāo)志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性B.溶酶體酶的合成、加工、運(yùn)輸過程需要消耗能量C.S酶功能喪失的細(xì)胞中,衰老和損傷的細(xì)胞器會(huì)在細(xì)胞內(nèi)積累D.M6P受體基因缺陷的細(xì)胞中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)會(huì)聚集在高爾基體內(nèi)
核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題以S酶的合成為載體,重點(diǎn)考查了酶的特性、本質(zhì)和分泌蛋白的合成、加工過程,較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:D解析:進(jìn)入高爾基體的蛋白質(zhì)并非都被S酶作用而帶上M6P標(biāo)志,說明S酶與相應(yīng)蛋白質(zhì)之間發(fā)生了特異性識(shí)別,體現(xiàn)了S酶的專一性,A項(xiàng)正確。溶酶體酶的合成、加工、運(yùn)輸過程需要消耗能量,B項(xiàng)正確。溶酶體含有大量的水解酶,可以分解衰老和損傷的細(xì)胞器,也能吞噬侵入細(xì)胞的細(xì)菌和病毒,由題意可知,S酶功能喪失的細(xì)胞不能產(chǎn)生溶酶體酶,衰老和損傷的細(xì)胞器會(huì)在細(xì)胞內(nèi)積累,C項(xiàng)正確。由題意可知,M6P受體基因缺陷的細(xì)胞中,帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)不會(huì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶,而是經(jīng)囊泡運(yùn)往細(xì)胞膜,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【例題2】(2022廣東卷)將正常線粒體各部分分離,結(jié)果見下圖。含有線粒體DNA的是(　　)A.①B.②C.③D.④核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題重點(diǎn)考查了線粒體的結(jié)構(gòu),較好地考查了“生命觀念”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:C解析:由題圖可知,①為線粒體外膜和內(nèi)膜間的物質(zhì),②為線粒體內(nèi)膜結(jié)構(gòu)物質(zhì),③為線粒體基質(zhì)中的物質(zhì),④為線粒體外膜結(jié)構(gòu)物質(zhì)。線粒體DNA分布于線粒體基質(zhì),即存在于③中,C項(xiàng)符合題意。
典題訓(xùn)練1.(2023浙江卷)囊泡運(yùn)輸是細(xì)胞內(nèi)重要的運(yùn)輸方式。沒有囊泡運(yùn)輸?shù)木_運(yùn)行,細(xì)胞將陷入混亂狀態(tài)。下列敘述正確的是(　　)A.囊泡的運(yùn)輸依賴于細(xì)胞骨架B.囊泡可來自核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器C.囊泡與細(xì)胞膜的融合依賴于膜的選擇透過性D.囊泡將細(xì)胞內(nèi)所有結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的整體細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),在維持細(xì)胞形態(tài)、胞內(nèi)運(yùn)輸、變形運(yùn)動(dòng)等方面發(fā)揮著重要的作用,囊泡運(yùn)輸依賴于細(xì)胞骨架,A項(xiàng)正確。核糖體是無膜細(xì)胞器,不能產(chǎn)生囊泡,B項(xiàng)錯(cuò)誤。囊泡與細(xì)胞膜的融合依賴于膜的結(jié)構(gòu)特性,即具有一定的流動(dòng)性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。只有具有生物膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能形成囊泡,囊泡不能將細(xì)胞內(nèi)所有結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的整體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2023湖南卷)關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.細(xì)胞骨架被破壞,將影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和分化等生命活動(dòng)B.核仁含有DNA、RNA和蛋白質(zhì)等組分,與核糖體的形成有關(guān)C.線粒體內(nèi)膜含有豐富的酶,是有氧呼吸生成CO2的場(chǎng)所D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種膜性管道系統(tǒng),是蛋白質(zhì)的合成、加工場(chǎng)所和運(yùn)輸通道
細(xì)胞骨架與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和分化有關(guān),所以細(xì)胞骨架被破壞,將影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和分化等生命活動(dòng),A項(xiàng)正確。核仁中含有DNA、RNA和蛋白質(zhì)等組分,與核糖體的形成有關(guān),B項(xiàng)正確。線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所,CO2是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物,有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是具膜細(xì)胞器,與蛋白質(zhì)的合成、加工和運(yùn)輸有關(guān),D項(xiàng)正確。
3.(2021山東卷)高爾基體膜上的RS受體特異性識(shí)別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì),以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運(yùn)輸?shù)姆绞綄㈠e(cuò)誤轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體的該類蛋白運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并釋放。RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.消化酶和抗體不屬于該類蛋白B.該類蛋白運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程消耗ATPC.高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH高D.RS功能的缺失可能會(huì)使高爾基體內(nèi)該類蛋白的含量增加
該類蛋白屬于胞內(nèi)蛋白,而消化酶和抗體屬于分泌蛋白,因此消化酶和抗體不屬于該類蛋白,A項(xiàng)正確。囊泡運(yùn)輸消耗ATP,B項(xiàng)正確。高爾基體膜上的RS受體特異性識(shí)別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì),RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱。因此,高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH低,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意可知,若RS功能缺失,則RS受體不能和錯(cuò)誤轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體的蛋白質(zhì)結(jié)合并運(yùn)回內(nèi)質(zhì)網(wǎng),可能會(huì)使高爾基體內(nèi)該類蛋白的含量增加,D項(xiàng)正確。
4.(不定項(xiàng)選擇題)下圖為高等動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)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(xì)胞中B.具有單層生物膜的結(jié)構(gòu)②與細(xì)胞分泌活動(dòng)有關(guān)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
結(jié)構(gòu)①為中心體,在細(xì)胞分裂間期因復(fù)制而倍增,A項(xiàng)錯(cuò)誤。結(jié)構(gòu)②為高爾基體,與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān),B項(xiàng)正確。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(jìn)入細(xì)胞核,參與轉(zhuǎn)錄過程,而在細(xì)胞核中經(jīng)轉(zhuǎn)錄過程形成的RNA穿過核孔進(jìn)入細(xì)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(xiàng)錯(cuò)誤。④⑤處的核糖體分別為附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體和游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體,核糖體主要由RNA和蛋白質(zhì)組成,D項(xiàng)正確。
5.哺乳動(dòng)物肝細(xì)胞的代謝活動(dòng)十分旺盛。下列細(xì)胞結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)功能表述有誤的是(　　)A.細(xì)胞核:遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存與基因轉(zhuǎn)錄B.線粒體:丙酮酸分解與ATP合成C.高爾基體:分泌蛋白的合成與加工D.溶酶體:分解失去功能的細(xì)胞組分
細(xì)胞核中有染色體,染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成,能控制細(xì)胞的代謝和遺傳,A項(xiàng)正確。丙酮酸的分解(有氧呼吸的第二階段)發(fā)生在線粒體中,有氧呼吸的第二、第三階段都生成ATP,B項(xiàng)正確。高爾基體對(duì)蛋白質(zhì)起加工、分類、包裝和運(yùn)輸作用,核糖體是蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所,C項(xiàng)錯(cuò)誤。溶酶體含有水解酶,可分解因衰老、破損而失去功能的細(xì)胞結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確。
6.下圖分別為不同細(xì)胞器的局部圖像。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.①既可與核膜直接相連,又可與細(xì)胞膜直接相連B.①中可發(fā)生肽鏈的盤曲、折疊,在此形成的蛋白質(zhì)還需要在②中進(jìn)一步修飾加工C.③在各種動(dòng)物的細(xì)胞中都廣泛存在,其內(nèi)部能產(chǎn)生CO2和[H]D.若④是一種小球狀結(jié)構(gòu),則圖示現(xiàn)象可表示為對(duì)衰老、損傷細(xì)胞器的分解

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