必修部分 第三章 第2节 细胞各部分结构既分工又合作(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

55 56 外膜 内膜 嵴 基质 膜间间隙 基粒 内膜 类囊体 类囊体腔 基质 外膜 第 2 节 细胞各部分结构既分工又合作 一、细胞内具有多种相对独立的结构 （一）细胞的亚显微结构 在细胞质基质中分布着许多相对独立、具有特定功能的结构——细胞器。利用电子显微镜可以 观察到细胞的亚显微结构（必修一，56页，图 3-5；57页，图 3-6）。 （二）细胞壁 细胞壁是植物细胞包裹在细胞膜外的一层致密结构，没有选择透过性，是全透性的，其成分为纤 维素和果胶。细胞壁具有保护植物细胞、支持植物体、维持细胞形态、避免细胞胀破等作用。此外， 常见的微生物如细菌和真菌也具有细胞壁，主要化学成分是肽聚糖。 （三）细胞器 1. 线粒体：椭球形，有外膜、内膜、嵴、基质（含少量 DNA和有关酶），有氧呼吸的主要场所。哺 乳动物成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，产生乳酸。 线粒体结构模式图 叶绿体结构模式图 2. 叶绿体：扁平的椭球形或球形，有外膜、内膜、基粒、基质（含少量 DNA和有关酶），光合作用 的场所，存在于叶肉细胞、保卫细胞和幼茎表皮细胞等细胞中（表皮细胞中没有）。在叶绿体基粒片层 的薄膜上有与光合作用有关的色素和有关的酶。基粒片层使受光面积大大增加，堆叠能充分收集光能。 组成基粒的基粒片层数目依不同植物或同一植物不同部位的细胞而有很大的变化。 线粒体和叶绿体的异同点 异同点 项目 线粒体 叶绿体 不同点 分布 所有需氧型和兼性厌氧型真核细胞都有 线粒体。有叶绿体的细胞一定存在线粒体 能光合作用的真核细胞才有叶绿体。 有线粒体的细胞不一定有叶绿体 增加膜面 积的方式 以内膜向内腔折叠形 成嵴的方式增加膜面积 以类囊体重叠形成基 粒的方式增加膜面积 功能 分解有机物，释放能量；产生 ATP 的能量来源于糖类等化学能 合成有机物，储存能量； 产生 ATP 的能量来源于光能 相同点 ①均具有能量转换功能：线粒体将有机物中稳定的化学能→ATP 中活跃的化学能，叶绿体则 将光能→ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 ②均具有双层膜结构，均含少量的 DNA。叶绿体和线粒体都受到细胞核基因和自身基因的双 重调控，因此，它们被称为半自主性细胞器。如果叶绿体 DNA 或线粒体 DNA 中出现基因缺陷， 就会导致生物体的性状异常。例如，某些叶绿体基因的突变导致植物白化，人的线粒体 DNA 异常可能导致脑、心脏和骨骼肌等器官或组织的功能缺陷。由于受精卵中的线粒体全部来自 卵细胞，人类的线粒体遗传病具有母系遗传的特点 ③共同参与了自然界的碳循环，均既消耗水又产生水 3. 内质网：绝大多数动植物细胞都有内质网，由单层膜结构连接而成的网状物，细胞核附近较多， 并与核膜有一定的联系。内质网是细胞内部最大的细胞器，所含的膜结构大大增加了细胞内的膜面积。 内质网对细胞质起支持和分隔作用，内质网将细胞内的酶系物质分隔成若干不同的区域，使细胞内各 种代谢反应在一定区域内高效进行。内质网与脂质、脂蛋白、糖原、糖蛋白、激素的合成与分泌有关。 （1）粗面内质网：上面附着核糖体，与细胞核的外层膜相连通。粗面内质网主要与分泌蛋白与细 胞膜镶嵌蛋白的合成有关。 （2）滑（光）面内质网：与蛋白质的合成无关，参与脂类的合成、固醇类激素的合成以及具有分 泌等功能。 4. 高尔基体：动植物细胞中细胞核附近的单层膜细胞器，扁平囊状结构，有大小囊泡，与细胞 分泌物的形成有关，蛋白质的“加工工厂”，对蛋白质有加工和转运功能，植物细胞分裂时与细胞壁 的形成有关。 5. 核糖体：附着在内质网上或游离在细胞质基质中，有大小两个亚基组成，化学成分是 rRNA 和 蛋白质，椭球形的粒状小体，无膜结构，是细胞内合成蛋白质的场所。 （1）游离的核糖体（不与内质网结合）：此类核糖体主要合成细胞内的 蛋白质，如与有氧呼吸有关的酶。 （2）附着在内质网上的核糖体：此类核糖体合成胞外蛋白（分泌蛋白）， 如免疫球蛋白、各种胞外消化酶和细胞膜蛋白。 6. 中心体：动物细胞内和低等的植物细胞中，由两个垂直排列的中心 染色质 核膜 内质网 核液 核仁 细胞质 核孔 线粒体 高尔 基体 细胞膜 内质网 中心体 核糖体 细胞质 染色质 核膜 内质网 核液 核仁 核孔 线粒体 叶绿体 高尔基体 核糖体 细胞膜 液泡 核糖体 细胞壁 植物细胞亚显微结构 动物细胞亚显微结构 核糖体 即将形 成的囊泡 高尔基体 产生的囊泡 来自内质 网的囊泡 小亚基 mRNA 正在延 伸的肽链 大亚基 57 58 粒组成，与细胞有丝分裂有关，形成纺锤体，最终决定了细胞分裂的方向。 7. 液泡：由单层膜围成的一种囊泡状细胞器，在植物细胞中常见。成熟的植物细胞的液泡体积很 大，一般占细胞体积的 1/3，有的甚至达到 90％以上。液泡内的液体称为细胞液，含有水、无机盐、 糖类、蛋白质和色素（花青素）等物质，与花、果等颜色有关，能调节和维持细胞的渗透压，使植物 细胞维持一定的形态。液泡内的蛋白质包括多种水解酶，主要与物质的水解有关。 8. 溶酶体：几乎存在于所有的动物细胞中，由高尔基体断裂产生，单层膜包裹的小泡，含有 60多 种能够水解多糖、磷脂、核酸和蛋白质的酸性酶，如溶菌酶，溶酶体的最适 pH约为 5。植物细胞中也 有与溶酶体功能类似的结构。 溶酶体功能之一是细胞吞噬进的食物或病原体等大颗粒物质消化成生物大分子（异噬作用）；功能 之二是在细胞生命过程中，分解某些衰老、损伤的细胞器和生物大分子等（自噬作用）。分解后的营养 物质可以被细胞利用，残渣排出细胞。 问题：溶酶体的最适 pH为 5.0左右有什么生物学意义？ 9. 细胞骨架：细胞质中还分布有由蛋白质纤维（微管、中间纤维和微丝等）构成的网络状框架结 构，称为细胞骨架（必修一，58页，图 3-7）。 细胞骨架的 3 种结构 小肠上皮细胞的细胞骨架 细胞骨架是高度动态的系统，各种骨架纤维的长度和分布状态随着细胞骨架蛋白的组装和解聚而 不断发生改变。大变形虫在变形移动的过程中，细胞后端和前端始终伴随着这样的消长变化。此外白 细胞的迁移、精子的游动、神经元轴突和树突的伸 展等诸多生命活动都与细胞骨架有关。细胞骨架 在维持细胞形态、承受外力方面发挥了重要作用，它不仅保持了细胞内部结构的有序性，而且还参与 许多重要的生命活动。细胞骨架也为细胞内各种结构的合理排布提供了定位框架。细胞器通过蛋白质 锚定在细胞骨架上，胞质溶胶中的蛋白质等物质也有序地结合在细胞骨架上，使得各种代谢反应能在 微空间中高效进行。细胞骨架还为细胞器和大分子物质的定向移动提供了运输轨道。线粒体、小泡等 结构和胞质溶胶中的大分子物质通过特殊的蛋白质连接在微管或者微丝上，在蛋白质的拖曳下前进。 另外，肌细胞的收缩、鞭毛和纤毛的运动、细胞分裂过程中染色体运动和细胞缢裂等重要生命活动的 实现都离不开细胞骨架。另外，在植物细胞中，细胞骨架还参与引导细胞壁的合成。 由于细胞的生物膜系统和细胞骨架的存在，使得细胞各部分结构不再是孤立和无序的，它们在结 构上相对独立，在功能上既分工又合作，使细胞内复杂的生命活动有序而高效。 （四）细胞器分类归纳 分 布 植物特有的细胞器 动物和低等植物特有的细胞器 结 构 不具膜结构的细胞器 具单层膜结构的细胞器 具双层膜结构的细胞器 光学显微镜可见的细胞器 光学显微镜可见轮廓的细胞器 成 分 含 DNA的细胞器 含 RNA的细胞器 含色素的细胞器 功 能 能发生碱基互补配对的细胞器 消耗水的细胞器 能产生水的细胞器 能产生 ATP的细胞器 能合成有机物的细胞器 与有丝分裂有关的细胞器 与分泌蛋白合成有关的细胞器 与质壁分离有关的细胞器 与主动运输有关的细胞器 注：若只考虑细胞结构，还应该考虑细胞膜（单层）和细胞核（双层）。 问题：生物体内的细胞结构或者细胞器怎么分离？ 例 1 关于细胞器的界定，目前有两种意见，其中之一认为：细胞器是细胞内的膜与细胞溶胶隔离 的相对独立的结构。根据这种界定，下列哪种结构可以称为细胞器（ ）。 A．核糖体 B．中心体 C．细胞膜 D．细胞核 例 2 生物体中，能产生多糖的场所是（ ）。 ①肝脏 ②骨胳肌 ③高尔基体 ④叶绿体 ⑤线粒体 ⑥核糖体 A．①②③⑥ B．①②③④ C．①③④⑤ D．①②④ 例 3 溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适 pH约为 5.0，下列叙述中错误的是（ ）。 A．溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 B．溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新 C．细胞质基质中的 H ＋ 被转运到溶酶体内需消耗能量 D．正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用 例 4 某植物细胞中有两种细胞器都含 A、T、C、G、U五种碱基，下列有关这两种细胞器的说法中正 确的是（ ）。 A．一个释放氧气，另一个消耗氧气 B．一个是 DNA复制的主要场所，另一个是 RNA复制场所 C．一个是 DNA复制场所，一个是蛋白质合成场所 D．两个都吸收氧也释放 O2，并都有 DNA复制 例 5 一分子 CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过 的生物膜层数是（ ）。 中心粒 中心体 液泡 溶酶体 细菌被裂解 吞噬体 细胞膜 溶酶体 微管 微丝 中间纤维 25nm 7nm 10nm 微丝 中间纤维 微管 59 60 吞噬体 溶酶体释放水解酶 细菌 溶酶体 细胞膜 融合 C E D A B 质子泵 含多种水解酶 ATP 溶酶体腔 （pH＝5.0） ADP＋Pi 细胞质基质 （pH＝7.2） A．5 B．6 C．7 D．8 例 6 在我国灿烂的文化中有许多描写植物的诗句。如“碧云天，黄叶地”和“看万山红遍，层林 尽染”等等。上述诗句中的黄与红两种色素分别存在于植物细胞的（ ）。 A. 叶绿体、液泡 B. 叶绿体、叶绿体 C. 液泡、液泡 D. 液泡、叶绿体 例 7 细胞内受损的线粒体释放的信号蛋白，会引发细胞非正常死亡。下图表示细胞通过“自噬作 用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程。下列叙述中正确的是（ ）。 A．图中水解酶的合成场所是内质网 B．吞噬泡的吞噬过程体现了生物膜的选择透过性 C．图中自噬体由 2层磷脂分子构成（不考虑自噬体内的线粒体） D．自噬体内的物质被水解后，其产物的去向是留在细胞内或排到细胞外 例 8 右图为吞噬细胞中溶酶体发挥作用的示意图，下列相关叙述中错误的是（多选）（ ）。 A. 图示过程体现了细胞膜的控制作用是相对的 B. 溶酶体与吞噬体的融合依赖于生物膜的流动性 C. 白细胞能够识别并吞噬细菌，与细胞膜上的载体蛋白有关 D. 被溶酶体分解后的产物，可能被细胞利用 E．细菌以胞吞形式进入细胞，需要消耗能量 F．吞噬细胞能够特异性识别并吞噬细菌，属于特异性免疫的范畴 G．以囊泡的形式包裹细菌，避免细菌内有毒物质对细胞的伤害 例9 以下有关线粒体的叙述中正确的有（ ）项。 ①普遍存在于真核和原核细胞的细胞质中 ②动物细胞比绿色植物细胞的线粒体数量多 ③生长和代谢活动旺盛的细胞线粒体数量多 ④在细胞内的需能部位线粒体比较集中 ⑤没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸 ⑥将线粒体置于蒸馏水中，线粒体会破裂 ⑦同一个体的不同细胞中线粒体的数目相同 ⑧线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高 ⑨线粒体内氧气浓度一般比细胞质基质低 ⑩细胞生命活动所需能量全部由线粒体提供 ⑪哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 ⑫葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 ⑬由线粒体 DNA基因突变导致的遗传病，后代患病与否与父方也有一定的关系 A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 例 10 右图为植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析下列有关叙述中正确的是（ ）。 A．该细胞处于有丝分裂的后期，图中 D表示内质网 B．图中 C是高尔基体，图中 E的主要成分是加工后的多肽链 C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是此时细胞内仍能够进行翻译 D．该过程体现了生物膜的结构特性和功能特性 例 11 线粒体是真核细胞进行有氧呼吸产生 ATP的主要场所，下列关于线粒体膜结构的分子模 型，其中正确的是（ ）。 例 12 右图为溶酶体的示意图，下列有关分析中不正确的是（ ）。 A．吞噬细胞内含有溶酶体，该结构属于生物膜系统的范畴 B．H ＋ 进入溶酶体的方式与葡萄糖进入红细胞的方式相同 C．溶酶体吞噬入侵细胞的病原体过程与膜的流动性有关 D．溶酶体破裂后，其内部各种水解酶的活性应降低 例 13 下图为两种细胞器的部分结构示意图，下列分析中错误的是（ ）。 A．图 1表示线粒体，[H]与氧结合形成水发生在有折叠的膜上 B．图 2表示叶绿体，直接参与光合作用的膜上有色素的分布 C．两种细胞器都与能量转换有关并可共存于一个细胞 D．与 ATP形成有关的酶都在两种细胞器的内膜和基质中 例 14 右图 a、c表示细胞中的两种结构，b 是它们共有的特征，有关叙述中正确的是（ ）。 A．若 b表示两层膜结构，则 a、c肯定是叶绿体和线粒体 B．若 b表示细胞器中含有的核酸，则 a、c肯定是叶绿体和线粒体 C．若 b表示产生水分子的生理过程，则 a、c不可能是细胞核和高尔基体 D．若 b表示磷脂，a、c肯定不是核糖体和中心体 例 15 在组成生物体的细胞中有许多忙碌不停的细胞器，下图①～⑤，下列叙述中不正确的是（ ）。 A. ①与③间膜的相互转化体现了生物膜的流动性 B. 需氧型生物的细胞中都含有②，如绿色植物、各种动物等 C. ②④结构都具有双层膜，都能进行能量转换 D. ②④⑤结构中都能产生水 例 16 下图所示照片由电子显微镜拍摄，显示了几种细胞器的细微结构（这些照片只显示了细胞的 一部分，有的照片可能不止一种细胞器）。关于图①～④中结构与功能的下列叙述中正确的是（ ）。 A．①是利用光能合成淀粉的场所，箭头指的是类囊体薄膜 B．②是细胞的动力工厂，也能通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 C．③是由膜连接而成的网状结构，箭头所指黑点是核糖体 自噬体与溶酶体融合 受损的线粒体 水解酶开始 分解线粒体 自噬体 信号蛋白 吞噬泡 水解酶 细胞质基质 细胞质基质 细胞质基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体基质 线粒体基质 线粒体基质 A B C D 外膜 内膜 基质 图 1 图 2 放大 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ a b c 61 62 D．④是加工、分类和转运蛋白质的场所，植物中参与细胞壁形成 例 17 下图为细胞结构的概念图，下列相关叙述中不正确的是（ ）。 A．该图不够完整，缺少细胞核等结构 B．图中 c指细胞膜，f指细胞器 C．图中 d成分是纤维素和果胶 D．图中 g可以利用 h释放的 CO2 第 17题图 第 18题图 第 19题图 例 18 题图为细胞结构模式图，则下列说法中正确的是（ ）。 A．由结构①、②、③、⑤等的膜共同构成细胞的生物膜系统 B．生殖腺细胞合成性激素需要结构①、③、④和⑤相互协作共同完成 C．由结构⑥合成的物质跨膜进入细胞核需消耗能量 D．组成结构①、③、⑤的膜成分可以直接相互转化 例 19 题图为动、植物细胞亚显微结构模式图，下列有关该图的叙述中正确的是（ ）。 A．植物细胞都不具有的结构是 a B．胰岛 B细胞合成胰岛素的场所是 c C．细胞在清水中不会涨破，是因为有结构 i D．图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构 例 20 线粒体和细菌大小相似，都含核糖体，DNA分子都是环状的，以下推测不正确的是（ ）。 A．在线粒体内可以合成自身的一部分蛋白质 B．细菌的细胞膜上可能含与有氧呼吸有关的酶 C．葡萄糖进入线粒体和细菌的方式可能相同 D．线粒体膜和细菌细胞膜的基本支架都是磷脂双分子层 例 21 关于线粒体的起源有多种观点，其中“内共生起源”学说被普遍接受（下图）。下列事实中， 不支持线粒体“内共生起源”学说的是（ ）。 A. 线粒体内含有 DNA和 RNA，在遗传上具有半自主性 B. 线粒体在细胞内可以运动，并大量集中在代谢旺盛部位 C. 线粒体的外膜成分与细胞的其他内膜系统相似，内膜与细菌的细胞膜相似 D. 吞噬现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌 例 22 科学家将外源抗虫基因整合到烟草的叶绿体 DNA中，获得了能产生抗虫蛋白的转基因烟 草。下列有关能产生抗虫蛋白的转基因烟草叙述不正确的是（ ）。 A. 光合作用受叶绿体 DNA中遗传信息的控制 B. 外源基因穿过叶绿体的内膜和外膜才能进入基质 C. 将转基因烟草的花粉授给普通烟草，产生的后代也能抗虫 D. 叶肉细胞中有多个叶绿体，有利于增加外源抗虫蛋白的含量 例 23 神州十三号航天员在轨利用荧光标记技术观测到了心肌细胞的“钙搏动”，这是由于肌细胞 中的 Ca 2＋ 储存在肌细胞的特殊内质网——肌浆网中。通过该技术，我们可以观测到肌浆网上的 Ca 2＋ - ATP酶将细胞质中的 Ca 2＋ 运回肌浆网，以维持心肌细胞正常功能的现象。下列选项中错误的是（ ）。 A. Ca 2＋ 能够引起肌肉收缩说明无机盐具有调节细胞生命活动的作用 B. Ca 2＋ -ATP酶以协助扩散的方式将细胞质中的 Ca 2＋ 运回肌浆网内 C. Ca 2＋ -ATP酶是肌浆网膜上的重要成分，其合成与核糖体密切相关 D. Ca 2＋ 泵在转运 Ca 2＋ 时会发生空间结构的改变，这体现了结构与功能相适应的观点 例 24 迁移体是我国科学家发现的一种新细胞器，是在细胞定向迁移过程中产生的直径为 0.5～3μ m 单层膜囊泡结构。细胞产生迁移体的过程称为迁移性胞吐。到达细胞外后，迁移体会继续留在原地， 直到破裂或被其他细胞吞噬，从而进行细胞间的物质传递。下列相关叙述错误的是（ ）。 A. 迁移体属于生物膜系统的范畴 B. 迁移体可能实现细胞内物质的释放和细胞间信息的传递 C. 迁移体被其他细胞吞噬主要与细胞膜的选择透过性和溶酶体有关 D. 迁移体能定向迁移由基因决定 例 25 研究人员在检测细胞中某种蛋白质含量时，常使用一种在各种细胞中都存在，且含量丰富 而稳定的蛋白质作为参照物，下列蛋白质适合作为参照物的是（ ）。 A. 血红蛋白 B. 细胞骨架蛋白 C. 淀粉酶 D. 胰岛素 例 26 下列有关“骨架或支架”的说法错误的是（ ）。 A. 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，其他生物膜也有此支架 B. 真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架，细胞骨架与能量转换有关 C. 生物大分子以单体为骨架，每个单体都以碳原子构成的碳链为基本骨架 D. DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架 例 27 下列关于细胞骨架的叙述，错误的有（ ）项。 ①细胞骨架是由微管、微丝等蛋白质纤维构成的网络状框架结构 ②各类细胞器和小囊泡可沿着细胞骨架随意移动 ③细胞骨架可以维持细胞内各部分的空间格局 ④细胞骨架在细胞内的物质运输中起重要作用 ⑤植物细胞因有细胞壁的支撑，所以不需要细胞骨架 ⑥变形虫形态的改变依赖于细胞骨架 ⑦细胞骨架有维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性的功能 ⑧胞质环流是细胞骨架运动的表现之一 ⑨植物多倍体的形成与纺锤丝有关，哺乳类动物成熟红细胞也有细胞骨架 A. 2 B. 3 C. 3 D. 4 例 28 细胞生命活动依赖于胞内运输系统。运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到囊泡中， 利用动力蛋白水解 ATP 驱动囊泡在细胞骨架上移动，高效精确地将物质运输到相应结构中发挥功能。 下列叙述正确的是（ ）。 A. 血红蛋白可通过袁泡分泌到细胞外 B. 核糖体可出芽形成囊泡将肽链运往内质网进行加工 胶质状态 细胞间信息交流 全透性 产生 ATP 产生 CO2 细 胞 结 构 a b c d e f g h ① ③ ⑥ ⑤ ② ④ b c d e a i h f 线粒体 来自真核细胞的膜 早期需氧真核细胞 核 古代厌氧真核细胞 内膜 需氧原核细胞 细胞膜 63 64 有机物含量 100% 50% 甲 乙 丙 细胞器种类 蛋白质含量 脂质含量 核酸含量 C. 在胞内运输过程中，内质网起到重要的交通枢纽作用 D. 动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着能量代谢 （五）细胞器与细胞功能的关系 细胞器是一种动态结构，随生命活动的改变和细胞新陈代谢的强弱会有所变化。细胞器的种类和 数量决定了细胞的功能，有什么样的细胞就有相应的细胞器与之对应。 线粒体在细胞质基质中一般是均匀地分布，但是它可以根据活细胞进行新陈代谢的需要自由地移 动，往往在代谢旺盛、需要能量较多的部位集中分布；精子的尾部聚集着大量线粒体，有利于游动； 不同功能的细胞所含的细胞器数目不同，如心肌细胞中的线粒体明显多于平滑肌细胞。叶绿体在植物 细胞中随着细胞质的流动也在不断运动，在向光一侧分布较集中。核糖体在蛋白质合成旺盛的细胞中 含量多；若细胞分泌物含蛋白质，其细胞中粗面内质网（上面附着核糖体）发达。植物细胞分裂末期 高尔基体会较多聚集在细胞板处（参与新细胞壁的形成）。 （六）差速离心技术 差速离心技术是采取逐渐提高离心速度，利用不同强度的离心力使不同质量的物体分级分离的方 法。起始的离心速度较低，使较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒悬浮在上清液中。然后收集沉淀，改 用较高的离心速度离心悬浮液，使较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。用一 定的方法将质膜破损，形成由细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞结构组成 的混合匀浆，然后利用差速离心技术将大小不同的细胞结构分离开（必修一，58页，图 3-10）。 差速 离心技术是研究细胞器的化学组成、理化特性及生理功能的主要方法。 （七）细胞内膜系统 1. 内膜系统的定义：细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结 构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构联系叫做细胞内膜系统。各种生物膜的化学成分 和结构特点非常相似，为彼此功能上的合作提供了有力的支持。内质网膜在细胞内的分布非常广泛， 向内与细胞核的外膜直接相连，向外与质膜直接相连。内质网膜还可以通过出芽形成的囊泡与高尔基 体的膜结构发生间接联系，高尔基体膜也通过类似的方式与质膜发生关联。由于真核细胞的生物膜约 占细胞干重的 70%～80%，最多的是内质网，而内质网又在生物膜的直接和间接联系中起重要作用，因 此内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。 2. 膜之间的联系 （1）间接联系：膜之间不相互接触，而是以转运小泡的形式实现膜成分的交换，如内质网以类 似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高 尔基体的一部分。高尔基体又以“出芽”方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的 一部分。液泡、叶绿体的膜与其他有膜结构也有一定的联系。 （2）直接联系：膜结构之间相连，由于细胞膜具有流动性，自动实现膜成分的交换。如内质网膜 内连核膜外层，外连细胞膜。 3. 内膜系统的作用：生物膜使细胞具有一个相对稳定的内环境；生物膜使细胞与环境间进行着物 质、能量和信息交流；膜上附着大量酶，有利于生化反应顺利进行；生物膜把细胞分割成许多小区保 证细胞内的生命高效、有序地进行。 4. 研究生物内膜系统的意义 （1）在工业方面：生物膜的各种功能正在成为人工模拟的对象，借助于生物膜的选择透过性功能， 设计出具有相似功能的膜结构，可以对各种水进行过滤、分离、从而对水质进行纯化处理。 （2）在农业方面：通过生物膜的改变来寻找改善农作物品质的途径，例如生物膜上的蛋白质如何 都能转变成防冻蛋白质，就可望培育出抗寒新品种。 （3）在医学方面——透析型人工肾（血液透析）：肾脏是人体的主要排泄器官，它的主要功能是 排出代谢废物。当肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，患者会 出现尿毒症、水肿等中毒症状。科学家模拟细胞的选择透过功能，研制 了一种透析型人工肾，其中起关键作用的是一种人工合成的膜材料，当 病人的血液流经人工肾时。人工膜能够把病人的血液中的代谢废物透析 掉，然后让干净的血返回病人体内。 例 29 用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定其中三种有机物的含量如下图所 示，以下有关说法中正确的是（ ）。 A．细胞器甲是线粒体，有氧呼吸时葡萄糖进入其中被彻 底氧化分解 B．细胞器乙只含有蛋白质和脂质，肯定与分泌蛋白的加工 和分泌有关 C．若细胞器丙不断从内质网上脱落下来，将直接影响分泌蛋白的合成 D．醋酸杆菌细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙 例 30 将鼠的肝细胞磨碎，进行差速离心（即将细胞匀浆放在离心管中，先进行低速离心，使较 大颗粒形成沉淀；再用高速离心沉淀上清液中的小颗粒物质，从而将细胞不同的结构逐级分开），结 果如下图所示。在 S1～S4及 P1～P4中，进行有氧呼吸的细胞器应分布在（ ）。 A. S2 B. S3 C. P2 D. P4 例 31 根据结构与功能，内质网可分为粗面内质网和滑面内质网两种类型，如下图所示，粗面内 质网主要与分泌蛋白的合成、加工有关，滑面内质网是脂质合成的重要场所，两种类型的内质网在不 同细胞中分布不同，下列细胞中滑面型内质网分布较多的是（ ）。 A．胰腺外分泌细胞 B．浆细胞 C．睾丸间质细胞 D．神经细胞 例 32 下列有关细胞结构和功能的叙述中，正确的是（ ）。 A．磷脂是构成细胞膜的重要物质，但磷脂与物质的跨膜运输无关 B．吞噬细胞对抗原一抗体复合物的处理离不开溶酶体的作用 C．破伤风杆菌分泌外毒素（一种蛋白质）离不开高尔基体的作用 D．洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂离不开中心体的作用 例 33 下列关叙述中不能体现“细胞的结构与功能相适应”观点的是（ ）。 A．哺乳动物的红细胞内没有细胞核和重要细胞器，一层细胞膜包着血红蛋白 B．细胞中线粒体的形状、大小随代谢条件的不同而发生改变 C．同一种植物中生长在背阳区的植物的叶绿体比向阳区植物的叶绿体大而多 D．蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体数量明显增加，可以缩短每条多肽链合成时间 例 34 下列关于细胞的叙述中，正确的项数是（ ）。 S1 S2 细胞匀浆 棒状颗粒等（P2） 小泡等（P3） 粒状小（P4) 低速离心 高速离心 高速离心 超高速离心 取上清液 S1 取上清液 S2 取上清液 S3 S4 S3 细胞核细胞 骨架等（P1） 血浆等渗液 泵 透析管膜 内质网腔 滑面内质网 粗面 内质网 65 66 ①没有叶绿体的细胞一定是动物细胞 ②没有大液泡的细胞一定是动物细胞 ③有细胞壁的细胞一定不是动物细胞 ④有中心体的细胞一定不是植物细胞 ⑤有线粒体的细胞一定是真核细胞 ⑥能进行光合作用的细胞一定能进行呼吸作用 A．2 B．3 C．4 D．5 例 35 细胞膜、核膜及细胞器膜等生物膜构成了生物膜系统，下列叙述中错误的有（ ）项。 ①生物膜的研究已经深入到分子水平，各种生物膜在结构和化学组成上完全相同 ②生物膜把细胞质分成多个微小的结构，使多种化学反应同时进行，互不干扰 ③细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能 ④细胞内广阔的膜面积为酶提供了附着位点，为多种化学反应的进行提供了条件 ⑤不同种细胞器或细胞结构的生物膜之间的可以相互转变的 ⑥生物膜为细胞的一系列酶促反应的有序进行提供了一个必需的结构基础 ⑦细胞膜在细胞和环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要的作用 ⑧各种生物膜在功能的联系是结构联系的前提条件，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动 ⑨生物膜它使细胞内所有酶都被固定化，保证了代谢反应的有序进行 ⑩生物膜维系了一个细胞中各部分结构与功能的系统性 ⑪生物膜各个组成部分都具有不尽相同的流动性和选择透过性 A．2 B．3 C．4 D．5 例 36 生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互 干扰。下列叙述中正确的是（ ）。 A．细胞核是 mRNA合成和加工的场所 B．高尔基体是肽链合成和加工的场所 C．线粒体将葡萄糖氧化分解成 CO2和 H2O D．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶 例 37 生物膜系统在结构和功能上是紧密联系的统一整体，在细胞的生命活动中极为重要。下列说 法中正确的是（ ）。 A. 胰岛素和神经递质的分泌过程体现了膜的流动性 B. 用蛋白酶处理生物膜将改变其结构但不影响选择透过性 C. 糖被与细胞的保护、识别、免疫和主动运输等有关 D. 细胞产生的激素、淋巴因子以及神经递质等都属于信号分子，在细胞间起传递信息的作用 例 38 下表是某动物肝细胞和胰腺外分泌细胞不同膜的相对含量（%），下列说法中错误的是（ ）。 质膜 内质网膜 高尔 基体膜 线粒体 核膜 其他 粗面 滑面 外膜 内膜 甲 2 35 16 7 7 32 0.2 少量 乙 5 60 1 10 4 17 0.7 少量 A．细胞甲呼吸强度大于细胞乙 B．细胞乙为胰腺外分泌细胞 C．细胞乙合成的分泌蛋白多于细胞甲 D．细胞中各种膜含量的差异取决于所含基因不同 例 39 生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能，下表中依据膜蛋白位置、功能，对其类型的 下列判断中错误的是（ ）。 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 位于靶细胞的细胞膜，识别并结合激素 载体 C 位于线粒体内膜，催化 ATP 合成 酶 D 位于癌细胞的细胞膜，引起特异性免疫 抗原 例 40 下图为细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述中正确的是（ ）。 A．图中 a、b、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器和核膜，其中 a的膜上有小孔 B. 图中 m是指叶绿体的类囊体膜 C. 结构 f→c的转化体现了生物膜具有选择透过性的结构特点 D. 图中 f和 h 分别是指高尔基体膜和内质网膜 例 41 细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡被分成披网络蛋白小泡、COPⅠ被膜小 泡以及 COPⅡ被膜小泡三种类型。下图所示为三种囊泡介导的不同运输途径。据图分析下列说法正确 的是（ ）。 A．图示中能产生囊泡的结构有②、③、④ B．不同来源的囊泡膜上存在不同的识别糖蛋白 C．a物质进入细胞内与细胞膜上的载体蛋白有关 D．图中囊泡的产生和融合体现了不同生物膜具有共同的功能特点 第 41题图 第 42题图 例 42 图示表示细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。囊泡甲、乙均是被膜小泡。下 列与图示信息相关的叙述中，正确的是（ ）。 A．溶酶体、囊泡均起源于高尔基体 B．囊泡甲与囊泡乙膜的主要成分不同 C．囊泡乙与细胞分泌物的形成有关 D．高尔基体膜通过囊泡可转化为细胞膜 例 43 右图为生物膜简明结构模式图，a、b表示两种物质，下列有关说法中正确的是（ ）。 A．若该图表示细胞膜局部，则膜两侧还应分布着多糖 B．若 b表示抗体，则该膜为核糖体膜局部 C．若该图表示内质网膜局部，则 b可表示性激素 D．若 a表示水，b表示氧气，则该过程的进行需要消耗 ATP 例 44 市场上流行的直饮机的核心部件是逆渗透膜，它利用逆渗透原理，通过水压使水由较高浓 度的一侧渗透至较低浓度一侧，理论上在较高浓度侧的所有 细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物和无 机物均不能渗入高精密的逆渗透膜，示意图如右图所示。根 据上述信息判断，下列有关叙述中正确的是（ ）。 H2O→2H ＋ ＋1/2O2 ADP＋Pi→ATP 合成性激素 细胞生物膜系统 a b d e f g h g c m n p q 披网络蛋白小泡 ③ ② COPⅡ ④ ① a COPⅠ 分泌蛋白 溶酶体 囊泡乙 细胞膜 囊泡甲 细菌 a b 逆渗透膜 高浓 度溶液 低浓 度溶液 67 68 透 析 液 中空纤维 血液 透析液 血液来自患 者的血管② 透析液流出 血液流回患者的血管① 半透膜管道系统 新鲜的透 析液流入 泵 A．逆渗透过程与渗透作用的差异是前者需要消耗能量 B．逆渗透膜也具有细胞膜的识别功能 C．逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性控制有害物质 D．逆渗透膜祛除有害物质的能力胜过生物膜，可放心饮用 例 45 右图是血液透析示意图，下列相关叙述错误的是（ ）。 A. 泵能为来自患者血管②的血液循环提供动力 B. 半透膜管道系统与肾小球的滤过作用相似 C. 流出的透析液成分与尿液成分完全相同 D. 患者进行血液透析能及时排出体内的代谢废物 E. 糖尿病患者不适合做血液透析 例 46 人工肾能部分替代真正的肾脏起作用。患者的血液在中空纤维中向一侧流动，一种称为透 析液的水溶液在中空纤维外向相反方向流动。血液中的小分子废物通过血液透析膜（中空纤维壁）进 入到透析液中。血液从患者臂部或腿部的血管通路流入人工肾，经过人工肾得到净化后，又流回静脉 （右图）。下列叙述错误的是（ ）。 A. 为了防止蛋白质类等有用的物质随着废物离开血液， 透析液中的蛋白质类等有用的物质应与血液中的基本相同 B. 为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液， 透析液中的酸碱度和渗透压应与血液中的基本相同 C. 患者的血液要流经人工肾许多次之后，才能除去大部分的小分子废物 D. 血液与透析液中的物质存在浓度差 E. 患者每隔一段时间就需要进行血液透析 二、遗传信息主要储存在细胞核中 1. 结构与功能：球形或者卵形，细胞核由核膜、核仁和染色质组成。核膜是双层膜结构，包裹 在外侧，起到支撑和保护的作用。上面分布着不连续的部分是核孔。核内主要是核仁和染色质。细胞 和是遗传物质储存和复制的场所，细胞遗传特性和代谢中心活动的控制中心，是细胞结构中最重要的 部分。 （1）核孔：在核膜上的不连贯部分。大分子物质可通过核孔进出，如 mRNA通过核孔从核内进入细 胞质到达核糖体，蛋白质通过核孔从细胞质到达核内。一些离子和小分子如核苷酸、葡萄糖等可通过 核膜、跨膜运输。核膜和核孔都具有选择透过性。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。核膜是和内质网膜相连的，便于物质的运输，在核 膜上有核糖体和许多酶的存在，有利于各种化学反应的进行。 （2）核仁：它的形态、大小、数目都各不相同。在细胞周期中 呈现有规律的消失（分裂前期）和出现（分裂末期），经常作为判断 细胞分裂时期的典型标志。核仁参与 rRNA的合成，形成组成核糖体 的主要成分的部位。核仁在一些生长比较迅速、具有分裂能力或分泌酶类物质的细胞中核仁较大，而 在一些蛋白质合成不活跃的细胞中则较小。 （3）染色体和染色质：它们是同种物质在细胞不同时期的两种形态，主要成分是 DNA和蛋白质。 染色质出现于间期，丝状并交织成网状，不均匀地分布于细胞核中。染色体出现于分裂期中, 呈较粗 的杆状和棒状等不同形状。两者的关系可表示如下： （4）核基质：核基质包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。染色质与 核仁存在于核基质中。核基质是细胞核的骨架，与 DNA 复制、基因表达及染色体的组装与构建存在 密切关系。 名称 特点 功能 核膜 和核孔 ①核膜是双层膜，外膜表面有核糖体附着 ②核膜不是连续的，其上有核孔 化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种 化学反应的进行；控制物质进出，小分子、离 子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出 核仁 折光性强，易与其他结构区分 参与 RNA（rRNA）的合成与核糖体的形成 染色质 ①易被碱性染料染成深色，如苏木精、洋红等 ②由 DNA 和蛋白质组成 ③与染色体的关系：同一物质的两种不同形态 遗传物质的主要载体 核基质 以蛋白质成分为主的网架结构体系 细胞核的骨架 2. 分布：绝大多数真核生物细胞中一般有一个，部分细胞如人体内成熟的红细胞无细胞核，还 有部分细胞如植物个体发育过程中的多数胚乳核细胞具有多个细胞核，人的骨胳肌细胞中的细胞核可 达数百个。凡是无核细胞的真核细胞，既不能生长也不能分裂，人工去核的细胞，一般也不能存活太 久。原核细胞中没有细胞核，只有拟核。 例 47 观察右图所示的模式图，相关说法不正确的是（ ）。 A．图中③为核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大 B．图中②为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可实 现信息交流 C．图中④为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开 D．图中①为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为 DNA分子 例 48 真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是 （ ）。 A. 胰岛细胞 B. 造血干细胞 C. 浆细胞 D. 口腔上皮细胞 例 49 核膜上有核孔，核孔构造复杂，与核纤层（组分为核纤层蛋白，存在于内层核膜内侧）紧密 结合，成为核孔复合体。核孔复合体在核内外的物质转运中起重要作用，以下说法中正确的是（ ）。 A．核纤层蛋白是在细胞核内合成的 B．如果某个细胞表达了核纤层蛋白基因，那么它一定已经完成了细胞分化 C．核孔是生物大分子进出细胞核的通道，DNA聚合酶可以通过核孔进入细胞核 D．细胞核中的 DNA也可以通过核孔复合体进入细胞质 例 50 mRNA在细胞核中合成，它从细胞核中出来与核糖体结合的过程中，通过的单位膜是（ ）。 A. 0层 B. 1层 C. 2层 D. 3层 例 51 下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断不正确的是（ ）。 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 组成：DNA、蛋白质 染色质 功能：其中的 DNA 是遗传物质 与染色体的关系：同一种物质的不同存在形式 核仁：与 rRNA 的合成以及核糖体的形成有关 核孔：实现核质之间的物质交换和信息交流 染色质（间期） 染色体（分裂期） 高度螺旋化、缩短、变粗 解开螺旋、成为细丝状 染色质 蛋白质 DNA 染色体 ④ ① ③ ② 69 70 A．RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质当中 B．细胞核可能通过控制 RNA的合成间接控制细胞的代谢 C．若核质分离较长时间后进行移植，则 B组实验细胞质中无 15 N的 RNA D．A组培养液换用 15 N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果 例 52 题图为细胞核结构模式图，下列有关叙述中正确的是（ ）。 A．①是由 DNA和蛋白质组成的环状结构 B．②是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所 C．核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、RNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核 D．核孔对物质的运输具有选择性 第 52题图 第 53题图 第 54题图 例 53 核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个复杂的结构，称为核孔复合体，主要由蛋白质构成。 题图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。下列有关说法中正确的是（ ）。 A．不同类型的细胞中核孔数量都相同 B．离子和小分子物质都不能通过核孔 C．大分子物质进出核孔需要载体蛋白协助 D．蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核 例 54 核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能，题图为非洲 爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述中正确的是（ ）。 A. 亲核蛋白进入细胞核由头部决定 B. 亲核蛋白进入细胞核不需要载体 C. 亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量 D. 亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同 例 55 心房颤动（房颤）是临床上最常见的心律失常疾病。最新研究表明，其致病机制是核孔复合 物（可以看成一种特殊的跨膜运输蛋白复合体）的运输障碍。下列相关分析中不合理的是（ ）。 A. 房颤的成因可能与核膜内外的信息交流异常有关 B. 代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多 C. 核孔运输障碍发生的根本原因可能是蛋白质结构异常 D. RNA 运出细胞核发挥作用需依赖核孔复合物 E．tRNA在细胞核内合成，运出细胞核发挥作用与核孔复合物有关 三、细胞质 1. 定义及作用：细胞中细胞膜与核膜之间的部分，可以分为细胞质基质和细胞器。细胞质基质 为液体部分，是透明的胶装物质，其中悬浮着各种细胞器，为细胞新陈代谢提供场所、物质和环境条 件，如 ATP、核苷酸、氨基酸等。 细胞质中还分布有由蛋白质纤维（微管、微丝等）构成的网络状框架结构、称为细胞骨架（必修 一第 58页，图 3-7）。细胞骨架不仅支撑细胞的形态，维持细胞内各部分的空间格局，而且还在细胞 内的物质运输中起重要作用，各类细胞器和小囊泡可沿着细胞骨架进行移动。 细胞质基质并不是静止的，而是持续地在细胞内顺着环形路线流动。细胞质基质的流动，促进了 细胞与周围环境以及细胞内部各部分之间的物质交换和信息传递，有利于细胞内代谢反应有条不紊地 进行。 2．细胞核与细胞质的关系 （1）细胞核对于细胞特性以及正常生长发育起着决定性作用：真核细胞的基因主要存在于细胞 核中，它包含着细胞正常生长发育的遗传信息，决定细胞的各种遗传特性，也决定着生物个体的表现 型。细胞核中储存遗传信息的 DNA通过转录合成 mRNA，再以 mRNA指导蛋白质合成，最终使性状得以 表现。DNA还可转录合成其他种类的 RNA，共同完成蛋白质的合成及调控基因的表达。 （2）细胞质相对于细胞核来说，并不是完全被动地接受控制，而是对细胞核正常功能的发挥具 有不可缺少的作用：细胞质对细胞核影响的主要原因，首先是细胞核处在细胞质的环境中，核代谢所 需的原料都要依赖于细胞质，核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质中的 ATP提供。细胞核中的蛋 白质也是在细胞质中合成的，如组蛋白、非组蛋白及各种酶等。特别是在细胞质中合成的基因调控因 子，控制着核中基因的特异性表达。 （3）细胞核与细胞质相互依存：细胞核不能脱离细胞质而独立生存，因为细胞核在生命活动中所 需的物质和能量均由细胞质提供，如含细胞质少的精子寿命很短。无核的细胞质也不能长期生存，这 是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。 3. 细胞质与细胞核关系的相关实验 （1）黑白美西螈核移植实验 ①实验过程 ②实验分析：该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重 组细胞进行培养作为对照。 ③实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。 （2）蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程 ②实验分析：该实验既有相互对照又有自身前后对照。 ③实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。 细胞质中没 有 15 N的 RNA 首先在细胞核中 发现有 15 N的 RNA 培养在含 15 N 的尿 嘧啶核苷酸培养液中 A 组 细胞质中 有 15 N的 RNA 细胞核和细胞质中 均未发现有 15 N的 RNA 培养在无标记尿嘧 啶核苷酸培养液中 B 组 小分子 蛋白质 ATP ADP ATP ADP RNA 细胞核 ② ① ③ 核输出 核输入 核质侧 胞质侧 核质侧 胞质侧 核膜 核膜 放射性头部 放射性亲核蛋白 注射细胞质 放射自显影检 测 放射性尾部 重组细胞 核移植 发育 黑色美西螈 黑色美西螈胚胎细胞 白色美西螈卵细胞 有核一半 分裂 正常胚胎 无核一半 不分裂 分裂 正常胚胎 受精卵 横缢 发育 挤入细胞核 发育 71 72 例 56 细胞溶胶不是均匀的“汤”样物，它呈粘稠的胶状，含有颗粒状物质，且有复杂的“网络结 构”。下列有关叙述错误的是（ ）。 A. 呈胶状是因为大多数水以结合水的形式存在 B. 颗粒状物质中有些是催化代谢反应的酶 C.“网络结构”为细胞骨架，能维持细胞形态使其不能变形 D. 细胞溶胶与线粒体相互配合完成真核细胞的呼吸作用 例 57 细胞质基质是细胞结构的重要组成部分，下列生物化学反应在细胞质基质中进行的是（ ）。 A. RNA的合成 B. 丙酮酸的彻底分解 C. 葡萄糖的不彻底分解 D. 各种消化酶的合成 例 58 通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，以及通过对染色体化学成分的分析， 人们都认为染色体在遗传上起重要作用。那么，从细胞水平看，染色体能起遗传作用的理由是（ ）。 A. 细胞里的 DNA大部分在染色体上 B. 染色体主要由 DNA和蛋白质组成 C. DNA 在染色体上含量稳定，是主要的遗传物质 D. 染色体在生物传种接代中能保持稳定性和连续性 例 59 下列对细胞核和细胞质在个体发育中的相互作用的表述中不正确的是（ ）。 A．细胞核通过 mRNA决定细胞质中蛋白质的合成 B．细胞质为细胞核的代谢提供酶、ATP和原料等 C．细胞质基因决定着细胞核基因的选择性表达 D．细胞核是遗传和代谢的调控中心，但必须通过细胞质才能实现 例 60 细胞质是细胞结构的重要组成部分，下列有关细胞质功能的叙述错误的是（ ）。 A．活细胞中细胞质是不断流动的，有利于物质运输 B．细胞质遗传后代不出现一定性状分离比 C．与有氧呼吸有关的酶由线粒体中 DNA控制合成 D．为避免转基因植物花粉传播导致基因污染，将目的基因导入叶绿体中 E. 细胞质基质中可进行多种化学反应，是细胞新陈代谢的主要场所 例 61 细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验（下图）进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵 横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半（a）停止分裂，有核的一 半（b）能继续分裂；②b部分分裂到 16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的 a部分，结 果 a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。下列叙述中，不正确的是（ ）。 A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关 B．实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组 C．实验②中，a部分的操作与实验①中的 a部分形成对照 D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关 例 62 为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了 100个细胞，他把每个细胞都分成含有细胞 核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如下表，下列有关叙述中错 误的是（ ）。 时间（天） 1 2 3 4 5 6 细胞无核部分的存活个数 81 62 20 0 0 0 细胞有核部分的存活个数 79 78 77 74 67 65 A. 可以证明细胞核是细胞生命活动的控制中心 B．表中数据说明细胞核与细胞质相互依存、相互制约 C．有核部分的细胞个别死亡最可能是由于人为伤害或凋亡 D．本实验选用 100个细胞使实验偶然性小，实验数据较可靠 四、细胞生命活动由各结构合作完成 1. 分泌蛋白的合成：细胞内各种结构不是孤立存在的，它们既有明确的分工，又有紧密的联系。 浆细胞分泌抗体是内质网、核糖体、高尔基体的分工协作完成的。核糖体合成多肽链，合成好的多肽 链还需要内质网和高尔基体进一步加工，才能形成具有复杂空间结构的大分子，但是内质网和高尔基 体本身没有蛋白质合成的功能。此外细胞膜上的糖蛋白的合成也离不开内质网和高尔基体的加工。 通过分泌蛋白的合成可以看出各种生物膜在功能上各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞 这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。 2. 实验验证： 3 H标记亮氨酸，注入豚鼠胰腺分泌细胞，然后用放射自显影技术验证分泌蛋白的合 成途径。 放射自显影技术是利用放射性同位素所产生的射线作用于感光乳胶的氯化银晶体而产生潜影，再 经过显影定影处理，把感光的氯化银还原成黑色的银颗粒，即可根据这些银颗粒的部位和数量分析出 标本中放射性示踪物的分布，以进行定位和定量分析。 例 63 下列各物质的形成与内质网上的核糖体、高尔基体和线粒体都有关的是（ ）。 A．血红蛋白 B．性激素 C．胃蛋白酶原 D．呼吸氧化酶 例 64 在下列细胞中含高尔基体和内质网都较多的细胞是（ ）。 A. 神经胶质细胞 B. 汗腺细胞 C. 胰腺外分泌部细胞 D. 肌细胞 例 65 下列物质中全部属于分泌蛋白的组合是（ ）。 ①胃蛋白酶 ②抗体 ③载体 ④呼吸氧化酶 ⑤雄激素 ⑥胰岛素 A. ①②③④ B. ②③⑤⑥ C. ①②⑥ D. ①④⑥ 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 蛋白质（肽链） 较成熟的蛋白质 成熟的蛋白质 分泌蛋白 （ 合 成 ） 翻 译 （ 胞 吐 ） 分 泌 加 工 运 输 （ 折 叠 剪 切 组 装 糖 基 化 运 输 ） 加 工 囊泡 囊泡 能量 能量 能量 能量 线粒体 分泌蛋白合成过程 分泌蛋白 细胞膜 小泡 核糖体 内质网 高尔基体 3 分钟 17 分钟 117 分钟 注：箭头所指之处为放射性出现的位置 73 74 a b c c 例 66 内质网中正确折叠的蛋白质才能被运输到高尔基体，其中一些蛋白质被加工成膜蛋白镶嵌 或附着在质膜上。这些膜蛋白可以（ ）。 A. 作为离子进出的通道 B. 脱氨基氧化分解供能 C. 识别“异己”物质 D. 感受化学信号并传递 例 67 淋巴细胞分化形成效应 B细胞的过程中，细胞内发生的明显变化是（ ）。 A．细胞膜明显增厚 B．附着核糖体的内质网明显发达 C．细胞核中遗传物质明显增多 D．细胞中个别基因发生改变 例 68 右图表示人体某细胞中发生的物质合成、加工和分泌的过程，a、b、c表示其中的三个环 节，下列相关叙述正确的是（ ）。 ①a环节有多种 RNA参与 ②b环节能体现膜的流动性 ③c环节伴随核膜面积变化 ④分泌出的物质可能是激素 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 例 69 实验中用 35 S 标记一定量的氨基酸，来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与合成和分泌乳蛋 白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如下图甲所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲 线如右图乙所示。下列有关叙述中不正确的是（ ）。 A．甲图中 a曲线所指的细胞结构是内质网 B．甲图中 c曲线所指的细胞结构是高尔基体 C．图乙中 f曲线表示的细胞结构是高尔基体 D．图乙中 d曲线表示的细胞结构是内质网 例70 下面为某激素蛋白的合成与分泌过程示 意图（其中物质X代表氨基酸；a、b、c、d、e表示细胞结构）。下列说法中正确的是（ ）。 A．图中a、b、c和d依次表示内质网、高尔基体、具膜小泡和细胞膜 B．在图中a、b、c结构中分别进行的是脱水缩合、蛋白质加工和运输过程 C．在图中e结构内，丙酮酸彻底氧化分解产生CO2的过程中没有O2参加 D．该过程不在原核细胞中进行，因为原核细胞中无a、b、c、e等结构 例 71 已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列（下图中 P肽段）。若 P 肽段功能缺失，则该蛋白（ ）。 A. 无法继续合成 B. 可以进入高尔基体 C. 可以被加工成熟 D. 无法被分泌到细胞外 第 71题图 第 72题图 第 73题图 例 72 图示不能够表达的生理过程是（ ）。 A．突触小体释放神经递质 B．乳腺细胞分泌乳汁 C．转基因大肠杆菌分泌胰岛素 D．杂交瘤细胞分泌单克隆抗体 例73 图示为某种细胞，膜外颗粒状物质为细胞分泌物。下列说法中正确的是（ ）。 A. 若Y表示胰高血糖素，则该细胞在血糖浓度过低时活动加强 B. 若Y表示抗体，则该细胞是由T细胞或记忆细胞增殖分化来的 C. 若Y表示单克隆抗体，则该细胞是由效应T细胞与骨髓瘤细胞融和形成的 D. 若Y表示生长激素，则该细胞为下丘脑神经细胞 例 74 科学家利用酵母菌突变体（图中 A 型～E 型）研究分泌蛋白的分泌过程以及与分泌相关的基 因，揭示了囊泡运输的过程。野生型酵母菌能正常进行分泌蛋白的分泌，突变体由于基因突变，内膜 结构不正常，导致分泌过程出现障碍。图中能表示内质网膜结构不正常导致分泌过程出现障碍的是（ ）。 A. A型、C型 B. A型、B型 C. B型、E型 D. D型、E型 例75 甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过 程如下图所示。下列叙述中错误的是（ ）。 A．若含 18 O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了H2 18 O，那么水中的 18 O最可能来自于氨基酸 的羧基 B．细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度，这表明a是主动运输过程 C．与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体 D．与乙图中③不直接相通，但膜成分最为相似的是高尔基体，用含 3 H标记的氨基酸注射到该细胞 中，则出现 3 H的部位依次为①③②⑥⑤④ 例 76 下图所示为细胞内蛋白质合成后的去向和定位，其中①～⑦表示细胞结构，甲～丁表示结构 中的物质。据右图分析，下列有关叙述中不正确的是（ ）。 A．具有双层膜的结构是⑤⑥⑦，不含有磷脂分子的结构是① B．结构⑥⑦中增大膜面积的结构分别是基粒和嵴 C．结构①中进行的过程是转录，甲表示的物质是 mRNA D．能进行 DNA复制和转录的结构有⑤⑥⑦等 e 物质 X a b c d 激素蛋白 供能 P 肽段 mRNA 细胞膜 Y e f 甲 乙 0 0 放射性强度 膜面积 d a b c 时间 时间 75 76 例77 信号肽假说认为，核糖体是通过信号肽的功能而附着到内质网并合成分泌蛋白的，如下图所 示。下列说法中不正确的是（ ）。 A．信号肽可以引导新合成的蛋白质穿过内质网膜进入腔内 B．切下信号肽的酶不会破坏新合成的蛋白质分子，体现专一性 C．内质网以“出芽”方式将新合成的蛋白质分子运输到高尔基体 D．抗体、神经递质、激素、血红蛋白等物质的合成都有这样的过程 例 78 内质网中的蛋白质运输到高尔基体后，有不同的去向，其转运过程如题图。下列叙述中错 误的是（ ）。 A. 受体 K的作用是使蛋白 A被转运回内质网 B. 蛋白 B分泌到细胞外的过程需要载体蛋白的协助 C. 高尔基体膜通过囊泡可转化为内质网膜和细胞膜的一部分 D. 内质网和高尔基体分别形成的囊泡中的蛋白 B空间结构不同 第四章 细胞的代谢 第 1 节 细胞通过质膜与外界进行物质交换 一、小分子物质经过被动运输或主动运输进出细胞 1. 被动运输：物质顺浓度梯度且不消耗能量的运输方式。 （1）自由扩散：又叫简单扩散，指的是质膜两侧的小分子物质由高浓度向低浓度的一侧扩散，如 02、CO2以及乙醇等，此外很多脂溶性小分子化合物也可以通过此方式出入细胞，如性激素等。 （2）协助扩散：部分小分子物质如葡萄糖、氨基酸以及一些离子等与质膜上转运蛋白结合顺浓 度梯度运输（必修一，72页，图 4-4）。转运蛋白具有特异性，如转运葡萄糖的蛋白质不会参与氨基 酸的转运，并且每种在质膜上的数量有限，因此协助扩散速率会达到饱和。转运蛋白可以分为载体蛋 白和通道蛋白两种类型，前者只容许与自身结合部位相适应的分子或例子通过，且每次转运时都会发 生自身构象的改变，后者只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适应的分子或离子通 过，物质通过时，不需要与通道蛋白结合。 需要注意的是，水分子不仅可以通过自由扩散的方式进出细 胞，更多的是借助细胞质膜上的水通道蛋白进出细胞，如肾脏对水 分的重吸收。水分子也是以被动运输的方式透过质膜，从溶液浓度 低的一侧（水分子多）渗入溶液浓度高的一侧（水分子少），这一现 象称为渗透。 问题：如何从宏观和微观角度理解自由扩散？自由扩散与细胞膜的哪种物质关系最大？ 2. 主动运输：细胞也会逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排出一些物质，如哺乳动物细胞胞 外 Na ＋ 浓度比胞内高，而 K ＋ 浓度比胞内低，细胞需要不断地逆浓度梯度吸收 K、排出 Na ＋ ,以维持正 常的生命活动（必修一，72页，图 4-5）。主动运输能保证活细胞根据自身需求选择性地吸收或者排 出特定的物质，因此，对于维持细胞生命活动的稳态具有特别重要的意义。例如，一般情况下土壤溶 液中矿质元素离子的浓度都比细胞液中相应离子的浓度低，然而根毛细胞可以通过主动运输吸收自己 需要的离子。类似地，人体小肠上皮细胞也可以通过主动运输从肠腔中吸收葡萄糖等营养物质。 物质运 输方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 方向 高 → 低 高 → 低 低 → 高 载体 × √ √ 能量 × × √ 总结 常见的 速率曲线 实例 O2、CO2、H2O、甘油、 苯、乙醇、脂溶性小分子等 Na ＋ ，Cl － 、葡萄糖、 氨基酸等进入红细胞 肾脏的重吸收；小肠吸收 葡萄糖、氨基酸、无机盐等； 植物根部吸收矿质元素 影响因素 mRNA 信号肽 信号肽穿膜 信号肽酶切信号肽 被切下 蛋白质分子 附着膜上 核糖体 能量 主动运输 自由扩散 协助扩散