2027届高三生物人教版一轮复习导学案第三章 细胞的基本结构

该高中生物学导学案系统梳理细胞基本结构高考核心考点，涵盖细胞膜（成分、功能、流动镶嵌模型）、细胞器（分工合作、生物膜系统）、细胞核（结构功能），按成分-结构-功能逻辑链整合，通过问题链和任务驱动引导学生自主构建知识网络，体现考点梳理的系统性与层次性。 亮点在于自主学习支持与科学思维培养，开篇设诊断例题（如细胞膜功能评价题），配套细胞器分类表格、实验步骤（观察叶绿体）等工具，学生可通过例题解析和反思总结自主诊断提升，培养结构与功能观和探究实践能力，助力教师精准指导因材施教。

第三章 细胞的基本结构 ( 学习笔记 ) 第一节 细胞膜的结构和功能 一、细胞膜的成分 ( 磷脂双分子层构成细 胞膜的基本骨架，磷脂可以运动，受温度 影响。 )1. 细胞膜的成分 成分 所占比例 成分说明 主要 脂质 约 50% ① 组成细胞膜的脂质中含量最丰富的是磷脂 ② 动物细胞膜含有胆固醇 蛋白质 约 40% 功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多 少量 糖类 2% ~ 10% 分布于细胞膜外表面，与蛋白质（脂质）结合形成糖蛋白（糖脂） 2. 细胞膜组成成分的三个关键点 （ 1 ）不同细胞膜的成分种类一般相同，但各组分的含量不同。功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多。 （2）细胞膜的成分是可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降，有的会产生甲胎蛋白（AFP ）、癌胚抗原（CEA）等物质。 （3）糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，都与细胞识别作用有关，糖蛋白分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞膜的内外侧。 3. 细胞膜成分的鉴定 细胞膜成分 鉴定试剂（方法） 结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 物质透过实验 脂溶性物质容易通过 蛋白质 双缩脲试剂 呈现紫色 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 1 ( 学习笔记 )二、细胞膜的功能 ( 植物细胞的边界是细 胞膜，不是细胞壁。 )1. 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜保障了细胞内部相对稳定的环境。 2. 控制物质进出细胞 ( 死亡细胞的细胞膜没 有选择透过性。鉴别死细胞与活细胞的方 法：染色排除法（台 盼蓝）。用台盼蓝染 色，活的动物细胞由于不吸收台盼蓝而不着色，而死的动物细 胞会被染成蓝色。 )主要是细胞膜上的蛋白质行使控制物质进出细胞的职责，物质出入细胞的跨膜方式有自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐。细胞膜具有选择透过性。细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物 质也有可能进入细胞；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。 3. 进行细胞间的信息交流 （ 1 ）通过分泌化学物质（如激素） ，随血液到达身体各处，被靶细胞表面的受体（糖蛋白）识别，如图 A 所示。 ( 发出信号 的细胞 靶细胞 ) ( 与膜结合的信号分子 胞间连丝 A B C ) ( 内分泌细胞 激素 血液 靶细胞 受体靶细胞 血管 ) ( 胞间连丝可用于物质 运输和信息交流。 细胞间的信息交流不 都是通过受体蛋白发 挥作用。 ) （2）两个相邻细胞细胞膜相互接触识别，如精子与卵细胞之间的识别结合，如图 B 所示。 （3）相邻两高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流 作用，如图 C 所示。 例： 细胞是开放的生命系统，细胞膜是系统的边界。有人说：“把细胞膜比喻为围墙，不如比喻为细胞的大门。”对这句话的评价错误的是( ) A. 细胞膜的脂质成分可以阻挡大部分极性分子，比喻为围墙有道理 B. 细胞膜上有专门供某种物质通过的通道蛋白，就像围墙上开了小门 C. 细胞膜作为细胞的大门，可以控制物质进出，将对细胞有害的物质全部拒之门外 D. 细胞代谢所需原料和代谢产生的废物都要经过细胞膜，所以细胞膜是细胞的大门 ( 解析： ) A. 细胞膜的脂质成分可以阻挡大部分极性分子，类似于围墙的阻挡作 2 必修一：分子与细胞 3 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 暗层为蛋白质，亮层为 脂质。 ) ( 荧光蛋白标记法。 ) 用，比喻为围墙有道理，A 正确。 B. 细胞膜上有专门供某种物质通过的通道蛋白，允许一些小分子和离子通过，就像围墙上开了小门，B 正确。 C. 细胞膜的选择透过性作用是相对的，一些对细胞有害的物质也可以进入，C 错误。 D. 代谢所需原料和代谢产生的废物都要经过细胞膜，所以细胞膜是细胞的大门，D 正确。 答案：C 三、细胞膜的流动镶嵌模型 （一）对细胞膜结构的探索历程 时间 人物 实验 结论 1895 年 欧文顿 脂溶性物质更容易透过细胞膜 膜由脂质组成 20 世纪初 对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学成分分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 1925 年 戈特和格伦德尔 用丙酮从人红细胞中提取的脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，其面积是红细胞膜表面积的两倍 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 1935 年 丹尼利和戴维森 研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力（当时已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低） 细胞膜中除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质 1959 年 罗伯特森 在电子显微镜下观察到暗—亮—暗三层结构 静态的统一结构模型，即细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成 20 世纪 60年代以后 许多科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑 促进细胞膜结构研究的新探索 1970 年 人—鼠细胞荧光标记融合实验（37 ℃) 细胞膜具有流动性 1972 年 辛格和尼科尔森 新的观察和实验证据 提出了为大多数人所接受的流动镶嵌模型 ( 亲水性头部 (甘油+磷酸相 连的取代基团 ) 疏水性尾部 (脂肪酸) 磷脂分子结构 学习笔记 ) ( 糖蛋白 磷脂双 分子层 蛋白质 糖被 ) ( （二）流动镶嵌模型的基本内容 1. 细胞膜的流动镶嵌模型 )基本内容：磷脂双分子层构成了膜的基本骨架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或完全嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。构成膜的磷脂分子可以侧向移动，大多数蛋白质可以运动。▲ ▲ 2. 生物膜的特点 （ 1 ）结构特点：具有一定的流动性。 表现：精子和卵细胞的结合，胞吞胞吐，变形虫的运动和摄食，质壁分离和复原。 （2）功能特点：具有选择透过性。 ① 内因：蛋白质的种类数量。 ② 外因：温度、pH 、O2 等影响细胞生命活动的因素。 ③ 表现：植物根部对离子的选择性吸收，细胞对胞内废物的排出。 例 1. 下图是细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列相关叙述正确的是 ( ③ ) ( ① ④ ② ⑥ ⑤ ( ) ) A. 图中①糖被是指细胞膜中与糖类分子相结合的蛋白质 B. 图中②和⑥组成磷脂分子，其中②由脂肪酸组成 C. 图中③表示蛋白质，在细胞膜的物质运输等方面具有重要作用 D. 图中⑤为磷脂双分子层，一层细胞膜包括两层磷脂双分子层 ( 解析： ) 分析题图：①是多糖，②是磷脂分子的亲水端，③是蛋白质，④是糖蛋白， ⑤是磷脂双分子层，⑥是磷脂分子疏水端。 A. 糖被是指与蛋白质结合形成的糖蛋白或与脂质结合的糖类分子，A错误。 B. 图中②和⑥组成磷脂分子，其中②是由甘油和磷酸组成的亲水头部， 必修一：分子与细胞 4 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )B 错误。 C. 图中③表示蛋白质，在细胞膜的物质运输等方面具有重要作用， C正确。 D. 图中⑤为磷脂双分子层，一层细胞膜包括一个磷脂双分子层，即两层磷脂分子，D 错误。 答案：C 例 2. 科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质，将小鼠细胞和人细胞融合。刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在 37ºC 下经过 40 min，两种颜色的荧光均匀分布。该实验说明了( ) A. 磷脂和蛋白质分子都可以运动 B. 两种细胞的膜蛋白种类相同 C. 膜蛋白可以起催化作用 D. 实验中的膜蛋白具有流动性 ( 解析： ) 两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布（即各占半边），最后在融合细胞表面均匀分布。这一现象说明构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的，体现细胞膜的流动性，D 符合题意。故选 D。 答案：D 四、细胞壁 ( 用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保 持原来的形态，将这 样的细胞放置在清水 中，它会像红细胞 一样吸水破裂。 )1. 主要成分 细胞种类 主要成分 植物细胞 纤维素、果胶 细菌 肽聚糖 真菌 几丁质 2. 主要功能 对植物细胞起支撑保护作用，具有一定的伸缩性，但相对细胞膜较小。 3. 特点 细胞壁具有全透性。 5 学科网（北京）股份有限公司 第二节 细胞器之间的分工合作 ( 学习笔记 ) 一、细胞质 1. 组成 细胞质由细胞质基质和细胞器共同组成。 2. 细胞质基质 （ 1 ）概念：细胞质内呈溶胶状的部分。 （2）功能：为新陈代谢提供场所、物质和一定环境条件，是细胞代谢的主要场所。 ( 分离细胞器的方法： 差速离心法。 )（3）化学组成：呈胶质状态，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成。 3. 细胞器 细胞质中悬浮着的具有特定功能的亚细胞结构的总称。 二、细胞器 ( 粗面 内质网 ) ( 光面 内质网 核糖体 ) 核膜 核孔 -核仁 染色质 液泡 ( 真核细胞有众多的细 胞器；原核细胞只有 一种细胞器—核糖 体。 )细胞骨架 线粒体 ( 高尔基体 囊泡 )细胞质 ( / ) ( 细胞壁 )叶绿体 胞间连丝 ( 粗面 内质网 ) ( 细胞膜 ) ( 光面 内质网 核糖体 )核膜 核孔 核仁 细胞骨架中心体 ( 囊泡 ) 细胞质 溶酶体细胞膜 高尔基体 线粒体 植物细胞(上)和动物细胞(下)亚显微结构模怯图 必修一：分子与细胞 6 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 植物细胞不一定都有 叶绿体，如根尖分生 区细胞没有叶绿体。 ) ( 叶绿体和线粒体都是 半自主性细胞器。 ) ( 不同细胞中，代谢越旺盛的细胞，线粒体含量越多；同一细胞中，线 ) ( 粒体集中在代谢旺盛的地方。 2. 内质网（蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车 间”） （ 1 ） 形式：单层膜网状结构。 （ 2 ） 功能：是加工蛋白质和合成脂质的场所。 （ 3 ） 分布：普遍存在于真核细胞中。外连细胞膜 内接核膜，是膜面积最广的细胞器。 (粗面内质网) （ 4 ） 分类： ① 粗面内质网：有核糖体附着，与分泌蛋白的合成加工运输 有关，与 核膜相连。 ② 光面内质网：无核糖体附着，参与糖类代谢、脂质的合成与分泌等。 3. 核糖体（蛋白质合成的场所） ) ( 内质网增大了细胞内膜的面积，从而可以 附着更多的酶。 ) ( 附着核糖体 内质网 , ) ( 内质网加工蛋白质后 通过形成囊泡与高尔基体进行间接联系，囊泡的形成体现了生 物膜的流动性。 ) ( 小亚基 大亚基 ) ( （ 1 ） 形态：无膜细胞器，椭球粒状。 ) 1. 线粒体与叶绿体 名称 线粒体 叶绿体 形态结构 粒状或棒状，双层膜 扁平的椭球形或球形，双层膜 亚显微结构图 崤 外膜 内膜 基质 ( 基粒 基质 类囊体 外膜 内膜 ) 增大膜面积的方式 内膜向内折叠形成嵴，为大量与有氧呼吸有关的酶提供附着点位 由类囊体堆成基粒，含有与光合作用（光反应）有关的色素和酶 生理功能 是真核细胞有氧呼吸的主要场所。生命活动 95% 的能量来自线粒体，是“细胞的动力车间” 是植物光合作用场所，完成光合作用的全过程，是植物细胞“养料的制造车间”和“能量转换器” 分布 动、植物细胞，需氧真菌 植物绿色部分 相同点 ① 均具有双层膜 ② 都含有 DNA 和 RNA ③ 都能产生 ATP，与能量转换有关 7 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )（2）分布：所有细胞都含有（真核细胞、原核细胞唯一共有的细胞器）。 ( 叶绿体和线粒体中也 有核糖体。 )（3）功能：合成蛋白质（氨基酸在核糖体上脱水缩合形成多肽）。 （4）组成：蛋白质和 rRNA，包括大小两个亚基。 （5）分类： ( 哺乳动物成熟红细 胞，植物成熟的筛管 细胞不具有细胞核和 其他细胞器。 )① 附着核糖体：附着于内质网上，合成分泌蛋白、膜蛋白。 ② 游离核糖体：游离在细胞质基质中，合成胞内蛋白。 ( 高尔基体 )4. 高尔基体（蛋白质加工、分类和包装的“车间”“发送站”及“交通枢纽”） （ 1 ）形态：单层膜囊状结构。 （2）分布：普遍存在于真核细胞中。 （3）功能：对来自内质网的蛋白质（分泌蛋白）进行加工、分类和包装，是细胞内物质运输的交通枢纽；植物细胞中，高尔基体与细胞壁形成有关（合成纤维素）。 5. 溶酶体（细胞的消化车间） ( 溶酶体与细胞凋亡有 关。 )（ 1 ）形态：由单层膜包围而成的球形泡状结构，内含多种水解酶。 （2）分布：动物细胞（一般认为植物细胞中没有）。 （3）功能：吞噬并杀死侵入细胞的病毒与病菌，分解衰老损伤的细胞器。 例： 下图为溶酶体发送过程和“消化”功能示意图，a~d 表示细胞器，其中 d 为衰老的线粒体，下述叙述错误的是( ) ( d ) ( b a e c g f ) A. b 为刚形成的溶酶体，其内的水解酶在高尔基体中合成 B. d 被内质网包裹后形成 e，进一步被水解 C. f 表示 b 和 e 正在融合，反映了生物膜具有一定的流动性 D. e 为囊泡，参与了细胞生物膜系统的构成 ( 解析： ) a 为高尔基体，b 为溶酶体，c 为内质网。 必修一：分子与细胞 8 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )A. 由图可知，b 是刚形成的溶酶体，它来源于细胞器 a 高尔基体，其内的水解酶是在核糖体中合成的，A 错误。 B. d 被内质网包裹后形成e，然后e 再与b 溶酶体融合后，进一步被水解， B 正确。 C. f 表示 b 和e 正在融合，而 b 与 e 都具有膜结构，这种融合过程反映了生物膜具有流动性的结构特点，C 正确。 D. e 为囊泡，属于膜结构，所以参与了细胞生物膜系统的构成，D 正确。答案：A ( 液泡中含有机酸、生 物碱、糖、蛋白质、 多种无机盐及色素（如 花青素）。 )6. 液泡 （ 1 ）形态：单层膜，囊泡状。 （2）分布：成熟植物细胞（新生植物细胞根尖分生区没有一整个大液泡，只有许多分散的小液泡）。 （3）功能：调节植物细胞内环境；充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，维持细胞形态。 7. 中心体 ( 蓝细菌是原核生物，不具有中心体。 )（ 1 ）形态：无膜结构，由两个空间上相互垂直的中心粒及周围物质组成。 （2）分布： 动物细胞及低等植物细胞（ 藻类）。 （3）功能：与有丝分裂有关（发出星射线，形成纺锤体）。例 1. 下面的模式图表示几种细胞器，有关说法错误的是( ) ( e ) ( a b c d 放大 f ) A. 蓝细菌没有 e 也能进行光合作用 B. 细胞器 b 、f 的化学成分不含磷脂 C. 植物细胞都含 c 、e 、f D. a 、d 都是单层膜结构 9 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 解析： ) e 是叶绿体，蓝细菌虽然没有叶绿体，但含有光合色素，也可以进行光合作用，A 正确。b 是中心体，f 是核糖体，两者均不具有膜结构，故化学成分不含磷脂，B 正确。c 是线粒体，f 是核糖体，e 是叶绿体，而植物的根尖细胞不含叶绿体，C 错误。a 是高尔基体，d 是内质网，两者都是单层膜结构，D 正确。 答案：C ( 硅肺的形成原因：吞 噬细胞中的溶酶体缺 乏分解硅尘的酶，而 硅尘却能破坏溶酶体 膜，使其中的水解酶 释放出来破坏细胞结 构使细胞死亡，最终 导致肺功能受损。 )例 2. 下图为细胞中某些结构的示意图，下列有关叙述与事实相符的是( ) ( 乙 丙 ) ( ① ② 甲 丁 ③ ) A. 结构甲的膜上附着核糖体，并对产生的多肽进行加工 B. 结构乙是光合作用的场所，其基质中分布着大量的色素和酶 C. 结构丙是呼吸作用的主要场所，且内膜的蛋白质含量高于外膜 D. 结构丁的选择透过性与物质②的种类和数量有关，与物质③无关 ( 解析： ) A. 核糖体附着在内质网上，A 图表示的是高尔基体，故 A 错误。 B. 图乙为光合作用的场所叶绿体，其中的基质并没含有大量的色素，故 B 错误。 C. 丙为线粒体，线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中线粒体内膜上面含有大量呼吸作用所需要的酶，所以内膜上的蛋白质含量大于外膜，故 C 正确。 D. 细胞膜的选择透过性与物质②蛋白质的种类和数目有关，与物质③磷脂双分子层也有关，故 D 错误。 答案：C 三、细胞器归纳总结 1. 分类 必修一：分子与细胞 10 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 细胞核是细胞结构， 不属于细胞器。 ) 依据 特点 细胞器 分布 植物细胞特有 叶绿体、大液泡 动物与低等植物共有 中心体 原核与真核细胞共有 核糖体 成分 含 DNA 的细胞器 叶绿体、线粒体 含 RNA 的细胞器 叶绿体、线粒体、核糖体 含色素 叶绿体（光合色素）、液泡（水溶性色素） 结构 无膜细胞器 核糖体、中心体 单层膜细胞器 高尔基体、内质网、液泡、溶酶体 双层膜细胞器 线粒体、叶绿体 2. 细胞骨架 （ 1 ）真核细胞中有维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。 （2）化学本质：蛋白质纤维。 （3）作用：维持细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 ( 叶肉细胞和保卫细胞含叶绿体，表皮细胞 无叶绿体。 ) 四、实验：用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动 1. 实验原理 （ 1 ）叶绿体中含有叶绿素—可以直接观察。 ( 下表皮细胞不含叶绿 体，故选择近下表皮 的叶肉细胞，叶绿体 大而疏松，便于观察。 )（2）活细胞中的细胞质处于不断流动状态，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为观察细胞质流动的标志。 2. 实验材料 藓类叶片、稍带叶肉的菠菜下表皮。 11 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )3. 实验步骤 步骤 操作方法 目的作用 观察叶绿体 取材 ① 取新鲜藓类的叶片 ② 取略带一点叶肉的菠菜下表皮 ① 藓类叶为单层细胞 ② 下表皮容易撕取 制片 在洁净的载玻片中滴一滴清水，注意不能太干 避免影响活性 观察 叶绿体呈椭圆形，可随细胞质流动而流动 观察细胞质的流动 取材 将黑藻放在光下、25 ℃左右的水中培养 制片 载玻片滴水，放小叶，加盖玻片，制成临时装片 观察 先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，后换用高倍镜观察，可看到细胞内的叶绿体随细胞质定向呈环形流动 五、细胞器之间的协调与配合——以分泌蛋白的合成与分泌为例 （ 1 ）分泌蛋白的合成与运输图示： ( 分泌蛋白实验用到了 放射性同位素标记法， 用 3 H 标记了亮氨酸。 ) ( 由囊泡运输，穿越 0 层 膜。 ) ( 核糖体 翻译 (合成) 肽链 能量 能量 内质网 (囊泡) 折叠 组装 有一定空间结 构的蛋白质 能量 能量 高尔基体 (囊泡) 加工 分类 包装 转运 成熟蛋白 细胞膜 分泌 (胞吐) 分泌蛋白 线粒体 ) （2）分泌过程中，内质网以囊泡形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡 与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加，高尔基体又以囊泡形式将蛋 白质运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减小。分泌前后，膜面积减小的是内质网，膜面积基本不变的是高尔基体，膜面积增大的是细胞膜。 ( 膜面积 内质网 高尔基体 时间 细胞膜 O ) ( 膜面积 内质网 高尔基体 细胞膜 O 前 后 时间 ) 必修一：分子与细胞 12 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 放射性颗粒数 /% ) ( 高尔基体 内质网 核糖体 放射性强度 时间 0 )（3）该研究过程中采用了放射性同位素标记法，如用3 H标记亮氨酸，放射性最先出现在核糖体上，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。可用曲线图表示放射性出现的先后顺序。 ( 100 80 粗面内质网 60 高尔基体 40 分泌小泡 20 0 3 10 20 40 60 80 100 ) 追踪时间/min （4）胞内蛋白（如结构蛋白、酶蛋白）：由游离的核糖体合成。 13 学科网（北京）股份有限公司 分泌蛋白 细胞膜上的蛋白 溶酶体中的水解酶 附着核 糖体 内质网 高尔基体 ( 14 C 用于探究光合作用 中碳的转化（卡尔文 循环）。 32 P 、 35 S 用于噬菌体侵 染大肠杆菌实验。 3 H 用于探究分泌蛋白 的合成和运输的实验。 15 N 用于 DNA 的复制 方式的实验。 18 O 用于探究光合作用 O 2 来源的实验。 )① 常考分泌蛋白：消化酶、抗体、淋巴因子、血浆蛋白。 ② 常考胞内蛋白：血红蛋白、呼吸酶、光合酶、DNA/RNA 酶。 （5）同位素标记法。 ① 概念：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16 O与18 O ，12 C与14 C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。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 应用：同位素标记法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。 ③ 生物学研究中常用的同位素： a. 具有放射性的同位素：如14 C 、32 P 、3 H 、35 S等。 b. 不具有放射性的同位素，即稳定同位素：如15 N 、18 O等。 例： 动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列 ( 体 网 高尔基体 质膜 )叙述正确的是( ) ( 核糖 内质 )A. 光面内质网是合成该酶的场所 B. 核糖体能形成包裹该酶的小泡 C. 高尔基体具有分拣和转运该酶的作用 D. 该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现 ( 解析： ) ( 学习笔记 ) 图示消化酶属于分泌蛋白，其氨基酸先在核糖体中形成多肽，之后通过粗面内质网的加工和运输运至高尔基体，A 错误；核糖体是一种无膜的细胞器，不能形成包裹该酶的小泡，内质网和高尔基体能形成包裹该酶的小泡，B 错误；高尔基体能对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装和运输，C 正确；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D 错误。 答案：C 六、生物膜系统 1. 概念 ( 原核生物没有生物膜 系统，因为其仅有细胞膜，只有细胞膜构 不成系统。 )真核细胞中细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 2. 组成 细胞膜：单层膜，细胞的界限生物膜系统 核膜：双层膜，具有核孔 双层膜：叶绿体、线粒体的膜 细胞器膜 单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 的膜 3. 生物膜在结构上的联系 ( 内质网膜 通过囊泡 核膜 细胞膜 通过囊泡 间接联系 高尔基体膜 直接联系 ) 间接联系 4. 生物膜系统的功能 （ 1 ）保证细胞内环境相对稳定，在细胞与外部环境进行的物质运输、能量转换和信息传递过程中起决定作用。 （2）为多种酶提供附着点，是许多生化反应的进行场所。 （3）分隔细胞器，使细胞内同时进行的多种化学反应互不干扰，保证生命活动高效有序进行。 必修一：分子与细胞 14 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )5. 各生物膜之间的关系 （ 1 ）统一性：各种生物膜的化学组成和结构大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成，具有一定的流动性，这体现了生物膜系统的统一性。 （2）差异性：不同生物膜的功能不同，其蛋白质的种类和含量有差异，与细胞识别有关的细胞膜中含有糖类，而其他生物膜中很少或不含糖类。 例： 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。下列相关叙述正确的是( ) A. 内质网是一个内腔不相通的膜性管道系统，与蛋白质等大分子物质的合成有关 B. 细胞骨架是由蛋白质组成的纤维状网架结构，与细胞运动等生命活动密切相关 C. 生物膜系统由细胞器膜、细胞膜和核膜等构成，具有相同的组成成分、结构和功能 D. 细胞核具有核膜、核仁等结构，核膜上的核孔是大分子物质被动运输进出细胞核的通道 ( 解析： ) 内质网是一个内腔相通的膜性管道系统，A 错误；构成生物膜系统的细胞器膜、细胞膜和核膜的组成成分和结构相似，但功能有所不同，C 错误；蛋白质、RNA 等大分子物质进出核孔需消耗能量，是主动运输，D 错误。 答案：B 15 学科网（北京）股份有限公司 第三节 细胞核的结构和功能 ( 学习笔记 ) ( 一、细胞核的结构 1. 核膜 双层膜，外膜与内质网相连，属于生物膜系统，上 面有核孔，附着 ) ( 大量酶。 ) ( 核膜 染色质 核仁 ) ( 2. 核孔 是大分子物质出入细胞核的通道，如 RNA 和蛋白 质，实现核质之间的物质交换和信息交流。 3. 核仁 与某种 RNA 的合成及核糖体的形成有关，原核细胞无核仁，其核糖体 的形成与核仁无关。 4. 染色质 （ 1 ） 组成：主要是 DNA 和蛋白质。 （ 2 ） 功能：是遗传物质的主要载体。 （ 3 ） 特点：易被碱性染料染成深色（如甲紫 染液、醋酸洋红染液、改 良苯酚品红染液）。 （ 4 ） 染色质与染色体的关系： ) ( 核孔具有选择透过性， mRNA 、蛋白质可以 通过，但 DNA 不能通 过。大分子物质通过 核孔出入细胞核需穿 过 0 层膜。 ) ( 核孔 ) ( 代谢旺盛的细胞：核 孔多，核仁大，核糖 体多，核质间物质交 换与信息交流频繁。 ) ( 细胞缺少细胞核的后 果：只能短暂生存 一 段时间（哺乳动物成 熟的红细胞）。 ) ( 细胞分裂即将结束时：染色体解螺旋，重新成为细丝状 )染色质 ， 染色体 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形式。在分裂间期为染色质，分裂期为染色体。 ( 内膜 5 外膜 / )例： 右下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，下列叙述错误的是( ) ( 1 3 4 )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 ( 2 )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 必修一：分子与细胞 16 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 ) ( 解析： ) 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，在代谢旺盛的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。 答案：A 二、细胞核功能 ( 蝾螈受精卵横缢实验、 切割变形虫实验、伞 藻嫁接与核移植的实 验均遵循了对照原则。 ) ( 细胞核是细胞代谢的 控制中心，但不是细胞代谢中心，细胞代 谢的主要场所是细胞 质基质。 )1. 细胞核功能的探究 实验名称 实验结论 黑白美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制 蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 变形虫切割实验 变形虫的分裂、生长、再生，以及对刺激的反应等生命活动受细胞核控制 伞藻嫁接与核移植实验 伞藻藻帽的形状是由细胞核控制的 2. 细胞核的功能 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 例 1. 细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半（a）停止分裂，有核的一半（b）能继续分裂；② b部分分裂到 16 ~ 32 个细胞时，将一个细胞核挤入不能分裂的 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 b ) ( a b a b a b ① ② ) 17 学科网（北京）股份有限公司 ( 学习笔记 )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的 a 部分形成对照 D. 实验说明细胞的寿命与细胞核有关 ( 解析： ) A. 有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关，A 正确。 B. 实验①中，a 部分相当于去核，属于实验组；b 部分即为对照组，B正确。 C. 实验②中，a 部分植入核，与实验①中的a 部分形成前后自身对照， C 正确。 D. 整个实验并没有涉及细胞的寿命，不能证明细胞核与细胞寿命的关系，D 错误。 答案：D 例 2. 科学家对单细胞伞藻的幼体进行嫁接和核移植实验，如图所示。下列叙述错误的是( ) ( 伞藻嫁接实验 伞藻核移植实验 ) A. 嫁接实验说明伞帽形态由细胞核决定 B. 核移植实验可排除假根中其他物质对实验的影响 C. 若再增加一组核移植实验作对照更具有说服力 D. 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 ( 解析： ) A. 嫁接实验表明伞藻的伞帽形态与假根有关，假根内有细胞核也有细胞质，嫁接实验结果不能说明伞帽形态由细胞核决定，A 错误。 B. 核移植实验的自变量是细胞核，可排除假根中其他物质对实验的影响，B 正确。 C. 若再增加一组核移植实验（伞帽形态的伞藻的细胞核移植到菊花形态的伞藻的假根中）作对照更具有说服力，C 正确。18 必修一：分子与细胞 学科网（北京）股份有限公司 D. 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，D 正确。故选 A。 ( 答案： A ) ( 学习笔记 ) 三、细胞的完整性 （ 1 ）细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。 （2）细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 四、生物模型种类和构建 1. 概念 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。 ( 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； 而制作的细胞亚显微结构模式图是物理模 型。 )2. 类型 （ 1 ）物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如真核细胞的三维结构模型、DNA 双螺旋结构模型。 （2）数学模型：以数学关系式或坐标曲线图表示生物学规律，能定量地描述生物现象。 （3）概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系，如概念图。 五、哺乳动物成熟红细胞的特点及应用 （ 1 ）无线粒体，不能进行有氧呼吸。 （2）含有血红蛋白，具有运输氧的功能， （3）不含 DNA，没有核糖体，不能合成蛋白质，不能进行细胞分裂。 （4）双面凹陷的圆饼状，能增大表面积，有利于与血浆充分进行气体交换 （5）没有核膜和各种细胞器膜，常用于制备较纯净的细胞膜。19 $