内容正文:
第3章 细胞的基本结构
内容导航
01 思维导图 知识串联重难点1细胞膜的结构与功能
重难点2细胞器的结构和功能
重难点3分泌蛋白的合成、加工和运输
重难点4细胞核的结构和功能
02 考点速记 核心必记
03 重难专攻 素养提升
04 教考衔接 科学练题
01 思维导图
02 考点速记
第1节 细胞膜—系统的边界
一、细胞膜的功能
1.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.控制物质进出细胞,细胞膜的这种作用是相对的,表现为:细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要的物质不容易进入细胞;环境中一些对细胞有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也能侵人细胞,使生物体患病。
3.进行细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式多种多样,大多与细胞膜的结构和功能有关,如下图A、B、C所示。图A表示细胞分泌的激素等化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体(即图中数字序号②)结合,实现细胞间信息传递,图B表示相邻两个细胞的细胞膜接触,实现细胞间信息传递。例 如 ,精子和卵细胞之间的识别和结合。图C表示相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,实现细胞间信息传递。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝(即图中数字序号④)相互连接 ,也有信息交流的作用。
二、对细胞膜成分的探索
1.对细胞膜成分的探索
(1)1895年,欧文顿推测:细胞膜是由脂质组成的。
(2)科学家对制备出的纯净细胞膜进行化学分析,得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
(3)1925年,科学家戈特和格伦德尔推断:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
(4)1935年,英国学者丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。
2.细胞膜成分
(1)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。
(2)细胞膜中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。
(3)蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
三、对细胞膜结构的探索
1.推测:20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
2.现象:1959年,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
3.提出假说:结合其他科学家的工作,大胆地提出了细胞膜模型的假说:所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。他把生物膜描述为静态的统一结构。
4.假说与其他一些观察和实验结果不相吻合。20世纪60年代以后,不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑:如果是这样,细胞膜的复杂功能将难以实现,就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。
5.实验:1970年,科学家分别用发绿色荧光、红色荧光的染料标记小鼠、人细胞表面的蛋白质分子,进行了荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,这一实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性。
6.提出新的假说:在新的观察和实验证据的基础上,又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型。其中,1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
7.科学方法—提出假说: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。一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
四、流动镶嵌模型的基本内容
(1)流动镶嵌模型:上图①、②、③处所填写内容依次为糖蛋白、磷脂双分子层、蛋白质分子。流动镶嵌模型认为,细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中: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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用
(2)细胞结构特点:细胞膜不是静止不动的,而是具有流动性,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。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
(3)糖被:细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,例如,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。
第2节 细胞器—系统内的分工合作
一、分离各种细胞器的方法
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。分离各种细胞器常用的方法是差速离心法:将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心处理,就能将各种细胞器分离开。
二、细胞器之间的分工
1.细胞器形态、结构和功能
(1)线粒体:线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
(2)叶绿体:叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
(3)内质网: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。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网;有些内质网上不含有核糖体,叫光面内质网。
(4)高尔基体: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”。
(5)核糖体:核糖体有的附着在内质网上,有的游离分布在细胞质中,是“生产蛋白质的机器”。
(6)溶酶体:溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,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病菌。
(7)液泡:液泡主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
(8)中心体:中心体分布在动物与低等植物的细胞,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。
2.细胞骨架:细胞骨架是由蛋白质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。
二、实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理:叶肉细胞中的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。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.方法步骤
(1)叶绿体的观察:
①制作临时装片。用镊子取一片藓类的小叶(或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)放人盛有清水的培养皿中。往载玻片中央滴一滴清水,用镊子夹住所取的叶放入水滴中,盖上盖玻片。注意:临时装片中的叶片不能放干了,要随时保持有水状态。
②观察。先用低倍镜找到需要观察的叶绿体,再换用高倍镜观察。仔细观察叶绿体的形态和分布情况。
(2)观察细胞质的流动
①制作黑藻叶片临时装片。事先将观察用的黑藻放在光照、室温条件下培养。将黑藻从水中取出,用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶,将小叶放在载玻片的水滴中,盖上盖玻片。
②观察。先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞,然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况,仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。
三、细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白的合成和运输实验
(1)分泌蛋白:有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,这类蛋白质叫做分泌蛋白。,如消化酶、抗体和一部分激素。
(2)实验:下图为科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸进行的实验,图中数字序号①~⑤表示的结构或细胞器的名称依次是:①囊泡、②细胞膜、③线粒体、④高尔基体、⑤内质网(填序号及对应名称)。图示说明,3min后,带有放射性标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中;17min后,出现在高尔基体中;117min后,出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中,以及释放到细胞外的分泌物中。
2.细胞器之间的协调配合:
(1)分泌蛋白合成及运输:分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,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。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。下图表示分泌蛋白质合成过程示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊依次表示的是:核糖体、囊泡、内质网、高尔基体、囊泡。
(2)囊泡及作用:在细胞内,许多由膜构成的囊泡繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
3.同位素标记法:在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素,如硒16O与18O,12C与14C。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
四、细胞的生物膜系统
1.概念:细胞中的细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,这进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
2.意义:生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要。首先,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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。第二,许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
第3节 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能
1.细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①处的操作是核移植,②处的颜色是黑色。该实验说明,美西螈皮细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。(P55“讨论”1)
(2)蝾螈受精卵横缢实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①、②处所填空的内容依次是不分裂、分裂,该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自身前后对照(对无核者重新挤入核)。该实验说明细胞分裂和分化是由细胞核控制的(没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。)。(P55“讨论2”改编)
(3)变形虫切割实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①、②处所进行的操作依次是去核、核移植,该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自身前后对照(核移植)。分析该实验可得出的结论是细胞核是细胞生命活动的控制中心。(P55“讨论3”改编)
(4)伞藻嫁接实验与核移植实验
①实验图示:伞藻是一种单细胞生物,由“伞帽”、伞柄和假根三部分构成,细胞核在基部假根。科学家用菊花形帽(甲)和伞形帽(乙)两种伞藻做嫁接(图一)和核移植(图二)实验:
②实验分析:图一实验为伞藻嫁接实验,关键的操作是②过程,即:将甲的伞柄嫁接到乙的假根,将乙的伞柄嫁接到甲的假根,图二实验为伞藻核移植实验,①过程的操作是去除乙的细胞核及“伞帽”,②过程的操作为将甲的细胞核植入去核的乙的假根。该实验说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核。上述实验中,已经做了图一实验,再做较长二实验的理由是可排除假根中其他物质的影响,是对图一实验的补充。(P55“讨论4”改编)
2.细胞核功能:大量的事实表明,细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
二、细胞的结构和功能
1.细胞核结构模式图
(1)上图中①②③④⑤⑥处填空的内容分别为,①双层,②核内物质与细胞质,③DNA和蛋白质,④DNA,⑤某种RNA的合成以及核糖体的形成,⑥物质交换和信息交流。
(2)染色质是容易被碱性染料染成深色的极细的丝状物,在细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在新形成的细胞核里。因此,染色质和染色体关系可描述为:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2.结构核功能
(1)细胞核控制着细胞的遗传,这是因为DNA上贮存着遗传信息,在细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。
(2)细胞核控制着细胞的代谢,这是因为DNA上贮存着遗传信息,细胞依据遗传信息,进行物质合成、能量转换和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。
(3)因此,对细胞核功能的较为全面的阐述应该是:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
三、模型建构:模型的形式包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。DNA双螺旋结构模型,就是物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。真核细胞的三维结构模型属于物理模型,在设计并制作该模型时,科学性、准确性是第一位的,其次才是模型的美观与否。
03 重难专攻
重难点1细胞膜的结构与功能
(1) 磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系
2层磷脂分子1层磷脂双分子层1层细胞膜
(2)细胞膜结构、成分与功能的关系
(3)细胞膜的流动性与选择透过性
类型
结构特性:流动性
功能特性:选择透过性
结构
基础
构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
蛋白质的种类和数量、脂质的性质
实例
小鼠细胞和人细胞的融合实验、变形虫的变形运动等
有些物质容易进入,有些物质不易进入
联系
细胞膜的结构决定细胞膜的特性和功能
重难点2细胞器的结构和功能
细胞器亚显微结构模式图的相关判断
(1)二看法速判动植物细胞
(2)区别细胞的显微结构和亚显微结构
亚显微结构是在电子显微镜下观察到的。显微结构是在光学显微镜下观察到的。叶绿体、线粒体、中心体、染色体等可在普通光学显微镜下观察到,其他更微小的结构(如核糖体等)只能在电子显微镜下观察到。
重难点3分泌蛋白的合成、加工和运输
(1)各种生物膜之间的联系
相似性:各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成;
差异性:每种成分所占的比例不同,功能越复杂的生物膜,其蛋白质的种类和数量就越多
(2)细胞中蛋白质的合成及去向
图中左侧可见,分泌蛋白的合成和运输过程离不开 由膜构成的囊泡的穿梭往来,而高尔基体(填某种 细胞器)在其中起着交通枢纽的作用。各种膜的融 合体现了膜的流动性,细胞器的这种协调配合也体 现了细胞在结构和功能上的连续性
(3)用建构模型法分析放射性及膜面积变化
重难点4细胞核的结构和功能
有关细胞核的3个“并非’
(1)并非所有物质进出细胞都通过核孔:核孔主要是RNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,某些离子和小分子物质可以通过核膜进行运输,也可通过核孔进行运输。
(2)核仁并非遗传物质的储存场所:DNA上储存着遗传信息,细胞核中的遗传物质分布在染色质(体)上。
(3)并非所有核糖体的形成都与核仁有关:原核细胞无核仁,其核糖体的形成与核仁无关。
04 教考衔接
1.如图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.功能①在生命起源过程中具有关键作用
B.胰岛素发挥作用需依赖细胞膜的功能③
C.功能②可表示细胞需要的营养物可以进入细胞,不需要的物质则一定不能进入细胞
D.功能④可表示某些物质在高等植物相邻细胞间运输
2.下图为细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是
A.物质B代表蛋白质,是膜功能的主要承担者。但功能越复杂的膜结构含有的物质B的种类和数量不一定越多
B.物质C代表磷脂,它由甘油、脂肪和磷酸组成,在构成细胞膜时可自发形成D结构
C.图示D结构是膜的基本支架,膜结构的流动性和选择透过性均与它有关
D.图示E物质在细胞膜的内外侧均有分布,与细胞间的信息交流有关
3.1997年,科学家提出“脂筏模型”。脂筏是指细胞膜上由胆固醇聚集的微结构区,分子排列较紧密,流动性较低。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,与膜的信号转导、跨膜物质运输等均有密切的关系。下图为“脂筏模型”示意图,下列说法正确的是( )
A.①和②在细胞膜上的分布都是对称的
B.脂筏区域内外,细胞膜的流动性存在差异
C.根据糖蛋白的位置判断,A侧为细胞膜内侧
D.脂筏的存在阻碍了多细胞生物体内细胞间的信息交流
4.图中①~④表示某细胞的部分细胞器,下列有关叙述正确的是( )
A.含有②的细胞一定为动物细胞
B.分泌蛋白合成、分泌过程中③的膜面积会发生动态变化
C.③是含有DNA的细胞器
D.高倍显微镜可以看到图中所有结构
5.关于细胞器的叙述,错误的是( )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
6.囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )
A.囊泡的定向运输需要信号分子和细胞骨架的参与
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
7.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
8.如图是细胞核及其周围部分结构示意图,图中数字表示相关结构。下列相关叙述,错误的是( )
A.细菌的核糖体在4中合成后运送到细胞质
B.代谢旺盛的细胞中2的数目较多,4的体积较大
C.1和5的外膜连通,使细胞质和细胞核的联系更为紧密
D.3贮存了大量的遗传信息,所以细胞核是细胞遗传的控制中心
9.植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
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第3章 细胞的基本结构
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01 思维导图 知识串联重难点1细胞膜的结构与功能
重难点2细胞器的结构和功能
重难点3分泌蛋白的合成、加工和运输
重难点4细胞核的结构和功能
02 考点速记 核心必记
03 重难专攻 素养提升
04 教考衔接 科学练题
01 思维导图
02 考点速记
第1节 细胞膜—系统的边界
一、细胞膜的功能
1.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.控制物质进出细胞,细胞膜的这种作用是相对的,表现为:细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要的物质不容易进入细胞;环境中一些对细胞有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也能侵人细胞,使生物体患病。
3.进行细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式多种多样,大多与细胞膜的结构和功能有关,如下图A、B、C所示。图A表示细胞分泌的激素等化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体(即图中数字序号②)结合,实现细胞间信息传递,图B表示相邻两个细胞的细胞膜接触,实现细胞间信息传递。例 如 ,精子和卵细胞之间的识别和结合。图C表示相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,实现细胞间信息传递。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝(即图中数字序号④)相互连接 ,也有信息交流的作用。
二、对细胞膜成分的探索
1.对细胞膜成分的探索
(1)1895年,欧文顿推测:细胞膜是由脂质组成的。
(2)科学家对制备出的纯净细胞膜进行化学分析,得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
(3)1925年,科学家戈特和格伦德尔推断:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
(4)1935年,英国学者丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。
2.细胞膜成分
(1)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。
(2)细胞膜中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。
(3)蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
三、对细胞膜结构的探索
1.推测:20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
2.现象:1959年,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
3.提出假说:结合其他科学家的工作,大胆地提出了细胞膜模型的假说:所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。他把生物膜描述为静态的统一结构。
4.假说与其他一些观察和实验结果不相吻合。20世纪60年代以后,不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑:如果是这样,细胞膜的复杂功能将难以实现,就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。
5.实验:1970年,科学家分别用发绿色荧光、红色荧光的染料标记小鼠、人细胞表面的蛋白质分子,进行了荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,这一实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性。
6.提出新的假说:在新的观察和实验证据的基础上,又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型。其中,1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
7.科学方法—提出假说: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。一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
四、流动镶嵌模型的基本内容
(1)流动镶嵌模型:上图①、②、③处所填写内容依次为糖蛋白、磷脂双分子层、蛋白质分子。流动镶嵌模型认为,细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中: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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用
(2)细胞结构特点:细胞膜不是静止不动的,而是具有流动性,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。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
(3)糖被:细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,例如,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。
第2节 细胞器—系统内的分工合作
一、分离各种细胞器的方法
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。分离各种细胞器常用的方法是差速离心法:将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心处理,就能将各种细胞器分离开。
二、细胞器之间的分工
1.细胞器形态、结构和功能
(1)线粒体:线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
(2)叶绿体:叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
(3)内质网: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。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网;有些内质网上不含有核糖体,叫光面内质网。
(4)高尔基体: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”。
(5)核糖体:核糖体有的附着在内质网上,有的游离分布在细胞质中,是“生产蛋白质的机器”。
(6)溶酶体:溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”,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病菌。
(7)液泡:液泡主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
(8)中心体:中心体分布在动物与低等植物的细胞,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。
2.细胞骨架:细胞骨架是由蛋白质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。
二、实验:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
1.实验原理:叶肉细胞中的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。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.方法步骤
(1)叶绿体的观察:
①制作临时装片。用镊子取一片藓类的小叶(或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)放人盛有清水的培养皿中。往载玻片中央滴一滴清水,用镊子夹住所取的叶放入水滴中,盖上盖玻片。注意:临时装片中的叶片不能放干了,要随时保持有水状态。
②观察。先用低倍镜找到需要观察的叶绿体,再换用高倍镜观察。仔细观察叶绿体的形态和分布情况。
(2)观察细胞质的流动
①制作黑藻叶片临时装片。事先将观察用的黑藻放在光照、室温条件下培养。将黑藻从水中取出,用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶,将小叶放在载玻片的水滴中,盖上盖玻片。
②观察。先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞,然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况,仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。
三、细胞器之间的协调配合
1.分泌蛋白的合成和运输实验
(1)分泌蛋白:有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的,这类蛋白质叫做分泌蛋白。,如消化酶、抗体和一部分激素。
(2)实验:下图为科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸进行的实验,图中数字序号①~⑤表示的结构或细胞器的名称依次是:①囊泡、②细胞膜、③线粒体、④高尔基体、⑤内质网(填序号及对应名称)。图示说明,3min后,带有放射性标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中;17min后,出现在高尔基体中;117min后,出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中,以及释放到细胞外的分泌物中。
2.细胞器之间的协调配合:
(1)分泌蛋白合成及运输:分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,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。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。下图表示分泌蛋白质合成过程示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊依次表示的是:核糖体、囊泡、内质网、高尔基体、囊泡。
(2)囊泡及作用:在细胞内,许多由膜构成的囊泡繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
3.同位素标记法:在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素,如硒16O与18O,12C与14C。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
四、细胞的生物膜系统
1.概念:细胞中的细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,这进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
2.意义:生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要。首先,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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。第二,许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
第3节 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能
1.细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①处的操作是核移植,②处的颜色是黑色。该实验说明,美西螈皮细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。(P55“讨论”1)
(2)蝾螈受精卵横缢实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①、②处所填空的内容依次是不分裂、分裂,该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自身前后对照(对无核者重新挤入核)。该实验说明细胞分裂和分化是由细胞核控制的(没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。)。(P55“讨论2”改编)
(3)变形虫切割实验
①实验图示:
②实验分析:上图中①、②处所进行的操作依次是去核、核移植,该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自身前后对照(核移植)。分析该实验可得出的结论是细胞核是细胞生命活动的控制中心。(P55“讨论3”改编)
(4)伞藻嫁接实验与核移植实验
①实验图示:伞藻是一种单细胞生物,由“伞帽”、伞柄和假根三部分构成,细胞核在基部假根。科学家用菊花形帽(甲)和伞形帽(乙)两种伞藻做嫁接(图一)和核移植(图二)实验:
②实验分析:图一实验为伞藻嫁接实验,关键的操作是②过程,即:将甲的伞柄嫁接到乙的假根,将乙的伞柄嫁接到甲的假根,图二实验为伞藻核移植实验,①过程的操作是去除乙的细胞核及“伞帽”,②过程的操作为将甲的细胞核植入去核的乙的假根。该实验说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核。上述实验中,已经做了图一实验,再做较长二实验的理由是可排除假根中其他物质的影响,是对图一实验的补充。(P55“讨论4”改编)
2.细胞核功能:大量的事实表明,细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
二、细胞的结构和功能
1.细胞核结构模式图
(1)上图中①②③④⑤⑥处填空的内容分别为,①双层,②核内物质与细胞质,③DNA和蛋白质,④DNA,⑤某种RNA的合成以及核糖体的形成,⑥物质交换和信息交流。
(2)染色质是容易被碱性染料染成深色的极细的丝状物,在细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在新形成的细胞核里。因此,染色质和染色体关系可描述为:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2.结构核功能
(1)细胞核控制着细胞的遗传,这是因为DNA上贮存着遗传信息,在细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。
(2)细胞核控制着细胞的代谢,这是因为DNA上贮存着遗传信息,细胞依据遗传信息,进行物质合成、能量转换和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。
(3)因此,对细胞核功能的较为全面的阐述应该是:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
三、模型建构:模型的形式包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。DNA双螺旋结构模型,就是物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。真核细胞的三维结构模型属于物理模型,在设计并制作该模型时,科学性、准确性是第一位的,其次才是模型的美观与否。
03 重难专攻
重难点1细胞膜的结构与功能
(1) 磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系
2层磷脂分子1层磷脂双分子层1层细胞膜
(2)细胞膜结构、成分与功能的关系
(3)细胞膜的流动性与选择透过性
类型
结构特性:流动性
功能特性:选择透过性
结构
基础
构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
蛋白质的种类和数量、脂质的性质
实例
小鼠细胞和人细胞的融合实验、变形虫的变形运动等
有些物质容易进入,有些物质不易进入
联系
细胞膜的结构决定细胞膜的特性和功能
重难点2细胞器的结构和功能
细胞器亚显微结构模式图的相关判断
(1)二看法速判动植物细胞
(2)区别细胞的显微结构和亚显微结构
亚显微结构是在电子显微镜下观察到的。显微结构是在光学显微镜下观察到的。叶绿体、线粒体、中心体、染色体等可在普通光学显微镜下观察到,其他更微小的结构(如核糖体等)只能在电子显微镜下观察到。
重难点3分泌蛋白的合成、加工和运输
(1)各种生物膜之间的联系
相似性:各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成;
差异性:每种成分所占的比例不同,功能越复杂的生物膜,其蛋白质的种类和数量就越多
(2)细胞中蛋白质的合成及去向
图中左侧可见,分泌蛋白的合成和运输过程离不开 由膜构成的囊泡的穿梭往来,而高尔基体(填某种 细胞器)在其中起着交通枢纽的作用。各种膜的融 合体现了膜的流动性,细胞器的这种协调配合也体 现了细胞在结构和功能上的连续性
(3)用建构模型法分析放射性及膜面积变化
重难点4细胞核的结构和功能
有关细胞核的3个“并非’
(1)并非所有物质进出细胞都通过核孔:核孔主要是RNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,某些离子和小分子物质可以通过核膜进行运输,也可通过核孔进行运输。
(2)核仁并非遗传物质的储存场所:DNA上储存着遗传信息,细胞核中的遗传物质分布在染色质(体)上。
(3)并非所有核糖体的形成都与核仁有关:原核细胞无核仁,其核糖体的形成与核仁无关。
04 教考衔接
1.如图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.功能①在生命起源过程中具有关键作用
B.胰岛素发挥作用需依赖细胞膜的功能③
C.功能②可表示细胞需要的营养物可以进入细胞,不需要的物质则一定不能进入细胞
D.功能④可表示某些物质在高等植物相邻细胞间运输
【答案】C
【分析】细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
【详解】A、边界①为细胞膜,细胞膜的出现使细胞与外界环境相对隔离开,功能①在生命起源过程中具有关键作用,A正确;
B、③表示受体接受信号进行信息交流,胰岛素需要与膜上受体结合才能发挥作用,故胰岛素发挥作用需依赖细胞膜的功能③,B正确;
C、功能②中细胞膜对物质进出细胞的控制是有限的,不需要的物质有可能进入细胞,C错误;
D、功能④可表示相邻细胞间通过物质交换通道进行信息交流,可表示某些物质在高等植物相邻细胞间运输,D正确。
2.下图为细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是
A.物质B代表蛋白质,是膜功能的主要承担者。但功能越复杂的膜结构含有的物质B的种类和数量不一定越多
B.物质C代表磷脂,它由甘油、脂肪和磷酸组成,在构成细胞膜时可自发形成D结构
C.图示D结构是膜的基本支架,膜结构的流动性和选择透过性均与它有关
D.图示E物质在细胞膜的内外侧均有分布,与细胞间的信息交流有关
【答案】C
【分析】本题以图文结合为情境,考查学生对细胞膜的结构和功能等相关知识的识记和理解能力,以及识图分析能力。
【详解】物质B代表蛋白质,是膜功能的主要承担者,功能越复杂的膜结构含有的蛋白质的种类和数量就越多,A错误;物质C代表磷脂,它由甘油、脂肪酸和磷酸组成,B错误;图示D结构是磷脂双分子层,构成膜的基本支架,膜结构的流动性和选择透过性均与它有关,C正确;图示E物质为糖蛋白,分布在细胞膜的外表面,与细胞间的信息交流有关,D错误。
3.1997年,科学家提出“脂筏模型”。脂筏是指细胞膜上由胆固醇聚集的微结构区,分子排列较紧密,流动性较低。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,与膜的信号转导、跨膜物质运输等均有密切的关系。下图为“脂筏模型”示意图,下列说法正确的是( )
A.①和②在细胞膜上的分布都是对称的
B.脂筏区域内外,细胞膜的流动性存在差异
C.根据糖蛋白的位置判断,A侧为细胞膜内侧
D.脂筏的存在阻碍了多细胞生物体内细胞间的信息交流
【答案】B
【分析】流动镶嵌模型:①磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;②蛋白质分子有的镶嵌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,有的横跨整个磷脂双分子层,大多数蛋白质也是可以流动的;③在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、蛋白质(①)在细胞膜上的分布是不对称的,A错误;
B、脂筏区域内是胆固醇聚集的微结构区,流动性较低,因此脂筏区域内外,细胞膜的流动性存在一定差异,B正确;
C、糖蛋白只位于细胞膜的外侧,故A侧为细胞膜外侧,B侧为细胞膜内侧,C错误;
D、分析题意可知,脂筏与膜的信号转导、跨膜物质运输等均有密切的关系,即脂筏与膜的信号转导有关,它的存在有利于细胞间的信息交流,D错误。
4.图中①~④表示某细胞的部分细胞器,下列有关叙述正确的是( )
A.含有②的细胞一定为动物细胞
B.分泌蛋白合成、分泌过程中③的膜面积会发生动态变化
C.③是含有DNA的细胞器
D.高倍显微镜可以看到图中所有结构
【答案】B
【分析】分析题图,①是线粒体,②是中心体,③是高尔基体,④是核糖体。
【详解】A、②是中心体,动物细胞和低等植物细胞都有中心体,该细胞不一定是动物细胞,也有可能是低等植物细胞,A错误;
B、分泌蛋白分泌过程中,高尔基体与来自内质网的囊泡发生融合,后又产生囊泡向细胞膜转移,因此,故分泌蛋白合成、分泌过程中③的膜面积会发生动态变化,B正确;
C、③是高尔基体,不含DNA,含有DNA的细胞器只有线粒体和叶绿体,C错误;
D、该图中的亚显微结构都是电子显微镜下看到的,高倍显微镜下只能看到显微结构,D错误。
5.关于细胞器的叙述,错误的是( )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】D
【分析】1、线粒体是双层膜结构的细胞器,是有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。
2、分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,再到高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、溶酶体中有水解酶,可以分解衰老、损伤的细胞器,受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解,降解产生的有用物质可被再次利用,A正确;
B、生物膜上的蛋白质可具有物质运输等功能,线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质,B正确;
C、生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素,属于分泌蛋白,分泌蛋白在核糖体合成后,需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外,C正确;
D、附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同,均主要由RNA和蛋白质组成,D错误。
6.囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行,细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是( )
A.囊泡的定向运输需要信号分子和细胞骨架的参与
B.囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C.囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D.囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
【答案】A
【分析】细胞骨架是由蛋白质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。囊泡以出芽的方式,从一个细胞器膜产生,脱离后又与另一种细胞器膜融合,囊泡与细胞器膜的结合体现了生物膜的流动性。
【详解】A、细胞骨架是细胞内由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质运输等活动有关,囊泡的定向运输需要信号分子和细胞骨架的参与,A正确;
B、核糖体是无膜细胞器,不能产生囊泡,B错误;
C、囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的结构特性,即具有一定的流动性,C错误;
D、囊泡只能在具有生物膜的细胞结构中相互转化,并不能将细胞内所有结构形成统一的整体,D错误。
7.不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
红细胞质膜
神经鞘细胞质膜
高尔基体膜
内质网膜
线粒体内膜
蛋白质(%)
49
18
64
62
78
脂质(%)
43
79
26
28
22
糖类(%)
8
3
10
10
少
下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
【答案】C
【分析】流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的。
(2)蛋白质分子有的镶嵌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,有的横跨整个磷脂双分子层;大多数蛋白质也是可以流动的。
(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白。除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的,大多数蛋白质也是可以流动的,因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性,A正确;
B、糖蛋白与细胞识别作用有密切关系,因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关,B正确;
C、哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;
D、功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,由表格内容可知,线粒体内膜的蛋白质最高,其功能最复杂,神经鞘细胞质膜的蛋白质最少,其功能最简单,D正确。
8.如图是细胞核及其周围部分结构示意图,图中数字表示相关结构。下列相关叙述,错误的是( )
A.细菌的核糖体在4中合成后运送到细胞质
B.代谢旺盛的细胞中2的数目较多,4的体积较大
C.1和5的外膜连通,使细胞质和细胞核的联系更为紧密
D.3贮存了大量的遗传信息,所以细胞核是细胞遗传的控制中心
【答案】A
【分析】1、据图分析,1表示内质网,2表示核孔,3表示染色质,4表示核仁,5表示核膜。
2、细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(DNA和蛋白质组成)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。
【详解】A、细菌无4细胞核,故细菌的核糖体是在细胞质合成的,A错误;
B、图中2为核孔,代谢旺盛的细胞中核孔的数目较多;图中4为核仁,核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,蛋白质在核糖体合成,在代谢旺盛细胞中蛋白质合成旺盛,需要的核糖体较多,故核仁也较大,B正确;
C、图中1为内质网,内质网和5核膜的外膜连通,可使细胞质和细胞核的联系更为紧密,C正确;
D、细胞核是细胞遗传的控制中心,3为染色体,主要由DNA和蛋白质组成,其中的DNA是遗传物质,贮存有大量的遗传信息,D正确。
9.植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
【答案】D
【分析】分析图片,可知①是染色质,②是细胞膜,③是细胞壁。
【详解】A、分析图片,可知①是染色质,是由DNA 和蛋白质组成的,只存在于植物细胞的细胞核中,A正确;
B、分析图片,②是细胞膜,主要由磷脂双分子层构成,核膜和细胞器膜的基本结构和细胞膜相似,但各种膜上的蛋白质等成分有差异,功能也各不相同,B正确;
C、分析图片,③是细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,其中纤维素是多糖,此外细胞壁含多种蛋白质,C正确;
D、部分植物细胞并没有细胞核,即并不具有①染色质,也可以成活,例如植物的筛管细胞,D错误。
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