1、专题二专题二 细胞的结构和功能细胞的结构和功能【高考帮生物】第一单元 细胞的分子组成和结构目 录考点1 多种多样的细胞考点帮 必备知识通关考法帮 解题能力提升 考法1 病毒及真原核细胞的结构和功能辨析考点2 细胞膜的结构和功能考点帮 必备知识通关考法帮 解题能力提升 考法2 细胞膜的组成、结构和功能分析 目 录考点3 细胞器和生物膜系统考点帮 必备知识通关考法帮 解题能力提升 考法3 细胞器结构和功能的分析与判断 考法4 生物膜系统在结构和功能上的联系的分析考点4 实验:用显微镜观察叶绿体和线粒体考点帮 必备知识通关考法帮 解题能力提升 考法5 用显微镜观察线粒体和叶绿体目 录考点5 细胞核的
2、结构和功能考点帮 必备知识通关考法帮 解题能力提升 考法6 细胞核的结构和功能分析 易 错 不清楚线粒体与有氧呼吸、叶绿体与光合作用的关系高分帮 “双一流”名校冲刺 实验突破1 物质鉴定和提取类实验归纳 题型剖析1 种子的成熟与萌发过程中相关物质的变化与检测 创新应用1 科研成果的生物学机理 考情解读课标要求1. 说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成,这些细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构；2. 描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核；3. 概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流； 考情解读课标要求
3、4. 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；5. 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；6. 实验:观察叶绿体和细胞质流动；7. 阐明遗传信息主要储存在细胞核中。 考情解读核心考点核心命题角度考题取样命题情境素养能力多种多样的细胞病毒的成分、结构及繁殖2018全国卷,T5A、B学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题能力真核细胞和原核细胞的比较和判断2016全国卷,T1C学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题能力2019海南,T5学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题能力细胞膜的结构和功能细胞膜的组成
4、、结构和功能分析2016全国卷,T1学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题能力2018浙江下半年选考,T19 教材图示情境生命观念、科学思维,解决问题能力主要细胞器的结构和功能分析2020全国卷,T30实验探究情境生命观念、科学思维、科学探究,实验探究能力2020浙江1月选考,T14实验探究情境生命观念、科学思维、科学探究,实验探究能力 考情解读核心考点核心命题角度考题取样命题情境素养能力细胞器和生物膜系统结合细胞亚显微结构图考查细胞器的结构和功能2019江苏,T21显微图示情境生命观念、科学思维,解决问题能力生物膜系统的结构和功能2018全国卷,T1学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题
5、能力实验:用显微镜观察叶绿体和线粒体有关实验操作和实验现象的考查2019江苏,T22A实验探究情境生命观念、科学思维、科学探究,实验探究能力细胞核的结构和功能结合图文信息考查细胞核的结构和功能2019全国卷,T2学习归纳情境生命观念、科学思维,解决问题能力续表 考情解读高考怎么考1. 对本专题而言,高考多以对比的形式考查细胞膜、细胞核和各种细胞器在结构、功能上的区别与联系,体现生命观念中的结构与功能观,且注重跨模块、跨章节综合考查,常与细胞代谢或基因的转录和翻译相结合进行命题,题型以选择题为主。2. 预计2022年高考仍将从不同角度考查细胞的结构和功能,且细胞膜的功能、细胞器的结构与功能仍将是
6、高考命题热点,并有可能出现在非选择题中,主要考查考生的识记能力、知识迁移运用能力等。考点1 多种多样的细胞 考点帮 必备知识通关一、从生物圈到细胞1.生命活动离不开细胞2.生命系统的结构层次名师提醒1. 植物没有系统层次;病毒不属于生命系统的结构层次。2. 一个单细胞生物既可对应细胞层次,又可对应个体层次,但其没有组织、器官、系统层次。3. 细胞是地球上最基本的生命系统,生物圈是地球上最大的生命系统。二、细胞学说1.细胞学说的建立过程 科学家成就罗伯特虎克观察到软木薄片有蜂窝状小室并将小室命名为细胞列文虎克观察到活细胞施莱登和施旺创建了细胞学说魏尔肖提出细胞通过分裂产生新细胞2.主要内容3.意
7、义:揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,使人们认识到生物之间有共同的结构基础。三、细胞的多样性和统一性1.细胞多样性的表现和原因表现原因根本原因直接原因不同种生物的细胞大小、形态、结构、功能不同遗传物质的多样性组成细胞的蛋白质种类不同同种生物不同组织细胞的形态、结构不同基因的选择性表达2.细胞的统一性的五个表现3.原核细胞与真核细胞的比较项目原核细胞真核细胞模式图解 大小较小较大显著区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的真正的细胞核细胞壁主要成分为肽聚糖植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶细胞质有核糖体,无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核拟核,无核膜和核仁有核膜和核仁续表项目原核
8、细胞真核细胞DNA存在形式裸露存在;拟核:大型环状;质粒:小型环状 细胞核:和蛋白质结合形成染色体(质);细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在是否遵循遗传规律否是(核基因);否(质基因) 变异类型基因突变(肺炎双球菌转化等属于基因重组) 基因突变、基因重组、染色体变异细胞分裂一般为二分裂有丝分裂、无丝分裂和减数分裂举例细菌、蓝藻酵母菌等真菌,原生生物细胞,高等植物、动物细胞等链接新教材 蓝藻的更名 新版教材必修1中将蓝藻更名为蓝细菌,指出“蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物”,蓝细菌的命名真实地反映了它的结构特点和分类地位。名师提醒 真、原核细胞的6个不一定1. 不属于真
9、核生物的不一定就是原核生物,病毒没有细胞结构,既非原核生物也非真核生物。2. 带“菌”的不一定都是细菌(原核生物),如酵母菌是真核生物。3. 带“藻”的不一定都是原核生物,如绿藻是真核生物。4. 能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝藻无叶绿体。5. 能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如硝化细菌。6. 没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞,如哺乳动物的成熟红细胞。 考法帮 解题能力提升考法1 病毒及真原核细胞的结构和功能辨析1.衍射法构建病毒的相关知识2.细胞结构图像的判断(1)显微结构与亚显微结构模式图的判断是否表示出细胞器的结构(2)真核细胞和原核细胞及动植物细胞的判断命题角度1
10、病毒的成分、结构及繁殖示例1 2018全国卷,5改编,6分下列关于病毒的叙述,正确的是A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C.HIV在活细胞外能大量增殖D.HIV仅含有核糖体这一种细胞器思路分析解析 本题考查病毒的遗传物质、结构和增殖等知识。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,A正确;T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,其不能感染肺炎双球菌,B错误;HIV是病毒,营寄生生活,必须寄生在活细胞内才能大量增殖,C错误;HIV无细胞结构,不含核糖体,D错误。答案 A深度学习 问题:病毒没有细胞结构,可以看作一个系统吗?是一个生命系统吗?是生物吗?提示:一
11、个病毒可以看作一个系统,因为它由蛋白质和核酸构成,它们有机地结合在一起形成一个整体,就构成一个系统;由于病毒不能独立代谢,因此不构成一个生命系统;由于病毒能够繁殖后代,因此属于生物。命题新方向 2020年全国卷、都涉及了“新冠病毒”的相关知识,部分选项考查了教材中没有涉及的常见防控措施:开窗通风、戴口罩、勤洗手、高温消毒、酒精消毒等,这能体现考生在日常生活中积累的生物学知识,增强学生的社会责任感以及关注社会热点的意识。在今后的复习备考过程中考生一定要加强“社会热点、社会责任”等应用性知识的储备。命题角度2真核细胞和原核细胞的比较和判断考情回顾 判断正误:1.2017海南,T2C改编原核生物拟核
12、区中含有环状的DNA分子。()2.2016全国卷,T1C蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程。()3.2016上海,T2A(题干信息说明:在电子显微镜下,放线菌和霉菌中都能观察到的结构是)核糖体和质膜。()答案 1.2.(提示:蓝藻是原核生物,细胞内没有线粒体)3.示例2 2018海南,2,2分关于酵母菌和乳酸菌的叙述,错误的是A.酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸B.酵母菌有线粒体,而乳酸菌无线粒体C.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有拟核D.溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁思路分析解析 酵母菌既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,乳酸菌只能进行无氧呼吸,A正确;酵母菌属于真核生物,其细胞中含有
13、线粒体,而乳酸菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,B正确;酵母菌属于真核生物,其细胞中具有细胞核,而乳酸菌属于原核生物,其细胞中具有拟核,C正确;溶菌酶能破坏乳酸菌的细胞壁,但不能破坏酵母菌的细胞壁,D错误。答案 D科学思维 批判性思维 差异中的共性、共性中的差异1. 真、原核细胞在结构上最显著的区别是有无以核膜为界限的细胞核,而在这个显著区别中包含的共性是都有DNA(作为遗传物质)。2. 真、原核细胞都有细胞质,但是这个共性中的显著区别是所含细胞器的种类具有很大差。考点2 细胞膜的结构和功能 考点帮 必备知识通关一、细胞膜的制备归纳总结 哺乳动物成熟的红细胞的特点和功能 哺乳动物成熟的红细胞
14、是高度分化的细胞,无核、无细胞器,生存时间短,只能进行产乳酸的无氧呼吸,可运输氧气和二氧化碳。二、细胞膜的成分链接新教材 糖被出处关键词句教材必修1 P68细胞膜的外表、蛋白质与糖类结合形成新版教材必修1 P45细胞膜的外表面、糖类分子三、细胞膜的结构1.生物膜结构的探究历程探究历程实验依据结论或假说膜成分探究脂溶性物质更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的将膜分离提纯并进行化学分析膜的主要成分是脂质和蛋白质探究历程实验依据结论或假说静态模型建立 红细胞中脂质在空气水界面上铺展成单分子层,其面积是红细胞表面积的两倍细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构生物膜由蛋白质
15、脂质蛋白质三层结构构成,是静态的结构动态模型建立 人鼠细胞融合实验细胞膜具有流动性新的观察和实验证据提出大多数人所接受的流动镶嵌模型名师提醒 静态模型对细胞的物质运输和信息交流功能、细胞的生长、变形虫的变形运动等不能作出很好的解释。2.流动镶嵌模型四、细胞膜的功能知识拓展 信息分子全归纳 1. 种类:激素类、神经递质类、淋巴因子、气体分子等。2. 特点:特异性只能与特定的受体结合;高效性少数信息分子即引发明显的生物学效应;作用后可被灭活、降解或回收。五、细胞膜的结构特点与功能特性比较细胞膜的结构特点细胞膜的功能特性内容具有一定的流动性选择透过性原因构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止不动的
16、,而是运动的遗传性载体蛋白种类、数量选择性实例变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐植物根部细胞对离子的选择性吸收,肾小管对水的重吸收作用等影响因素温度(在一定范围内,温度越高,细胞膜的流动性越大)内因:细胞膜上载体的种类和数量;外因:温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素联系流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动性,才能实现选择透过性核心素养 科学思维 常考膜蛋白的种类和功能1. 受体蛋白:信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体。2. 载体蛋白:协助扩散和主动运输的载体蛋白。3. 酶:细胞内生命活动的有序进行依赖于酶的催化作用。4. 糖蛋白等:用于细胞的识别(如精卵细胞的识别,免疫细胞
17、对抗原的特异性识别等)。 考法帮 解题能力提升考法2 细胞膜的组成、结构和功能分析1.利用网络图构建质膜成分、结构与功能之间的联系2.不同生理状态下细胞膜的成分及功能分析(1)衰老细胞的细胞膜通透性发生改变,物质运输功能下降。(2)代谢旺盛的细胞物质运输速度快,需要的载体种类和数目多,细胞膜上蛋白质的种类和含量较多。(3)细胞癌变后:细胞膜上的糖蛋白等减少,癌细胞之间的黏着性降低,易于分散和转移;产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质,可作为判断细胞是否癌变的指标之一。(4)死亡细胞的细胞膜没有选择透过性。3.实验法探究细胞膜的组成、结构和功能(1)细胞膜成分的鉴定细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶
18、剂处理细胞膜被溶解 磷脂酶处理细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂发生紫色反应 蛋白酶处理细胞膜被破坏(2)细胞膜结构特点流动性的验证方法:荧光标记法。操作及现象:如图所示。结论:人细胞的膜蛋白和小鼠细胞的膜蛋白最终均匀分布,说明细胞膜具有一定的流动性。(3)细胞膜的功能控制物质进出功能的验证识别功能的验证命题角度3细胞膜的组成、结构和功能分析考情回顾 判断正误:1.2018全国卷,T2B、C细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素。()两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。()2.2017全国卷,T2A动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递。()3.
19、2017江苏,T21D细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异。()答案 1.2.3.示例3 2020全国卷,29,10分真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。结构名称突触高尔基体(1) 叶绿体的类囊体膜功能(2) (3) 控制物质进出细胞作为能量转换的场所膜的主要成分(4) 功能举例在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程参与K+从土壤进入植物根细胞的过程(5) 解析 (1)细胞膜是生命系统的边界,具有控制物质进出细胞的功能。(2)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成,是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构,可参与信息传递过程。
20、(3)高尔基体是具有单层膜的细胞器,其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装,然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。(4)生物膜主要由脂质和蛋白质组成。(5)叶绿体的类囊体膜是光合作用光反应(将光能转化为化学能)的场所,在光反应阶段,类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能,这些能量可以用于H2O的光解,产生O2和H,也可以用于合成ATP。答案 (1)细胞膜(2)参与信息传递(3)对蛋白质进行加工、修饰(4)脂质和蛋白质(5)叶肉细胞进行光合作用时,光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上核心素养解读 本题主要考查核心素养中的生命观念和科学思维,具体表现如下:核心素养 核心素养角度膜
21、结构上的蛋白质功能生命观念 结构与功能观突触后膜上的受体蛋白实现细胞间信息交流高尔基体中的某些酶可催化肽链间二硫键等化学键的形成实现蛋白质空间结构的形成(加工、修饰)载体蛋白、通道蛋白控制物质进出细胞类囊体薄膜上与光合作用有关的酶参与光反应,实现能量转换科学思维 归纳与概括“功能”与“功能举例”不同:功能举例指的是具体的某一方面,如激素发挥调节功能、胞间连丝有利于植物细胞物质交换和信息交流等,这些具体的功能均属于细胞膜功能中“细胞间信息交流”这一较大的概念教材深挖 示例3中的素材都能在教材中找到落脚点,具体如下:涉及内容链接教材突触教材必修3 P19图2-4,神经元之间通过突触传递信息高尔基体
22、教材必修1 P46,图3-6,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”细胞膜教材必修1 P42,“细胞膜的功能”下面,细胞膜的功能之一是控制物质进出细胞叶绿体的类囊体膜教材必修1 P99“这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素,就分布在类囊体的薄膜上”,以及P100“叶绿体是进行光合作用的场所还有许多进行光合作用所必需的酶”考点3 细胞器和生物膜系统 考点帮 必备知识通关一、主要细胞器的结构和功能分类名称模式图作用双层膜线粒体 有氧呼吸的主要场所叶绿体 绿色植物光合作用的场所单层膜内质网 细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”高尔基体 对来自内质
23、网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”分类名称模式图作用单层膜溶酶体 “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病菌液泡 (1)调节植物细胞内的环境,使细胞保持坚挺;(2)含无机盐、色素、糖类、蛋白质等物质无膜核糖体 蛋白质的合成场所中心体 与细胞的有丝分裂有关二、辨析线粒体和叶绿体项目线粒体叶绿体增大膜面积的方式内膜向内腔折叠形成嵴由囊状结构薄膜堆叠成基粒生理功能有氧呼吸的主要场所,其中完成有氧呼吸的第二、三阶段光合作用的场所,其中完成光合作用全过程酶的种类和分布与有氧呼吸有关的酶,分布于线粒体基质和内膜上与光合作用有关的酶,分布于叶绿体基质和类囊体薄膜上相同
24、点均具有双层膜;都含有少量的DNA和RNA,是半自主性细胞器;都能产生ATP,与能量转换有关;都参与碳循环;都既产生水又消耗水三、细胞器之间的协调配合和生物膜系统1.各种生物膜之间的联系(1)在成分上的联系统一性:各种生物膜在组成成分上基本相似,都主要由蛋白质和磷脂组成,都以磷脂双分子层为基本支架。 差异性:不同生物膜的功能不同,其蛋白质的种类和数量有差异;与细胞识别有关的细胞膜中含有的糖蛋白相对较多,而其他生物膜中则很少或没有。(2)在结构上具有一定的连续性(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成与分泌为例)2.生物膜系统的组成和功能名师提醒 1. 生物膜系统是针对细胞而言的,不是生物体内的全
25、部膜结构,如口腔黏膜、胃黏膜等属于体内的“膜结构”,但不属于细胞的生物膜系统。2. 原核生物、病毒等无生物膜系统。 考法帮 解题能力提升考法3 细胞器结构和功能的分析与判断1.用结构与功能相适应的观点理解细胞器的分布与数量变化(1)线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多,如肾小管、心肌、肝脏等部位的细胞因代谢旺盛,线粒体数量多。(2)叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中,有些部位无叶绿体,如叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,根尖分生区细胞无叶绿体,注意表皮细胞一般不含叶绿体。(3)在代谢旺盛的细胞中,核糖体、内质网、高尔基体的数量较多,如肠腺等部位的一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞、神经细胞的突触小体中含
26、高尔基体较多。2.多角度归纳各类细胞器命题角度4主要细胞器的结构和功能分析考情回顾 判断正误(T3除外):1.2020江苏,T3A、C、D根据细胞代谢需要,线粒体可在细胞质基质中移动和增殖;()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;()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。()2.2019浙江4月选考,T13A、B、C液泡在有丝分裂末期时分泌囊泡;()光面内质网是合成蛋白质的主要场所;()叶绿体内膜向内折叠若干层利于色素附着。()3.2018全国卷,T30(1)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是。 4.2017天津理综
27、,T1B(题干信息说明:下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是)组成成分中含mRNA。()5.2016海南,T8植物细胞中的液泡是一种细胞器;()液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化;()液泡中含有糖和无机盐,不含有蛋白质;()花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色。()答案 1.(提示:分泌蛋白在核糖体上合成)2.(提示:在有丝分裂末期分泌囊泡的是高尔基体)(提示:核糖体是合成蛋白质的场所)3.对蛋白质进行加工、分类和包装4.5.(提示:液泡中含有色素和蛋白质等物质)示例4 2019全国卷,1,6分下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述,正确的是 A.三者都存在于蓝藻中 B.三者都含有DNAC
28、.三者都是ATP合成的场所 D.三者的膜结构中都含有蛋白质思路分析解析 蓝藻属于原核生物,不含高尔基体、线粒体和叶绿体,A错误;高尔基体不含DNA,线粒体和叶绿体中含有DNA,B错误;线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,叶绿体是进行光合作用的场所,线粒体和叶绿体的类囊体薄膜都可以合成ATP,高尔基体参与植物细胞壁、动物分泌物的形成,消耗ATP,C错误;高尔基体、线粒体和叶绿体都是具有膜结构的细胞器,而膜的主要成分中有蛋白质,D正确。答案 D高考链接 1. 在差别中找相同点:本题把三种不同的细胞器放在一起进行比较。从结构决定功能的角度来看,一切生命活动都离不开蛋白质,这充分体现了生命观念中的“结构与
29、功能观”。这种考查角度还出现在2019年全国卷第1题中。2. 在相似的结构中找差别:不同细胞器之间或多或少的存在一些共性,但是由于它们行使的功能不同,在结构上也存在差异,这仍然体现了生命观念中的“结构与功能观”。这种考查角度还出现在2020年江苏卷第3题中。命题角度5结合细胞亚显微结构图考查细胞器的结构和功能示例5 2018江苏,26节选,5分如图为真核细胞中 3 种结构的示意图,请回答下列问题:(1)甲的名称为,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有(在甲、乙、丙中选择)。 (2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与(填序号)的形成直接有关
30、。 内质网高尔基体中心体核糖体(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的提供更多的附着场所。思路分析 解析 (1)图中三种结构清晰,可根据其典型特征判断出甲为细胞核,乙为线粒体,丙为叶绿体。有丝分裂前期核膜解体、核仁消失,且洋葱根尖细胞没有叶绿体,故处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞中含有乙(线粒体)。(2)图甲中结构c是核仁,根据题意蛋白质合成活跃则结构c较大,蛋白质合成不活跃则结构c较小,而蛋白质合成的场所是核糖体,结构c(核仁)与核糖体的形成有关。(3)线粒体扩大膜面积的方式是通过内膜向腔内折叠形成嵴(e);叶绿体增大膜面积的方
31、式是通过类囊体堆叠形成叶绿体基粒(h),生物膜的功能之一是为多种酶提供附着位点,是许多生化反应的场所。答案 (1)细胞核乙(2)(3)e、h酶考法4 生物膜系统在结构和功能上的联系的分析1.运用三看法分析各种生物膜在功能上的联系 以分泌蛋白的合成与分泌为例分析细胞器之间的分工合作: 一看标记氨基酸出现的先后顺序。核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜(胞外)。常见的图形有两种,一种是示意图(如图1),侧重考查细胞器的识别、标记出现顺序的判别;另一种是坐标曲线图(如图2),侧重考查放射性元素出现的顺序。图1 图2 二看膜面积变化的结果。该过程可导致内质网膜面积缩小,细胞膜面积增大,高尔基体膜面积基本
32、不变,可用下面两种图形表示。 三看与分泌蛋白的形成有关的细胞器。结合图1可以看出下列细胞器直接或间接参与了分泌蛋白的合成与分泌:核糖体(蛋白质的生产机器)、内质网(蛋白质的合成和加工车间)、高尔基体(蛋白质的加工、分类和包装车间)和线粒体(提供能量)。2.注意避开有关蛋白质分泌和合成问题的八个关键词陷阱 如看准所问结构是“相关”还是“直接相关”,是“结构”还是“细胞器”,是“结构”还是“膜结构”,是“细胞器”还是“具膜细胞器”。命题角度6以分泌蛋白的合成和运输为载体考查细胞器的分工合作和生物膜系统示例6 江苏高考,26,8分如图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题:(1)图中
33、双层膜包被的细胞器有(填序号)。 (2)若该细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有(填序号),合成后通过运输到(填序号)中进一步加工。(3)新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有性。 (4)若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到(填序号)发挥作用。解析 (1)图中的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体,其中具有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体。(2)浆细胞内抗体蛋白的合成过程:在内质网上的核糖体中合成肽链,肽链进入内质网腔中经盘曲折叠形成一定的空间结构,再通过内质网“出芽”形成囊泡,运送到高尔基体中进一步加工。(3)细胞
34、核中转录产生的mRNA经一系列加工后通过核孔进入到细胞质中,核孔对于转运的物质具有选择性。(4)丙酮酸脱氢酶催化有氧呼吸第二阶段中丙酮酸的分解,其发挥作用的场所为线粒体基质。答案 (1)(2)囊泡(3)核孔选择(4)命题角度7生物膜系统的结构和功能示例7 细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图,分析回答下列问题。(1)b是刚形成的溶酶体,它起源于细胞器a;e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a是,c是,d是。 (2)f表示b与e正在融合,这种融合过
35、程反映了生物膜在结构上具有特点。 (3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是等。 (4)细胞器膜、和等结构,共同构成细胞的生物膜系统。可以模拟生物膜的功能特性对海水进行淡化处理。思路分析 解析 (1)根据各种细胞器的形态结构特征可以看出,a为高尔基体、c为内质网、d为线粒体。(2)b和e的相互融合说明生物膜具有一定的流动性。(3)所有生物膜都是以磷脂双分子层为基本支架,其上镶嵌和贯穿着蛋白质,主要成分为磷脂和蛋白质。(4)各种细胞器膜、细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统,生物膜的选择透过性功能特性在生产实践中具有广泛的应用。答案 (1)高尔基体内质网线粒体(2)一定的流动性(3)蛋白质和
36、磷脂(4)细胞膜核膜(此两空顺序可调换)选择透过性名师提醒 “功能”和“功能特性” 本题最后一空,很多老师和考生认为也可以填“控制物质进出”。从较大概念角度来看,细胞膜具有将细胞与外界环境隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流等功能。我们知道,生物膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特性是选择透过性。本空要求填的是功能特性,这与示例3中“功能”和“功能举例”之间的辩证关系有异曲同工之妙。考点4 实验：用显微镜观察叶绿体和线粒体 考点帮 必备知识通关1.实验原理2.材料的选取实验观察叶绿体观察线粒体选材藓类叶片菠菜叶稍带些叶肉的下表皮人口腔上皮细胞原因叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可以取整
37、个小叶直接制片细胞排列疏松,易撕取;含叶绿体数目少且个大没有颜色,便于观察;易取材3.实验流程(1)观察叶绿体(2)观察线粒体(3)实验总结用高倍显微镜可观察到叶绿体和线粒体的形态和分布,但不能观察到叶绿体和线粒体的亚显微结构。观察叶绿体时不需染色,而观察线粒体时需要染色。观察叶绿体和线粒体的实验过程中细胞均是活的,且在观察叶绿体的实验中要随时保持有水状态,以免影响细胞的活性。观察线粒体应选择人体或动物细胞或植物体无色部位的细胞,不能选择绿色组织的细胞。健那绿染液是专一性地使活细胞中的线粒体着色的染料,使线粒体呈蓝绿色,而细胞质接近无色。 考法帮 解题能力提升考法5 用显微镜观察线粒体和叶绿体
38、命题角度8有关实验操作和实验现象的考查示例8 2021豫南九校联考下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的实验”的说法,正确的是A.健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中的线粒体呈现灰绿色B.观察叶绿体时选用藓类的叶,原因是叶片薄而小,叶绿体较为清楚C.用菠菜叶作为实验材料,要取菠菜叶的上表皮并稍带些叶肉D.可用高倍镜直接观察叶绿体和线粒体解析 健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,A错误;由于藓类的叶片薄而小,叶绿体较为清楚,可取整个小叶直接制片,作为观察叶绿体的实验材料,B正确;菠菜叶上表皮受光照强,叶绿体小而多,而下表皮的叶绿体大而少
39、,大叶绿体观察方便,因此用菠菜叶作为实验材料时,要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮。另外,与上表皮紧挨着的叶肉细胞排列紧密,很难撕取,C错误;用显微镜观察时,应先用低倍镜找到要观察的物像,将物像移至视野中央,再换上高倍镜观察,不能用高倍镜直接观察,D错误。答案 B考点5 细胞核的结构和功能 考点帮 必备知识通关一、细胞核的结构三、细胞核功能的实验验证 黑白两种美西螈的核移植实验、伞藻嫁接及核移植实验说明生物性状由细胞核控制,变形虫的切割与核移植实验和蝾螈受精卵横缢实验说明细胞生长、分裂、对外界刺激的反应等由细胞核控制。二、细胞核的功能归纳总结 1.细胞核是细胞代谢的控制中心,但不是细胞代谢的中心,细
40、胞代谢的主要场所是细胞质。2.细胞核与其他知识点的联系(1)与细胞周期的关系:核膜、核仁在细胞有丝分裂前期消失,末期重建;(2)代谢越旺盛的细胞,核孔的数目越多,核仁的体积越大。核心素养 科学思维 批判性思维在核仁形成与核糖体的关系中的应用思考:核仁与核糖体的形成有关,那么,核糖体的形成一定离不开核仁吗?提示:不一定,原核细胞内没有核仁,也能形成核糖体。 考法帮 解题能力提升考法6 细胞核的结构和功能分析1.结构方面:(1)细胞核:并非所有的真核细胞都有细胞核,如高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核;原核细胞有无核膜的“细胞核”,不能说成无细胞核。(2)核孔:也具
41、有选择性,能选择性地控制大分子物质进出核孔,如细胞核中的DNA一般不能通过核孔进入细胞质。(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。2.功能方面:(1)细胞核是细胞代谢的控制中心不是代谢中心,细胞代谢的中心是细胞质,因此无核细胞(如哺乳动物成熟红细胞)和无细胞质或细胞质很少的细胞(如精子)寿命都短;(2)细胞核还是遗传的控制中心,因此,无核细胞不能进行细胞分裂。名师提醒 1.细胞核和细胞质可通过核孔相通,核膜与细胞器膜、细胞膜等共同构成生物膜系统。2.细胞核不能脱离细胞质而独立存在,细胞质也不能脱离细胞核长期存活,两者相互依存,缺一不可。
42、 避误区 易错易混易错 不清楚线粒体与有氧呼吸、叶绿体与光合作用的关系示例10 2020全国卷,30,9分为了研究细胞器的功能,某同学将正常叶片置于适量的溶液B中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题:(1)该实验所用溶液B应满足的条件是(答出2点即可)。 (2)离心沉淀出细胞核后,上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解,原因是此上清液中含有。 (3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光,(填“有”或“没有”)氧气释放,原因是。解析 (1)为研究细胞器的功能,在分离细胞器时一定要保证细胞器结构的完整和功能
43、的正常,因此本实验所用溶液B的pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同。(2)离心沉淀出细胞核后,细胞质基质组分和线粒体均分布在上清液中,与有氧呼吸有关的酶在细胞质基质和线粒体中,因此在适宜的条件下,上清液能将葡萄糖彻底分解。(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光,因为类囊体膜是水分解释放氧气的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能,所以仍有氧气释放。答案 (1)pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同(2)细胞质基质组分和线粒体(3)有类囊体膜是水分解释放氧气的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能错因分
44、析 不清楚线粒体、叶绿体这两种细胞器与有氧呼吸、光合作用之间的关系是错答此类试题的原因。核心素养解读 运用结构与功能观理解有氧呼吸和线粒体之间的关系 1.有氧呼吸实际上是有机物在细胞内彻底氧化分解的过程,起关键作用的是有关酶系统。2.构成线粒体的两层生物膜,可为酶提供附着位点、将内部与外界隔开避免外来干扰,使有氧呼吸的第二、三阶段高效而有序地进行。3.对于没有线粒体的好氧型原核生物,只要其有有氧呼吸相关酶,就能进行相应的生化反应。4.辩证地看有氧呼吸和线粒体之间的关系,才能从本质上理解结构与功能观。5.叶绿体与光合作用的辩证关系也是如此。 高分帮 “双一流”名校冲刺实验突破2 显微观察类实验归
45、纳1.显微镜的使用(1)显微镜的使用方法(2)显微镜使用的相关知识显微镜的成像特点显微镜下所成的像是倒立的虚像,即上下、左右是颠倒的。如细胞在显微镜视野中的像偏右上方,实际在玻片上细胞是偏左下方的,要将其移到视野的中央,应将玻片向右上方移动,即“偏哪向哪移”。显微镜视野中细胞数目的计算a.视野中央一行细胞数量的变化可根据放大倍数与细胞数量成反比的规律计算。例如,在1010的放大倍数下看到64个完整细胞在视野的直径上排成一行,则转换为1040的放大倍数后,可看到的完整细胞数为16。b.圆形视野内细胞呈均匀分布时,细胞数量的变化可根据看到的细胞数量与放大倍数的平方成反比的规律计算。例如,在1010
46、的放大倍数下看到64个完整细胞充满视野,则转换为1040的放大倍数后,可看到的完整细胞数为4。判断污物存在位置的方法名师提醒 关于物镜和目镜的区分 1.区分物镜和目镜,看有无螺纹。有螺纹的是物镜,没有螺纹的是目镜。2.区分放大倍数看物镜与目镜的长短。物镜长的放大倍数大,目镜短的放大倍数大。还可看物镜镜头离装片的距离,放大倍数越大,物镜镜头离装片越近。2.相关实验操作步骤3.显微观察类实验总结实验名称细胞状态观察对象染色剂生物材料观察DNA和RNA在细胞中的分布死细胞DNA、RNA甲基绿、吡罗红人的口腔上皮细胞观察线粒体活细胞线粒体健那绿染液低温诱导植物染色体数目的变化死细胞染色体(数目)改良苯
47、酚品红染液洋葱根尖分生区细胞观察细胞的有丝分裂死细胞染色体(形态、行为变化)龙胆紫溶液或醋酸洋红液观察细胞的减数分裂死细胞蝗虫精母细胞观察多种多样的细胞 活或死细胞细胞一般不需染色酵母菌、水绵、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等观察叶绿体活细胞叶绿体不需要染色新鲜的藓类的叶、菠菜叶等观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞中央液泡及原生质层紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞核心素养 科学思维 归纳与概括用紫色洋葱鳞片叶外表皮观察质壁分离与复原时,观察不到染色体的原因是什么?提示:表皮细胞为高度分化的成熟细胞,已经不再进行分裂,所以看不到染色体。示例11 2017江苏,4,2分下列关于用显微镜观察细胞的实验,叙述正确的
48、是A.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动B.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离C.苏丹染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒D.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数解析 转换物镜时应该手握转换器小心缓慢转动,A项错误;以洋葱鳞片叶内表皮为材料也能观察到质壁分离,B项错误;花生子叶细胞用苏丹染色后可观察到橘黄色颗粒,C项正确;在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察,但是不能进行计数,D项错误。答案 C创新应用2 蛋白质的分拣 我们知道,高尔基体对来自内质网的蛋白质具有“分类”的功能,它是如何进行“分类”的呢?科学家们经研究发现,“贴标签”是分拣蛋白质最常见的机制,也就是说,
49、在高尔基体内进行蛋白质加工的时候,不同种类、不同去向的蛋白质会被“贴上”特定的“标签”,通过特定受体的识别、结合,将蛋白质分类,进而包装。下面以2020年山东高考生物试题为例深入分析。示例12 2020山东,1,2分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
50、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思路分析 解析 进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用带上M6P标志,体现了S酶的专一性,A正确;在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成,B正确;溶酶体含有大量的水解酶,可以分解衰老、损伤的细胞器,S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质,不能产生溶酶体酶,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质不会经高尔基体膜包裹形成囊泡并在囊泡内转化为溶酶体酶,但会经囊泡运往细胞膜,不会聚集在高尔基体内,D错误。答案
