内容正文:
高考总复习
生物学
第一单元 细胞的分子组成与结构
第三讲 细胞学说和细胞膜
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.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。
3.阐明细胞膜具有选择透过性。
4.活动:(1)通过模拟实验探究膜的透过性。(2)使用光学显微镜观察各种细胞,可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。
考点一 细胞是生命的单位
1.细胞学说
(1)建立过程
细胞
科学家 重要发展
英国罗伯特·胡克 用显微镜观察软木薄片,发现并命名了______
荷兰列文虎克 用较先进的显微镜观察了许多动、植物的___细胞
活
科学家 重要发展
德国施莱登 所有的______都是由细胞组成的,细胞是植物_______ _____的基础
德国施旺 ______都是由细胞组成的
德国施莱登、施旺 一切动物和植物都是由细胞组成的,细胞是一切动、植物的____________,这是____________的基础
德国魏尔肖 所有的细胞都必定来自________________________
植物
各种功
能
动物
基本单位
细胞学说
已经存在的活细胞
(2)细胞学说的内容
①所有的生物都由_______________细胞组成。
②细胞是所有生物的_______________单位。
③所有的细胞必定由_________的细胞产生。
(3)细胞学说的意义:揭示了_______________的统一性;揭示了生物间存在一定的______关系;研究上从宏观领域带入______领域。
一个或多个
结构和功能
已存在
生物体结构
亲缘
微观
提醒:细胞学说中3个“未涉及”和2个“统一了”
①3个“未涉及”:未涉及原核细胞;未涉及病毒;未涉及生物或细胞间的“差异性”。
②2个“统一了”:统一了“动植物”(均由细胞组成);统一了“细胞”(细胞均有自己的生命又对整体生命起作用;新细胞均来自老细胞)。
2.原核细胞与真核细胞的统一性
3.细胞是生物体的结构和功能单位
4.使用显微镜观察各种细胞
(1)实验原理
(2)显微镜的使用
提醒:显微镜使用的四个注意点
①调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼要从侧面注视物镜与玻片标本之间的距离。
②观察颜色深的材料,视野调亮,反之则调暗。
③换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调焦。
④换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮,再调节细准焦螺旋。
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)细胞学说认为一切生物体均由细胞组成。( )
(2)细胞学说从不同方面揭示了生物界的多样性和统一性。( )
(3)从低倍镜换成高倍镜时,需转动光圈才能换上高倍物镜。( )
(4)在高倍镜下观察时,用粗准焦螺旋调整焦距。( )
(5)由低倍镜转到高倍镜前,将待观察目标移至视野中央。( )
√
×
×
×
√
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)图甲中a~d表示目镜或物镜,e、f表示物镜与载玻片之间的距离,图乙和图丙分别表示不同物镜下观察到的图像。据图分析:
①要获得最大的放大倍数,应选择图甲中的哪种组合?
____________
②把视野里的标本从图中的乙转为丙时,正确的调节顺序是________ _______________________________________________。
③使用显微镜时,视野中出现一半亮一半暗;观察花生切片标本材料时,视野中出现一半清晰一半模糊不清,出现上述两种情况的原因可能分别是什么?
_________________________________________________________________________________
b、c、e。
移动标
本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋
前者可能是反光镜的调节角度不对造成的;后者可能是花生切片厚
薄不均匀造成的。
(2)某同学在使用显微镜观察各种细胞时,发现视野中有一“污点”,由低倍镜换成高倍镜后“污点”仍然存在。则“污点”可能存在的位置有______。
①装片上 ②目镜上 ③物镜上
①②
[例1] (2025·浙江台州模拟)下列关于细胞学说的叙述,不正确的是( )
A.细胞学说主要由施莱登和施旺创立
B.“所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞”是对细胞学说的重要补充
C.“细胞是所有生物的结构和功能单位”是细胞学说的基本观点之一
D.细胞学说从细胞水平上揭示了生物界的统一性和差异性
D
解析:细胞学说从细胞水平上揭示了生物界的统一性,没有揭示差异性,D错误。
[例2] (2024·浙江金丽衢十二校联考)随着秋冬呼吸道感染性疾病高发季的到来,不少人出现了呼吸道感染症状,包括支原体肺炎感染、肺炎链球菌感染、流感病毒感染等。下列有关叙述正确的是( )
A.支原体为原核生物,具有完整的生物膜系统
B.肺炎链球菌可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质
C.流感病毒中的DNA可与蛋白质结合形成DNA蛋白质复合物
D.流感病毒进入宿主细胞体现了细胞膜的选择透过性
B
解析:内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、叶绿体膜、溶酶体膜等细胞器膜和核膜、细胞膜等共同构成细胞的生物膜系统,支原体为原核生物,只有细胞膜,不具有完整的生物膜系统,A错误;肺炎链球菌是原核生物,含有核糖体,可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质,B正确;流感病毒属于RNA病毒,没有DNA,C错误;流感病毒进入宿主细胞的方式是胞吞,体现了细胞膜的流动性,D错误。
[例3] (2024·浙江丽水模拟)实验中用同一显微镜观察了同一装片4次,每次仅调整目镜或物镜、细准焦螺旋,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A
A.若使用相同的光圈,则图甲的视野最亮
B.在图甲中所观察到的细胞,在图丙中均可被观察到
C.要观察到图丁,需将图乙的装片向右上方移动
D.若在图丙中看到的物像模糊,则改换成图丁即可看到清晰的物像
解析:题中提出“每次仅调整目镜或物镜、细准焦螺旋”,没有调反光镜和光圈,而低倍镜与高倍镜相比,低倍镜观察到的细胞数目多,细胞体积小,视野亮,因此甲的放大倍数最小,视野最亮,A正确;丙的放大倍数比甲大,视野比甲小,在甲中所观察到的细胞,在丙中不一定被观察到,B错误;显微镜下成倒像,上下颠倒,左右颠倒,要观察到图丁,需将图乙的装片向左下方移动,C错误;图丙中看到的物像模糊,则改换成图丁也是模糊的,应该调节细准焦螺旋,使物像清晰,D错误。
显微镜成像特点及装片移动规律
(1)成像特点
显微镜下所成的像是倒立且放大的虚像;倒立是指上下、左右均颠倒180°,相当于将观察物水平旋转180°,如若实物为字母“b”,则视野中观察到的为“q”。
(2)装片的移动规律
装片与物像移动方向相反,相对于视野中央,物像偏哪个方向,装片就向哪个方向移,即“同向移动”,如若物像偏左上方,则装片应向左上方移动。
考点二 细胞膜和细胞壁
1.细胞膜具有选择透过性
(1)功能:是细胞对外界环境的______,控制着_______________。
(2)功能特性:细胞膜对物质的进出具有_______________。
屏障
物质的进出
选择透过性
2.通过模拟实验探究膜的透过性
(1)实验步骤
①取A、B两个透析袋,将等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入A、B透析袋中。透析袋两端用细线系紧。
②将透析袋一端的细线绑在玻璃棒中央,透析袋置于烧杯内,玻璃棒横置于烧杯上方。
③向烧杯内注入等量蒸馏水,直至_______________。向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量____________溶液。
④静置12 h。观察A组实验现象;取B组透析袋外面的蒸馏水2 mL,加入2 mL__________________,_________2~3 min,观察颜色变化。
淹没透析袋
碘碘化钾
本尼迪特试剂
热水浴
(2)实验结果和结论
结果:A组烧杯内颜色无变化,透析袋内颜色变蓝。B组产生红黄色沉淀。
结论:_____________________可以通过透析膜,而淀粉分子无法通过。
葡萄糖分子和碘
3.细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
(1)磷脂
(2)膜蛋白
①结构特点:有___溶性部分和___溶性部分,膜蛋白的______和______越多,说明细胞的功能越复杂。
②功能
a.____________:有选择性地吸收或排出特定物质,如离子、葡萄糖、氨基酸等跨膜转运。
水
脂
种类
数量
转运蛋白
b.______:小肠上皮细胞的某些膜蛋白消化分解营养物质。
c.粘合:同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白____________在一起。
d.信息交流和____________:如胰岛素受体、不同种海绵细胞表面糖蛋白的差异主要表现为______的不同。
催化
紧密连接
细胞识别
糖类
(3)胆固醇
①位置:主要位于______细胞膜的磷脂双分子层的______环境中,具有一个很小的亲水基团,与____________相连。
②功能:____________磷脂分子活动。
a.限制运动、增加有序性:通过与_________________的相互作用。
b.保证细胞膜的______状态:将磷脂分子分隔开以增强其运动性。
动物
疏水
磷脂头部
双重调节
磷脂脂肪酸链
流动
提醒:不同生理状态下细胞膜的成分及功能变化
①衰老细胞的细胞膜的通透性发生改变,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,细胞膜上的蛋白质种类和含量较多。
③癌细胞的细胞膜上的粘连蛋白减少,细胞之间彼此粘连的作用减弱,易于扩散和转移。
④死亡细胞的细胞膜没有选择透过性。
4.生物膜的概念和特点
5.生物膜具有流动性
6.细胞壁
提醒:细菌和真菌的细胞壁的成分与高等植物的不同,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,真菌细胞壁的成分是壳多糖(几丁质)。
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
根据细胞膜的流动镶嵌模型,判断下列相关叙述的正误:
(1)②可自发形成双层结构,与核糖体的形成有关。( )
(2)③分布于细胞膜中,能催化细胞膜中发生的生化反应。( )
(3)④有脂溶性和水溶性两部分,可控制某些离子出入细胞。( )
(4)蓝细菌进行需氧呼吸的主要场所位于细胞膜。( )
×
×
√
√
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架。为什么磷脂分子的极性头部面向细胞膜的内外两侧?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)在制作临时装片时,为什么植物细胞用清水,而动物细胞用生理盐水?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
[例1] (2025·浙江强基联盟联考)细胞膜是细胞生命系统的“边界”。下列有关细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜间存在着蛋白质和脂质分子的交流
B.细胞膜的流动性使蛋白质分子均匀地分布在膜表面
C.某些细胞的细胞膜上既有通道蛋白又有载体蛋白存在
D.细胞膜上的多种蛋白质参与细胞间的信息交流
B
解析:细胞膜和包括核膜在内的多种细胞器膜共同构成生物膜系统,膜间通过囊泡运输会进行蛋白质和脂质分子的交流,A正确;细胞膜上的蛋白质分子呈流动状态,在膜表面分布不均匀,B错误;某些细胞的细胞膜上既有通道蛋白又有某些物质的载体蛋白,如神经细胞膜,C正确;细胞膜上的多种蛋白质都可参与细胞间的信息交流,D正确。
[例2] 近年科学家提出了细胞膜的“脂筏模型”,如下图所示。脂筏是细胞膜上以磷脂为主体,胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相,可特异吸收或排除某些蛋白质。下列叙述错误的是( )
A.脂筏模型建立的基础是膜的流动性
B.脂筏结构的排布与磷脂是两性分子有关
C.破坏胆固醇不会对脂筏结构造成影响
D.脂筏中的蛋白质可能与细胞识别、信号转导有关
C
解析:动物细胞膜上的胆固醇能够保持细胞膜的稳定性,因此破坏胆固醇会对脂筏结构造成影响,C错误。
细胞膜的结构特性与功能特性的比较
[例3] (2024·浙江嘉兴模拟)如图为某兴趣小组制作的渗透装置。向三组装置中分别加入三种物质的量浓度相同的溶液,持续观察液面高度差(单位:mm),结果如表所示。结合所学知识分析,下列说法错误的是( )
B
A.透析袋的透过性通过分子大小来完成选择
B.在该实验中麦芽糖跨过透析袋的速率比葡萄糖快
C.40 min时淀粉溶液中水分子进出透析袋速率相同
D.足够长时间后组二、三的液面高度差将降低至0
解析:透析袋是半透膜,其透过性通过分子大小来完成选择,A正确;分析表格可知,组二液面下降的时间比组三早,可见葡萄糖跨过透析袋的速率比麦芽糖快,B错误;40 min时淀粉溶液中的液面达到稳定,水分子进出透析袋的速率相同,C正确;通过实验结果分析可知,葡萄糖、麦芽糖都能透过半透膜,足够长时间后透析袋内外的葡萄糖或麦芽糖的浓度相等,组二、三的液面高度差将降低至0,D正确。
1.(2024·浙江6月卷)细胞是生物体结构和生命活动的基本单位,也是一个开放的系统。下列叙述正确的是( )
A.细胞可与周围环境交换物质,但不交换能量
B.细胞可与周围环境交换能量,但不交换物质
C.细胞可与周围环境交换物质,也可交换能量
D.细胞不与周围环境交换能量,也不交换物质
C
真题演练•考向感悟
解析:细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质和能量的交换,C正确。
真题演练•考向感悟
2.(2024·北京卷)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述,错误的是( )
A.制备时需用纤维素酶和果胶酶
B.膜具有选择透过性
C.可再生出细胞壁
D.失去细胞全能性
D
真题演练•考向感悟
解析:大豆叶片细胞是植物细胞,具有细胞壁,其细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,所以制备原生质体时需用纤维素酶和果胶酶进行处理,A正确;原生质体包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,生物膜的功能特点是具有选择透过性,B正确;原生质体在适宜条件下可以再生出新的细胞壁,C正确;原生质体仍然含有该植物细胞的全部遗传信息,具有细胞全能性,D错误。
真题演练•考向感悟
3.(2022·浙江1月卷)膜蛋白的种类和功能复杂多样,下列叙述正确的是( )
A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶
D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
B
真题演练•考向感悟
解析:蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中,在膜内、外两侧分布不对称,A错误;由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,因此生物膜具有一定的流动性,温度可以影响生物膜的流动性,所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度,B正确;水的裂解是在叶绿体类囊体薄膜上完成的,C错误;神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的载体蛋白,而通道蛋白参与的是易化扩散的物质跨膜运输方式,D错误。
真题演练•考向感悟
4.(2021·浙江6月卷)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是( )
A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D
真题演练•考向感悟
解析:具有识别作用的糖脂分子只分布在细胞膜的外侧,故磷脂双分子层是不完全对称的,A错误;磷脂的尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层的内部,而非镶嵌或贯穿在膜中,且胆固醇会限制膜的流动性,B错误;物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散,其中易化扩散需要载体蛋白,即与膜蛋白有关,C错误。
真题演练•考向感悟
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磷脂分子是两性分子,头部具有极性(亲水性),尾部具有非极性(疏水性)。在水中(极性环境),不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列,内部形成疏水环境;亲水性的头部朝向外侧,与水接触。所以,由于自身结构的特点,磷脂分子在水中可自发地形成头部朝外、尾部朝内的双层结构。
植物细胞有细胞壁,植物吸水后不会撑破细胞,便于观察。而动物细胞没有细胞壁,为了防止细胞失水过多影响生理活性或吸水过多而破裂,要用与细胞质浓度相同的生理盐水,以维持动物细胞的正常结构和功能。
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