3.2 细胞器之间的分工合作(提升讲义)-2025-2026学年高一上学期人教版必修1生物
2025-11-04
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第2节 细胞器之间的分工合作 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 细胞质 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 6.00 MB |
| 发布时间 | 2025-11-04 |
| 更新时间 | 2025-11-04 |
| 作者 | 蜜雪冰程 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54692375.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第三章 细胞的基本结构
第二节 细胞膜的结构和功能
(基础知识梳理+重难点突破+习题巩固)
基础知识梳理
知识点一、细胞器之间的分工:
1.分离细胞器的方法——差速离心法;
(1)概念:采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小颗粒的方法。
(2)分离的原理:利用不同的离心速度所产生的不同离心力,使细胞器分离开。
2.细胞内主要的细胞器:
(1)双层膜细胞器:(半自主性细胞器)
细胞器
线粒体
叶绿体
分布
真核细胞
绿色植物能进行光合作用的细胞
形态
线状、粒状、棒状
图示
结构
膜
内膜向内折叠形成嵴;分隔、控制物质进出
分隔、控制物质进出
基质
含核糖体、含少量DNA和RNA、含与有氧呼吸有关的酶
含核糖体、含少量DNA和RNA、含与光合作用有关的酶、含由类囊体堆叠而成的基粒(含光合色素)
功能
是细胞进行有氧呼吸的主要场所
进行光合作用的场所
☄特别注意:线粒体和叶绿体增大膜面积的方式一样吗?
线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体类囊体堆叠成基粒。
(2)单层膜细胞器
内质网
高尔基体
溶酶体
液泡
分布
真核细胞
真核细胞
主要分布在动物细胞中
成熟的植物细胞
图示
结构
由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统
由单层膜构成的扁平囊状结构(内腔不相通)及小泡组成。
单层膜围绕成的囊泡状结构。
内含多种水解酶,起源于高尔基体。
单层膜结构,泡状;内有细胞液,含糖类、无机盐、色素(花青素)和蛋白质等物质。
功能
是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输的通道。
①粗面内质网:其上有核糖体附着,主要加工分泌蛋白。
②光面内质网:无核糖体附着,主要与脂质、糖类合成有关。
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 ”。
①植物:与植物细胞的细胞壁形成有关
②动物:与动物细胞的分泌物形成有关
能分解衰老、损伤的细胞器;
吞噬并杀死侵入细菌的病毒或细菌
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。
☄特别注意:1.溶酶体的水解酶是自身合成的吗? 溶酶体水解酶并非自身合成,而是由核糖体合成。
2.溶酶体水解细菌、细胞结构之后的产物去向?分解后有的成分可被细胞利用,不能利用的成分排出细胞。
(3)无膜细胞器:
核糖体
中心体
分布
广泛分布于真核细胞、原核细胞
动物与低等植物细胞中
图示
结构
无膜结构,蛋白质+rRNA(大亚基和小亚基)
附着在内质网或核膜上或游离在细胞质基质中
由两个相互垂直的中心粒及周围物质构成
功能
合成蛋白质的场所 (氨基酸脱水缩合)
与细胞的有丝分裂有关
3.细胞质基质和细胞骨架:
(1)细胞质基质:呈溶胶状,由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶组成是细胞代谢中心。
(2)细胞骨架:
①结构组成:由蛋白质纤维组成的网架结构
②功能:维持细胞形态;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相关
【例1】找出下图中的错误,并在图中改正(P53·练习与应用)
【例2】下列细胞中,同时含有线粒体、叶绿体和中心体的是( )
A.菠菜叶肉细胞 B.洋葱根尖分生区细胞
C.蛙的红细胞 D.低等藻类细胞
【例3】研究真核细胞的结构和功能时,常采用差速离心法分离细胞器。某同学用该方法对菠菜的叶肉细胞进行了如图所示操作,其中 表示上清液, 表示沉淀物。下列叙述错误的是( )
A.从离心1至离心4的过程应逐渐提高离心的速率
B.选择动物细胞为材料比选择植物细胞更易获得匀浆
C.在 和 中,DNA 存在于、和 、、中
D.、、中含有的细胞器均是具膜的结构
【例4】下列有关细胞结构或功能的叙述,错误的是( )
A.线粒体在新陈代谢率高的细胞中数量较多
B.溶酶体源于线粒体,其与老化细胞器的回收无关
C.叶绿体由双层膜包被,内部有许多绿色基粒
D.核糖体没有膜结构,是合成蛋白质的地方
【例5】如图是某些细胞器的亚显微结构模式图,下列相关叙述错误的是( )
A.①是中心体,与细胞的有丝分裂有关
B.②中具有DNA、RNA和核糖体,能合成自身的部分蛋白质
C.③是叶绿体,一切能进行光合作用的细胞都含有叶绿体
D.某些细胞中的④发达,可能有利于性激素和胆固醇等的合成
【例6】下图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ绘出了各单位区别于其他生物的标志结构。请据图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨
B.可以判断Ⅲ为动物细胞,因为它同时具有①和⑥
C.只有Ⅱ、Ⅲ类中有生物可进行光合作用合成有机物
D.Ⅴ生物也具有核糖体,用于合成自身的蛋白质
知识点二、细胞器之间的协调配合:
1.分泌蛋白:在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,这类蛋白质叫做分泌蛋白。
2.研究方法——同位素标记法:
(1)概念: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。
(2)用途:同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。
(3)常用的同位素:①具有放射性:14C、32P、3H、35S等;②不具有放射性:15N、18O等
3.分泌蛋白的合成和运输过程:
【例7】下列关于细胞器之间分工合作的叙述,错误的是( )
A.分泌蛋白的合成与分泌需要多种细胞器的参与
B.内质网对蛋白质进行初步加工后,直接将其运输到细胞外
C.高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工和包装
D.线粒体为分泌蛋白的合成和分泌过程提供能量
【例8】某类蛋白的合成过程大致如下:首先在游离核糖体上合成一段肽链,随后这段肽链会与核糖体一同转移至粗面内质网上,继续进行合成,之后经过高尔基体的加工,最终分泌到细胞外。下列说法正确的是( )
A.题干中的“某类蛋白”可能为抗体、性激素等分泌蛋白
B.用³H标记亮氨酸的羧基可追踪蛋白质的合成和运输过程
C.该类蛋白合成过程中,主要由线粒体提供能量
D.用放射性同位素标记氨基酸来追踪该过程,放射性最先出现在粗面内质网
【例9】如图所示为真核细胞内分泌蛋白的合成和分泌过程。下列相关叙述错误的是( )
A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同
B.若无其他细胞器的参与,则图示过程一般不能正常进行
C.囊泡1和囊泡2的运动是自主的,不需要能量
D.完成图示过程,细胞器3的膜面积基本不变
知识点三、细胞的生物膜系统:
1.组成:细胞膜、细胞器膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.生物膜之间的联系:
(1)在成分上的联系:
①相似性:各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②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)在结构上的联系:
①由磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性
(3)在功能上的联系:——以分泌蛋白的合成和运输为例(如上)
3.生物膜系统的功能:
(1)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、能量转化和信息传递的过程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,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。
(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样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。
【例10】如图为部分生物膜之间的联系。下列有关说法正确的是( )
A.图示生物膜中,面积最大的是细胞膜
B.膜c还可以由膜b直接转化而形成
C.膜a和膜b在结构和功能上是相同的
D.膜c的形成依赖于生物膜的结构特性
【例11】如图显示了细胞中多种具膜结构之间的联系,P、Q代表细胞器。下列叙述正确的是( )
A.结构P和结构Q均是具有单层膜结构的细胞器
B.在抗体的分泌过程中,细胞膜起重要的枢纽作用
C.分泌功能较强的细胞中,结构P和Q均不发达
D.Q的膜与细胞膜直接相连,有利于细胞内物质运输
【例12】如图为某动物细胞部分细胞器的亚显微结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中①⑤⑥均具有膜结构,且膜的组成成分和种类完全相同
B.该细胞生命活动所需能量主要由⑤提供,其内膜上可合成 ATP
C.若该细胞为豚鼠胰腺腺泡细胞,其中分泌蛋白合成与运输依次经过④→①→⑥→⑤
D.若该细胞为胰岛 B 细胞,⑥可将胰岛素直接分泌到细胞外
知识点四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动:
1.实验原理:
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,不需染色,制片后直接观察。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质中的叶绿体的运动作为标志。
2.实验材料:
实验
观察叶绿体
观察细胞质的流动
选材
藓类叶
菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮
新鲜的黑藻
原因
叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,叶绿体较大,不需要加工可直接制片
细胞排列疏松,易撕取;所含叶绿体数目少,个体大
黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
3.方法步骤:
(1)观察叶绿体:
(2)观察细胞质的流动:
【例13】下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述,正确的是( )
A.为了避免细胞吸水涨破,应在生理盐水中进行实验
B.幼嫩黑藻叶片细胞活力旺盛是选择其进行实验的原因之一
C.若观察目标在视野中左下方,应将装片向右上方移动
D.叶绿体的运动由细胞质流动引起,与细胞骨架无关
【例14】某同学利用黑藻细胞观察叶绿体(图1)和细胞质的流动(图2)。下列有关叙述正确的是( )
A.图1照片属于物理模型
B.叶绿体是绿色植物进行有氧呼吸的主要场所
C.叶绿体能在细胞质中流动,其运动与细胞骨架有关
D.显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际相反
重难点突破
重难点一、细胞器的分布、结构和功能:
1.写出下列描述的细胞器:
(1)生产蛋白质的机器:核糖体
(2)加工“车间”和“发送站”、“交通枢纽”:高尔基体
(3)植物细胞的“储藏库”:液泡
(4)细胞的“动力车间”:线粒体
(5)植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”:叶绿体
(6)动物细胞的“消化车间”、“垃圾处理站”:溶酶体
2.细胞器的分布:
(1)植物细胞特有:叶绿体、液泡(细胞结构:细胞壁)
(2)动物、低等植物特有:中心体
(3)动植物都有但功能不同:高尔基体
(4)动植物共有的:线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
(5)原核细胞唯一有的细胞器:核糖体
(6)分布在植物细胞中且根尖分生区细胞没有的:叶绿体、液泡
3.细胞器的成分:
(1)有DNA的细胞器:线粒体、叶绿体
(2)有RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体
(3)有色素的细胞器:叶绿体、液泡
4.根据具膜情况分类:
(1)双层膜细胞器:线粒体、叶绿体
(2)单层膜细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
(3)无膜细胞器:核糖体、中心体
5.光学显微镜可以观察到的细胞器(显微结构):线粒体(需染色)、叶绿体、液泡
【例1】如图所示为线粒体分裂的一种方式,内质网小管选择性包裹线粒体后,微管上的马达蛋白将线粒体沿微管拉伸,在蛋白复合物的帮助下启动线粒体分裂,其过程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A.内质网是由单层磷脂分子构成的膜性管道系统,属于细胞的生物膜系统
B.线粒体分裂时也将内部所含有的DNA均分到两个线粒体中
C.内质网小管选择性地包裹线粒体体现了生物膜的结构特点
D.附着在内质网上的核糖体和线粒体中的核糖体结构有差异,导致其功能也有差异
【例2】线粒体是半自主的细胞器,有相对独立的复制过程,研究发现内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.游离的M蛋白与D蛋白在收缩部位形成蛋白复合物,有助于使线粒体分裂断开
B.马达蛋白将线粒体沿细胞骨架牵引到内质网上,所需能量主要由线粒体提供
C.内质网膜形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,体现了膜的流动性
D.除图示的内质网和线粒体膜外,核膜、核糖体膜等也是生物膜系统的主要组成部分
重难点二、分泌蛋白的合成和运输:
1.与分泌蛋白的合成与分泌相关的结构:
(1)细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜、囊泡、细胞核
(2)细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(3)具膜细胞器:内质网、高尔基体、线粒体
2.分泌蛋白形成过程中,放射性同位素标记出现的位置:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外
3.分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化:内质网——减小;高尔基体——先增大后减小;细胞膜——增大
4.细胞的生物膜系统:
(1)原核细胞有生物膜,但没有生物膜系统。(仅有细胞膜)
(2)并非所有真核细胞都有生物膜系统,如哺乳动物成熟红细胞。
【例3】下图1是分泌蛋白合成和运输过程的简图,其中a、b、c、d表示细胞器;图2是分泌蛋白从合成至分泌,细胞内相关膜结构面积的变化图。下列相关分析错误的是( )
A.图1中用到的方法是同位素标记法
B.图1中b因鼓出囊泡膜面积减小
C.c的作用主要是为其他细胞结构的代谢活动提供能量
D.图2中的X、Y、Z分别与图1中的b、d、细胞膜对应
【例4】蛋白质的错误折叠和聚集的长期积累,可导致阿尔茨海默病等老年性疾病的发生。细胞利用质量监控机制维持蛋白质功能和稳定性,过程如下图。其中HSP是机体细胞受高温等刺激后合成出的一类热休克蛋白,能帮助变性蛋白复性。分子伴侣Hsc70可与错误折叠蛋白质结合,形成底物-分子伴侣并进一步进入溶酶体中被降解。下列叙述错误的是( )
A.高温变性的蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应
B.由图推测,HSP不改变蛋白质中氨基酸的排列顺序
C.溶酶体合成的水解酶可对错误折叠的蛋白质进行清除
D.自噬泡和Hsc70介导的自噬可防止错误折叠蛋白质的积累
重难点三、细胞的生物膜系统:
1.高倍显微镜下观察黑藻叶肉细胞,不能直接看到细胞质在流动,因为细胞质基质是无色的,所以可以以有颜色的叶绿体作为观察细胞质流动的标志。
2.叶绿体的形态和分布有利于接受光照,进行光合作用。
例如:叶片栅栏组织(接近上表皮)细胞中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)的细胞中的多,这使得叶片能够接受更多的光照进行光合作用;叶绿体大多呈椭球形,在不同光照条件下会改变方向:在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源;在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。
【例5】下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述,正确的是( )
A.制作黑藻叶片装片时,应在载玻片上滴加生理盐水
B.观察细胞质的流动时,应以叶绿体的运动作为观察标志
C.欲使视野中左下方的观察目标位于视野中央,应将装片向右上方移动
D.观察叶绿体时,若选择菠菜叶作为材料,应撕取其上表皮并稍带些叶肉
【例6】某同学在以黑藻为材料观察叶绿体和细胞质流动实验中,发现新叶、老叶等不同区域的细胞质流动速率不同,光照培养和黑暗培养的黑藻细胞质流动速率也不同。下列说法错误的是( )
A.细胞代谢越旺盛,细胞质流动速率越快
B.实验过程中可在高倍镜下观察到叶绿体的双层膜结构
C.细胞可通过改变叶绿体分布来适应不同光照环境
D.可用叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的观测指标
习题巩固
1.在成人体内,心肌细胞中数量显著多于腹肌细胞中的细胞器是( )
A.线粒体 B.核糖体 C.内质网 D.高尔基体
2.下列有关细胞器功能的叙述,错误的是( )
A.蓝细菌没有中心体,因此不能进行细胞分裂
B.内质网和高尔基体之间可通过囊泡转移蛋白质
C.溶酶体破裂后释放的酶可催化细胞骨架的分解
D.成人心肌细胞中的线粒体数量显著多于腹肌细胞
3.如图是动、植物细胞亚显微结构模式图。下列相关判断正确的是( )
A.甲细胞中一定没有的细胞器是5和9,乙中不可能有细胞器6
B.直接参与分泌蛋白合成、加工和运输的细胞结构有3、4、7、6
C.图中细胞器7在行使功能时可能伴随膜组分的更新
D.在细胞的生命活动过程中与能量转换有关的细胞器只有1
4.液泡中含有各种酸性水解酶,能水解细胞内的蛋白质、核酸、脂质及多糖等物质,类似动物细胞中的溶酶体。细胞器碎片通过液泡膜的内陷吞噬进入液泡,最后在液泡中被水解。下列相关叙述错误的是( )
A.液泡主要存在于植物细胞中,液泡膜以两层磷脂分子作为基本支架
B.若显微镜观察到黑藻叶肉细胞中叶绿体随细胞质顺时针流动,则实际情况应该是逆时针流动
C.液泡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
D.植物花瓣和果实中的颜色主要与液泡中的色素有关
5.不同膜结构之间互相转化,以“囊泡”方式进行的是( )
①核膜和内质网膜②高尔基体膜和细胞膜③内质网膜和高尔基体膜④细胞膜和内质网膜
A.②③ B.②④ C.③④ D.①②
6.下列有关生物体内“骨架”的说法错误的是( )
A.生物大分子都以碳链为基本骨架
B.细胞骨架维持细胞形态,并控制细胞运动和胞内运输
C.细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构
D.磷脂双分子层是生物膜的基本骨架
7.用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的乳腺细胞,测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图),则下列分析不正确的是( )
A.甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B.乙图中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
C.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
D.带有放射性标记的物质在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
8.用一定的方法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.甲含有核酸也有膜结构,可代表线粒体和叶绿体
B.乙可能是中心体,与细胞的有丝分裂有关
C.丙无膜结构,可代表核糖体或中心体
D.蓝细菌是原核生物,所以它没有具膜细胞器
9.小窝是细胞膜上的凹陷区域(如图所示),它在细胞转运物质和细胞间信息传递等方面有重要的作用。下列有关说法合理的是( )
A.小窝蛋白由附着在细胞膜上的核糖体合成
B.小窝蛋白的中间区段主要由疏水性的氨基酸形成
C.小窝的大小和小窝蛋白的空间结构一般是不变的
D.小窝处细胞膜的主要组成成分和其他位置细胞膜的不同
10.2023年5月9日,浙江大学科研团队在Journal of Cell Biology期刊上发表研究论文,揭示了秀丽隐杆线虫表皮细胞损伤后,细胞内参与调控蛋白质修饰的关键细胞器高尔基体能够响应损伤并向细胞膜缺损处聚集,以帮助修复伤口,并且参与细胞膜缺失磷脂成分的重建以实现细胞膜结构和功能重塑。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的损伤直接影响物质运输以及细胞的稳态
B.细胞膜和高尔基体膜的成分和结构相似,两者可直接相互交换
C.来源于高尔基体的囊泡参与膜修复的过程体现了生物膜的结构特点
D.阻止高尔基体的移动将影响破损细胞膜的修复效率及线虫损伤后的存活率
11.下列叙述符合“形态、结构与功能相适应”的生物学观点的是( )
A.光面内质网上有核糖体附着,有利于合成性激素
B.根尖成熟区表皮细胞具有中央大液泡,有利于植物细胞保持坚挺
C.溶酶体可合成多种水解酶,有利于分解衰老、损伤的细胞器
12.光学显微镜是生物学实验的重要观察工具,下列叙述正确的是( )
A.光学显微镜下可观察到植物细胞中的叶绿体、核糖体等细胞器
B.“观察叶绿体和细胞质流动”实验中,细胞质环流方向与实际相反
C.观察黑藻叶绿体形态时,宜选择叶绿体数量较少的叶片
D.显微镜的放大倍数是指物像的面积或体积的放大倍数
二、解答题
13.下图表示动物或植物细胞的模式图,请据图回答。
(注:在[ ]内填图中标号,在横线上填名称或有关内容)
(1)比较该图A、B两部分,高等动物细胞内不含有的细胞器有[ ](填标号)。若B是衣藻(一种低等植物)细胞,其细胞质中的细胞器除图中所示外,还应有 (填名称)。若B是乳酸菌,其细胞质中的细胞器只有[ ] ,它是由 和 组成。
(2)若A是昆虫的飞行肌细胞,则该细胞中的[ ] 较多。④是遗传信息库,是细胞 的控制中心。
(3)若B是紫色洋葱外表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[ ] 中。如果是植物的根毛细胞,则图中不应有的结构是[ ] 。
14.图甲是细胞的亚显微结构模式图,1~13 为细胞器或细胞的某一结构,据图回答下列问题:
(1)图中具有双层膜的结构有 (填序号)。
(2)甲细胞细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由 (填结构名称)起支持和束缚作用,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S 标记一定量的氨基酸来培养该细胞,测得细胞内三种细胞器上放射性强度如图乙所示,则Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是 。
(4)用某染液鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。该方法利用的是细胞膜 的功能。
(5)图丙说明细胞膜具有 的功能。
15.细胞中不同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,体现了细胞内各种结构之间的协调和配合。图1为某动物细胞中生物膜系统的概念图,C~F为具膜细胞器(C、D均为双层膜结构,D为细胞的“动力车间”),①②代表分泌蛋白的转移途径。该动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图2所示。请回答下列问题:
(1)A结构的名称是 ,没有图1中A结构的细胞 (填“一定”或“不一定”)为原核细胞,理由是 。
(2)该动物细胞不应该具有图1中的 (填“C”或“D”)。图1中的E、F对应图2中的 。图2中的丙为 ,是“生产 的机器”。
(3)在分泌蛋白的合成和加工过程中,图2中结构丙的位置变化是 ;图1中E、F、B的膜面积变化为 。
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第三章 细胞的基本结构
第二节 细胞膜的结构和功能
(基础知识梳理+重难点突破+习题巩固)
基础知识梳理
知识点一、细胞器之间的分工:
1.分离细胞器的方法——差速离心法;
(1)概念:采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小颗粒的方法。
(2)分离的原理:利用不同的离心速度所产生的不同离心力,使细胞器分离开。
2.细胞内主要的细胞器:
(1)双层膜细胞器:(半自主性细胞器)
细胞器
线粒体
叶绿体
分布
真核细胞
绿色植物能进行光合作用的细胞
形态
线状、粒状、棒状
图示
结构
膜
内膜向内折叠形成嵴;分隔、控制物质进出
分隔、控制物质进出
基质
含核糖体、含少量DNA和RNA、含与有氧呼吸有关的酶
含核糖体、含少量DNA和RNA、含与光合作用有关的酶、含由类囊体堆叠而成的基粒(含光合色素)
功能
是细胞进行有氧呼吸的主要场所
进行光合作用的场所
☄特别注意:线粒体和叶绿体增大膜面积的方式一样吗?
线粒体内膜向内折叠形成嵴,叶绿体类囊体堆叠成基粒。
(2)单层膜细胞器
内质网
高尔基体
溶酶体
液泡
分布
真核细胞
真核细胞
主要分布在动物细胞中
成熟的植物细胞
图示
结构
由单层膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统
由单层膜构成的扁平囊状结构(内腔不相通)及小泡组成。
单层膜围绕成的囊泡状结构。
内含多种水解酶,起源于高尔基体。
单层膜结构,泡状;内有细胞液,含糖类、无机盐、色素(花青素)和蛋白质等物质。
功能
是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输的通道。
①粗面内质网:其上有核糖体附着,主要加工分泌蛋白。
②光面内质网:无核糖体附着,主要与脂质、糖类合成有关。
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 ”。
①植物:与植物细胞的细胞壁形成有关
②动物:与动物细胞的分泌物形成有关
能分解衰老、损伤的细胞器;
吞噬并杀死侵入细菌的病毒或细菌
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。
☄特别注意:1.溶酶体的水解酶是自身合成的吗? 溶酶体水解酶并非自身合成,而是由核糖体合成。
2.溶酶体水解细菌、细胞结构之后的产物去向?分解后有的成分可被细胞利用,不能利用的成分排出细胞。
(3)无膜细胞器:
核糖体
中心体
分布
广泛分布于真核细胞、原核细胞
动物与低等植物细胞中
图示
结构
无膜结构,蛋白质+rRNA(大亚基和小亚基)
附着在内质网或核膜上或游离在细胞质基质中
由两个相互垂直的中心粒及周围物质构成
功能
合成蛋白质的场所 (氨基酸脱水缩合)
与细胞的有丝分裂有关
3.细胞质基质和细胞骨架:
(1)细胞质基质:呈溶胶状,由水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶组成是细胞代谢中心。
(2)细胞骨架:
①结构组成:由蛋白质纤维组成的网架结构
②功能:维持细胞形态;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相关
【例1】找出下图中的错误,并在图中改正(P53·练习与应用)
【例2】下列细胞中,同时含有线粒体、叶绿体和中心体的是( )
A.菠菜叶肉细胞 B.洋葱根尖分生区细胞
C.蛙的红细胞 D.低等藻类细胞
【答案】D
【详解】A、中心体分布在动物或某些低等植物细胞中。菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,含有线粒体和叶绿体,但不含中心体,A错误;
B、洋葱根尖分生区细胞为高等植物细胞,不含中心体,并且根尖分生区细胞无叶绿体,含有线粒体,B错误;
C、蛙的红细胞为动物细胞,含有线粒体和中心体,但无叶绿体,C错误;
D、低等藻类细胞属于低等植物细胞,含有叶绿体、线粒体和中心体,D正确。
故选D。
【例3】研究真核细胞的结构和功能时,常采用差速离心法分离细胞器。某同学用该方法对菠菜的叶肉细胞进行了如图所示操作,其中 表示上清液, 表示沉淀物。下列叙述错误的是( )
A.从离心1至离心4的过程应逐渐提高离心的速率
B.选择动物细胞为材料比选择植物细胞更易获得匀浆
C.在 和 中,DNA 存在于、和 、、中
D.、、中含有的细胞器均是具膜的结构
【答案】D
【详解】A、差速离心法通过逐渐提高离心速率,分离不同大小的细胞器(先分离大颗粒,再分离小颗粒)。因此从离心1至离心4的过程应逐渐提高离心的速率,A正确;
B、植物细胞有细胞壁,破碎难度大于动物细胞,因此选择动物细胞更易获得匀浆,B正确;
C、DNA主要存在于细胞核,叶绿体和线粒体也含DNA。P1(细胞壁和细胞核)、P2(叶绿体)、P3(线粒体)均含DNA;S1(离心1上清液,含叶绿体、线粒体等)、S2(离心2上清液,含线粒体等)也含DNA。因此,DNA存在于S1、S2和P1、P2、P3中,C正确;
D、S3是离心3后的上清液,其中含核糖体(无膜结构),因此 “S1、S2、S3中含有的细胞器均是具膜结构” 的表述错误,D错误。
故选D。
【例4】下列有关细胞结构或功能的叙述,错误的是( )
A.线粒体在新陈代谢率高的细胞中数量较多
B.溶酶体源于线粒体,其与老化细胞器的回收无关
C.叶绿体由双层膜包被,内部有许多绿色基粒
D.核糖体没有膜结构,是合成蛋白质的地方
【答案】B
【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,新陈代谢率高的细胞如心肌细胞、分泌细胞,需要大量能量,因此线粒体数量较多,A正确;
B、溶酶体由高尔基体形成,而非线粒体,且溶酶体含有水解酶,负责分解衰老、损伤的细胞器,即与“老化细胞器的回收”有关,B错误;
C、叶绿体具有双层膜,内部基粒由类囊体堆叠形成,含有叶绿素而呈现绿色,C正确;
D、核糖体由rRNA和蛋白质构成,无膜结构,是蛋白质合成的场所,D正确。
故选B。
【例5】如图是某些细胞器的亚显微结构模式图,下列相关叙述错误的是( )
A.①是中心体,与细胞的有丝分裂有关
B.②中具有DNA、RNA和核糖体,能合成自身的部分蛋白质
C.③是叶绿体,一切能进行光合作用的细胞都含有叶绿体
D.某些细胞中的④发达,可能有利于性激素和胆固醇等的合成
【答案】C
【详解】A、①是中心体,在动物细胞中与细胞的有丝分裂有关,中心体在有丝分裂前期参与纺锤体的形成,A正确;
B、②是线粒体,线粒体中具有DNA、RNA和核糖体,能合成自身的部分蛋白质,B正确;
C、叶绿体是进行光合作用的场所,能进行光合作用的细胞不一定含有叶绿体,如蓝细菌,C错误;
D、④是光面内质网,光面内质网与性激素和胆固醇等脂质的合成有关,D正确。
故选C。
【例6】下图代表自然界中处于不同分类地位的5种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ绘出了各单位区别于其他生物的标志结构。请据图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨
B.可以判断Ⅲ为动物细胞,因为它同时具有①和⑥
C.只有Ⅱ、Ⅲ类中有生物可进行光合作用合成有机物
D.Ⅴ生物也具有核糖体,用于合成自身的蛋白质
【答案】A
【详解】AB、Ⅰ有中心体没有细胞壁为动物细胞,属于真核生物;Ⅱ有细胞壁和叶绿体为植物细胞,属于真核生物;Ⅳ是蓝细菌,属于原核生物;Ⅲ有①中心体、⑥叶绿体和细胞壁为低等植物,属于真核生物,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共同具有的无膜细胞器是⑨核糖体,A正确,B错误;
C、Ⅱ、Ⅲ属于植物,可进行光合作用合成有机物,但蓝细菌属于原核生物也能进行光合作用,C错误;
D、Ⅴ是病毒,其没有细胞结构,只能寄生在宿主细胞内利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质,D错误。
故选A。
知识点二、细胞器之间的协调配合:
1.分泌蛋白:在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,这类蛋白质叫做分泌蛋白。
2.研究方法——同位素标记法:
(1)概念: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。
(2)用途:同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。
(3)常用的同位素:①具有放射性:14C、32P、3H、35S等;②不具有放射性:15N、18O等
3.分泌蛋白的合成和运输过程:
【例7】下列关于细胞器之间分工合作的叙述,错误的是( )
A.分泌蛋白的合成与分泌需要多种细胞器的参与
B.内质网对蛋白质进行初步加工后,直接将其运输到细胞外
C.高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工和包装
D.线粒体为分泌蛋白的合成和分泌过程提供能量
【答案】B
【详解】A、分泌蛋白的合成与分泌需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体(供能)共同参与,A正确;
B、内质网对蛋白质初步加工后,需通过囊泡运输至高尔基体进一步加工,而非直接分泌到细胞外,B错误;
C、高尔基体负责对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,形成分泌囊泡,C正确;
D、线粒体通过有氧呼吸为分泌蛋白的合成、加工及运输过程提供能量,D正确。
故选B。
【例8】某类蛋白的合成过程大致如下:首先在游离核糖体上合成一段肽链,随后这段肽链会与核糖体一同转移至粗面内质网上,继续进行合成,之后经过高尔基体的加工,最终分泌到细胞外。下列说法正确的是( )
A.题干中的“某类蛋白”可能为抗体、性激素等分泌蛋白
B.用³H标记亮氨酸的羧基可追踪蛋白质的合成和运输过程
C.该类蛋白合成过程中,主要由线粒体提供能量
D.用放射性同位素标记氨基酸来追踪该过程,放射性最先出现在粗面内质网
【答案】C
【详解】A、性激素属于脂质,不属于“某类蛋白”,其合成不需要核糖体参与,A错误;
B、脱水缩合时,亮氨酸的羧基会参与形成肽键,3H标记的羧基会被水中的H取代,导致无法追踪,B错误;
C、线粒体是细胞的动力车间,分泌蛋白的合成和运输需要大量能量,主要由线粒体通过有氧呼吸提供ATP,C正确;
D、游离核糖体先合成部分肽链,随后转移至粗面内质网,故放射性最早出现在游离核糖体而非粗面内质网,D错误。
故选C。
【例9】如图所示为真核细胞内分泌蛋白的合成和分泌过程。下列相关叙述错误的是( )
A.囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同
B.若无其他细胞器的参与,则图示过程一般不能正常进行
C.囊泡1和囊泡2的运动是自主的,不需要能量
D.完成图示过程,细胞器3的膜面积基本不变
【答案】C
【详解】A、囊泡1来自内质网,完成蛋白质的粗加工,囊泡2来自高尔基体,对蛋白质进行进一步加工,所以囊泡1和囊泡2包裹的蛋白质空间结构不同,A正确;
B、分泌蛋白的合成和分泌过程需要线粒体提供能量,若无其他细胞器(如线粒体)的参与,图示过程一般不能正常进行,B正确;
C、囊泡1和囊泡2的运动需要消耗能量,能量主要由线粒体提供,并非自主且不需要能量,C错误;
D、细胞器3是高尔基体,在分泌蛋白的合成和分泌过程中,高尔基体接受来自内质网的囊泡,又形成囊泡将蛋白质运输到细胞膜,因此其膜面积基本不变,D正确。
故选C。
知识点三、细胞的生物膜系统:
1.组成:细胞膜、细胞器膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.生物膜之间的联系:
(1)在成分上的联系:
①相似性:各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②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)在结构上的联系:
①由磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布其中,都具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性
(3)在功能上的联系:——以分泌蛋白的合成和运输为例(如上)
3.生物膜系统的功能:
(1)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、能量转化和信息传递的过程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,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。
(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样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。
【例10】如图为部分生物膜之间的联系。下列有关说法正确的是( )
A.图示生物膜中,面积最大的是细胞膜
B.膜c还可以由膜b直接转化而形成
C.膜a和膜b在结构和功能上是相同的
D.膜c的形成依赖于生物膜的结构特性
【答案】D
【详解】A、a 是内质网膜,b是核膜,c是囊泡膜,图示生物膜中,面积最大的是内质网膜,A错误;
B、膜c囊泡膜不能直接由b核膜转化形成,B错误;
C、生物膜的组成成分和结构相似,而功能是不同的,C错误;
D、c囊泡的形成依赖于生物膜的结构特性,即具有一定的流动性,D正确。
故选D。
【例11】如图显示了细胞中多种具膜结构之间的联系,P、Q代表细胞器。下列叙述正确的是( )
A.结构P和结构Q均是具有单层膜结构的细胞器
B.在抗体的分泌过程中,细胞膜起重要的枢纽作用
C.分泌功能较强的细胞中,结构P和Q均不发达
D.Q的膜与细胞膜直接相连,有利于细胞内物质运输
【答案】A
【详解】A、P是内质网,Q是高尔基体,都是具有单层膜结构的细胞器,A正确;
B、抗体属于分泌蛋白,在分泌蛋白的分泌过程中,结构Q(高尔基体)起重要的枢纽作用,B错误;
C、分泌功能较强的细胞中,结构P(内质网)和Q(高尔基体)均较发达,C错误;
D、结构P(内质网)的膜可与细胞膜直接相连,有利于细胞内物质运输,D错误。
故选A。
【例12】如图为某动物细胞部分细胞器的亚显微结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中①⑤⑥均具有膜结构,且膜的组成成分和种类完全相同
B.该细胞生命活动所需能量主要由⑤提供,其内膜上可合成 ATP
C.若该细胞为豚鼠胰腺腺泡细胞,其中分泌蛋白合成与运输依次经过④→①→⑥→⑤
D.若该细胞为胰岛 B 细胞,⑥可将胰岛素直接分泌到细胞外
【答案】B
【详解】A、⑤(线粒体)、⑥(高尔基体)、①(内质网)均具有膜结构,但线粒体内膜上含较多与有氧呼吸相关的蛋白质,与高尔基体、内质网的膜成分(蛋白质种类/比例)不完全相同,A错误;
B、⑤线粒体是细胞的“动力车间”,细胞生命活动所需的能量95%由其提供,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段发生的场所,可合成大量 ATP,B正确;
C、若该细胞为豚鼠胰腺腺泡细胞,其中分泌蛋白合成与运输路径为④核糖体(合成)→①内质网(加工)→囊泡→⑥高尔基体(进一步加工,运输)→囊泡(运输)→③细胞膜,线粒体仅为该过程提供能量,不参与合成与运输的途径,C错误;
D、胰岛素是分泌蛋白,需经⑥高尔基体加工形成囊泡,再与细胞膜融合,通过胞吐分泌到细胞外,并非由高尔基体直接分泌到细胞外,D错误。
故选B。
知识点四、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动:
1.实验原理:
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,不需染色,制片后直接观察。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质中的叶绿体的运动作为标志。
2.实验材料:
实验
观察叶绿体
观察细胞质的流动
选材
藓类叶
菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮
新鲜的黑藻
原因
叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,叶绿体较大,不需要加工可直接制片
细胞排列疏松,易撕取;所含叶绿体数目少,个体大
黑藻幼嫩的小叶扁平,只有一层细胞,存在叶绿体,易观察
3.方法步骤:
(1)观察叶绿体:
(2)观察细胞质的流动:
【例13】下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述,正确的是( )
A.为了避免细胞吸水涨破,应在生理盐水中进行实验
B.幼嫩黑藻叶片细胞活力旺盛是选择其进行实验的原因之一
C.若观察目标在视野中左下方,应将装片向右上方移动
D.叶绿体的运动由细胞质流动引起,与细胞骨架无关
【答案】B
【详解】A、观察叶绿体和细胞质流动通常用清水制作装片,植物细胞有细胞壁的保护,不会吸水涨破,不需要在生理盐水中进行实验,A错误;
B、幼嫩黑藻叶片细胞活力旺盛,细胞质流动明显,这是选择其进行实验的重要原因之一,B正确;
C、显微镜下看到的物像是倒像,若观察目标在视野中左下方,应将装片向左下方移动,才能将目标移到视野中央,C错误;
D、叶绿体的运动由细胞质流动引起,而细胞质的流动与细胞骨架有关,D错误。
故选B。
【例14】某同学利用黑藻细胞观察叶绿体(图1)和细胞质的流动(图2)。下列有关叙述正确的是( )
A.图1照片属于物理模型
B.叶绿体是绿色植物进行有氧呼吸的主要场所
C.叶绿体能在细胞质中流动,其运动与细胞骨架有关
D.显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际相反
【答案】C
【详解】A、在高倍显微镜下拍摄到的叶绿体照片属于实物图,不属于物理模型,A错误;
B、叶绿体能进行光合作用,是绿色植物的“养料制造车间”和“能量转换站”,线粒体才是绿色植物进行有氧呼吸的主要场所,B错误;
C、以叶绿体为标志便于观察细胞质的流动,叶绿体的运动与细胞骨架有关,C正确;
D、根据显微镜的成像特点,显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际相同,D错误。
故选C。
重难点突破
重难点一、细胞器的分布、结构和功能:
1.写出下列描述的细胞器:
(1)生产蛋白质的机器:核糖体
(2)加工“车间”和“发送站”、“交通枢纽”:高尔基体
(3)植物细胞的“储藏库”:液泡
(4)细胞的“动力车间”:线粒体
(5)植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”:叶绿体
(6)动物细胞的“消化车间”、“垃圾处理站”:溶酶体
2.细胞器的分布:
(1)植物细胞特有:叶绿体、液泡(细胞结构:细胞壁)
(2)动物、低等植物特有:中心体
(3)动植物都有但功能不同:高尔基体
(4)动植物共有的:线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
(5)原核细胞唯一有的细胞器:核糖体
(6)分布在植物细胞中且根尖分生区细胞没有的:叶绿体、液泡
3.细胞器的成分:
(1)有DNA的细胞器:线粒体、叶绿体
(2)有RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体
(3)有色素的细胞器:叶绿体、液泡
4.根据具膜情况分类:
(1)双层膜细胞器:线粒体、叶绿体
(2)单层膜细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
(3)无膜细胞器:核糖体、中心体
5.光学显微镜可以观察到的细胞器(显微结构):线粒体(需染色)、叶绿体、液泡
【例1】如图所示为线粒体分裂的一种方式,内质网小管选择性包裹线粒体后,微管上的马达蛋白将线粒体沿微管拉伸,在蛋白复合物的帮助下启动线粒体分裂,其过程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A.内质网是由单层磷脂分子构成的膜性管道系统,属于细胞的生物膜系统
B.线粒体分裂时也将内部所含有的DNA均分到两个线粒体中
C.内质网小管选择性地包裹线粒体体现了生物膜的结构特点
D.附着在内质网上的核糖体和线粒体中的核糖体结构有差异,导致其功能也有差异
【答案】C
【详解】A、生物膜系统由细胞膜、核膜核细胞器膜组成,内质网是由单层生物膜(两层磷脂分子)构成的膜性管道系统,属于细胞的生物膜系统,A错误;
B、由图可知,线粒体分裂不是平均分配的,B错误;
C、内质网小管选择性地包裹线粒体体现了生物膜具有一定流动性的结构特点,C正确;
D、分布在不同场所的核糖体都是“生产蛋白质的机器”,D错误。
故选C。
【例2】线粒体是半自主的细胞器,有相对独立的复制过程,研究发现内质网与线粒体的分裂有关,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.游离的M蛋白与D蛋白在收缩部位形成蛋白复合物,有助于使线粒体分裂断开
B.马达蛋白将线粒体沿细胞骨架牵引到内质网上,所需能量主要由线粒体提供
C.内质网膜形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,体现了膜的流动性
D.除图示的内质网和线粒体膜外,核膜、核糖体膜等也是生物膜系统的主要组成部分
【答案】D
【详解】A、内质网(膜)形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时募集细胞质中游离的M蛋白与D蛋白,在收缩部位形成蛋白复合物,不断收缩使线粒体断开,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,马达蛋白将线粒体沿细胞骨架牵引到内质网上,所需能量主要由线粒体提供,B正确;
C、内质网膜形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,体现了膜具有一定的流动性 ,C正确;
D、生物膜系统的主要组成部分是细胞膜、核膜和细胞器膜,核糖体不具有膜结构,不属于生物膜系统,D错误。
故选D。
重难点二、分泌蛋白的合成和运输:
1.与分泌蛋白的合成与分泌相关的结构:
(1)细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜、囊泡、细胞核
(2)细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(3)具膜细胞器:内质网、高尔基体、线粒体
2.分泌蛋白形成过程中,放射性同位素标记出现的位置:核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外
3.分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化:内质网——减小;高尔基体——先增大后减小;细胞膜——增大
4.细胞的生物膜系统:
(1)原核细胞有生物膜,但没有生物膜系统。(仅有细胞膜)
(2)并非所有真核细胞都有生物膜系统,如哺乳动物成熟红细胞。
【例3】下图1是分泌蛋白合成和运输过程的简图,其中a、b、c、d表示细胞器;图2是分泌蛋白从合成至分泌,细胞内相关膜结构面积的变化图。下列相关分析错误的是( )
A.图1中用到的方法是同位素标记法
B.图1中b因鼓出囊泡膜面积减小
C.c的作用主要是为其他细胞结构的代谢活动提供能量
D.图2中的X、Y、Z分别与图1中的b、d、细胞膜对应
【答案】D
【详解】A、图1是分泌蛋白合成和分泌过程的简图,研究该生理过程一般采用的方法是同位素标记法(或同位素示踪技术),如图中用3H标记亮氨酸追踪分泌蛋白的合成和分泌过程,A正确;
B、图1中 b(内质网)通过 “出芽” 形成囊泡,导致自身膜面积减小,B正确;
C、c为线粒体,是有氧呼吸的主要场所,主要是为其他细胞结构的代谢活动提供能量,C正确;
D、由分泌蛋白的合成和分泌过程可知,图1中a为核糖体、b为内质网、d为高尔基体、c为线粒体, 图2中X膜面积减少即X为内质网,Y膜面积增加即Y为细胞膜,Z膜面积不变即Z为高尔基体,因此图2中X、Y、Z分别与图1中b内质网、细胞膜、d高尔基体对应,D错误。
故选D。
【例4】蛋白质的错误折叠和聚集的长期积累,可导致阿尔茨海默病等老年性疾病的发生。细胞利用质量监控机制维持蛋白质功能和稳定性,过程如下图。其中HSP是机体细胞受高温等刺激后合成出的一类热休克蛋白,能帮助变性蛋白复性。分子伴侣Hsc70可与错误折叠蛋白质结合,形成底物-分子伴侣并进一步进入溶酶体中被降解。下列叙述错误的是( )
A.高温变性的蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应
B.由图推测,HSP不改变蛋白质中氨基酸的排列顺序
C.溶酶体合成的水解酶可对错误折叠的蛋白质进行清除
D.自噬泡和Hsc70介导的自噬可防止错误折叠蛋白质的积累
【答案】C
【详解】A、高温会破坏蛋白质的空间结构,不破坏蛋白质的肽键,高温变性的蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应,A正确;
B、由图可知,HSP帮助变性蛋白重新折叠,只改变其空间构象,不会改变氨基酸顺序,B正确;
C、溶酶体中水解酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,C错误;
D、自噬泡包裹错误折叠的蛋白质后与溶酶体融合,Hsc70分子伴侣协助识别并介导自噬,防止错误蛋白积累,D正确。
故选C。
重难点三、细胞的生物膜系统:
1.高倍显微镜下观察黑藻叶肉细胞,不能直接看到细胞质在流动,因为细胞质基质是无色的,所以可以以有颜色的叶绿体作为观察细胞质流动的标志。
2.叶绿体的形态和分布有利于接受光照,进行光合作用。
例如:叶片栅栏组织(接近上表皮)细胞中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)的细胞中的多,这使得叶片能够接受更多的光照进行光合作用;叶绿体大多呈椭球形,在不同光照条件下会改变方向:在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源;在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。
【例5】下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验的叙述,正确的是( )
A.制作黑藻叶片装片时,应在载玻片上滴加生理盐水
B.观察细胞质的流动时,应以叶绿体的运动作为观察标志
C.欲使视野中左下方的观察目标位于视野中央,应将装片向右上方移动
D.观察叶绿体时,若选择菠菜叶作为材料,应撕取其上表皮并稍带些叶肉
【答案】B
【详解】A、制作黑藻叶片装片时,应滴加清水以维持细胞形态,而生理盐水用于动物细胞(如口腔上皮细胞),A错误;
B、叶绿体是细胞质中的结构,其运动可直接反映细胞质的流动,因此以叶绿体为观察标志正确,B正确;
C、显微镜成像为倒置虚像,左下方的观察目标需将装片向左下方移动才能移至视野中央,而非右上方,C错误;
D、观察叶绿体时,若选择菠菜叶作为材料,应撕取其下表皮并稍带叶肉(因为靠近下皮的叶肉细胞中叶绿体体型较大,数量少,便于观察),D错误。
故选B。
【例6】某同学在以黑藻为材料观察叶绿体和细胞质流动实验中,发现新叶、老叶等不同区域的细胞质流动速率不同,光照培养和黑暗培养的黑藻细胞质流动速率也不同。下列说法错误的是( )
A.细胞代谢越旺盛,细胞质流动速率越快
B.实验过程中可在高倍镜下观察到叶绿体的双层膜结构
C.细胞可通过改变叶绿体分布来适应不同光照环境
D.可用叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的观测指标
【答案】B
【详解】A、细胞代谢越旺盛,细胞质流动速率越快。细胞质流动为细胞代谢提供物质运输支持,代谢旺盛时流动速率加快,A正确;
B、叶绿体的双层膜属于亚显微结构,需电子显微镜才能观察,光学显微镜(包括高倍镜)无法分辨,B错误;
C、细胞可通过改变叶绿体分布来适应不同光照环境。例如,强光下叶绿体移至细胞侧壁以避免光损伤,C正确;
D、可用叶绿体的运动速率作为细胞质流动速率的观测指标。叶绿体随细胞质流动而运动,其运动可反映细胞质流动速率,D正确。
故选B。
习题巩固
1.在成人体内,心肌细胞中数量显著多于腹肌细胞中的细胞器是( )
A.线粒体 B.核糖体 C.内质网 D.高尔基体
【答案】A
【详解】成人心肌细胞消耗的能量比腹肌细胞多,故其中参与有氧呼吸的细胞器--线粒体数量较多,而与其它细胞器无关,A正确,BCD错误。
故选A。
2.下列有关细胞器功能的叙述,错误的是( )
A.蓝细菌没有中心体,因此不能进行细胞分裂
B.内质网和高尔基体之间可通过囊泡转移蛋白质
C.溶酶体破裂后释放的酶可催化细胞骨架的分解
D.成人心肌细胞中的线粒体数量显著多于腹肌细胞
【答案】A
【详解】A、蓝细菌属于原核生物,没有中心体,但能进行细胞分裂,A错误;
B、分泌蛋白的加工过程中,内质网通过囊泡将蛋白质转运至高尔基体,B正确;
C、溶酶体内含水解酶(如蛋白酶),破裂后释放的酶可分解细胞骨架(主要成分为蛋白质),C正确;
D、心肌细胞代谢旺盛,需大量能量,线粒体数量显著多于活动较少的腹肌细胞,D正确。
故选A。
3.如图是动、植物细胞亚显微结构模式图。下列相关判断正确的是( )
A.甲细胞中一定没有的细胞器是5和9,乙中不可能有细胞器6
B.直接参与分泌蛋白合成、加工和运输的细胞结构有3、4、7、6
C.图中细胞器7在行使功能时可能伴随膜组分的更新
D.在细胞的生命活动过程中与能量转换有关的细胞器只有1
【答案】C
【详解】A、甲细胞为动物细胞,没有5(液泡)、9(叶绿体),6是中心体,可存在于动物和低等植物细胞内,A错误;
B、6是中心体,不直接参与分泌蛋白的合成、加工和运输,B错误;
C、细胞器7是高尔基体,其能对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,其在对蛋白质进行加工和转运的过程中涉及囊泡的接收和释放,因而存在膜组分的更新,C正确;
D、在细胞的生命活动过程中与能量转换有关的细胞器有1(线粒体)和9(叶绿体),D错误。
故选C。
4.液泡中含有各种酸性水解酶,能水解细胞内的蛋白质、核酸、脂质及多糖等物质,类似动物细胞中的溶酶体。细胞器碎片通过液泡膜的内陷吞噬进入液泡,最后在液泡中被水解。下列相关叙述错误的是( )
A.液泡主要存在于植物细胞中,液泡膜以两层磷脂分子作为基本支架
B.若显微镜观察到黑藻叶肉细胞中叶绿体随细胞质顺时针流动,则实际情况应该是逆时针流动
C.液泡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
D.植物花瓣和果实中的颜色主要与液泡中的色素有关
【答案】B
【详解】A、液泡主要存在于植物细胞中,液泡膜为单层膜,由两层磷脂分子层构成,两层磷脂分子作为液泡膜的基本支架,A正确;
B、若用显微镜观察到黑藻叶肉细胞中叶绿体随着细胞质顺时针流动,则实际情况应该是顺时针流动,B错误;
C、液泡中糖类、盐类等物质的浓度往往很高,因此吸水力较强,从而导致成熟植物细胞质内的水分子大量进入液泡,因此液泡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,C正确;
D、花瓣、果实显示不同的颜色是因为液泡中含有色素,D正确。
故选B。
5.不同膜结构之间互相转化,以“囊泡”方式进行的是( )
①核膜和内质网膜②高尔基体膜和细胞膜③内质网膜和高尔基体膜④细胞膜和内质网膜
A.②③ B.②④ C.③④ D.①②
【答案】A
【详解】A、②高尔基体膜和细胞膜通过囊泡运输(如分泌蛋白的分泌过程),③内质网膜和高尔基体膜通过囊泡运输(如内质网形成囊泡运送至高尔基体),A正确;
B、④细胞膜和内质网膜之间无直接囊泡运输,需通过高尔基体间接联系,B错误;
C、④细胞膜和内质网膜的转化不依赖囊泡,C错误;
D、①核膜和内质网膜直接相连,无需囊泡运输,D错误。
故选A。
6.下列有关生物体内“骨架”的说法错误的是( )
A.生物大分子都以碳链为基本骨架
B.细胞骨架维持细胞形态,并控制细胞运动和胞内运输
C.细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构
D.磷脂双分子层是生物膜的基本骨架
【答案】C
【详解】A、生物大分子如多糖、蛋白质、核酸的单体均以碳链为基本骨架,通过脱水缩合形成大分子,A正确;
B、细胞骨架由蛋白质纤维组成,能维持细胞形态、锚定细胞器、参与细胞运动及物质运输等,B正确;
C、细胞骨架的成分为蛋白质,而纤维素是植物细胞壁的主要成分,C错误;
D、生物膜的基本结构模型为流动镶嵌模型,其基本骨架是磷脂双分子层,D正确。
故选C。
7.用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的乳腺细胞,测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图),则下列分析不正确的是( )
A.甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B.乙图中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
C.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
D.带有放射性标记的物质在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
【答案】B
【详解】A、图甲显示的是分泌蛋白的分泌过程,由于氨基酸在核糖体上通过脱水缩合反应形成蛋白质,分泌蛋白要依次进入内质网和高尔基体中进行加工,因此放射性先在核糖体上出现,然后依次是内质网和高尔基体,因此图甲中的a是核糖体,b是内质网,c是高尔基体,A正确;
B、在分泌蛋白合成和分泌过程中内质网膜以出芽的形式形成囊泡并与高尔基体膜融合,高尔基体膜以出芽的形式形成囊泡并与细胞膜融合,因此该过程中内质网膜减少,高尔基体膜不变,细胞膜增加,因此图乙中A是内质网膜,B是细胞膜,C是高尔基体膜,B错误;
C、乳腺分泌蛋白的合成与分泌先在核糖体上形成多肽链,然后进入内质网、高尔基体进行加工,并由细胞膜分泌到细胞外,需要的能量主要由线粒体提供,与之相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体,C正确;
D、分泌蛋白的合成和分泌的过程可知,带有放射性标记的物质在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,D正确。
故选B。
8.用一定的方法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.甲含有核酸也有膜结构,可代表线粒体和叶绿体
B.乙可能是中心体,与细胞的有丝分裂有关
C.丙无膜结构,可代表核糖体或中心体
D.蓝细菌是原核生物,所以它没有具膜细胞器
【答案】D
【详解】A、脂质和蛋白质是生物膜的重要组成成分,甲是含有核酸的细胞器,可能是线粒体、叶绿体,但动物细胞没有叶绿体,故甲为线粒体,A错误;
B、乙含有膜结构,但中心体无膜结构,与题意不符,B错误;
C、丙没有膜结构,但含有核酸,中心体不含核酸,故丙可代表核糖体,C错误;
D、蓝细菌是原核生物,细胞内只有核糖体一种细胞器, 该细胞器无膜结构,D正确。
故选D。
9.小窝是细胞膜上的凹陷区域(如图所示),它在细胞转运物质和细胞间信息传递等方面有重要的作用。下列有关说法合理的是( )
A.小窝蛋白由附着在细胞膜上的核糖体合成
B.小窝蛋白的中间区段主要由疏水性的氨基酸形成
C.小窝的大小和小窝蛋白的空间结构一般是不变的
D.小窝处细胞膜的主要组成成分和其他位置细胞膜的不同
【答案】B
【详解】A、核糖体并不附着在细胞膜上,A错误;
B、由图可知,小窝蛋白的中间区段位于磷脂双分子层内,磷脂双分子层内是疏水的,故小窝蛋白的中间区段主要由疏水的氨基酸残基组成,其余两段位于细胞质中,B正确;
C、由于细胞膜具有一定的流动性,小窝的大小也会发生变化,结构与功能是相适应的,小窝蛋白的空间结构也是可变的,C错误;
D、小窝是细胞膜的一部分,主要组成成分也是磷脂和蛋白质,D错误。
故选B。
10.2023年5月9日,浙江大学科研团队在Journal of Cell Biology期刊上发表研究论文,揭示了秀丽隐杆线虫表皮细胞损伤后,细胞内参与调控蛋白质修饰的关键细胞器高尔基体能够响应损伤并向细胞膜缺损处聚集,以帮助修复伤口,并且参与细胞膜缺失磷脂成分的重建以实现细胞膜结构和功能重塑。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的损伤直接影响物质运输以及细胞的稳态
B.细胞膜和高尔基体膜的成分和结构相似,两者可直接相互交换
C.来源于高尔基体的囊泡参与膜修复的过程体现了生物膜的结构特点
D.阻止高尔基体的移动将影响破损细胞膜的修复效率及线虫损伤后的存活率
【答案】B
【详解】A、细胞膜具有维持细胞内环境稳定以及控制物质运输的功能,细胞膜损伤直接影响物质运输以及细胞内的稳定状态,A正确;
B、细胞膜和高尔基体膜虽成分和结构相似,但两者通过囊泡间接联系,不能直接交换,B错误;
C、高尔基体来源的囊泡参与膜修复的过程体现生物膜的结构特点,即生物膜具有一定的流动性,C正确;
D、阻止高尔基体的移动,破损细胞膜的修复效率下降,导致膜不能及时地修复,直接影响细胞的生命活动,线虫损伤后的存活率均下降,D正确。
故选B。
11.下列叙述符合“形态、结构与功能相适应”的生物学观点的是( )
A.光面内质网上有核糖体附着,有利于合成性激素
B.根尖成熟区表皮细胞具有中央大液泡,有利于植物细胞保持坚挺
C.溶酶体可合成多种水解酶,有利于分解衰老、损伤的细胞器
D.植物细胞的边界是细胞壁,有利于控制物质进出细胞
【答案】B
【详解】A、光面内质网的功能是合成脂质(如性激素),但核糖体附着在粗面内质网上,而非光面内质网,A错误;
B、根尖成熟区表皮细胞的中央大液泡通过渗透吸水维持细胞渗透压,使细胞保持坚挺,符合结构与功能相适应的观点,B正确;
C、溶酶体中的水解酶由核糖体合成并经内质网、高尔基体加工后转运至溶酶体,溶酶体自身不能合成酶,C错误;
D、植物细胞的边界是细胞膜,细胞壁主要起支持和保护作用,控制物质进出由细胞膜完成,D错误。
故选B。
12.光学显微镜是生物学实验的重要观察工具,下列叙述正确的是( )
A.光学显微镜下可观察到植物细胞中的叶绿体、核糖体等细胞器
B.“观察叶绿体和细胞质流动”实验中,细胞质环流方向与实际相反
C.观察黑藻叶绿体形态时,宜选择叶绿体数量较少的叶片
D.显微镜的放大倍数是指物像的面积或体积的放大倍数
【答案】C
【详解】A、叶绿体在光学显微镜下可见,但核糖体属于亚显微结构,需电子显微镜才能观察到,A错误;
B、显微镜成像为倒置虚像,但细胞质环流方向与实际相同(如实际为顺时针,观察仍为顺时针),B错误;
C、黑藻叶片薄、叶肉细胞排列疏松,叶绿体大且数量较少,便于观察单个叶绿体形态,C正确;
D、显微镜放大倍数是物像长度或宽度的放大倍数,而非面积或体积,D错误。
故选C。
二、解答题
13.下图表示动物或植物细胞的模式图,请据图回答。
(注:在[ ]内填图中标号,在横线上填名称或有关内容)
(1)比较该图A、B两部分,高等动物细胞内不含有的细胞器有[ ](填标号)。若B是衣藻(一种低等植物)细胞,其细胞质中的细胞器除图中所示外,还应有 (填名称)。若B是乳酸菌,其细胞质中的细胞器只有[ ] ,它是由 和 组成。
(2)若A是昆虫的飞行肌细胞,则该细胞中的[ ] 较多。④是遗传信息库,是细胞 的控制中心。
(3)若B是紫色洋葱外表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[ ] 中。如果是植物的根毛细胞,则图中不应有的结构是[ ] 。
【答案】(1) ⑨⑩ 中心体 ③核糖体 RNA 蛋白质
(2) ⑥线粒体 代谢和遗传
(3) ⑨液泡 ⑩叶绿体
【分析】分析题文描述与题图:A为动物细胞,B为高等植物细胞。①是中心体,②是内质网,③为核糖体,④是细胞核,⑤为细胞膜,⑥为线粒体,⑦为高尔基体,⑧是细胞壁,⑨是液泡,⑩为叶绿体。
【详解】(1)比较该图A、B两部分,高等动物细胞内不含有的细胞器有[⑨]液泡、[⑩]叶绿体。中心体分布在动物细胞和低等植物细胞中,若B是衣藻(一种低等植物)细胞,其细胞质中的细胞器除图中所示外,还应有中心体。乳酸菌是由原核细胞构成的原核生物,原核细胞的细胞质中只有核糖体一种细胞器。若B是乳酸菌,其细胞质中的细胞器只有[③]核糖体,它是由RNA和蛋白质组成。
(2)若A是昆虫的飞行肌细胞,因该细胞代谢旺盛,消耗的能量多,与此功能相适应,该细胞中的[⑥]线粒体较多。④为细胞核,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
(3)含有色素的结构有[⑨]液泡、[⑩]叶绿体,紫色洋葱外表皮细胞和植物的根毛细胞都没有叶绿体。若B是紫色洋葱外表皮细胞的一部分,则色素主要存在于[⑨]液泡中。如果是植物的根毛细胞,则图中不应有的结构是[⑩]叶绿体。
14.图甲是细胞的亚显微结构模式图,1~13 为细胞器或细胞的某一结构,据图回答下列问题:
(1)图中具有双层膜的结构有 (填序号)。
(2)甲细胞细胞质中的细胞器并非自由悬浮其中,而是由 (填结构名称)起支持和束缚作用,以保证细胞内部的有序结构。
(3)若用35S 标记一定量的氨基酸来培养该细胞,测得细胞内三种细胞器上放射性强度如图乙所示,则Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是 。
(4)用某染液鉴别死细胞和活细胞,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。该方法利用的是细胞膜 的功能。
(5)图丙说明细胞膜具有 的功能。
【答案】(1)4、8、9
(2)细胞骨架
(3)内质网、高尔基体
(4)控制物质进出细胞
(5)进行细胞间的信息交流
【分析】图甲分析,1是细胞壁,2是高尔基体,3是核仁,4是核膜,5是染色质,6是核孔,7是细胞核,8是线粒体,9是叶绿体,10是内质网,11是液泡,12是核糖体。
【详解】(1)图甲中具有双层膜的结构有 4(细胞核)、8(线粒体)、9(叶绿体)。
(2)细胞骨架对细胞质中的细胞器起支持和束缚作用,维持细胞内部的有序结构。
(3)用 ³⁵S 标记氨基酸培养细胞,放射性依次出现在核糖体(Ⅰ)、内质网(Ⅱ)、高尔基体(Ⅲ),因为分泌蛋白的合成和加工依次经过这三种细胞器。
(4)活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,死细胞的细胞膜失去该功能,染液可进入使细胞着色。
(5)图丙中发出信号的细胞与靶细胞通过信号分子传递信息,说明细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。
15.细胞中不同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,体现了细胞内各种结构之间的协调和配合。图1为某动物细胞中生物膜系统的概念图,C~F为具膜细胞器(C、D均为双层膜结构,D为细胞的“动力车间”),①②代表分泌蛋白的转移途径。该动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图2所示。请回答下列问题:
(1)A结构的名称是 ,没有图1中A结构的细胞 (填“一定”或“不一定”)为原核细胞,理由是 。
(2)该动物细胞不应该具有图1中的 (填“C”或“D”)。图1中的E、F对应图2中的 。图2中的丙为 ,是“生产 的机器”。
(3)在分泌蛋白的合成和加工过程中,图2中结构丙的位置变化是 ;图1中E、F、B的膜面积变化为 。
【答案】(1) 核膜 不一定 哺乳动物成熟的红细胞没有核膜,但它是真核细胞
(2) C 乙 核糖体 蛋白质
(3) 从细胞质基质中转移至(粗面)内质网上,肽链合成后再从(粗面)内质网上脱落下来 E的膜面积变小,F的膜面积基本不变(先变大后减小最后基本不变),B的膜面积变大
【分析】分析题文描述与题图:图1为某动物细胞中生物膜系统的概念图,A是核膜,B是细胞膜,C为叶绿体,D是线粒体,E为内质网,F是高尔基体。图2中的甲、乙、丙表示该动物细胞的三种细胞器,甲含有核酸与脂质,应为线粒体;乙不含核酸,但含脂质,可能是内质网、高尔基体、溶酶体;丙含有核酸,但无脂质,应该是核糖体。
【详解】(1)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,由此可推知,A是双层膜结构的核膜,B是细胞膜,没有核膜的细胞不一定为原核细胞,因为哺乳动物成熟的红细胞没有核膜,但它是真核细胞。
(2)在图1中,产生O2的C表示叶绿体,消耗O2的D表示线粒体,而动物细胞没有叶绿体,所以该动物细胞不应该具有C。①②代表分泌蛋白的转移途径,故E和F分别表示内质网和高尔基体,图2中的甲、乙、丙表示该动物细胞的三种细胞器,甲含有核酸与脂质,应为线粒体,乙不含核酸,但含脂质,可能是内质网、高尔基体、溶酶体,丙含有核酸,但无脂质,应该是核糖体,可见,图1中的E、F对应图2中的乙。图2中的丙为核糖体,是“生产蛋白质的机器”。
(3)分泌蛋白的合成、加工及分泌过程为:在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成的一段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成肽链,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。高尔基体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,将分泌蛋白分泌到细胞外。可见,在分泌蛋白的合成和加工过程中,图2中结构丙(核糖体)的位置变化是:从细胞质基质中转移至(粗面)内质网上,肽链合成后再从(粗面)内质网上脱落下来;图1中E、F、B的膜面积变化为:E(内质网)的膜面积变小,F(高尔基体)的膜面积基本不变(先变大后减小最后基本不变),B(细胞膜)的膜面积变大。
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