专题03 细胞的结构(知识梳理+3大考点精讲精练+实战训练)-【学考必备】2025年高中生物学业水平合格性考试总复习(全国通用)
2024-11-29
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2份
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42页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 细胞的结构和功能 |
| 使用场景 | 高考复习-学业考试 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.81 MB |
| 发布时间 | 2024-11-29 |
| 更新时间 | 2024-12-04 |
| 作者 | 暗黑库洛米 |
| 品牌系列 | 上好课·学考必备 |
| 审核时间 | 2024-11-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49004376.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 细胞的结构
目 录
第一部分 明晰学考要求·精准复习
第二部分 基础知识梳理·全面提升
第三部分 考点精讲精练·对点突破
考点01 细胞膜的结构和功能
考点02 细胞器之间的分工合作
考点03 细胞核的结构和功能
第四部分 实战能力训练·满分必刷
知识内容
考试目标层次
学考预测
A(了解、模仿、感受水平)
B(理解、独立操作、认同水平)
C(应用、领悟水平)
知识一 细胞膜的成分、结构和功能
√
从近三年高中学业水平试题来看,以选择题为主,简答题可能会涉及到分泌蛋白的合成与运输的过程,以及流动镶嵌模型的考查题目容易,重点考查考生对细胞的结构及功能的基础知识的了解和实际理解。
知识二 几种细胞器的结构和功能
√
知识三 细胞器之间的协调合作
√
知识四 细胞的生物膜系统的组成与功能
√
知识五 细胞核的结构和功能
√
知识六 流动镶嵌模型的基本内容
√
一、细胞膜的结构和功能
1.细胞膜的功能
①将细胞与外界环境分隔开(膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统);
②控制物质进出细胞(细胞膜的控制作用是相对的,环境中一些对细胞有害的物质可能进入;有些病毒、病菌也能侵入细胞);细胞膜的功能特性:选择透过性。结构特点是功能特性的基础
③进行细胞间的信息交流
细胞间信息交流的三种方式:
a间接传递:信号分子(激素、神经递质、淋巴因子)随体液循环与靶细胞表面的 特异性受体结合)
b直接传递:细胞膜接触,如精子和卵细胞之间的识别和结合;效应T细胞裂解靶细胞。
c通道传递:如高等植物细胞之间的胞间连丝
2.细胞膜的成分
①细胞膜主要由脂质(50%)和蛋白质(40%)组成。此外,还有少量的糖类(2%-10%)。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,动物细胞膜中还有少量胆固醇。细胞癌变后,膜成分发生改变,有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。
②蛋白质在行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
③位于细胞膜外侧的糖蛋白形成糖被,它是识别图中细胞膜内外侧的标志。
3.对细胞膜成分的探索:
①1895年,欧文顿—脂溶性物质更容易通过细胞膜—结论:细胞膜是由脂质组成的。
②利用哺乳动物的红细胞,制备出纯净的细胞膜,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。
(制备细胞膜常用的材料及原因:人和其他哺乳动物成熟的红细胞;没有细胞壁,没有细胞核和众多的细胞器。能得到比较纯的细胞膜。)
③1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔—用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。---结论:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
④1935年,英国学者丹尼利和戴维森—研究细胞膜的张力—发现细胞表面张力明显低于油-水界面的表面张力。油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。--结论:细胞膜上还附有蛋白质。
4.细胞膜的结构
①生物膜流动镶嵌模型的内容有
a磷脂双分子层构成了膜的基本支架,具有流动性;
b蛋白质分子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。大多数蛋白质分子也可以运动;
c细胞膜表面有糖被和糖脂。糖被的作用是保护、识别和润滑。
②细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;
③细胞膜的功能特点:选择透过性。
5.对细胞膜结构的探索
①1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜暗-亮-暗三层—提出细胞膜模型假说:由蛋白质-脂质-蛋白质构成,静态的统一结构。
②20世纪60年代后,科学家对静态的观点提出质疑;细胞的生长、变形虫的运动无法解释。
③1970年,人-鼠细胞杂交试验,--结论:细胞膜具有流动性
④1972年,辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型。
二、细胞器之间的分工
1.细胞质:包括细胞质基质和细胞器两部分。
2.分离细胞器的方法:差速离心法。
3.细胞器分布及作用:
①核糖体:有的附于粗面内质网上(附着核糖体),有的游离在细胞质基质中(游离核糖体),作用:合成蛋白质。是“生产蛋白质的机器”。也是原核细胞唯一具有的细胞器。
②内质网:由膜围成的连续的内腔相通的膜性管道系统。包括不附着核糖体的滑(光)面内质网和附着核糖体的粗面内质网。作用:是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。也是膜面积最大的细胞器。
③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”。唯一一个动植物细胞中都有的细胞器,但是功能可以不同的细胞器(在植物细胞中与细胞壁的形成有关)
④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细菌。
溶酶体只是含有多种水解酶,但是本身不能合成蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体
⑤中心体:分布在动物与低等植物细胞中,与细胞的有丝分裂有关。
⑥液泡:主要分布在植物细胞中,内有细胞液,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。含有不能参与光合作用的色素。
⑦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”。
⑧线粒体:是细胞进行有氧呼吸的主要场所。是细胞的“ 动力车间”。细胞生命活动所需的能量,大约有95%来自线粒体。
4.“细胞器”归纳:
A:按分布分:
①动植物细胞共有:线粒体、内质网、核糖体、高尔基体。
②植物细胞特有:叶绿体、液泡。
③动物和低等植物细胞特有:中心体。
④原核细胞和真核细胞共有:核糖体。
B:按结构分:
①单层膜:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。
②双层膜:线粒体、叶绿体。
③无膜:中心体、核糖体。
C:按成分分 :
①含 DNA 的:线粒体、叶绿体。
②含 RNA 的:线粒体、叶绿体、核糖体。
③含色素的:叶绿体、液泡。
D:按功能分
①与能量转换有关的:线粒体、叶绿体。
②能产生 ATP 的:线粒体、叶绿体。
③动物植物细胞都有,但功能不同的细胞器:高尔基体。
④与分泌蛋白合成和分泌有关的:核糖体、内质网、 高尔基体、线粒体。
⑤能产生水的:线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体。
⑥与有丝分裂有关的:核糖体、中心体、高尔基体、线粒体。
⑦与主动运输有关的细胞器:核糖体、线粒体。
⑧原核细胞和真核细胞共有的细胞器:核糖体。
5.细胞壁:位于植物细胞膜的外面,主要由纤维素和果胶构成,对细胞起支持与保护作用。与细胞壁和合成相关的细胞器有高尔基体和线粒体。真菌细胞壁的主要成分是几丁质;细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
6.细胞骨架:是细胞质中支持细胞器的结构。由蛋白纤维组成的网架结构,维持细胞的形态,锚定并支撑着细胞器,与细胞运动、分裂、分化、及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
7.实验:用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动
①原理
a叶肉细胞中的叶绿体呈绿色扁平的椭球或球形。可使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。观察藓类叶临时装片,发现叶绿体在细胞中的分布特点是散布在细胞质中,呈 球形或椭球形形。
b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细胞器的运动作为标志。
②注意事项
a制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持有水状态,以免影响细胞活性。
b叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动,同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源,强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。
c实验材料的选取
实验
观察叶绿体
观察细胞质的流动
选材
藓类叶片
菠菜稍带些叶肉的下表皮
黑藻叶片
原因
叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可以取整片小叶直接制片
①细胞排列疏松,易撕取;②含叶绿体数目少且个体大
含叶绿体多,材料易得,叶片薄,尤其是含有的叶绿体大而清晰
三、细胞器之间的合作
1.分泌蛋白概念:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用。如消化酶、抗体和一部分激素。
2.分泌蛋白的合成和运输
①研究方法:同位素标记法。用 3H 标记亮氨酸。生物学中常用的同位素有具有放射性的:14C、32P、3H、35S。有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O。
②分泌蛋白的合成和运输过程:游离的核糖体 以氨基酸为原料,开始多肽链的合成。这段肽链会与核糖体 一起转移到粗面内质网上继续合成。并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工折叠,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网膜形成的囊泡,包裹着蛋白质,到达高尔基体。与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基膜的一部分。高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,转运到细胞膜,与之融合,将蛋白质分泌到细胞外。此过程中消耗的能量,主要由线粒体提供。高尔基体起重要的交通枢纽作用。分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是 ⑤→③→②→①(用图中序号和箭头表示)。
四、细胞的生物膜系统
1.概念:细胞器膜、细胞膜、核膜,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的组成成分和结构 很相似,在结构功能上紧密联系 。原核细胞只有生物膜,没有生物膜系统。
2.功能:①细胞膜使细胞有一个相对稳定的内部环境,在细胞与外界环境进行物质运输,能量转换和信息传递中起着决定性的作用。②许多重要的化学反应需要 酶的参与。广阔的膜面积为酶提供了附着位点。③ 把各种细胞器分隔开。使细胞内能够 同时进行多种化学反应而不互相干扰,保证了细胞生命活动高效有序的进行。
五、细胞核的结构与功能
1.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。有细胞核的细胞也未必只有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核。
2.细胞核控制着细胞的代谢和遗传;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
3.核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开
染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的携带者
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:大分子物质进出细胞核的通道,物质进出时 具有选择性,并消耗能量。
核膜和核孔都具有选择透过性
4.染色质和染色体是同一结构在细胞不同时期的两种存在状态,易被碱性染料染成深色。
5.模型建构
①模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述。包括物理模型、数学模型和概念模型。
(1)物理模型:以实物或者图画形式直观的表达认识对象的特征。
(2)概念模型:用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。
(3)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
①电镜下拍出的细胞亚显微结构的照片是真实的,不是物理模型。
②代谢旺盛的细胞中,核孔数目多核仁体积大。
③细胞核是细胞代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心;细胞代谢的主要场所是细胞质。
①关于哺乳动物成熟的红细胞
无细胞核,不能分裂;无线粒体等细胞器,其呼吸作用类型为无氧呼吸;葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散;红细胞细胞质中主要蛋白质为血红蛋白,含微量元素铁,牢记该蛋白质不属于分泌蛋白。(是一种细胞内蛋白质,是由细胞质内游离的核糖体合成的)
②在发育成熟过程中,哺乳动物红细胞的核逐渐退化,并从细胞中排出,为携带氧的血红蛋白腾出空间(形态、结构与功能相适应)。
③鉴别细胞的死活,常用的方法是“染色排出法”。
原理:活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞,即膜的选择透过性。
例如:台盼蓝染色,死动物细胞被染成蓝色,而活动物细胞不着色。
④磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子,磷酸的头部是亲水性的,脂肪酸尾部是疏水性的。
练
考点01 细胞膜的结构和功能
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)细胞膜中的蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。下列叙述错误的是( )
A.有的蛋白质分子部分嵌入磷脂双分子层中
B.有的蛋白质分子贯穿于整个磷脂双分子层
C.有的蛋白质分子全部嵌入磷脂双分子层中
D.镶嵌在磷脂双分子层中的蛋白质都与糖类分子结合
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记蛋白质分子在磷脂双分子层中的分布即可,注意,细胞膜内外两侧并不是对称的。
· 对点专攻1
质膜是细胞的边界。1972年,辛格和尼克尔森根据多个实验的证据提出生物膜的流动镶嵌模型(如下图所示)。关于该模型的叙述正确的是( )
A.该模型可以在电子显微镜下观察到
B.①和②构成了质膜的基本骨架,具有一定的流动性
C.③为糖蛋白,存在于细胞的外侧
D.据④可知图中质膜最可能来自动物细胞
· 对点专攻2
生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是( )
A.以磷脂双分子层为基本支架
B.蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构
C.蛋白质只镶嵌在表面
D.只有磷脂分子是流动的
【典型例题2】(2023高一·江苏淮安·学业考试)下列有关细胞质膜的叙述中,正确的是( )
A.细胞质膜中只有磷脂分子可以运动
B.细胞质膜是一种选择透过性膜
C.细胞质膜主要由脂质和糖类组成
D.细胞质膜中蛋白质的种类和数量相同
· 对点专攻1
吞噬细胞吞噬病菌的过程,表明细胞膜的结构特点是( )
A.全透性 B.流动性 C.不透性 D.静态的统一结构
· 对点专攻2
细胞膜是细胞这一生命系统的边界,对维持系统的稳定至关重要。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B.功能越复杂的细胞膜,磷脂的种类和数量越多
C.细胞膜在细胞间的信息交流中发挥了重要作用
D.哺乳动物成熟的红细胞可作为制备纯净细胞膜的材料
考点02 细胞器之间的分工合作
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)真核细胞的“动力车间”是( )
A. 线粒体 B.中心体 C.内质网 D.高尔基体
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记各细胞器的分布,功能。
· 对点专攻1
下图为磷脂分子结构模式图,下列细胞器中不含有磷脂的是( )
A. B. C. D.
· 对点专攻2
西瓜果实甜美多汁,营养丰富,深受人们喜爱,其营养物质主要储存在( )
A.叶绿体 B.液泡 C.细胞质基质 D.细胞间隙
【典型例题2】(2024高一下·辽宁沈阳·学业考试)下列物质中,不属于蛋白质的是( )
A. 唾液淀粉酶 B.抗体 C.性激素 D.胰岛素
易错警示:激素的化学本质不止有蛋白质,还有类固醇、氨基酸、多肽等。
· 对点专攻1
内质网上合成的新膜转移至高尔基体后,再形成囊泡被运输到质膜上与质膜融合。下列与该过程有关的说法错误的是( )
A.该过程结束后质膜的面积增大
B.该过程体现了膜的选择透过性
C.通过该过程被转运的物质可以是蛋白质
D.该过程的发生需要细胞骨架的参与
· 对点专攻2
胰岛β细胞中胰岛素的合成、运输和释放过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.①②③④共同构成细胞的生物膜系统
B.④是溶酶体,可合成多种水解酶
C.可用32P标记氨基酸,追踪胰岛素的分泌过程
D.胰岛素在细胞内的运输过程依赖于细胞骨架
考点03 细胞核的结构和功能
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)下列关于细胞核结构与功能的叙述,错误的是( )
A.具有双层膜 B.含有染色质
C.是细胞代谢的中心 D.是遗传信息库
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记细胞核四大结构的功能即可。
易错提示:细胞的代谢中心和代谢的控制中心是两个概念。
· 对点专攻1
细胞代谢和遗传的控制中心是( )
A.细胞核 B.细胞质 C.细胞膜 D.细胞壁
· 对点专攻2
德国藻类学家哈姆林用帽状体为伞形的伞藻进行了实验,实验过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.伞藻是一种多细胞藻类,属于真核生物
B.实验说明帽状体的形成与细胞核产生的某种物质有关
C.早期的细胞核未产生与帽状体形成的相关物质
D.晚期的细胞核已产生与帽状体形成的相关物质
【典型例题2】(2023高一·湖北·学业考试)模型是人们为了某种特定的目的,而对认识对象所作的一种简化的概括性描述,有的借助于具体的实物或其他形象化手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多,如用3D打印技术制作的真核细胞三维结构模型属于( )
A.数学模型 B.概念模型
C.物理模型 D.以上都不是
· 对点专攻1
用彩泥制作的真核细胞结构模型属于( )
A.概念模型 B.生物模型 C.物理模型 D.数学模型
· 对点专攻2
下列相关实验与科学方法对应错误的是( )
A.丹尼利和戴维森探索膜结构的实验——荧光标记法
B.分离细胞中的各种细胞器——差速离心法
C.观察叶绿体和细胞质流动——显微观察法
D.制作真核细胞三维结构模型——模型建构法
1.采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,是目前治疗尿毒症的常用方法。其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料,可将病人血液中的代谢废物透析掉。血液透析膜主要模拟的细胞膜功能是( )
A.将细胞与外界环境分隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.细胞膜具有流动性
2.磷脂是构成细胞膜的主要成分,结合其分子特性(如图),推断磷脂分子在细胞膜中的排布形式为( )
A. B.
C. D.
3.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。功能越复杂的细胞膜上,种类与数量越多的物质是( )
A.蛋白质 B.脂质 C.糖类 D.核酸
4.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,其意义在于( )
A.将细胞与外界环境分隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.以上都不是
5.如图是肾小管细胞膜的流动镶嵌模型。下列叙述正确的是( )
A.①磷脂和③糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.⑤胆固醇插在磷脂之间只能增强细胞膜的流动性
C.细胞膜的选择透过性主要由①来决定
D.糖蛋白④能识别并接受来自细胞外的化学信号
6.下列可用于去除植物细胞壁的酶是( )
A.蛋白酶 B.淀粉酶
C.纤维素酶 D.麦芽糖酶
7.黏多糖贮积症患者由于特定细胞器中酶缺陷导致两种黏多糖无法正常水解,在细胞中形成病理性堆积,累及多器官并影响生理功能。判断这两种黏多糖在细胞中堆积的主要场所是( )
A.高尔基体 B.溶酶体 C.核糖体 D.中心体
8.与高等植物相比,动物细胞特有的细胞器是( )
A.高尔基体 B.线粒体 C.中心体 D.溶酶体
9.细胞的生物膜系统在细胞进行正常生命活动中发挥重要的作用。有的细胞器因为无膜结构,所以不属于细胞的生物膜系统。下列细胞器中无膜结构的是( )
A.液泡 B.溶酶体 C.中心体 D.线粒体
10.下图是某些细胞器的亚显微结构模式图,相关叙述错误的是( )
A.①是线粒体,是真核细胞有氧呼吸的主要场所
B.②是叶绿体,是植物叶肉细胞进行光合作用的场所
C.③是高尔基体,是细胞内蛋白质加工的场所
D.①②均有双层膜
11.细胞进行有氧呼吸的主要场所是( )
A.叶绿体 B.线粒体 C.内质网 D.液泡
12.人的心肌细胞明显比腹肌细胞多的细胞器是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
13.下列几种细胞结构,不属于生物膜系统的是( )
A. B.
C. D.
14.某种生物细胞中含有叶绿体、高尔基体、中心体等细胞器,该生物可能是( )
A.菠菜 B.草履虫 C.蓝细菌 D.绿藻
15.遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”。真核细胞中,储藏这张“蓝图”的结构主要是( )
A.内质网 B.溶酶体 C.细胞核 D.细胞膜
16.下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
A.核膜把核内物质与细胞质分开
B.真核细胞都有细胞核
C.染色质和染色体是同一种物质在细胞内不同时期的两种存在状态
D.细胞核是遗传信息库,是细胞遗传和代谢的控制中心
17.如图所示,是植物细胞部分膜结构示意图,它们分别属于哪一部分,按①②③④顺序依次是( )
A.细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
B.细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
C.线粒体膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜
D.叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜、核膜
18.如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图,下列叙述错误的是( )
A.②为核孔,与核质之间频繁的物质交换有关
B.③为染色质或染色体,主要由DNA和蛋白质组成
C.④为核仁,与中心体的合成有关
D.⑤为核膜,由双层膜组成
二、非选择题
19.下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)溶酶体起源于乙 (填细胞器名称),除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解 ,以保持细胞的功能稳定。
(2)COPII被膜小泡负责从甲 (填细胞器名称)向乙运输“货物”,而由乙运输到溶酶体中的具膜小泡中的“货物”包含多种 (填物质)。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙,则图中的 可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)研究表明,不同的生物膜,其成分和结构相似,但其功能会有差异。从生物膜的成分分析,出现这一现象的原因是不同生物膜表面 不同。
20.苔花如米小,也学牡丹开。苔藓是小型的高等植物,多生活于阴暗潮湿之处,在不毛之地和受干扰后的次生环境中担当重要的拓荒者。下列为植物细胞中几种细胞器的模式简图,请分析并回答下列问题:
(1)在电子显微镜下观察苔藓叶肉细胞,能观察到上图中的结构包括 (填序号),说明理由 。
(2)细胞器②③在结构的主要共同点是 ,其基质中含有DNA、RNA以及 ,能指导合成部分所需的蛋白质,因此被称为半性细胞器。
(3)图④是 ,其可以与 的外膜直接相连,也可以与细胞膜直接相连。
(4)同学以葫芦藓为实验材料观察细胞质的流动,可用 (填序号)的运动作为标志观察细胞质的流动。
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专题03 细胞的结构
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A(了解、模仿、感受水平)
B(理解、独立操作、认同水平)
C(应用、领悟水平)
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从近三年高中学业水平试题来看,以选择题为主,简答题可能会涉及到分泌蛋白的合成与运输的过程,以及流动镶嵌模型的考查题目容易,重点考查考生对细胞的结构及功能的基础知识的了解和实际理解。
知识二 几种细胞器的结构和功能
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知识四 细胞的生物膜系统的组成与功能
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知识六 流动镶嵌模型的基本内容
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一、细胞膜的结构和功能
1.细胞膜的功能
①将细胞与外界环境分隔开(膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统);
②控制物质进出细胞(细胞膜的控制作用是相对的,环境中一些对细胞有害的物质可能进入;有些病毒、病菌也能侵入细胞);细胞膜的功能特性:选择透过性。结构特点是功能特性的基础
③进行细胞间的信息交流
细胞间信息交流的三种方式:
a间接传递:信号分子(激素、神经递质、淋巴因子)随体液循环与靶细胞表面的 特异性受体结合)
b直接传递:细胞膜接触,如精子和卵细胞之间的识别和结合;效应T细胞裂解靶细胞。
c通道传递:如高等植物细胞之间的胞间连丝
2.细胞膜的成分
①细胞膜主要由脂质(50%)和蛋白质(40%)组成。此外,还有少量的糖类(2%-10%)。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,动物细胞膜中还有少量胆固醇。细胞癌变后,膜成分发生改变,有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。
②蛋白质在行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
③位于细胞膜外侧的糖蛋白形成糖被,它是识别图中细胞膜内外侧的标志。
3.对细胞膜成分的探索:
①1895年,欧文顿—脂溶性物质更容易通过细胞膜—结论:细胞膜是由脂质组成的。
②利用哺乳动物的红细胞,制备出纯净的细胞膜,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。
(制备细胞膜常用的材料及原因:人和其他哺乳动物成熟的红细胞;没有细胞壁,没有细胞核和众多的细胞器。能得到比较纯的细胞膜。)
③1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔—用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。---结论:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
④1935年,英国学者丹尼利和戴维森—研究细胞膜的张力—发现细胞表面张力明显低于油-水界面的表面张力。油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。--结论:细胞膜上还附有蛋白质。
4.细胞膜的结构
①生物膜流动镶嵌模型的内容有
a磷脂双分子层构成了膜的基本支架,具有流动性;
b蛋白质分子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。大多数蛋白质分子也可以运动;
c细胞膜表面有糖被和糖脂。糖被的作用是保护、识别和润滑。
②细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;
③细胞膜的功能特点:选择透过性。
5.对细胞膜结构的探索
①1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜暗-亮-暗三层—提出细胞膜模型假说:由蛋白质-脂质-蛋白质构成,静态的统一结构。
②20世纪60年代后,科学家对静态的观点提出质疑;细胞的生长、变形虫的运动无法解释。
③1970年,人-鼠细胞杂交试验,--结论:细胞膜具有流动性
④1972年,辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型。
二、细胞器之间的分工
1.细胞质:包括细胞质基质和细胞器两部分。
2.分离细胞器的方法:差速离心法。
3.细胞器分布及作用:
①核糖体:有的附于粗面内质网上(附着核糖体),有的游离在细胞质基质中(游离核糖体),作用:合成蛋白质。是“生产蛋白质的机器”。也是原核细胞唯一具有的细胞器。
②内质网:由膜围成的连续的内腔相通的膜性管道系统。包括不附着核糖体的滑(光)面内质网和附着核糖体的粗面内质网。作用:是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。也是膜面积最大的细胞器。
③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”。唯一一个动植物细胞中都有的细胞器,但是功能可以不同的细胞器(在植物细胞中与细胞壁的形成有关)
④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细菌。
溶酶体只是含有多种水解酶,但是本身不能合成蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体
⑤中心体:分布在动物与低等植物细胞中,与细胞的有丝分裂有关。
⑥液泡:主要分布在植物细胞中,内有细胞液,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。含有不能参与光合作用的色素。
⑦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”。
⑧线粒体:是细胞进行有氧呼吸的主要场所。是细胞的“ 动力车间”。细胞生命活动所需的能量,大约有95%来自线粒体。
4.“细胞器”归纳:
A.按分布分:
①动植物细胞共有:线粒体、内质网、核糖体、高尔基体。
②植物细胞特有:叶绿体、液泡。
③动物和低等植物细胞特有:中心体。
④原核细胞和真核细胞共有:核糖体。
B.按结构分:
①单层膜:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。
②双层膜:线粒体、叶绿体。
③无膜:中心体、核糖体。
C:按成分分 :
①含 DNA 的:线粒体、叶绿体。
②含 RNA 的:线粒体、叶绿体、核糖体。
③含色素的:叶绿体、液泡。
D.按功能分
①与能量转换有关的:线粒体、叶绿体。
②能产生 ATP 的:线粒体、叶绿体。
③动物植物细胞都有,但功能不同的细胞器:高尔基体。
④与分泌蛋白合成和分泌有关的:核糖体、内质网、 高尔基体、线粒体。
⑤能产生水的:线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体。
⑥与有丝分裂有关的:核糖体、中心体、高尔基体、线粒体。
⑦与主动运输有关的细胞器:核糖体、线粒体。
⑧原核细胞和真核细胞共有的细胞器:核糖体。
5.细胞壁:位于植物细胞膜的外面,主要由纤维素和果胶构成,对细胞起支持与保护作用。与细胞壁和合成相关的细胞器有高尔基体和线粒体。真菌细胞壁的主要成分是几丁质;细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
6.细胞骨架:是细胞质中支持细胞器的结构。由蛋白纤维组成的网架结构,维持细胞的形态,锚定并支撑着细胞器,与细胞运动、分裂、分化、及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
7.实验:用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动
①原理
a叶肉细胞中的叶绿体呈绿色扁平的椭球或球形。可使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。观察藓类叶临时装片,发现叶绿体在细胞中的分布特点是散布在细胞质中,呈 球形或椭球形形。
b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细胞器的运动作为标志。
②注意事项
a制作观察叶绿体的临时装片时要随时保持有水状态,以免影响细胞活性。
b叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动,同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源,强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。
c实验材料的选取
实验
观察叶绿体
观察细胞质的流动
选材
藓类叶片
菠菜稍带些叶肉的下表皮
黑藻叶片
原因
叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可以取整片小叶直接制片
①细胞排列疏松,易撕取;②含叶绿体数目少且个体大
含叶绿体多,材料易得,叶片薄,尤其是含有的叶绿体大而清晰
三、细胞器之间的合作
1.分泌蛋白概念:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用。如消化酶、抗体和一部分激素。
2.分泌蛋白的合成和运输
①研究方法:同位素标记法。用 3H 标记亮氨酸。生物学中常用的同位素有具有放射性的:14C、32P、3H、35S。有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O。
②分泌蛋白的合成和运输过程:游离的核糖体 以氨基酸为原料,开始多肽链的合成。这段肽链会与核糖体 一起转移到粗面内质网上继续合成。并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工折叠,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网膜形成的囊泡,包裹着蛋白质,到达高尔基体。与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基膜的一部分。高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡,转运到细胞膜,与之融合,将蛋白质分泌到细胞外。此过程中消耗的能量,主要由线粒体提供。高尔基体起重要的交通枢纽作用。分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是 ⑤→③→②→①(用图中序号和箭头表示)。
四、细胞的生物膜系统
1.概念:细胞器膜、细胞膜、核膜,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的组成成分和结构 很相似,在结构功能上紧密联系 。原核细胞只有生物膜,没有生物膜系统。
2.功能:①细胞膜使细胞有一个相对稳定的内部环境,在细胞与外界环境进行物质运输,能量转换和信息传递中起着决定性的作用。②许多重要的化学反应需要 酶的参与。广阔的膜面积为酶提供了附着位点。③ 把各种细胞器分隔开。使细胞内能够 同时进行多种化学反应而不互相干扰,保证了细胞生命活动高效有序的进行。
五、细胞核的结构与功能
1.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。有细胞核的细胞也未必只有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核。
2.细胞核控制着细胞的代谢和遗传;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
3.核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开
染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的携带者
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:大分子物质进出细胞核的通道,物质进出时 具有选择性,并消耗能量。
核膜和核孔都具有选择透过性
4.染色质和染色体是同一结构在细胞不同时期的两种存在状态,易被碱性染料染成深色。
5.模型建构
①模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述。包括物理模型、数学模型和概念模型。
(1)物理模型:以实物或者图画形式直观的表达认识对象的特征。
(2)概念模型:用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。
(3)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
①电镜下拍出的细胞亚显微结构的照片是真实的,不是物理模型。
②代谢旺盛的细胞中,核孔数目多核仁体积大。
③细胞核是细胞代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心;细胞代谢的主要场所是细胞质。
①关于哺乳动物成熟的红细胞
无细胞核,不能分裂;无线粒体等细胞器,其呼吸作用类型为无氧呼吸;葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散;红细胞细胞质中主要蛋白质为血红蛋白,含微量元素铁,牢记该蛋白质不属于分泌蛋白。(是一种细胞内蛋白质,是由细胞质内游离的核糖体合成的)
②在发育成熟过程中,哺乳动物红细胞的核逐渐退化,并从细胞中排出,为携带氧的血红蛋白腾出空间(形态、结构与功能相适应)。
③鉴别细胞的死活,常用的方法是“染色排出法”。
原理:活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞,即膜的选择透过性。
例如:台盼蓝染色,死动物细胞被染成蓝色,而活动物细胞不着色。
④磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子,磷酸的头部是亲水性的,脂肪酸尾部是疏水性的。
练
考点01 细胞膜的结构和功能
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)细胞膜中的蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。下列叙述错误的是( )
A.有的蛋白质分子部分嵌入磷脂双分子层中
B.有的蛋白质分子贯穿于整个磷脂双分子层
C.有的蛋白质分子全部嵌入磷脂双分子层中
D.镶嵌在磷脂双分子层中的蛋白质都与糖类分子结合
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记蛋白质分子在磷脂双分子层中的分布即可,注意,细胞膜内外两侧并不是对称的。
【答案】D
【分析】流动镶嵌模型内容:磷脂双分子层构成了膜的基本骨架,这个支架不是静止的,而是流动性的;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,大部分蛋白质可以运动;在细胞膜中,糖类可以和蛋白质、脂质结合形成糖蛋白和糖脂。
【详解】ABC、细胞膜的成分主要是脂质和蛋白质,细胞膜的流动镶嵌模型中,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,ABC正确;
D、磷脂双分子层中膜表面的糖类分子可以与部分蛋白质结合形成糖蛋白,D错误。
故选D。
· 对点专攻1
质膜是细胞的边界。1972年,辛格和尼克尔森根据多个实验的证据提出生物膜的流动镶嵌模型(如下图所示)。关于该模型的叙述正确的是( )
A.该模型可以在电子显微镜下观察到
B.①和②构成了质膜的基本骨架,具有一定的流动性
C.③为糖蛋白,存在于细胞的外侧
D.据④可知图中质膜最可能来自动物细胞
【答案】D
【分析】分析题图:图示为细胞膜的亚显微结构模型示意图,其中①是磷脂双分子层;②为蛋白质;③为糖脂;④是胆固醇。
【详解】A、流动镶嵌模型是人为构建的,不可以用电子显微镜观察到,A错误;
B、①是磷脂双分子层,②为蛋白质,①构成了质膜的基本骨架,质膜具有一定的流动性,B错误;
C、③为糖脂,存在于细胞的外侧,C错误;
D、④是胆固醇,胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,而植物细胞膜的组成成分没有胆固醇,故据④可知图中质膜最可能来自动物细胞,D正确。
故选D。
· 对点专攻2
生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是( )
A.以磷脂双分子层为基本支架
B.蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构
C.蛋白质只镶嵌在表面
D.只有磷脂分子是流动的
【答案】A
【分析】生物膜的流动镶嵌模型:是膜结构的一种假说模型。磷脂双分子层形成了膜结构的基本支架,而膜的蛋白质则和磷脂双分子层的内外表面结合,或者嵌入脂类层,或者贯穿脂类层而部分地露在膜的内外表面。磷脂和蛋白质都有一定的流动性,使膜结构处于不断变动状态。
【详解】A、生物膜的流动镶嵌模型认为,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,A正确;
BC、罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,而生物膜的流动镶嵌模型认为蛋白质分子或镶在膜表面、或部分或全部嵌入、或贯穿在磷脂双分子层中,BC错误;
D、生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜具有流动性,组成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,D错误。
故选A。
【典型例题2】(2023高一·江苏淮安·学业考试)下列有关细胞质膜的叙述中,正确的是( )
A.细胞质膜中只有磷脂分子可以运动
B.细胞质膜是一种选择透过性膜
C.细胞质膜主要由脂质和糖类组成
D.细胞质膜中蛋白质的种类和数量相同
【答案】B
【分析】细胞质膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂。
【详解】A、细胞质膜中磷脂分子和绝大部分蛋白质分子都是可以运动的,A错误;
B、细胞质膜是一种选择透过性,具有控制物质进出细胞功能,B正确;
C、细胞质膜主要由脂质、蛋白质组成,C错误;
D、不同细胞功能不同,故细胞质膜中蛋白质的种类和数量也不同,D错误。
故选B。
· 对点专攻1
吞噬细胞吞噬病菌的过程,表明细胞膜的结构特点是( )
A. 全透性 B.流动性 C.不透性 D.静态的统一结构
【答案】B
【分析】1、细胞膜的结构特点:具有流动性(膜的结构成分不是静止的,而是动态的);
2、细胞膜的功能特点:具有选择透过性(可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过)。
【详解】吞噬细胞吞噬病菌的过程,体现了细胞膜的结构特点即流动性。
故选B。
· 对点专攻2
细胞膜是细胞这一生命系统的边界,对维持系统的稳定至关重要。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B.功能越复杂的细胞膜,磷脂的种类和数量越多
C.细胞膜在细胞间的信息交流中发挥了重要作用
D.哺乳动物成熟的红细胞可作为制备纯净细胞膜的材料
【答案】B
【分析】1、细胞膜的组成成分:主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,动物细胞膜中的脂质还有胆固醇;细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂,膜蛋白的种类和数量越多。
2、细胞膜的功能:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出;进行细胞间的信息交流。
3、进行细胞间的信息交流是细胞膜的重要功能之一,交流方式多种多样:①细胞分泌的化学物质(如激素、递质)随血液到全身,与靶细胞表面受体结合,将信息传递给靶细胞;②相邻细胞的细胞膜接触传递信息(如精子和卵细胞的识别和结合);③相邻细胞间通过通道传递信息(如植物的胞间连丝)。
【详解】A、细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的,还有少量的糖类,A正确;
B、蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,所以功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,B错误;
C、细胞膜的功能有:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出;进行细胞间的信息交流,C正确;
D、用哺乳动物成熟红细胞作为制备材料是因为:红细胞没有细胞核和具膜结构的细胞器,易于制备纯净的细胞膜,D正确。
故选B。
考点02 细胞器之间的分工合作
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)真核细胞的“动力车间”是( )
A. 线粒体 B.中心体 C.内质网 D.高尔基体
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记各细胞器的分布,功能。
【答案】A
【分析】中心体与细胞分裂有关;高尔基体在动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂中细胞壁形成有关;线粒体是有氧呼吸的主要场所,被称为“动力车间”。
【详解】线粒体是有氧呼吸的主要场所,能为细胞生命活动提供能量,是真核细胞的“动力车间”,A符合题意。
故选A。
· 对点专攻1
下图为磷脂分子结构模式图,下列细胞器中不含有磷脂的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】图示为磷脂分子结构模式图,生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质。
【详解】A、图中所示的细胞器是内质网,该细胞器具有单层膜结构,含有磷脂分子,A错误;
B、图中所示的细胞器是高尔基体,该细胞器具有单层膜结构,含有磷脂分子,B错误;
C、图中所示的细胞器是中心体,该细胞器不具有膜结构,不含有磷脂分子,C正确;
D、图中所示的细胞器是线粒体,该细胞器具有双层膜结构,含有磷脂分子,D错误。
故选C。
· 对点专攻2
西瓜果实甜美多汁,营养丰富,深受人们喜爱,其营养物质主要储存在( )
A. 叶绿体 B.液泡 C.细胞质基质 D.细胞间隙
【答案】B
【分析】叶绿体是光合作用的主要场所,能将光能转化为储存在有机物中的化学能;液泡:保持细胞的渗透压和膨胀状态,内有细胞液,细胞液中含有多种营养物质;细胞质基质是细胞代谢的主要场所。
【详解】液泡内含细胞液,其中有无机盐、蛋白质,色素等成分,西瓜的营养物质主要存在于液泡中,ACD错误,B正确。
故选B。
【典型例题2】(2024高一下·辽宁沈阳·学业考试)下列物质中,不属于蛋白质的是( )
A. 唾液淀粉酶 B.抗体 C.性激素 D.胰岛素
易错警示:激素的化学本质不止有蛋白质,还有类固醇、氨基酸、多肽等。
【答案】C
【分析】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。
【详解】分泌蛋白是在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,常见的分泌蛋白包括抗体、消化酶和一些激素,唾液淀粉酶、抗体、胰岛素都是蛋白质,性激素的化学本质是固醇,不属于蛋白质,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
· 对点专攻1
内质网上合成的新膜转移至高尔基体后,再形成囊泡被运输到质膜上与质膜融合。下列与该过程有关的说法错误的是( )
A.该过程结束后质膜的面积增大
B.该过程体现了膜的选择透过性
C.通过该过程被转运的物质可以是蛋白质
D.该过程的发生需要细胞骨架的参与
【答案】B
【分析】1、分泌蛋白的分泌过程体现了生物膜系统的间接联系:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜;
2、内质网内连核膜,外连细胞膜,体现了生物膜系统的直接联系.
【详解】A、该过程结束后新膜融合到了质膜上,成为质膜的一部分,所以质膜的面积增大,A正确;
B、膜的融合是因为磷脂分子和蛋白质分子可以运动,该过程体现了膜的流动性,B错误;
C、许多蛋白质也是通过该过程,包裹在囊泡内被转运的,C正确;
D、该过程的定向运输需要细胞骨架的参与,D正确。
故选B。
· 对点专攻2
胰岛β细胞中胰岛素的合成、运输和释放过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.①②③④共同构成细胞的生物膜系统
B.④是溶酶体,可合成多种水解酶
C.可用32P标记氨基酸,追踪胰岛素的分泌过程
D.胰岛素在细胞内的运输过程依赖于细胞骨架
【答案】D
【分析】图示表示分泌蛋白的合成、运输和分泌过程,即核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,①②③④只包括了细胞器膜,A错误;
B、④是溶酶体,含有多种水解酶,水解酶在核糖体上合成,B错误;
C、组成胰岛素的氨基酸不含P,用3H标记氨基酸,追踪胰岛素的分泌过程,C错误;
D、胰岛素通过囊泡运输,囊泡需要在细胞骨架上运动,D正确。
故选D。
考点03 细胞核的结构和功能
【典型例题1】(2024高一下·河北·学业考试)下列关于细胞核结构与功能的叙述,错误的是( )
A.具有双层膜 B.含有染色质
C.是细胞代谢的中心 D.是遗传信息库
做题技巧:属于知识识记类题目,熟记细胞核四大结构的功能即可。
易错提示:细胞的代谢中心和代谢的控制中心是两个概念。
【答案】C
【分析】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)、核仁(与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关);核孔(核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。
【详解】A、细胞核的核膜具有双层膜结构,A正确;
BD、细胞核中含有染色质,染色质中含有遗传物质DNA,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢的控制中心,BD正确;
C、细胞代谢的主要场所是细胞质(基质),C错误。
故选C。
· 对点专攻1
细胞代谢和遗传的控制中心是( )
A. 细胞核 B.细胞质 C.细胞膜 D.细胞壁
【答案】A
【分析】1、细胞核包括核孔、核膜、核仁、染色质、遗传物质DNA等。
2、细胞代谢的主要场所为细胞质基质。
【详解】细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,A正确,BCD错误。
故选A。
· 对点专攻2
德国藻类学家哈姆林用帽状体为伞形的伞藻进行了实验,实验过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.伞藻是一种多细胞藻类,属于真核生物
B.实验说明帽状体的形成与细胞核产生的某种物质有关
C.早期的细胞核未产生与帽状体形成的相关物质
D.晚期的细胞核已产生与帽状体形成的相关物质
【答案】A
【分析】细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要成分是DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】A、伞藻是单细胞藻类,属于真核生物,A错误;
B、上述实验能说明伞帽的形态建成与细胞核有关,B正确;
C、早期取出细胞核,则伞藻不能长出帽状体,说明早期的细胞核未产生与帽状体形成的相关物质,C正确;
D、晚期取出细胞核,长出了小而不完全的帽状体,说明晚期的细胞核已产生与帽状体形成的相关物质,D正确。
故选A。
【典型例题2】(2023高一·湖北·学业考试)模型是人们为了某种特定的目的,而对认识对象所作的一种简化的概括性描述,有的借助于具体的实物或其他形象化手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多,如用3D打印技术制作的真核细胞三维结构模型属于( )
A.数学模型 B.概念模型
C.物理模型 D.以上都不是
【答案】C
【分析】模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。模型有的借助于具体的实物或其他形象化的手段表达,如物理模型,有的则通过抽象的形式来表达,如数学模型中的公式。模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。
【详解】模型包括物理模型、概念模型、数学模型等,物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征, 用3D打印技术制作的真核细胞三维结构模型属于物理模型,C正确,ABD错误。
故选C。
· 对点专攻1
用彩泥制作的真核细胞结构模型属于( )
A. 概念模型 B.生物模型 C.物理模型 D.数学模型
【答案】C
【分析】1、模型:人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的。
2、种类:物理模型、概念模型、数学模型等。
【详解】物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型,如用橡皮泥制作的真核细胞结构模型,故用彩泥制作的真核细胞结构模型属于物理模型,C符合题意。
故选C。
· 对点专攻2
下列相关实验与科学方法对应错误的是( )
A.丹尼利和戴维森探索膜结构的实验——荧光标记法
B.分离细胞中的各种细胞器——差速离心法
C.观察叶绿体和细胞质流动——显微观察法
D.制作真核细胞三维结构模型——模型建构法
【答案】A
【分析】归纳法是指由一定程度的关于个别事物的观点过渡到范围较大的观点,也就是由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。分为完全归纳法和不完全归纳法。
【详解】A、丹尼利和戴维森研究细胞表面张力的过程中利用归纳法探索细胞膜成分,推测细胞膜中还有蛋白质成分,A错误;
B、利用差速离心法可分离细胞中的细胞器,B正确;
C、观察叶绿体和细胞质流动利用了显微观察法,C正确;
D、制作真核细胞三维结构模型利用了模型建构法,便于对事物的客观描述,D正确。
故选A。
1.采用透析型人工肾替代病变的肾行使功能,是目前治疗尿毒症的常用方法。其中起关键作用的血液透析膜是一种人工合成的膜材料,可将病人血液中的代谢废物透析掉。血液透析膜主要模拟的细胞膜功能是( )
A.将细胞与外界环境分隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.细胞膜具有流动性
【答案】B
【分析】细胞膜的功能:作为细胞边界,将细胞与外界环境分开,保持细胞内部环境的相对稳定;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息传递。
【详解】生物膜具有选择透过性,可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。血液透析膜可将代谢废物透析掉,留下有用的成分,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,体现了选择透过性,ACD错误,B正确。
故选B。
2.磷脂是构成细胞膜的主要成分,结合其分子特性(如图),推断磷脂分子在细胞膜中的排布形式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,糖类分子参与糖蛋白的构成,分布在细胞膜的外侧,脂质中主要是磷脂,磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架;组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
【详解】ABCD、磷脂分子具有亲水端,就是亲水性的头部,和疏水端,也就是疏水性的尾部,在空气—水界面上头部亲水,尾部在空气中,铺成单分子层,实际上细胞膜上的磷脂分子排列成双分子层,由于细胞内外都有水,则疏水端都排列在双分子层内侧,亲水端排列在双分子层外侧,如题干A选项所示,BCD错误,A正确。
故选A。
3.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。功能越复杂的细胞膜上,种类与数量越多的物质是( )
A.蛋白质 B.脂质 C.糖类 D.核酸
【答案】A
【分析】细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成,其中蛋白质是生命活动的主要物质承担者,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
【详解】蛋白质是生命活动的主要物质承担者,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多,A正确,BCD错误。
故选A。
4.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,其意义在于( )
A.将细胞与外界环境分隔开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.以上都不是
【答案】C
【分析】细胞间信息交流主要有三种方式:(1)通过体液的作用来完成的间接交流。(2)相邻细胞间直接接触,通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞,即细胞--细胞。如精子和卵细胞之间的识别和结合细胞。(3)相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,通过携带信息的物质来交流信息。如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流,动物细胞的间隙连接,在相邻细胞间形成孔道结构。
【详解】高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,胞间连丝存在的意义在于进行细胞间的信息交流。
故选C。
5.如图是肾小管细胞膜的流动镶嵌模型。下列叙述正确的是( )
A.①磷脂和③糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.⑤胆固醇插在磷脂之间只能增强细胞膜的流动性
C.细胞膜的选择透过性主要由①来决定
D.糖蛋白④能识别并接受来自细胞外的化学信号
【答案】D
【分析】流动镶嵌模型:
(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,磷脂分子是可以流动的;
(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、脂双层是指磷脂双分子层,这是由磷脂分子①的理化性质决定的,是在有水的环境中自发形成的,其上具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧,故脂双层是不完全对称的,A错误;
B、结合图示可知,磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部,由于胆固醇是“刚性的”,会限制膜的流动性,B错误;
C、细胞膜中的磷脂分子可以移动,且其中的大多数蛋白质分子也是可以运动的,因而细胞膜具有流动性,细胞膜具有选择透过性的物质基础是其中含有多种类型的蛋白质,C错误;
D、糖蛋白位于细胞膜外侧,有些糖蛋白④起着细胞标志物的作用,能识别并接受来自细胞外的化学信号,D正确。
故选D。
6.下列可用于去除植物细胞壁的酶是( )
A.蛋白酶 B.淀粉酶
C.纤维素酶 D.麦芽糖酶
【答案】C
【分析】酶具有专一性,植物细胞壁的主要成分是纤维素,因此可以用纤维素酶降解。
【详解】植物细胞壁的主要成分是纤维素,因此应该用纤维素酶去除植物细胞壁,C正确。
故选C。
7.黏多糖贮积症患者由于特定细胞器中酶缺陷导致两种黏多糖无法正常水解,在细胞中形成病理性堆积,累及多器官并影响生理功能。判断这两种黏多糖在细胞中堆积的主要场所是( )
A.高尔基体 B.溶酶体 C.核糖体 D.中心体
【答案】B
【分析】溶酶体内含有许多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。
【详解】溶酶体是细胞的消化车间,内含多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,由题意可知,黏多糖贮积症患者由于特定细胞器中酶缺陷导致两种黏多糖无法正常水解,在细胞中形成病理性堆积,据此推测这两种黏多糖在细胞中堆积的主要场所是溶酶体,B符合题意。
故选B。
8.与高等植物相比,动物细胞特有的细胞器是( )
A.高尔基体 B.线粒体 C.中心体 D.溶酶体
【答案】C
【分析】1、动物和高等植物细胞都具有的细胞器:线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体。
2、高等植物植物细胞特有的结构:植物细胞具有细胞壁、叶绿体和液泡。
3、动物细胞具有中心体。
【详解】A、动植物细胞均含有高尔基体,A错误;
B、能进行有氧呼吸的动植物细胞均含有线粒体,B错误;
C、中心体分布在动物与低等植物细胞中,高等植物细胞中没有中心体,C正确;
D、溶酶体主要分布在动物细胞中,植物细胞中有类似溶酶体的细胞器,D错误。
故选C。
9.细胞的生物膜系统在细胞进行正常生命活动中发挥重要的作用。有的细胞器因为无膜结构,所以不属于细胞的生物膜系统。下列细胞器中无膜结构的是( )
A.液泡 B.溶酶体 C.中心体 D.线粒体
【答案】C
【分析】真核细胞的生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,原核细胞不具有生物膜系统。 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。
【详解】液泡和溶酶体是单层膜结构,线粒体是双层膜结构,中心体是无膜结构,C正确,ABD错误。
故选C。
10.下图是某些细胞器的亚显微结构模式图,相关叙述错误的是( )
A.①是线粒体,是真核细胞有氧呼吸的主要场所
B.②是叶绿体,是植物叶肉细胞进行光合作用的场所
C.③是高尔基体,是细胞内蛋白质加工的场所
D.①②均有双层膜
【答案】C
【分析】分析题图:图示①为线粒体,②为叶绿体,③为内质网。
【详解】A、①是线粒体,具有双层膜,是真核细胞有氧呼吸的主要场所,A正确;
B、②是叶绿体,其类囊体薄膜上含有与光合作用相关的酶和色素,是植物叶肉细胞进行光合作用的场所,B正确;
C、③是内质网,是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,C错误;
D、①是线粒体、②是叶绿体,都具有双层膜,D正确。
故选C。
11.细胞进行有氧呼吸的主要场所是( )
A.叶绿体 B.线粒体 C.内质网 D.液泡
【答案】B
【分析】细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,主要场所是线粒体。
【详解】A、叶绿体是植物进行光合作用的场所,不是细胞进行有氧呼吸的主要场所,A错误;
B、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,B正确;
C、内质网与蛋白质和合成、加工有关,是脂质合成的场所,不是细胞进行有氧呼吸的主要场所,C错误;
D、液泡是植物细胞结构,其内有细胞液,其中含有糖类,无机盐,色素和蛋白质等物质,不是细胞进行有氧呼吸的主要场所,D错误。
故选B。
12.人的心肌细胞明显比腹肌细胞多的细胞器是( )
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
【答案】B
【分析】细胞器的种类和数量会随着细胞的功能而发生变化,因为心肌有自主节律,处于不断收缩运动中,因此需要不断的有氧呼吸提供大量能量,线粒体是有氧呼吸的主要场所。
【详解】心肌细胞的代谢旺盛,需要的能量明显多于腹肌细胞,ACD错误,B正确。
故选B。
13.下列几种细胞结构,不属于生物膜系统的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构, 共同构成细胞的生物膜系统。
【详解】A、图中细胞器为叶绿体,由双层生物膜构成的细胞器,属于生物膜系统,A错误;
B、图中细胞器为中心体,是无膜的细胞器,不属于生物膜系统,B正确;
C、图中细胞器为粗面内质网,由单层生物膜构成,属于生物膜系统,C错误;
D、图中细胞器为高尔基体,由单层生物膜构成,属于生物膜系统,D错误。
故选B。
14.某种生物细胞中含有叶绿体、高尔基体、中心体等细胞器,该生物可能是( )
A.菠菜 B.草履虫 C.蓝细菌 D.绿藻
【答案】D
【分析】细胞中的细胞器有线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、中心体、液泡、核糖体和溶酶体。细胞器分布的归纳:动物细胞特有的细胞器:中心体(低等植物细胞也有);植物细胞特有的细胞器:叶绿体和液泡。
【详解】某种生物细胞中含有叶绿体、高尔基体、中心体等细胞器,该生物最可能是低等植物细胞,而菠菜是高等植物,草履虫是动物,蓝细菌是原核生物,D符合题意。
故选D。
15.遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”。真核细胞中,储藏这张“蓝图”的结构主要是( )
A.内质网 B.溶酶体 C.细胞核 D.细胞膜
【答案】C
【分析】细胞核中有染色体,染色体中有DNA,DNA上有遗传信息。细胞核是贮存和复制遗传物质的场所,在细胞的遗传、代谢、分化等各项生命活动中,起控制作用,是细胞的控制中心。
【详解】细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞核中的遗传物质是细胞生命活动的“蓝图”,即C正确,ABD错误。
故选C。
16.下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
A.核膜把核内物质与细胞质分开
B.真核细胞都有细胞核
C.染色质和染色体是同一种物质在细胞内不同时期的两种存在状态
D.细胞核是遗传信息库,是细胞遗传和代谢的控制中心
【答案】B
【分析】①核膜:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连。②染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、核膜是双层膜,其把核内物质与细胞质分开,保证细胞内相应的代谢快速高效进行,A正确;
B、除极少数细胞外,如哺乳动物成熟的红细胞和植物的筛管细胞等不含有细胞核,真核细胞大都有细胞核,B错误;
C、染色质(间期)和染色体(分裂期)是同一种物质在细胞内不同时期的两种存在状态,C正确;
D、细胞核内有遗传物质DNA,其中含有遗传信息,因此细胞核是遗传信息库,是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心,D正确。
故选B。
17.如图所示,是植物细胞部分膜结构示意图,它们分别属于哪一部分,按①②③④顺序依次是( )
A.细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
B.细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
C.线粒体膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜
D.叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜、核膜
【答案】D
【分析】在真核细胞中,具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜;具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。
【详解】①是双层膜结构,且内膜比较光滑,是叶绿体膜的一部分;②是单层膜结构,可以是内质网、高尔基体、溶酶体、液泡或细胞膜的一部分;③为双层膜结构,但其内膜向内折叠成嵴,是线粒体膜的一部分;④为双层膜结构,但其上有孔道和核糖体附着,是核膜的一部分。D正确,ABC错误。
故选D。
18.如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图,下列叙述错误的是( )
A.②为核孔,与核质之间频繁的物质交换有关
B.③为染色质或染色体,主要由DNA和蛋白质组成
C.④为核仁,与中心体的合成有关
D.⑤为核膜,由双层膜组成
【答案】C
【分析】据图可知: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。
【详解】A、②为核孔,核孔是某些大分子蛋白质和mRNA进出的通道,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,A正确;
B、③为染色质或染色体,是细胞生物的遗传物质的主要载体,主要由DNA和蛋白质组成,B正确;
C、④为核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,C错误;
D、⑤为核膜,由双层膜组成,把核内物质与细胞质分开,D正确。
故选C。
二、非选择题
19.下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPI、COPII是被膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)溶酶体起源于乙 (填细胞器名称),除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解 ,以保持细胞的功能稳定。
(2)COPII被膜小泡负责从甲 (填细胞器名称)向乙运输“货物”,而由乙运输到溶酶体中的具膜小泡中的“货物”包含多种 (填物质)。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入乙,则图中的 可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(3)研究表明,不同的生物膜,其成分和结构相似,但其功能会有差异。从生物膜的成分分析,出现这一现象的原因是不同生物膜表面 不同。
【答案】(1) 高尔基体 衰老、损伤的细胞器
(2) 内质网 水解酶 COPI
(3)蛋白质的种类和数量
【分析】据图分析,图中甲表示内质网,乙表示高尔基体;COPI被膜小泡从高尔基体运向内质网,COPⅡ被膜小泡从内质网运向高尔基体;溶酶体来源于高尔基体,能吞噬并杀死进入细胞的病菌。
【详解】(1)分析题图可知,溶酶体来源于乙高尔基体,溶酶体是消化的车间,能吞噬并杀死进入细胞的病毒或病菌,还能分解衰老、损伤的细胞器;
(2)溶酶体中含多种水解酶,由题图可知,图中甲表示内质网,乙表示高尔基体,COPⅡ被膜小泡从甲内质网运向乙高尔基体,而COP I被膜小泡是从乙高尔基体运向甲内质网,因此,若定位在内质网中的某些蛋白质偶然掺入到高尔基体中,则图中的COP I可以帮助实现这些蛋白质的回收;
(3)研究表明,不同的生物膜,其成分和结构相似,都以磷脂双分子层为基本骨架,由于不同生物膜表面蛋白质的种类和数量不同,其功能会有差异。
20.苔花如米小,也学牡丹开。苔藓是小型的高等植物,多生活于阴暗潮湿之处,在不毛之地和受干扰后的次生环境中担当重要的拓荒者。下列为植物细胞中几种细胞器的模式简图,请分析并回答下列问题:
(1)在电子显微镜下观察苔藓叶肉细胞,能观察到上图中的结构包括 (填序号),说明理由 。
(2)细胞器②③在结构的主要共同点是 ,其基质中含有DNA、RNA以及 ,能指导合成部分所需的蛋白质,因此被称为半性细胞器。
(3)图④是 ,其可以与 的外膜直接相连,也可以与细胞膜直接相连。
(4)同学以葫芦藓为实验材料观察细胞质的流动,可用 (填序号)的运动作为标志观察细胞质的流动。
【答案】(1) ②③④ ①为中心体,存在于低等植物细胞中,苔藓是高等植物,所以没有①
(2) 具有双层膜结构 核糖体
(3) 内质网 细胞核
(4)③
【分析】分析题图:①为中心体,存在于动物细胞和低等植物细胞中,②为线粒体,是有氧呼吸的主要场所,③为叶绿体,是进行光合作用的场所,④为内质网。
【详解】(1)①为中心体,②为线粒体,③为叶绿体,④为内质网,中心体存在于低等植物细胞中,苔藓是高等植物,所以没有①,故在电子显微镜下观察苔藓叶肉细胞,能观察到上图中的结构包括②③④。
(2)②③分别是线粒体和叶绿体,都具有双层膜结构,其基质中含有DNA、RNA以及核糖体,能指导合成部分所需的蛋白质,因此被称为半性细胞器。
(3)图中④是内质网,可以与细胞核的外膜以及细胞膜相连。
(4)叶绿体呈现绿色,观察细胞质流动时,应以③叶绿体的运动作为标志。
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