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第8讲　物质跨膜运输的实例
[考纲要求]　1.实验：通过模拟实验探究膜的透性。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。
一、细胞的吸水和失水
1．渗透作用
(1)概念：指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
(2)渗透作用发生的条件
①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。
2．细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
①细胞膜相当于半透膜；浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
②细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
(2)植物细胞的吸水和失水
①原生质层相当于半透膜；细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
②植物细胞吸水和失水的原理如下：
[判一判]
1．K＋通过细胞膜属于渗透作用 (　×　)
2．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，相当于半透膜 (　×　)
3．细胞液就是细胞内的液体 (　×　)
4．当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离 (　×　)
提示　有大液泡的活的植物细胞才能发生质壁分离。
5．动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离 (　√　)
二、物质跨膜运输的其他实例
1．不同物质的跨膜运输特点
(1)水分子：顺相对含量梯度(高→低)。
(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行选择吸收。
2．水稻和番茄吸收不同离子的特点
(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有选择性，与其含有离子载体蛋白的种类和数量有关。
(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有差异性。
3．生物膜的功能特性
(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
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考点　聚焦渗透系统及其应用
1．对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统
图解
原理 水分子通过半透膜的扩散作用 细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用
水扩散的方向 低浓度溶液→高浓度溶液
2.渗透作用原理的拓展应用
(1)比较不同溶液浓度大小
漏斗内 烧杯内
溶液浓度 M N
现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则M>N②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液面下降，则M(2)验证渗透作用发生的条件
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜21世纪教育网
不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜
易错警示　关于渗透系统中的3个“比较”
(1)渗透平衡与溶液浓度的内涵
发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
(2)半透膜与选择透过性膜的比较
区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。
(3)原生质层与原生质体的比较
①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。
②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
1.如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的
高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部
分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的
关系是 (　　)
答案　B
解析　每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。
[互动探究]　(1)当液面上升且停止于b处时，水分子进出情况如何？(2)经过无数次如题中所列的操作后，液面升高的高度差接近0，此时半透膜两侧的浓度相等吗？
提示　(1)水分子出入量相等　(2)相等
2.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有
蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装
入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能
出现的是 (　　)
A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降
B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降
C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖
D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
答案　B
解析　加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散的较多，漏斗液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，摩尔浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。
“U”型管中水分子移动方向的分析
1．膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子
由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
2．两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧
液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升
高，最后两侧液面持平。
3．如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
实验六　观察植物细胞的质壁分离及复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
(2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，失水，质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。
2．实验流程
易错警示　与细胞质壁分离及复原有关的5个总结
(1)实验材料的选择
①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。
②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。
(2)实验试剂使用
①使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。
②使用质量浓度为1 mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)
(3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。
(4)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。
(5)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
3．把数条5 cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量马铃薯条的长度。如图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的是 (　　)21世纪教育网
A．马铃薯条通过渗透吸(失)水改变其长度
B．在0.10M蔗糖溶液中马铃薯细胞质壁分离
C．马铃薯细胞液浓度相当于0.30M的蔗糖溶液
D．在0.40M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩
答案　B
解析　据图分析，马铃薯条浸在0.30M的蔗糖溶液中其长度基本不变，说明马铃薯细胞液浓度相当于0.30M的蔗糖溶液。浸在低于0.30M的蔗糖溶液中，马铃薯细胞通过渗透作用吸水膨胀，其长度增加；浸在高于0.30M的蔗糖溶液中，马铃薯细胞通过渗透作用失水皱缩，质壁分离，其长度缩短。
4．为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应 (　　)
浓度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3
质壁分离状态 不分离 刚分离 显著分离 显著分离
A.≤0.15 mol/L B．≤0.2 mol/L
C．≥0.2 mol/L D．≥0.3 mol/L
答案　A
解析　当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15 mol/L。
质壁分离实验的拓展应用
1．判断成熟植物细胞是否有生物活性
＋
　　　　　　
　　　　　　镜检
2．测定细胞液浓度范围21世纪教育网
＋
镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度
＋
　　 镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
4．鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
＋
　　　　
　　　 　镜检
5．比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)21世纪教育网
实验单一变量：未知浓度的溶液。
6．验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞＋分离剂
实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。
序号 错因分析 正确答案21世纪教育网 序号 错因分析 正确答案
① 表述不完整，没有答出检测原理 活的成熟植物细胞原生质层相当于一层半透膜，细胞液和外界溶液存在浓度差时，就会发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞的原生质层已失去选择透过性变为全透性，不能发生质壁分离和复原现象 ② 表述不具体，没有指出观察目标是什么 紫色的中央液泡
③ 不能简化答案 质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 ④ 观察目标不对 质壁分离
⑤ 没有选择正确的观察目标 分别从两载玻片的盖玻片一侧滴入清水，用吸水纸从另一侧吸引，这样重复几次。在高倍镜下观察两装片中细胞的质壁分离复原情况 ⑥ 该实验为验证性实验，对实验的结果和结论不需要分类讨论 结果：活的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中能发生质壁分离，在清水中又能复原；死的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中不能发生质壁分离，在清水中也不能复原。结论：活的植物细胞能发生质壁分离和复原现象，而死的植物细胞不能发生质壁分离和复原现象
题组一　渗透作用与细胞的吸水和失水
1．(2012·上海卷，22)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞 (　　)
A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感
B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压
C．没有成熟大液泡，渗透压调节能力差
D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同
答案　A
解析　动物细胞无细胞壁，培养液渗透压较低，动物细胞会吸水涨破，而植物细胞和细菌细胞含有细胞壁，则不会出现涨破的情况，所以动物细胞培养基要特别关注渗透压，选A。
2.(2011·天津卷，2)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的
蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如右图。下列叙
述错误的是 (　　)
A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
答案　A
解析　题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离后的图像，L为细胞壁，M为液泡，N为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质，A项错误。将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象，B项正确。质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可透过细胞壁进入细胞，但不透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异，C项正确。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料，D项正确。
3．(2011·新课标全国卷，4)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是(　　)
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输
答案　C
解析　将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同时间，放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞液浓度。由于甲组细胞的细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度差，所以乙组细胞水分渗出量多；水分是通过渗透作用进出细胞的，不需要载体蛋白协助也不消耗能量，为被动运输中的自由扩散。
4.(经典高考题)在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜
条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移
入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将 (　　)
A．不变 B．增大
C．减小 D．先增后减
答案　B
解析　b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝卜条在失水，重新放在浓度小于b的a浓度溶液中，萝卜条会吸水，质量将增大。
题组二　与渗透作用有关的实验设计
5．(经典高考题)某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续实验的简要步骤：
①______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预测实验现象并作出结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化　②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，60～65 ℃水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀
(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜
解析　目前乙图处于渗透平衡状态，在此结果的基础上继续实验，可能出现以下两种情形：情形1，a管蒸馏水因得到溶质而浓度升高，渗透平衡被打破，b管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到a管中，则a管液面上升；情形2，b管蔗糖溶液因得到溶质而浓度升高，渗透平衡被打破，a管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到b管中，则b管液面上升。根据添加的实验材料可知，本实验要用蔗糖酶水解蔗糖，产生还原糖，还原糖可用斐林试剂进行检测，由蔗糖(二糖)水解成还原糖(单糖)后，溶质的量会增加。如果蔗糖的水解产物能够通过半透膜，符合上述情形1，如果蔗糖的水解产物不能通过半透膜，符合上述情形2。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
渗透作用分析 1、2、10
质壁分离与质壁分离复原 3、4、5、6、7、8、9、11、12、13
实验与探究 14、15
一、单项选择题
1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈
漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部
液面的变化趋势为 (　　)
　
答案　B
解析　掌握渗透作用发生的条件(半透膜和膜两侧存在浓度差)、水分子扩散的方向(顺浓度梯度扩散)和扩散的速率是解题的关键。仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，液面上升速率较大。
2．如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是 (　　)
A．加酶前A侧液面上升，加酶后B侧液面上升并等于A侧的
B．加酶前A侧液面上升，加酶后B侧液面上升并高于A侧的
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧液面上升并高于A侧的
答案　B
解析　加酶前两侧溶液的质量浓度相同，由于葡萄糖的相对分子质量小于麦芽糖的，葡萄糖溶液的物质的量浓度大，即B侧水分子的浓度大于A侧，水分子由B侧向A侧移动(净移动)，A侧液面上升；加入麦芽糖酶后B侧葡萄糖溶液的物质的量浓度大于A侧的，水分子向B侧移动(净移动)，B侧液面上升并高于A侧的。
3. 将新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮放入含少量红墨水且质量分数为
30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所
示，此时部位①②的颜色分别是 (　　)
A．①无色、②紫色 B．①红色、②无色
C．①红色、②紫色 D．①无色、②红色
答案　B
解析　新鲜紫色洋葱表皮细胞的细胞壁具有全透性，含有红墨水的蔗糖进入①，①呈现红色；原生质层具有选择透过性，含有红墨水的蔗糖不能进入到原生质层，②呈现无色。
4．用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验，下列图示符合实验结果的是 (　　)
答案　D
解析　用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验时，细胞的体积略微减小，细胞液浓度逐渐升高，液泡体积逐渐减小，细胞液色素浓度逐渐升高。
5．(2012·西城区期末)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水中观察，然后用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是 (　　)
A．清水中的保卫细胞失水导致气孔开放
B．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭
C．清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原
D．蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭
答案　D
解析　由图可以看出，在清水中气孔开放，在蔗糖溶液中气孔关闭，推测可能是蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭。
6．将洋葱鳞片叶放在浓度为0.45 mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在浓度为 0.35 mol/L蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在浓度为0.4 mol/L蔗糖溶液中，细胞
似乎不发生什么变化。这表明 (　　)
A．洋葱鳞片叶细胞已经死亡
B．细胞膜不允许水分子自由通过
C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡
D．细胞液浓度为0.4 mol/L左右
答案　D
解析　成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，反之细胞失水；当二者浓度接近时，水分子进出达到平衡。
7．将从同一新鲜马铃薯块茎上取得的形状、质量相同的马铃薯条分为数量相等的4组，分别浸入Ⅰ～Ⅳ4种不同浓度的蔗糖溶液中，1 h后，溶液的质量变化百分率如表1所示。从4个不同的新鲜马铃薯块茎上，取得形状相同，质量、数量相等的马铃薯条，分成①～④组，分别浸入相同浓度的蔗糖溶液中，1 h后，马铃薯条的质量变化百分率如表2所示。则表1所列的4种不同浓度的蔗糖溶液中开始时浓度最低的，以及表2所列的4组不同马铃薯条中开始时细胞液浓度最低的分别是 (　　)
表1
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
质量变化(%) ＋4 0 －2 －3
表2
马铃薯条 ① ② ③ ④
质量变化(%) ＋4 0 －2 －3
A.Ⅰ、① B．Ⅰ、④ C．Ⅳ、① D．Ⅳ、④
答案　D
解析　表1中数据的含义：正值为溶液量增加、马铃薯条失水，负值为溶液量减少、马铃薯条吸水，故Ⅳ的溶液浓度最低。表2中数据的含义：正值为马铃薯条吸水、质量增加，负值为马铃薯条失水、质量减少，故④的细胞液浓度最低。
8．在一定气候条件下，运用植物细胞质壁分离的实验原理，测试田间作物的细胞液浓度，以此法获得作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，自变量是 (　　)
A．制备的系列浓度梯度的检测液
B．作物的细胞液浓度
C．作物细胞质壁分离状态
D．一定的环境温度或其他气候数据
答案　A[来源:21世纪教育网]
解析　变量是实验过程中可以变化的因素，其中由实验者操纵或给定的量称做自变量，选项中制备的系列浓度梯度的检测液属于自变量。植物细胞质壁分离的状态属于因变量。一定的环境温度或其他气候数据属于无关变量。
9． 取一段长5 cm的葱茎，将其纵切到4 cm处，由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲，切后的形状如图甲所示，将它作为对照。再取另外四段葱茎做同样的处理，将它们分别置于a～d不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎形状记录如图乙。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为 (　　)
甲
蔗糖溶液 a b c d
葱茎形态
　　　　　　　　　　　　　 乙
A．a>b>c>d B．a>c>d>b
C．b>d>c>a D．b>a>c>d
答案　B
解析　由题意可知，细胞吸水后皮层细胞扩张得更快，从而向表皮外弯曲；失水后皮层细胞收缩得更快，从而向表皮内弯曲。a、c中葱茎在渗透失水，其中a中失水程度超过c；b中葱茎在渗透吸水；d中基本未变。
二、双项选择题
10．如图所示，图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图，图丙是根毛细胞示意图，图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述错误的是 (　　)
　
A．图甲中①处溶液浓度大于②处溶液浓度
B．图甲和图丙中都有半透膜，两者的本质区别是图丙细胞膜上有载体蛋白，使其具有选择透过性
C．若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中，在显微镜下连续观察一段时间发现其发生了质壁分离
D．若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，则图丁表示细胞体积随时间推移而变化的曲线
答案　AC
解析　由图乙可知，图甲的渗透装置内部溶液浓度高于外部溶液浓度，即①处溶液浓度小于②处的。载体蛋白的存在使得细胞膜具有选择透过性。植物细胞可以吸收Na＋、Cl－，使细胞液浓度升高，所以根毛细胞处于质量分数为5%的NaCl溶液中时会先发生质壁分离，后发生质壁分离复原。将图丙所示根毛细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中时，细胞渗透失水，体积逐渐缩小，但由于细胞壁的伸缩性有限，体积不会无限收缩，则图丁表示细胞体积随时间推移而变化的曲线。
11．将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm的小条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，分两次(浸入30分钟和4小时)测量每一根的长度，结果如图所示，下列结论错误的是 (　　)
A．a中马铃薯细胞通过渗透作用吸水
B．b中马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原
C．c中马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原
D．d中马铃薯细胞外KNO3溶液的浓度增加
答案　CD
解析　由图示可以看出，马铃薯小条a的长度增加，说明细胞通过渗透作用吸水，A正确；马铃薯小条b的长度先缩短后复原，说明细胞失水后又吸水，即发生质壁分离后逐渐复原，B正确；马铃薯小条c的长度变短，说明细胞失水，细胞发生质壁分离，C错误；马铃薯小条d的长度变短，说明细胞失水，细胞外KNO3溶液的浓度降低，D错误。
12．将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如图所示。则有关各细胞液浓度的判断正确的是 (　　)
A．实验前BA>C
C．实验后B≥A＝C　 D．实验后B>A>C
答案　BD
解析　细胞A和C发生质壁分离，细胞B未发生质壁分离，说明实验前细胞液B的浓度大于或等于外界蔗糖溶液的浓度。细胞液A和C的浓度均小于外界蔗糖溶液的浓度，又因细胞C失水较多，所以质壁分离前细胞液A的浓度大于细胞液C的浓度，故实验前细胞液浓度大小为B>A>C。实验后，细胞液A和C的浓度均等于外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞失水使外界蔗糖溶液浓度下降，且细胞失水越多，平衡时外界蔗糖溶液浓度越低，故A>C。又因实验后细胞液B的浓度大于或等于原蔗糖溶液浓度，所以实验后B>A>C。
三、非选择题
13．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请据图回答下列问题：
　
(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b(大于、小于、等于)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②当中充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。
A．细胞液>外界溶液 B．细胞液<外界溶液
C．细胞液＝外界溶液 D．都有可能
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是______________________。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？______________________________________________________________________。
答案　(1)小于　下降　小于　(2)③④⑤　外界溶液　D
(3)不能　细胞壁对原生质层有支持和保护的作用
(4)不一定
解析　(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的，水从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧移动，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，a侧液体的浓度小于b侧；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速率逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a侧的浓度小于b侧。(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②当中充满的液体是外界溶液；由于无法判断图丙的细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。(4)液泡体积不再增大时，细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等，原因与(3)小题相同。
14．如图为某同学进行某实验的基本操作步骤，请回答以下问题：
(1)你认为他做该实验的目的是__________________________________________。
(2)B步骤主要观察紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色________的大小及__________________的位置。
(3)该实验在B、D、F三者之间形成了自身对照，其中B、D之间属于实验组的是________组，在D、F之间属于对照组的是________组。
(4)该同学通过多次做实验，得出的体会是在两次低倍镜观察之间不宜停留过长时间，否则会导致实验失败，你认为最合理的解释是________________________。
(5)若改用小麦的根毛细胞进行上述实验，由于观察的细胞无色透明，为了取得更好的观察效果，调节显微镜的措施是_____________________________________。
(6)通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题：________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)观察植物细胞的质壁分离与复原(或探究植物细胞在什么情况下会失水和吸水，或证明原生质层相当于一层半透膜等)　(2)(中央)液泡　原生质层　(3)D　D　(4)细胞长时间处于高渗溶液中导致死亡　(5)缩小光圈或换平面反光镜　(6)探究蔗糖溶液浓度对洋葱表皮细胞质壁分离和复原的影响
解析　该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原。B步骤主要是观察紫色液泡的大小及原生质层与细胞壁的位置。在蔗糖溶液中，成熟植物细胞发生渗透失水，导致其发生质壁分离；若停留过久，细胞会因过度失水而使原生质层脱水变性失去活性，导致细胞死亡，无法再做细胞质壁分离复原实验。该实验属于自身对照实验(即实验在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照)。滴加蔗糖溶液的对象组(步骤D)，在质壁分离实验(B、D之间)中属于实验组，在质壁分离复原(D、F之间)实验中属于对照组。由于要观察的细胞无色透明，若视野太明亮，则不易看清楚，所以要将视野调得暗一些，即缩小光圈或换平面反光镜。
15．某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：
(1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水，请你说出作出该假设的理论依据：_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)把下面的实验方案补充完整。
实验仪器、试剂：显微镜、载玻片、取材工具、食盐等。
实验材料：为了便于取材和观察，最好选用人的________(填细胞名称)作为实验材料。
实验步骤：
①配制并选用生理盐水、蒸馏水、9%的食盐溶液。[来源:21世纪教育网]
②在载玻片的中央滴加一滴________，放入所选细胞，盖上盖玻片，制成临时装片。制备同样装片若干个，分别放在显微镜下观察。
③取一张临时装片，在盖玻片的一侧滴加蒸馏水，另一侧____________________；另取一张临时装片，在盖玻片的一侧滴加9%的食盐溶液，另一侧操作同上。
④用显微镜观察。观察指标是____________________________________________。
(3)预期结果及结论：如果你的假设成立，则实验的预期结果是在滴加蒸馏水的实验中，__________________；在滴加9%食盐溶液的实验中，____________________。
答案　(1)动物细胞的细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧溶液可能具有浓度差　(2)红细胞(或口腔上皮细胞)　②生理盐水　③用吸水纸吸引，并重复几次　④细胞的体积(或形态)变化　(3)细胞体积变大甚至破裂　细胞体积变小皱缩
解析　(1)动物细胞的细胞膜是一种选择透过性膜，相当于一层半透膜，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧溶液可能具有浓度差，所以能利用动物细胞来探究渗透作用。(2)在制备人的红细胞(或口腔上皮细胞)装片时，需在载玻片的中央滴一滴生理盐水，以便观察细胞正常的形态。取一张临时装片，在盖玻片的一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引，并重复几次，目的是使盖玻片下的细胞能浸在蒸馏水中，以便观察细胞的渗透吸水。动物细胞在吸水时，细胞体积会增大甚至破裂，失水时，细胞体积会缩小，所以可以以细胞的体积(或形态)变化作为观察细胞吸水和失水的指标。(3)在滴加蒸馏水的实验中，由于外界溶液的浓度小于细胞内液的浓度，细胞吸水，导致细胞体积变大甚至破裂。在滴加9%食盐溶液的实验中，由于外界溶液的浓度大于细胞内液的浓度，细胞失水，细胞体积变小皱缩。
教师备课资源(教师用书独具)
1．渗透系统的组成条件
如图所示，作为一个渗透系统，须同时具备以下两个条件：
1 具有半透膜
(2)半透膜两侧为溶液体系(S1、S2)，且两侧溶液具有浓度差。
2．渗透作用的发生
(1)若S1浓度>S2浓度，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。
(2)若S1浓度(3)Δh到达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。
3．外界溶液浓度与质壁分离关系的读图、析图技巧及表格设计
[命题示例]　某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与
质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作
实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细
胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组学生设计实验步
骤如下：配制10%、20%、30%蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。从黑藻茎上取下叶片，
用吸水纸吸干叶片上的水分，并制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、
B(如图A为细胞的长度，B为原生质体长度)。在此基础上，请你参与设计、分析与
讨论。
(1)请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A值。
(2)该小组同学根据记录数据作曲线如图。请你就该结果作分析并得出结论：
①_____________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________。
结论：______________________________________________________________。
(3)讨论：如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，应如何设计实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)
细胞 10%蔗糖溶液 20%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液
B(μm) A(μm) B/A B(μm) A(μm) B/A B(μm) A(μm) B/A
1 21世纪教育网
2
3
4
5
平均值
(2)①B/A值越小，说明质壁分离程度越大　②随着溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随外界溶液浓度增大而增大　结论：质壁分离程度(细胞失水量)随着外界溶液浓度的增大而增大　(3)设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象
[方法点拨]　(1)正确的结论来源于准确的读图与析图
为了增加实验结果的直观性，对表格数据进行坐标曲线格式转化，得到的B/A(%)值绘制成曲线，通过曲线不难看出：①B/A值越小，说明质壁分离程度越大。②随着外界溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度增大而增大。从而得出结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增大。
(2)分析实验材料确定表格设计项目
①根据题干提供的信息，探究“植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系”实验的自变量是不同蔗糖浓度，因变量是“由细胞的长度A和原生质体长度B计算得出的B/A(%)值”，由此推出表格应体现B、A、B/A值。
②实验材料是“选取5个细胞”，是为了避免实验中的偶然性，必须对其测量项取平均值，由此推出表格应体现5个细胞及平均值。
③蔗糖溶液要求配制“10%、20%、30%”三种，因此表格应体现三种蔗糖溶液的浓度。
(3)排除细胞本身对实验的影响
排除细胞本身对实验的影响的方法是设置对照实验，只要增加“清水对照组”，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象，就可排除细胞本身的原因。第7讲　细胞核——系统的控制中心
[考纲要求]　细胞核的结构和功能(Ⅱ)。
一、细胞核的结构和功能
1．细胞核的结构
(1)填写图中结构名称
a．核膜，b.染色质，c.核仁。21世纪教育网21世纪教育网
(2)写出图中结构的相应功能
①b功能：是DNA的主要载体。
②c功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
③d功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2．细胞核的功能
(1)是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主要场所。
(2)是细胞代谢和遗传的控制中心。
[解惑]　(1)核膜是具有双层膜的结构，但不是具有双层膜的细胞器。
(2)核孔是RNA和某些蛋白质等大分子运输的通道，但遗传物质DNA不能通过核孔进出细胞核。
(3)因核糖体的形成与核仁有关，故蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。
二、模型建构
[判一判]
1．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，分为物理模型、概念模型、数学模型等 (　√　)
2．模型描述时只能是定性的，不可以是定量的 (　×　)
3．DNA双螺旋结构模型属于物理模型；Nt＝N0λt属于数学模型 (　√　)
4．显微镜下拍摄的照片属于模型 (　×　)
提示　照片是真实的，而模型是形式，故不属于模型。
三、细胞的完整性
1．细胞各组分之间分工合作，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。
考点一　聚焦细胞核的结构
1．比较染色质与染色体
　名称项目　　　 染色质 染色体
同种物[来源:21世纪教育网]21世纪教育网21世纪教育网质 成分相同21世纪教育网 主要成分是蛋白质和DNA21世纪教育网[来源:21世纪教育网]
特性相同 易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色
功能相同 遗传物质的主要载体
不同时期 分裂间期 分裂期
不同形态 细长的丝状 圆柱状或杆状
相互转化 染色质染色体(间期、末期)　　　　(前期、中期、后期)
2.核仁、核膜在细胞周期中的变化
在细胞分裂前期消失，末期重现；原核生物无核膜、核仁。
易错警示　与细胞核结构有关的5个提醒
(1)核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然是具有选择性的，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。
(2)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。
(3)核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。
(4)并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。
(5)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。
1.如图是细胞核的结构模式图。下列关于其结构及功能的叙述正
确的是（双选） (　　)
A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B．②是遗传物质DNA和RNA的载体
C．③与蛋白质的合成直接有关
D．④有利于mRNA等从细胞核进入细胞质
答案　AD
解析　根据图示可知：①是核膜，属于生物膜系统，可以把核内物质与细胞质分开；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流。
2．下列有关细胞核的叙述，正确的是 (　　)
A．①②是由DNA和蛋白质组成的链状结构，在细胞周期中发生周期性变化
B．③是由2层磷脂分子组成的
C．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、信使RNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔才能进出细胞核
D．⑤是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所
答案　A
解析　①②分别是染色质和染色体，均是由DNA和蛋白质组成的链状结构，在细胞周期中发生周期性变化。③是核膜，是由2层磷脂双分子层组成的。大分子物质进出细胞核都要通过核孔，但DNA例外，不能进出细胞核，而核苷酸属于小分子物质。 ⑤是核仁，它与核糖体的形成以及某些RNA的形成有关。
审读题干信息的技巧
上面第2题为例：(1)按照不同部位的放大层次从图中获取信息并进行准确分析推断。
(2)借助题干信息“核孔具有选择性”并结合所学知识进行分析推断。
考点二　实验探究细胞核的功能
1．实验1：黑白美西螈核移植实验
(1)实验过程
(2)实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。
(3)实验分析：本实验中有无对照？若无，则该如何设计？
答案　无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照。
2．实验2：蝾螈受精卵横缢实验
(1)实验过程
(2)实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。
(3)实验分析：本实验的对照类型有哪几种？
答案　既有相互对照，又有自身前后对照。
3．实验3：变形虫切割实验
(1)实验过程
(2)实验结论：变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。
(3)实验分析：本实验的对照类型有哪几种？
答案　既有相互对照，又有自身前后对照。
4．实验4：伞藻嫁接与核移植实验
(1)伞藻嫁接实验过程
(2)伞藻核移植实验过程
(3)实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。
(4)实验分析：设计伞藻核移植实验有什么作用？
答案　伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。
易错警示　有关细胞核的6个易错点
(1)凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
(2)细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
(3)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性消失和重建。
(4)核孔、核膜均具有选择透过性。
(5)核孔的数目、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛，蛋白质合成量大的细胞，核孔数目多，核仁较大。
(6)并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成形的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核。
3．伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10厘米。生物学上常用它来研究细胞的有关功能。如图是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下各题。
　
(1)嫁接实验的结果可以说明什么？
______________________________________________________________________。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？
______________________________。说出你的理由：__________________________
______________________________________________________________________。
(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用：_____________________________________________________________________。
(4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)：①______________；②____________。
答案　(1)伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态与细胞核有关)　(2)有必要　因为嫁接后的细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根，这样就不能肯定伞帽形态是否由细胞核决定　(3)构建伞帽的多种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的　(4)①大型单细胞生物　②伞帽形态差异明显　③不同伞藻间容易嫁接
解析　(1)由图可以观测到进行了伞柄的嫁接后，其再生的伞帽与细胞核相对应，所以伞帽的产生可能受细胞核的控制。(2)实验的设计要符合单一变量的要求，要尽量保持实验中只有一个变量。
4.如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到
乙的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是 (　　)
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同
答案　C
解析　在缺乏对照的情况下，仅根据图示所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能，只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心的结论。
“六看”法解答实验评价题
在解答实验评价题时，以实验原则为依据，做到“六看”：一看实验是否遵循单一变量原则，二看有无对照及对照设置是否合理；三看方案是否可操作、实验步骤是否完整、操作顺序是否合理；四看实验材料、仪器和药剂选择与使用是否合理；五看实验结果的预期是否合理；六看实验结论是否来源于实验现象及数据。
考点三　归纳提升“细胞的基本结构”
完善真核细胞知识结构网络图
易错警示　有关细胞结构的5个“不一定”归纳
(1)没有叶绿体或大液泡的细胞不一定是动物细胞
植物的根细胞不进行光合作用，没有叶绿体；植物的未成熟细胞也没有大液泡；另外，有中心体的细胞可能是动物或低等植物细胞，没有中心体的是高等植物细胞，中心体不能作为鉴别动物细胞和植物细胞的依据，但可以用作鉴别动物细胞和高等植物细胞的依据。
(2)具有细胞壁的生物不一定是植物
自然界中除植物细胞具有细胞壁外，几乎全部的真菌和原核生物中的蓝藻、细菌、放线菌都有细胞壁。
(3)没有叶绿体的细胞不一定不能进行光合作用，没有线粒体的细胞不一定不能进行有氧呼吸。
对真核生物而言，光合作用是在叶绿体中完成的，没有叶绿体的生物的代谢类型只能是异养型；有氧呼吸只能在线粒体中完成，没有线粒体的细胞如蛔虫体细胞、哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸获取能量。对原核生物来说，蓝藻没有叶绿体，但因在其细胞中有与光合作用有关的酶和色素，所以蓝藻能进行光合作用；硝化细菌和蓝藻等并没有线粒体，但因在其细胞膜和细胞质中有与有氧呼吸有关的酶，所以能进行有氧呼吸。
(4)没有细胞核的生物不一定是原核生物
病毒既不是真核生物，也不是原核生物；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，但却是真核生物细胞。
(5)真核细胞不一定都有线粒体
某些厌氧型动物如蛔虫，细胞内没有线粒体，只能进行无氧呼吸。还有一些特化的高等动物细胞内也没有线粒体，如哺乳动物成熟的红细胞。
5．以下A、B、C三图分别表示三种不同类型的生物细胞，图D表示发生在某生物细胞中的生理活动示意图，请据图回答下列问题：
　
(1)A、B、C中，能够发生图D所示生理活动的细胞是______。A、B所示细胞和C的主要区别是A、B_____________________________________________________。
(2)A、B、C所代表的生物遵循孟德尔遗传规律的是______，图C中能够发生碱基互补配对的细胞器是________。
(3)事实上，图B所示细胞处于________状态，由图B构成的组织不能作为鉴定还原糖的理想实验材料，原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案　(1)B　有以核膜为界限的细胞核　(2)A、B　核糖体
(3)质壁分离　图B所示为绿色植物细胞，其内含有大量的叶绿素等色素，对反应产生的砖红色沉淀的观察有干扰作用
解析　A为动物细胞，B为植物细胞，A、B都为真核细胞，遵循孟德尔遗传规律，C为原核细胞。D中的细胞器为叶绿体和线粒体，含有这两种细胞器的是B细胞。真核细胞与原核细胞的主要区别是真核细胞有以核膜为界限的细胞核。原核细胞内只有核糖体一种细胞器，在核糖体中进行的翻译过程可以发生碱基互补配对。由于B中含有叶绿体，颜色较深，不能作为鉴定还原糖的理想实验材料。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不全面，忽视了真核、原核细胞的区别 真核 ② 写错字或笔下误失分 核仁
③ 没有分清染色质与染色体的区别 染色质 ④ 没有审清题干中的“运出” RNA
⑤ 忽视了内质网与核膜的联系 内质网 ⑥ 忽视了细胞核与细胞质的联系 细胞核离开细胞质不能生存
⑦ 忽视了细胞质与细胞核的联系 细胞质离开细胞核不能生存 ⑧ 没有根据实验结果得出实验结论 是细胞代谢的控制中心
题组一　细胞核的结构与功能
1．判断正误
(1)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核(2011·北京，3A) (　　)
(2)在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见(2011·江苏，10D) (　　)
(3)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜(2011·重庆卷，1A) (　　)
(4)蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状(2010·新课标全国，1B) (　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2．(2011·江苏卷，8)核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。下图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是
(　　)
A．亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B．亲核蛋白进入细胞核不需要载体蛋白
C．亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D．亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
答案　C
解析　由题图可知，放射性尾部能从细胞质通过核孔进入细胞核中，但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中，可见亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的，A项错误。由题干信息“核孔是具有选择性的核质交换通道”可知，物质通过核孔进入细胞核具有选择性，即亲核蛋白进入细胞核需要载体蛋白和能量，B项错误、C项正确。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，需要载体蛋白的协助，不消耗能量，故D项错误。
3．(2009·山东卷，1)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是 (　　)
A．胰岛细胞 B．造血干细胞
C．效应B细胞(浆细胞) D．口腔上皮细胞
答案　D
解析　细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和抗体，代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强，代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞，代谢较弱。故而D中的口腔上皮细胞的核孔数目最少。
题组二　细胞结构和功能的综合
4．(2011·江苏卷，2)关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是 (　　)
A．在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息
B．核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜
D．高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关
答案　C
解析　细胞的遗传物质是DNA，细胞核内的RNA不能自我复制(传递遗传信息)，也不能在细胞核内翻译形成蛋白质(表达遗传信息)，A项错误；核糖体是蛋白质合成的场所，但蛋白质加工的场所为内质网和高尔基体，B项错误；因线粒体内膜上分布着与有氧呼吸第三阶段有关的酶，故线粒体内膜蛋白质含量高于外膜，所以线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜，C项正确；中心体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关，在有丝分裂前期发出星射线形成纺锤体，D项错误。
5．(2010·江苏卷，2)下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是 (　　)
A．在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上
B．唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多
C．核孔是生物大分子可以选择性进出的通道
D．吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于细胞两端
答案　A
解析　转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质基质，两者所在空间不同，A项错误；B项中两种腺体均合成蛋白质类的酶，涉及蛋白质的分泌，因此高尔基体数量较多；核孔是酶、RNA等生物大分子进出细胞核的通道；小肠绒毛上皮细胞主要从消化道中吸收营养物质，并将其转运到血浆或淋巴中，因此细胞两端对物质的主动运输较为旺盛，线粒体较多。
6．(2009·江苏卷，14)细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是 (　　)
①卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料　②哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率　③小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输的能量供应
④哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
答案　B
解析　卵细胞体积大，含卵黄较多，可为胚胎早期发育提供养料，但其相对表面积小，不利于与外界环境进行物质交换。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
细胞核的结构与功能 1、2、4、5
细胞结构和功能的综合 3、8、9、10、11、12、13、14
实验与探究 6、7、15
一、单项选择题
1.下列关于细胞核的叙述正确的是 (　　)
A．真核细胞的核膜上有多种酶，有利于各种化学反应的顺利进行
B．在电镜下观察处于分裂间期的真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体
C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
D．原核细胞除拟核没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞结构没有差别
答案　A
解析　处于分裂间期的细胞，电镜下可看到细胞核的染色质而不是染色体；脱氧核糖核酸(DNA)不能通过核孔进入细胞质；原核细胞的细胞质中只有核糖体一种细胞器，而无线粒体、内质网等细胞器。
2．大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大的核仁。这有力支持下列哪一科学结论 (　　)
A．细胞中蛋白质主要是由核仁合成的
B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关
C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质
D．DNA的转录和翻译通常发生在核仁中
答案　B
解析　题干中信息说明核仁与核糖体的合成有关，B项正确。细胞中蛋白质是在核糖体上合成的，故A项错误；无核仁的细胞如原核细胞能合成蛋白质，故C项错误；DNA的转录主要发生在细胞核内，而翻译发生在细胞质中，故D项错误。
3．下列关于细胞结构的说法中，正确的是 (　　)
A．没有线粒体的细胞一定是原核细胞
B．细胞分裂时均能观察到染色体周期性的变化
C．正在发生质壁分离的植物细胞中观察不到染色体
D．酵母菌的DNA是裸露的，所以没有染色体
答案　C
解析　哺乳动物成熟的红细胞无线粒体；细胞进行无丝分裂时无染色体的周期性变化；酵母菌是真核生物，有染色体。
4．下列关于细胞核的叙述，正确的是 (　　)
A．除少数细胞外，成熟的真核细胞都有细胞核
B．不同的细胞内，核仁的大小和数量都是一样的
C．核孔是核质之间的物质任意通过的通道
D．克隆羊多利培养成功证明了已分化的动物体细胞具有全能性
答案　A
解析　代谢旺盛的细胞中核仁较大；并非所有物质都可任意通过核孔，如DNA就不能通过核孔；高度分化的动物体细胞的全能性受到制约，但其细胞核仍具有全能性。
5．如图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是 (　　)
A．①是由DNA和蛋白质组成的环状结构
B．②是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所
C．核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、DNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核
D．核孔对物质的运输具有选择性
答案　D
解析　图中结构具有核膜，应该是真核细胞的细胞核。①为由DNA和蛋白质结合生成的链状染色质；②为核仁，与核糖体的形成、rRNA的合成有关；核膜为双层膜，具有选择性，蛋白质等生物大分子不能自由进出核膜。
6．细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见下图)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，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的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．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中的a部分形成对照
D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关
答案　D
解析　整个实验并没有涉及细胞的寿命，故D错误。有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关。a部分相当于去核和重新植入核，是实验组。实验②中，a部分植入核，与实验①中的无核形成对照。
7．阅读材料：①分别将已分裂10次和分裂30次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。②鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录，现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。以上实验不能说明(　　)
A．细胞分裂次数是由细胞核中物质决定的
B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质
C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的
D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性
答案　D
解析　由题可知，细胞分裂与细胞质和细胞核的关系密切，并没有体现出这些细胞能分化成个体，所以不能说明只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性。
8.如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程，据图分析下列有
关叙述中正确的是 (　　)
A．该细胞处于有丝分裂的后期，图中D表示内质网
B．图中C是高尔基体，图中E的主要成分是加工后的多
肽链
C．该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录，但是翻译能够进行
D．该过程体现了生物膜的结构特性和功能特性
答案　C
解析　图中A、B、C、D、E分别表示细胞壁、细胞膜、高尔基体、内质网、囊泡。新细胞壁的形成是有丝分裂末期的一个特征。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可以推知纤维素和果胶是先在内质网中合成，再由高尔基体参与形成的。有丝分裂后期该细胞的核基因的载体仍是染色体形态，因此核基因不能转录，但是间期核基因转录产生的mRNA仍然可以进行翻译。该过程通过囊泡实现物质转运，体现了生物膜具有一定的流动性，为结构特性。
9．下列有关细胞中“一定”的说法，正确的是 (　　)
①光合作用一定在叶绿体中进行　②有氧呼吸一定在线粒体中进行，有H2O生成的呼吸过程一定不是无氧呼吸，产生CO2的呼吸过程一定不是无氧呼吸产生乳酸的过程　③没有细胞结构的生物一定是原核生物　④以RNA为遗传物质的生物一定是原核生物　⑤所有生物的蛋白质一定是在核糖体上合成的　⑥有中心体的生物一定不是高等植物
A．①③⑤⑥ B．②④⑥ C．④⑤ D．⑤⑥
答案　D
解析　光合作用和有氧呼吸可以发生在蓝藻等原核生物的细胞中，而不一定在叶绿体和线粒体中进行；原核生物具有细胞结构；以RNA为遗传物质的生物是非细胞生物；无论何种生物，蛋白质都是在核糖体上合成的；有中心体的生物为动物或低等植物。
二、双项选择题
10.如图是某真核细胞的亚显微结构模式图，正确的说法是
(　　)
A．具有双层膜的结构是⑤⑦
B．原核细胞中不存在②
C．⑥与该细胞的细胞壁形成有关
D．⑥⑧在结构和功能上没有联系
答案　AB
解析　由图可知，该细胞为动物细胞，无细胞壁，图中①～⑧分别为细胞质、中心体、核糖体、细胞膜、线粒体、高尔基体、细胞核、内质网。原核细胞中只有核糖体而无中心体；内质网与高尔基体在结构和功能上有紧密联系。
11.右图为某高等植物叶肉细胞的结构模式图，下列相关叙述不正确
的是 (　　)
A．图中能产生ATP的结构有1、2
B．结构1中产生的CO2扩散出来进入结构2中被利用，需穿过
生物膜的层数为4层
C．结构3是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
D．结构2与4中都含有叶绿素和类胡萝卜素等色素
答案　AD
解析　由图可知，1为线粒体，2为叶绿体，3为细胞核，4为液泡，5为细胞质基质。叶绿体为双层膜结构，可进行光合作用产生ATP，线粒体和细胞质基质中进行呼吸作用可产生ATP，故A错误；叶绿体和线粒体都具有双层膜，故B正确；叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而液泡中的色素主要是花青素，故D错误。
12．图中a、b、c表示三种生物细胞的结构模式图。下列叙述正确的是 (　　)
A．以上三种细胞内遗传物质的载体是染色体
B．a、c细胞有细胞壁，而b细胞没有该结构
C．三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D．a、b细胞内具有膜结构的细胞器构成了生物膜系统
答案　BC
解析　图示三种细胞分别为植物细胞、动物细胞和细菌。a中遗传物质的载体为叶绿体、线粒体和染色体，b中遗传物质的载体是线粒体和染色体，c无染色体。a、c细胞均有细胞壁。a、b内的细胞器膜和细胞膜、核膜构成了生物膜系统。无论真核细胞、原核细胞都有核糖体。
三、非选择题
13．如图代表自然界中处于不同分类地位的6种体现生命现象的单位。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ绘出了用于区分其他种生物的标志结构，请据图回答下列问题：
(1)图中标号①～⑩的结构，不染色的情况下可在光学显微镜下观察到的是________________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅵ比较，共同具有的膜结构是________，共同具有的无膜的细胞器是____________。
(3)Ⅲ所示细胞属于哪一类生物？________。
(4)已有研究显示，引起图中Ⅰ所示细胞代表的生物产生肿瘤的病毒致癌因子是图中6类生命形态中的[　　]____________。
(5)Ⅰ与Ⅱ相比较，结构上的差异是_______________________________________， 代谢类型上的差异是________________________。
(6)②是______________________的主要场所，⑥是________________的场所，②、⑥内都有广阔的生物膜支撑其代谢所需，②、⑥内部扩大膜面积的区别是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)⑤⑥⑦　(2)细胞膜　核糖体　(3)低等植物　(4)V　病毒　(5)Ⅰ有中心体(Ⅱ没有)，Ⅱ有细胞壁、叶绿体、大液泡(Ⅰ没有这些)　Ⅰ为异养型，Ⅱ为自养型　(6)有氧呼吸　光合作用　②线粒体的内膜向内折叠形成嵴而使内膜面积扩大，⑥叶绿体内存在多个基粒，每个基粒又有若干类囊体薄膜叠加而成，从而大大扩大了叶绿体内生物膜的面积
解析　(1)①～⑩不染色时能观察到的显微结构只有⑦细胞壁、⑤细胞核、⑥叶绿体。(2)由图示结构信息可知，Ⅰ具有中心体，无细胞壁，是高等动物细胞；Ⅱ具有细胞壁、叶绿体，是高等绿色植物细胞；Ⅲ具有中心体、叶绿体和细胞壁，是低等植物细胞；Ⅵ具有片层薄膜、无以核膜为界限的细胞核，是蓝藻细胞。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与Ⅵ共有的膜结构是细胞膜，共有的无膜的细胞器是核糖体。(3)根据图示Ⅲ中具有中心体、细胞壁和叶绿体，判断Ⅲ是低等植物细胞。(4)图中Ⅴ是病毒，病毒可诱发动物细胞发生癌变。(5)Ⅰ是动物细胞，Ⅱ是高等植物细胞，结构上Ⅰ特有中心体，Ⅱ特有细胞壁、叶绿体、大液泡；代谢类型：Ⅰ为异养型，Ⅱ为自养型。(6)②线粒体是有氧呼吸的主要场所，⑥叶绿体是光合作用场所，②的内膜向内折叠形成嵴从而扩大内膜面积，⑥内有大量基粒，每个基粒又是由若干个类囊体薄膜叠加而成的，大大增加了叶绿体内生物膜的面积。
14．如图甲、乙分别是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图，请据图回答：
(1)在图甲、图乙所示细胞中都存在，且含有核酸的细胞器有__________(填编号)，其中不符合孟德尔遗传规律的遗传物质存在于__________(填编号)中。
(2)图甲中具有双层膜结构的细胞器是__________(填编号)；图乙中能够产生ATP的场所是__________(填编号)。
(3)图甲、图乙所示的两细胞均经过有丝分裂过程形成，在形成过程中，表现不同的时期是__________期和__________期。
(4)在光照充足处，给图甲所示细胞提供含14C的CO2在结构⑨中14C的转移途径是____________________(用箭头和物质名称表示)。
(5)如果用某种药物处理图乙所示细胞，发现对Ca2＋的吸收速率大大降低，而对其他物质的吸收速率没有影响，说明这种药物的作用是________________________。
答案　(1)④⑦　④　(2)④⑨　④⑥　(3)前　末　(4)CO2→C3→糖类　(5)抑制(或破坏)了Ca2＋的载体蛋白
解析　(1)图甲代表植物细胞，图乙代表动物细胞。图甲中含有核酸的细胞器有④线粒体、⑦核糖体、⑨叶绿体。图乙中含有核酸的细胞器有④线粒体、⑦核糖体。因此图甲、图乙所示细胞中都含有核酸的细胞器是④线粒体、⑦核糖体。孟德尔遗传规律的细胞学基础是细胞核内的遗传物质。(2)图甲中具有双层膜结构的细胞器是④线粒体、⑨叶绿体。图乙中能够产生ATP的场所是④线粒体和⑥细胞质基质。(3)图甲、图乙所示两细胞分裂前期纺锤体的形成方式不同，末期细胞质分裂方式不同。(4)在叶绿体基质中，14C的转移途径是CO2→C3→糖类。(5)细胞对Ca2＋的吸收是主动运输过程，需要载体蛋白和能量，而用某药物处理图乙所示细胞后，对其他物质的吸收速率没有影响，说明该药物抑制(或破坏)了Ca2＋的载体蛋白。
15．下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典的生物学实验。请依据所提供的材料，回答下列问题：
材料一　伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽状体形状不同(如图)，现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。
材料二　当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说：细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。并且还做了如下实验：在伞帽已经长出，核将要分裂时，将伞帽切去，核的分裂就受到抑制，直到新的伞帽再生出来，核才恢复分裂。
(1)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这能说明核、质之间是一种什么关系？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，并进一步证明上述假说。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)说明细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核
(2)在伞帽尚未长成、核不分裂时，将幼小伞帽切去，嫁接上一个长成的伞帽，这个原不该分裂的核就开始分裂了
解析　由材料一我们可以看出，把甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起时，第一次长出来的帽状体为中间类型，切除后第二次长出的帽状体与甲的相同。这说明在B中还含有某些物质，能够控制帽状体的形状，当切除后，B内的物质耗尽，完全由A产生的物质控制了生物的性状。即细胞质中的各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核。在设计实验验证假说时，始终要把握住假说的内容，即当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂，通过创设情景来验证该假说。
教师备课资源(教师用书独具)
1．从不同的角度理解细胞的整体性
(1)从结构上理解：①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通；②核膜与内质网膜、细胞膜等相互连接构成细胞完整的生物膜系统。
(2)从功能上理解：细胞各部分结构和功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动。
(3)从调控上理解：细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。因此，细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体调控系统。
2．核质分离实验的实验设计与结果、结论的预测
[命题示例]　生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖。为探究该调控基因是存在于细胞质内还是细胞核内，科研人员做了以下实验设计。
请根据以上思路，继续完成下列实验设计方案：
(1)实验方案(实验提示：癌细胞能连续培养，但细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求)：
①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分散成单个细胞；
②分别使单个癌细胞和单个肝细胞的核、质分离；
③_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
④取2个培养瓶分别编号甲、乙，各加入等量的培养液；
⑤_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
⑥分别观察甲、乙两个培养瓶中的子细胞形态是否产生癌变特征。
(2)预测实验结果及结论：
①_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
②_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案　(1)③取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙　⑤分别取等量重组细胞甲和重组细胞乙，依次加入甲、乙两个培养瓶中，进行细胞培养　(2)①若甲瓶中重组细胞甲分裂产生的细胞产生癌变，而乙组无癌变特征，则调控基因存在于细胞核中　②若乙瓶中重组细胞乙分裂产生的细胞产生癌变，而甲组无癌变特征，则调控基因存在于细胞质中　③若甲、乙两瓶中重组细胞甲和重组细胞乙分裂产生的细胞均具有癌变特征，则调控基因同时存在于细胞核和细胞质中
[方法点拨]　(1)确定“探究调控基因存在于细胞质内还是细胞核内”的方法
①从遗传学的角度可采用正反交的实验方法。
②从细胞学的角度，可采取细胞核移植构建重组细胞的方法。据题中图解及实验方案①②给予的信息可以确定，只能选用细胞核移植构建重组细胞法进行实验探究。
(2)不同类型的实验预测实验结果与结论的方法
①探究性实验：探究性实验的预测实验结果不唯一，大多有三种可能：变量促进结果，变量抑制结果，变量与结果无关。预测实验结果与结论时的表述方式为“若……(注：接预测的实验现象)，则说明……(注：接预测的实验结论)”。
②验证性实验：验证性实验的实验结果是唯一的，即实验原理所描述的结果，预测实验结果与结论时的表述方式为“A组……(注：接实验现象)，B组……(注：接实验现象)，证明……(注：接实验验证的结论)”。
③探究性实验中也可能会出现“预测最可能的结果”的问题，此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。1．涵盖范围
本单元包括必修1中第三、四两章内容，即细胞的基本结构和物质的输入、输出两大方面内容。
2．考情分析
(1)考查力度：所占分值2～10分。
(2)考查内容
①细胞膜的结构与功能
以细胞膜的图解作载体，综合考查细胞膜的组成成分、结构、结构特点、功能、功能特性、物质进出细胞的运输方式等知识。
②细胞吸水和失水的原理及应用
关注对渗透作用原理的相关实验设计，渗透作用原理的实践应用。
(3)考查题型
①以图解形式考查动植物细胞亚显微结构和细胞膜结构、分泌蛋白合成、分泌过程。
②以曲线形式考查跨膜运输方式。
③以实验设计题考查质壁分离和复原。
3．复习指导
(1)复习线索：①以动植物细胞亚显微结构图解为纽带，系统复习细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核的结构与功能。②以物质进出细胞为主线，系统复习细胞膜的结构功能及物质输入、输出的比较。
(2)复习方法
①列表比较法：物质的输入和输出方式的比较。
②图示法：动植物细胞的亚显微结构图，细胞膜、分泌蛋白的合成与分泌及质壁分离和质壁分离复原图解。
第5讲　细胞膜——系统的边界　生物膜
的流动镶嵌模型　物质跨膜运输
的方式
[考纲要求]　1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。2.物质进入细胞的方式(Ⅱ)。
一、细胞膜的成分和功能
1．成分(判一判)
(1)细胞膜由蛋白质、磷脂和糖类组成，主要成分为脂质 (　×　)
(2)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 (　√　)
(3)脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分 (　√　)
(4)线粒体内膜和外膜上蛋白质成分相等 (　×　)
2．功能
(1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞，如图
(3)进行细胞间的信息交流
①通过化学物质传递信息，如图
②通过细胞膜直接接触传递信息，如图
③通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。如图
[解惑]　植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。
二、对生物膜结构的探索历程
[连一连]
三、流动镶嵌模型的基本内容
1．结构模型
2．结构特点
(1)特点：具有一定的流动性。
(2)原因：组成膜的蛋白质和脂质大都是运动的。
[技巧]　糖蛋白分布在膜的外表面，细胞识别主要与膜外侧的糖蛋白有关。可根据糖蛋白的分布，判断细胞膜的内外侧。
[解惑]　(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。
(2)细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少，则在细胞膜上产生甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)等物质。
四、物质出入细胞的方式
[连一连]
[解惑]　(1)物质跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。
(2)物质能否通过细胞膜，是根据细胞生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。
考点一　分析细胞膜的成分、结构特点及功能特性的鉴定
1.磷脂分子是构成生物膜的重要成分，其结构示意图(如右图)。21世纪教育网
(1)组成磷脂分子的元素有C、H、O、N、P。
(2)若单层磷脂分子层水界面排列如下图，请完善搅拌后的图。
2．完善细胞膜成分、结构及功能网络图并思考。
(1)流动性和选择透过性的原理分别是什么？
答案　流动性的原理：构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性的原理：膜上的载体蛋白的种类和数量。
(2)二者之间的区别和联系分别是什么？
答案　①区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。21世纪教育网
②联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。
3．有关细胞膜的成分及功能特性的实验探究或鉴定。
(1)组成成分的鉴定
①实验：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。
②实验：用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏；制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定，结果呈现紫色。则都说明细胞膜中含有蛋白质成分。
③实验：从细胞膜中提取某种物质，经非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；加入斐林试剂并加热出现砖红色沉淀，则说明该物质为糖蛋白。
(2)结构及结构特点的鉴定
①实验：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。
②实验：采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。
上述实验现象可说明：细胞膜具有一定的流动性。
(3)功能及功能特性的鉴定
①实验：将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。
②实验：利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子，对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。该实验可用于验证细胞膜具有选择透过性。
1.如图为细胞的膜结构示意图。下列叙述错误的是 (　　)
A．细胞膜中的①与细胞识别有关
B．细胞膜中的②与细胞的选择吸收有关
C．线粒体内膜中的②与ATP的合成有关
D．叶绿体类囊体薄膜中的②的活性与温度有关
答案　A
解析　图中①是磷脂分子，②是蛋白质分子，在细胞膜上与细胞识别有关的物质是糖蛋白，而不是磷脂分子，故A错误；蛋白质分子可能是载体蛋白，其与细胞的选择吸收有关，故B正确；线粒体内膜中的②为与有氧呼吸有关的酶，其与ATP的合成有关，故C正确；叶绿体类囊体薄膜中的②为与光反应有关的酶，其活性受温度影响，故D正确。
2．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变紫。其主要原因是 (　　)
A．细胞壁在加温过程中受到破坏
B．水温升高，花青素的溶解度加大
C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用
D．加温使水中的化学物质发生了反应
答案　C
解析　结合题干分析，当温度升高时，细胞膜、液泡膜等功能发生改变，控制物质进出细胞的功能丧失。
[互动探究]　(1)若将题干中的清水改为一定量的盐酸，现象是否相同？(2)若将萝卜块根细胞放入浓度较低的蔗糖溶液中，蔗糖分子能否进入液泡？
提示　(1)相同　(2)不能
细胞膜的选择透过性——植物对无机盐的吸收
1．思路
2．结果与结论
同一植物对不同离子吸收情况不同，不同植物对同一离子吸收情况不同→细胞膜对离子吸收具有选择透过性。
考点二　聚焦物质出入细胞的方式及影响因素
1．根据图解确定物质跨膜运输方式
2．物质出入细胞方式的综合比较
项目[来源:21世纪教育网]21世纪教育网[来源:21世纪教育网]21世纪教育网 离子和小分子物质21世纪教育网 大分子和颗粒性物质21世纪教育网[来源:21世纪教育网][来源:21世纪教育网]
自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐
运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外
运输动力 浓度差 浓度差 能量(ATP) 能量(ATP) 能量(ATP)
载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要
实例 水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等 红细胞吸收葡萄糖等 K＋、Na＋等离子，小肠吸收氨基酸、葡萄糖等 白细胞吞噬病菌、变形虫摄取食物颗粒等 各种分泌蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素等
易错警示　有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。
(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。
(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
(7)胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。
(8)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
3．根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式
(1)物质浓度
(2)氧气浓度
3．如图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F分别表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输的方式。下列相关叙述中，错误的是 (　　)
A．该生物膜很可能是细胞膜，因为有糖蛋白D
B．a～d中，属于被动运输的是b和c
C．若该生物膜是肝细胞膜，进食6小时后，C代表的胰岛素分泌量会增加
D．因为组成生物膜的分子都是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点
答案　C
解析　物质A、B、C、D分别是蛋白质、磷脂分子、细胞分泌物及糖蛋白，其中蛋白质和磷脂分子是构成生物膜的主要成分。因为具有糖蛋白，所以图中的生物膜很可能是细胞膜。a和d方式中将物质由低浓度一侧运至高浓度一侧，且需要载体蛋白和ATP，所以这两种运输方式属于主动运输；b和c方式中将物质由高浓度一侧运到低浓度一侧，且不需要能量和载体蛋白，所以这两种方式属于被动运输。进食6小时后，血糖浓度会相对较低，此时胰高血糖素分泌量会增加，而不是胰岛素分泌量增加。因为组成生物膜的分子都是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点。
4.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培
养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期
测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析
下列叙述中正确的是（双选） (　　)
A．该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输
B．该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多
C．两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧
D．曲线m～n段和a～b段表明两种离子的浓度处于平衡状态
答案　BD
解析　从图中可以看出，甲、乙曲线随时间的变化是：细胞内离子浓度超过细胞外离子浓度，因此对两者的吸收都是主动运输的方式，A项不正确；在相同的时间内，甲曲线表示的浓度高于乙曲线，说明甲离子的吸收速度快，主要原因是载体蛋白的数量相对较多，B项正确；可从图中直接得出：细胞内浓度无论大于或小于细胞外浓度，细胞均能吸收离子，C项不正确；D项中曲线m～n段和a～b段两种离子应该是处于平衡的状态，是由于载体蛋白数量有限引起的， D项正确。
[互动探究]　(1)该实例能否说明细胞膜的功能特性——选择透过性？为什么？(2)结合本题的选项来分析，如果甲的吸收方式一定是自由扩散，那么图示的甲曲线该如何表示？
提示　(1)能。从图中可看出该组织对甲、乙两种离子的吸收具有差异性。
(2)应从细胞内甲浓度曲线的起点开始上升，随时间的推移，逐渐接近或等于细胞外浓度曲线，不会超过细胞外浓度曲线。
物质进出细胞的方式及特点的判断方法
1．判断物质进出细胞的方式
(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量
(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
2．不同因素对主动运输的影响不同
由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但
抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受影响。
实验四　“体验制备细胞膜的方法”的实验分析
完善该实验的原理、步骤及现象
易错警示　与细胞膜制备有关的4个注意点
(1)人的成熟红细胞中没有细胞核和众多细胞器，可作为提取细胞膜的材料。
(2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：①使红细胞分散开，不易凝集成块；②使红细胞暂时维持原有的形态。
(3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。
(4)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，注意不要把细胞吸走，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。
5．某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及功能。请你帮助设计一个简易实验。
(1)选取人体的________作为获取纯净细胞膜的来源。
A．成熟红细胞 B．神经细胞
C．白细胞 D．口腔上皮细胞
(2)将选取的材料放入__________中，一段时间后细胞将破裂。
(3)再用____________法获得纯净的细胞膜，将膜成分分离提纯后，用____________试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是__________________。
答案　(1)A　(2)蒸馏水　(3)离心　双缩脲　溶液变紫色
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 没有结合乙图识别出叶绿体 A ② 答案不全，忽视了蛋白质也是染色质的主要成分 DNA和蛋白质
③ 没有看清A所表示的部分 磷脂双分子层 ④ 不理解流动性和选择透过性的区别 流动性
⑤ 没有理解在丙图中B只表示蛋白质 氨基酸 ⑥ 表述范围过宽，不准确 抗体或淋巴因子
题组一　细胞膜的组成、结构与功能
1．判断正误
(1)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012·广东，1D) (　　)
(2)植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性(2011·四川，2A) (　　)
(3)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011·海南，1A) (　　)
(4)载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质(2009·北京，2D) (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
2．(2011·新课标全国卷，1)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是 (　　)
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
答案　C
解析　红细胞膜属于生物膜，生物膜的主要成分是蛋白质和脂质，故红细胞膜不具有水溶性，A项错误；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有液泡，B项错误；由于外界溶液的浓度小于细胞质的浓度，红细胞在4 ℃蒸馏水中将因吸水过多而涨破，C项正确；低温时红细胞膜的流动性减小，D项错误。
3．(2010·山东卷，4)下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是 (　　)
A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行
D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输
答案　A
解析　生物膜的功能主要由蛋白质的种类和数量决定；生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，脂质主要是磷脂，也含有少量胆固醇；有氧呼吸产生ATP有三个场所，分别为细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，并不只在膜上进行，光合作用产生ATP是在类囊体薄膜上进行的；核糖体参与蛋白质的合成，但无膜结构。
题组二　物质跨膜运输的方式
4．(2012·浙江卷，1)人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是 (　　)
A．CO2 B．O2 C．K＋ D．Na＋
答案　C
解析　O2和CO2是气体，可通过自由扩散方式进出细胞，属于被动运输，A、B两项错误；Na＋主要存在于细胞外，在细胞外的浓度远高于细胞内浓度，进入细胞内的运输方式是从高浓度转运至低浓度，属于不消耗细胞呼吸产生的能量的协助扩散，不属于主动运输，D项错误；K＋主要存在于细胞内，其细胞内浓度远高于细胞外浓度，进入细胞时为逆浓度梯度运输，消耗能量的同时，需要载体蛋白的协助，属于主动运输，C项正确。
5.(2010·山东卷，3)如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方
式，下列表述正确的是 (　　)
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
答案　C
解析　分析题目所给曲线图可知：物质a的转运速率与被转运的分子的浓度成正比关系，可判定为自由扩散；物质b在被转运的分子达到一定浓度时，转运速率不再增加，可判定为协助扩散或主动运输，二者都与载体蛋白数量有关。方式a不需要蛋白质的参与；脂溶性小分子物质由于与细胞膜同属于脂类物质，因而可通过自由扩散方式运输；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响。
题组三　实验与探究
6．(2010·浙江卷，29Ⅱ)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。
材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。
(要求：答题时对NaCl溶液的具体配制，待观察装片的具体制作不作要求)
(1)实验思路：
①
·
·
·
(2)设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。
答案　(1)①配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液，分别等量加入各支试管中。
②向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放置一定时间。
③取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。
(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响
NaCl溶液的浓度 红细胞形态的变化 原因分析
低于一定浓度的NaCl溶液 体积变大甚至涨破 红细胞吸水
一定浓度的NaCl溶液 形态未变 进出红细胞的水分子数相等
高于一定浓度的NaCl溶液 皱缩，体积变小 红细胞失水
解析　(1)由题意知，要研究兔红细胞在不同浓度的NaCl溶液中的形态变化，应先配制一系列浓度梯度的NaCl溶液，再用一系列浓度梯度的NaCl溶液分别处理兔红细胞稀释液，再在显微镜下观察红细胞形态的变化及数目。
(2)表格中应有一系列浓度梯度的NaCl溶液、细胞的形态变化及数目、预期实验结果、原因分析等栏目设置，NaCl溶液浓度值可有不同，但需注意有梯度。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
细胞膜的成分、结构与功能 1、2、4、6、12
物质跨膜运输的方式 7、8、9、10、11、14
实验与探究 3、5、13、15
一、单项选择题
1．单纯的磷脂分子在水中可以形成双层脂分子的球形脂质体(如
图)，它载入药物后可以将药物送入靶细胞内部，下列关于脂质
体的叙述正确的是 (　　)
A．在a处嵌入脂溶性药物，利用它的流动性将药物送入细胞
B．在b处嵌入脂溶性药物，利用它的流动性将药物送入细胞
C．在a处嵌入水溶性药物，利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
D．在b处嵌入水溶性药物，利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
答案　C
解析　球形脂质体的双层脂分子的亲水端朝外，疏水端朝内，所以图中a处可嵌入水溶性物质，b处可嵌入脂溶性物质，利用脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入靶细胞内部。
2．在电子显微镜下观察细胞膜，可以看到的是两条暗带中间夹一条明带，那么下列关于这两条暗带和一条明带的化学成分的说法，比较准确的是 (　　)
A．两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成分是磷脂，无蛋白质
B．明带的主要成分是蛋白质；两条暗带的主要成分是磷脂，无蛋白质
C．两条暗带的主要成分是蛋白质；明带的主要成分是磷脂，也有蛋白质
D．明带的主要成分是蛋白质；两条暗带的主要成分是磷脂，也有蛋白质
答案　C
解析　1959年，罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜具有清晰的暗—亮—暗三层结构，结合其他科学家的工作，提出了蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出，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。
3．科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色剂染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。这种方法所利用的是细胞膜的哪种功能 (　　)
A．保护细胞内部结构功能
B．吸收功能
C．控制物质进出功能
D．免疫功能
答案　C
解析　“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色，而死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能进入死细胞内，使其被染色。
4．细胞的生物膜系统在细胞的正常生命活动中起着重要作用，下列叙述中正确的是
(　　)
A．线粒体内膜蛋白质的含量较外膜高，是因为其内膜向内折叠形成了嵴
B．磷脂是生物膜的主要结构成分，由亲水性的尾部和疏水性的头部组成
C．叶绿体的类囊体薄膜堆叠使膜面积增大，有利于光能的充分利用
D．癌细胞膜上糖蛋白增多，促使细胞分散
答案　C
解析　线粒体内膜蛋白质含量较外膜高，是因为其内膜上分布着大量与有氧呼吸有关的酶；磷脂是生物膜的主要结构成分，由亲水性的头部和疏水性的尾部组成；叶绿体中利用光能的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上；癌细胞膜上糖蛋白减少，促使癌细胞扩散。
5.人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两
种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜
上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验结果的记录，据
此不能得到的结论是 (　　)
A．温度增加到15 ℃以上，细胞膜流动性增强
B．该实验证明膜蛋白能够运动
C．温度对膜蛋白的运动有影响
D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
答案　D
解析　图中的信息是在一定的温度范围内，随温度的升高形成嵌合体的百分比增大，由此说明了在一定范围内，温度升高，细胞膜的流动性增强。图中数据与融合的时间没有任何关系。
6．下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是 (　　)
A．流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的
B．选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性
C．细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性
D．钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
答案　B
解析　细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性。磷脂分子没有特异性。
7.如图表示细胞膜对不同物质的转运过程及相关的结构。下列哪一
项叙述是正确的是 (　　)
A．a表示发生质壁分离时水分子的主要移动方向
B．b表示神经细胞在受到刺激后细胞膜对Na＋的透性变化特点
C．c过程一定消耗能量
D．浆细胞能够依靠d识别相应的抗原
答案　C
解析　分析图示，上侧(分布有糖蛋白)为膜的外侧，质壁分离时水分子由膜内到膜外；神经细胞受到刺激后细胞膜对Na＋的通透性改变，大量Na＋内流；c过程由低浓度一侧到高浓度一侧，一定是主动运输，需要消耗能量；浆细胞不能识别抗原。
8．下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是(　　)
A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内
B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油的方式相同
答案　D
解析　肌细胞不能产生葡萄糖，原因是细胞内的肌糖原不能直接转化成葡萄糖，细胞要不断消耗葡萄糖，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内；钠离子进入细胞需要载体蛋白但不消耗能量，而运出细胞需要载体蛋白，消耗能量；分析图示可知，葡萄糖进入肌细胞需要载体蛋白协助，由钠离子驱动，而细胞吸收甘油的方式是自由扩散。
9．用呼吸抑制酶处理红细胞，下列物质吸收量的变化曲线正确的是 (　　)
答案　B
解析　O2、H2O、甘油等通过自由扩散进入红细胞，葡萄糖通过协助扩散进入红细胞，这些过程都不需要消耗能量。氨基酸、K＋通过主动运输进入红细胞，需要消耗能量，用呼吸抑制酶处理红细胞后，红细胞产生的ATP量减少，所以氨基酸、K＋的吸收量也显著减少。
二、双项选择题
10．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是 (　　)
A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B．⑤⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①③两种方式被吸收
D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用无关
答案　AD
解析　物质跨膜运输方式为主动运输和被动运输，而K＋通过膜的方式为主动运输，因而可确定①为主动运输、②为被动运输，物质非跨膜运输包括胞吞、胞吐两种方式；被动运输是顺浓度梯度运输物质；母乳中的免疫球蛋白通过胞吞方式被吸收；细胞膜具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞，果脯腌制过程中，细胞已死亡，细胞膜失去选择透过性，蔗糖进入细胞与胞吞无关。
11．下列据图所作出的说明中，错误的是 (　　)
　
　
A．图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象
B．图2说明此物质进出细胞时不需要消耗能量
C．图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输
D．图4说明该植物吸收K＋不需要载体蛋白协助
答案　BD
解析　图1所示物质的运输方式需要载体蛋白，不消耗能量，为协助扩散，协助扩散受载体蛋白数目的限制，有饱和现象；图2中，当细胞外浓度低于细胞内浓度时，随时间的推移，细胞内的浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，所以此物质进入细胞的方式是主动运输，需要消耗能量；图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输；O2浓度影响植物的呼吸作用，从而影响ATP的产生，从图中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响，说明吸收K＋需要耗能，O2浓度达到一定程度后，K＋吸收速率不再随着O2浓度的增加而增加，说明该过程需要载体蛋白协助。
12．下列没有涉及细胞间信息交流过程的是 (　　)
A．花粉与柱头相结合
B．高等植物细胞间依靠胞间连丝相互交换某些物质
C．甲状腺细胞表面的糖蛋白结合下丘脑细胞分泌的促甲状腺激素
D．抗体与异物蛋白结合
答案　CD
解析　A、B、C选项内容都涉及细胞之间的信息交流，但C项中促甲状腺激素由垂体分泌；D选项中的异物蛋白是物质，其与抗体结合不涉及细胞间的信息交流。
三、非选择题
13．对细胞膜结构和组成的研究经历了一个漫长的过程。请根据所学知识，回答下列问题：
(1)早在19世纪末期，研究人员就曾选用500多种化学物质对细胞的透性进行了上万次的研究。发现：凡是溶于脂质的物质，很容易穿过膜；反之，不易溶于脂质的物质，不容易穿过膜。这表明：细胞膜是由________构成的。
(2)将人的红细胞置于蒸馏水中，红细胞发生的形态变化是________________，这是________作用的结果。将红细胞加入蒸馏水中放置一段时间后，在该液体的____(上、中、下)层能得到破碎的磷脂双分子层。
(3)1925年，有人用丙酮从红细胞膜中提取到磷脂，并将其铺在水面上形成磷脂单分子层。测量铺展面积，约为红细胞总表面积的____倍。
(4)1933年发现：蛋白酶能够使细胞膜分解，这表明__________________________。
(5)通过其他方法，测得多种细胞膜的化学成分，如下表：
　　　物质种类膜的类别　　　 蛋白质(%) 脂质(主要是磷脂)(%) 糖类(%)
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
依据上表数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是______________________________________________________________________。
主要区别是________________________________________________________。
答案　(1)脂质　(2)(吸水)膨胀、甚至破裂　渗透　上　(3)2　(4)细胞膜上有蛋白质　(5)组成不同细胞膜的物质种类相同　组成不同细胞膜的物质含量有差别
解析　(1)根据物质的相似相溶原理可以判断出细胞膜中含有脂质。(2)根据渗透原理，可以判断出红细胞放入蒸馏水中会吸水涨破。磷脂分子质量轻，会存在于溶液的上层。(4)蛋白酶能使蛋白质水解，而实验发现蛋白酶能使细胞膜分解，表明细胞膜中含有蛋白质。(5)对于表格分析题，在找共同点时需要看各种物质是否都含有，在找不同点时要看各种物质含量的差异。
14．如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：
　
(1)图中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。
(2)K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是________。
(3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助________，该物质是在细胞内的________上合成的。
(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜________________的特点。
(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，__________________方式将会受到较大影响。
(6)需要载体蛋白协助的方式为________________(填字母)，影响B方式运输速率的因素为__________________；与C运输方式有关的细胞器是___________________。
答案　(1)自由扩散　协助扩散　主动运输　胞吐　(2)葡萄糖　(3)载体蛋白　核糖体　(4)D(或胞吐)　具有一定的流动性　(5)C、D(或主动运输和胞吐)　(6)B、C　浓度差和载体蛋白数量　线粒体和核糖体
解析　自由扩散受膜两侧浓度差的影响，浓度差越大，物质出入细胞的速率就越快，而协助扩散和主动运输都受细胞膜上载体蛋白数量的限制，主动运输和胞吐又受能量多少的限制。
15．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，其示意图如下(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子)。请据图回答：
(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧，判断依据是______________________________________________________________________
(2)主动运输是由__________所介导的物质____________梯度的跨膜运输方式。
(3)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵的主动运输或协助扩散。请你设计实验加以探究。
①实验步骤：
第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞。
第二步：将甲、乙两组细胞置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，____________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
第三步：____________________________________________________________。
②预测实验结果并分析：
a．若甲、乙两组葡萄糖的浓度相同，则___________________________________
_____________________________________________________________________。
b．__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)Q　糖蛋白位于细胞膜外侧　(2)载体蛋白　逆浓度　(3)①第二步：乙组细胞用细胞呼吸抑制剂处理(或抑制乙组细胞的细胞呼吸)　第三步：在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测培养液中的葡萄糖浓度　②a.小肠上皮细胞是以协助扩散的方式吸收葡萄糖的　b．若甲组培养液中葡萄糖的浓度小于乙组的，则小肠上皮细胞是以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖的
解析　(1)根据细胞膜的结构可知，糖蛋白位于细胞膜外侧，所以P侧为细胞外的环境，Q侧为细胞内的环境即细胞质基质。(2)主动运输需要能量和载体蛋白，把物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输。(3)本实验是探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式。根据题干提示信息，自变量是细胞是否进行细胞呼吸，观察指标是培养液中葡萄糖的浓度。实验时要注意控制无关变量。
教师备课资源(教师用书独具)
1．细胞膜成分的比较
成分 在细胞膜构成中的作用 所占比例
蛋白质 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用 约40%
脂质 磷脂是构成细胞膜的重要成分，在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架 约50%
糖类 与细胞膜上的蛋白质结合成糖蛋白，分布在细胞膜的外表面，参与细胞间的识别作用 2%～10%
2.细胞间信息交流类型分析
多细胞生物体内的各个细胞不是孤立的，它们之间必须保持功能的协调，这种协调既依赖于细胞间物质和能量的交换，也依赖于细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式如下表所示：
比较 通过“信息分子”完成间接交流 两细胞间直接交流 经特殊通道交流信息分子
方式 通过体液的作用来完成的间接交流 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 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，即细胞通道细胞
图解
过程或实例 内分泌细胞分泌激素进入 体液体液运输 靶细胞受体信息 靶细胞 精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞间的识别 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
3.细胞膜的流动性和选择透过性比较
细胞膜的流动性 细胞膜的选择透过性
原因及表现 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都能进行相对运动，导致细胞膜的结构具有一定的流动性。例如细胞的胞吐作用和胞吞作用及载体蛋白的运动等 是指细胞膜对进出细胞的物质具有一定的选择性，主要表现为：水分子可以自由通过，被选择吸收的离子和小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过
影响因素 主要是温度 主要是载体蛋白的种类和数量
二者关系 流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流动性总是存在的；而选择透过性是对细胞膜生理特性的描述，这一特性只有在流动性基础上，通过完成物质交换才能体现出来
4.验证细胞膜的选择透过性的实验方法
(1)正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，当原生质层失活时，色素分子就会从细胞液中出来。如：
(2)把不同植物培养在含有各种无机盐离子的培养液中，一段时间后对溶液中各种离子浓度进行测量。如：
含不同无机盐离子的溶液＋不同植物
5．影响跨膜运输的因素
(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。
(2)影响协助扩散的因素
①细胞膜内外物质的浓度差。
②细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)影响主动运输的因素
①载体蛋白：是细胞膜上的一类特殊蛋白质。
a．载体蛋白具有特异性，不同物质的载体蛋白不同，不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数目也不同。
b．载体蛋白具有饱和现象，当细胞膜上的载体蛋白全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体蛋白运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
6．小分子物质跨膜运输方式的快速确认技巧
(1)是否消耗能量：只要运输耗能就为主动运输。
(2)是否逆浓度梯度：只要从低浓度到高浓度运输，就是主动运输。
(3)是否需要载体蛋白：不需要载体蛋白就是自由扩散，需要载体蛋白则通过浓度、能量进一步作出判断。重点题型研析2——模式图解题技能
典例剖析　图甲、丙是两种细胞的亚显微结构模式图，图乙表示图甲中⑨结构的示意图，请据图分析回答：
(1)图甲中⑧的功能是________________________________________；染色体的运动所需能量是由[　]________提供的，星射线的形成与[　]________有关。
(2)图甲所示的分泌物，其产生、运输、加工、分泌到细胞外依次经过的结构是____________________(填序号)。
(3)细胞识别与图乙中________(填序号)有关。
(4)图乙对细胞的生命活动至关重要的功能特性是______________________。
(5)如果将图丙细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞将会出现________________现象。
(6)有光的条件下，14C标记的CO2进入图丙细胞后，首先在[　]________中发生反应。
(7)如果图丙细胞是低等植物细胞，则图中还应该有的细胞器是________。
(8)若测定图丙细胞的细胞呼吸强度，需在________条件下进行。
(9)用含有放射性标记的氨基酸的培养液来培养离体的图甲细胞，请在图1中绘出放射性氨基酸量在核糖体(a)、内质网(b)和高尔基体(c)中随时间的变化情况，根据图2“胃蛋白酶分泌前几种生物膜面积的示意图”，在图2中绘出胃蛋白酶分泌后几种 生物膜面积的示意图。
　
解析　图甲细胞无细胞壁，为动物细胞；⑨为细胞膜，图乙为其亚显微结构；图丙细胞有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体，则图丙细胞为高等植物细胞。图甲中⑧为细胞核，其功能是细胞代谢和遗传的控制中心，线粒体可为染色体的运动提供能量，中心体与星射线的形成有关。图乙的选择透过性是其重要的功能特征。图丙细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象。有光条件下，CO2进入叶绿体中，参与光反应。若测定细胞呼吸强度，必须排除光合作用的干扰，所以要在遮光条件下进行。在分泌蛋白的合成分泌过程中，首先在核糖体上合成，然后在内质网中加工，再到高尔基体中加工，最后分泌到细胞外，所以放射性先出现在核糖体上，后出现在内质网和高尔基体中。在内质网和高尔基体与细胞膜间通过囊泡转移，所以内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积增大。
答案　(1)遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心　①　线粒体　⑩　中心体　(2)③②⑦⑨　(3)a　(4)选择透过性　(5)质壁分离　(6)4　叶绿体　(7)中心体　(8)遮光
(9)如图
技法点拨　
1．模式图的来源与变形
绝大多数题目中模式图是教材中原图的变形，遵循万变不离其宗的真理，把教材中原图相关知识掌握扎实到位是做好该类题目的关键。例题中的图解可追溯到教材中的原图如下：
2．解题方法
此类题目的一般解题方法可归纳如下：首先要知道题中的图像源于教材中的何种模式图，学会剖析方法，从局部到整体或从整体到局部，识别各部分名称，抓住突破口。然后根据题干和设问的要求，理清知识点，如该图涉及哪几个知识点？两个或两个以上知识点的图解需要思考这些知识点之间的区别与联系。最后在作答时一定要根据图中的序号或结构，应用教材中的相关生物名词作答。
3．答题规范
(1)按要求作答——用序号还是文字还是两者都填写，序号是(1)(2)(3)还是①②③。[来源:21世纪教育网]
(2)回答问题要完整——例：产生水的细胞器、碱基互补配对的结构都不止1个。21世纪教育网
(3)不要写错别字——叶(液)泡等。
跟踪训练　图甲、乙是细胞的亚显微结构模式图，图丙中a、b分别为乙细胞浸入到蒸馏水、0.3 g/mL蔗糖溶液后，原生质体的体积随时间变化的曲线。请据图回答相关问题：
　
(1)图甲细胞在结构方面区别于图乙细胞的主要特征是______________________。
(2)若图甲是人的口腔上皮细胞，在用高倍镜观察其中⑧的形态与分布时，需用健那绿将其染成____________从而便于观察。
(3)如果将图乙细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，将会出现细胞壁与[　]________分离的现象。能发生分离的原因是____________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)蓝藻细胞的细胞器只有________________。
(5)图甲结构[①]________在细胞生命活动中起重要作用，其完成信息交流的功能依赖于其上的________，其控制物质进出的功能体现了其具有________________性，除上述之外，其还具有______________________________的功能；另外胞吞和胞吐过程的实现体现了其结构具有________性。
(6)若将乙细胞放入0.5 g/mL KNO3溶液中，原生质体的体积会随时间的变化而变化，请在图丙中画出该变化曲线(该曲线用c表示)。
答案　(1)图甲细胞中无细胞壁、叶绿体和液泡，而有中心体
(2)蓝绿色　(3) 　原生质层　内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度21世纪教育网
(4)核糖体　(5)细胞膜　糖蛋白　选择透过　将细胞与外界环境分隔开　流动性　(6)如图21世纪教育网
解析　甲、乙细胞在结构上的主要区别是：甲细胞中无细胞壁、叶绿体和液泡，而有中心体。若观察⑧线粒体，用健那绿染液可将其染成蓝绿色。将乙细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞会失水；又因为原生质层和细胞壁的伸缩性有差异，从而导致细胞壁与原生质层发生分离。蓝藻细胞为原核细胞，其只有一种细胞器——核糖体。图甲结构①为细胞膜，信息交流依赖于其上的糖蛋白(糖被)，其功能特性为选择透过性，还具有的功能是将细胞与外界环境分隔开。胞吞和胞吐过程的实现，说明细胞膜具有流动性。将乙细胞放入0.5 g/mL KNO3溶液中，会发生质壁分离与复原现象，但注意其要比0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度大，所以分离较快，程度要大。
实验技能突破2——观察类实验
技能归纳　显微观察类实验的分类、装片制作与材料状态
项目 实验 装片制作 材料状态
染色观察21世纪教育网 观察生物材料中的脂肪 需用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液染色21世纪教育网 死细胞21世纪教育网
观察DNA和RNA在细胞中的分布 需用吡罗红甲基绿染色剂染色
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂；观察细胞的减数分裂 需用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色
观察细胞中的线粒体 需用健那绿染液染色 活细胞
直接观察 观察细胞中的叶绿体 直接制片
观察植物细胞的质壁分离和复原 直接制片
典例剖析　(2011·福建卷，26Ⅱ)使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳：
实验 观察对象 染色剂 实验结果
① 花生子叶细胞的脂肪颗粒 苏丹Ⅲ 脂肪颗粒被染成橘黄色
② 人口腔上皮细胞中的DNA和RNA分布 吡罗红甲基绿 细胞内染成绿色的面积显著大于染成红色的面积
③ 人口腔上皮细胞中的线粒体 健那绿 线粒体呈现蓝绿色
④ 洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂 龙胆紫 间期细胞不着色，分裂期细胞染色体着色
(1)上述实验结果的归纳，正确的有____________(实验序号)。
(2)实验②和实验④在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理，其中，实验②用盐酸可改变________通透性，加速染色剂进入细胞；实验④用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。在两个实验操作中，都要注意盐酸浓度、处理材料时的温度和________。
(3)健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。线粒体内膜上的酶主要催化有氧呼吸的第________阶段反应，该反应变化是_______________________________。
解析　(1)②中染色的结果是细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色，故应是绿色的 面积比红色的面积小；④中间期细胞也能着色，是整个细胞核(其中含染色质)被染
成深色。(2)②中盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使
染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。②中盐酸的质量分数
为8%，温度为30 ℃，处理的时间是5 min，④中盐酸的质量分数为15%，温度为
室温，处理时间为3～5 min。(3)有氧呼吸的第三阶段的场所为线粒体内膜，其变化
为第一、二两个阶段产生的[H]与氧结合生成水，同时释放出大量能量。
答案　(1)①③　(2)细胞膜　时间　(3)三　[H]与氧结合形成水，同时释放出大量的能量
易错点拨　显微观察类实验应注意的问题
(1)注意取材：根据观察对象选用合适的材料，如观察植物细胞的有丝分裂，应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原，应选取成熟的植物细胞等。
(2)注意材料处理：根据不同材料、不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。
(3)注意制片方法
在观察类实验中常采用临时装片制作技术等。临时装片制作有压片法、装片法和切片法。
①压片法：用于比较疏松的材料，如根尖、花药等用较小的力即可把材料压成一薄层。压片法的一般过程是：取材、固定、解离、漂洗、染色、压片、观察。
②装片法：把某些微小生物，如草履虫、衣藻等，或某些大型生物的一部分，如人口腔上皮细胞，植物叶片的表皮细胞从整体上取下，不作任何处理直接制成装片。其过程是：将材料在载玻片上的水滴中展平；放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上，防止产生气泡；染色或改变溶液浓度时，从一侧滴染色液或溶液，在另一侧用吸水纸吸引。
③切片法：用刀片将待观察的材料切成极薄的片，用于显微镜观察。
即时巩固　(2012·安徽卷，1)某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是 (　　)
A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
答案　C
解析　吡罗红和甲基绿对RNA和DNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。而DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，用吡罗红甲基绿染色后，细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色，故A、B两项都不正确。健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中颗粒状的线粒体呈现蓝绿色，故C项正确。苏丹Ⅲ可使脂肪呈现橘黄色，在显微镜下可观察到细胞中橘黄色的脂肪滴，故D项错误。
热点专项聚焦2——利用图解法计算物质穿膜层数
物质穿膜运输问题是学生解题难点之一，其原因有两个方面：首先，学生对题目涉及的生物体局部结构不清楚，无从着手分析；其次，对物质是否跨膜还是非跨膜(即膜融合)进出细胞，不能作出正确判断。
1．结构区分
(1)单层膜与单层磷脂分子：单层膜是一层单位膜，包含两层磷脂分子，而不是单层磷脂分子。
(2)一层膜与一层细胞：物质穿过一层膜，是指物质通过跨膜运输(自由扩散、协助扩散和主动运输)的方式通过一层膜结构。物质穿过一层细胞，指的是物质先进入细胞、再排出细胞的过程，通过膜的层数为两层。
(3)跨膜运输和膜泡运输：前者主要是小分子物质和离子通过自由扩散、协助扩散和主动运输的方式通过生物膜的过程，通过膜结构时，以实际通过膜的层数计算；后者主要指大分子物质(神经递质为小分子物质，也通过胞吐的方式排出)通过胞吞、胞吐的方式通过生物膜的过程，物质通过膜的层数为0。
(4)叶绿体内的O2到达叶绿体外需通过2层膜(若强调从产生部位到叶绿体外，则为3层膜，因为O2在类囊体内产生)；线粒体产生的CO2到达线粒体外需通过2层膜。
2．典例示法
典例1　外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是
(　　)
A．5层 B．10层
C．11层 D．12层
图解示法　组织细胞与外界环境进行气体交换的整个过程(如图1所示)是通过内环境而间接进行的，整个过程包括外呼吸、气体在血液中的运输和内呼吸3个环节。经过外呼吸实现了血液和外界环境之间的气体交换；O2在血液中以氧合血红蛋白的形式进行运输；经过内呼吸实现骨骼肌与内环境之间的气体交换及O2最后参与有氧呼吸而被骨骼肌细胞所利用。外呼吸可用下图2表示，内呼吸可用下图3表示。
　
从图2可知，在肺通气和肺泡内的气体交换的过程中，O2要穿过肺泡壁(一层上皮细胞)、毛细血管壁(一层上皮细胞)及红细胞膜，共计5层生物膜，才能与血红蛋白结合；从图3可知，经过组织里的气体交换，O2进入骨骼肌细胞要透过红细胞膜、毛细血管壁(一层上皮细胞)和一层骨骼肌细胞膜(合计4层生物膜)，再加上O2最终要进入线粒体参与有氧呼吸，而线粒体是具有双层膜的细胞器，故共合计6层膜。由此可知，外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是11层。
答案　C
典例2　蛋白质的消化产物被人体所吸收并转化为组织蛋白的过程中，共穿过磷脂分子层数是 (　　)
A．4 B．8
C．7 D．14
图解示法　食物中的蛋白质在消化道中被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸，主要在小肠中被吸收，其吸收过程如图所示：
肠腔中的氨基酸经过小肠绒毛上皮细胞(2层膜)＋绒毛内毛细血管壁(2层膜)＋组织处毛细血管壁(2层膜)＋组织细胞膜(1层膜)＝7层膜；而1层膜由2层磷脂分子构成，所以共穿过14层磷脂分子层。
答案　D
典例3　用同位素标记血液的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经过肾静脉流出，该分子穿过几层细胞膜 (　　)
A．4层 B．8层
C．0层或8层 D．16层
图解示法　血糖流经肾脏后又经肾静脉流出的过程中，
经过了肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用(如图所
示)。整个过程中葡萄糖分子依次穿过了肾小球毛细血管、
肾小囊壁、肾小管壁和肾小管周围的毛细血管壁而重新
回到血液，最后经静脉流出。而这些“壁”都很薄，只
由一层上皮细胞构成，而每穿过一层细胞即经过2层细
胞膜，故共穿过8层膜。但并非每个葡萄糖分子都会从肾小球滤过，若没有滤过的
葡萄糖分子，则从入球小动脉流入而又直接从出球小动脉流出，再流经肾小管周围
的毛细血管，最后经肾静脉流出，这个过程中葡萄糖分子始终在血管中流动，没有
穿过任何膜结构。
答案　C
典例4　血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过几层细胞膜 (　　)
A．5层 B．3层
C．6层 D．4层
图解示法　血浆中的葡萄糖分子进入组织细胞
必须通过内环境(如图所示)，葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，毛细血管壁由一层上皮细胞组成，所以葡萄糖穿过这层细胞即穿过2层细胞膜，再进入组织细胞共穿过3层细胞膜。进入组织细胞的葡萄糖在被彻底氧化分解时，首先要在细胞质基质中经过细胞呼吸的第一阶段，被分解成两分子丙酮酸，再进一步进入线粒体被彻底氧化分解。葡萄糖分子不直接进入线粒体，所以血浆中的葡萄糖进入组织细胞被彻底氧化分解经过的细胞膜只有3层。本题易误选A，因线粒体为双层膜结构，而实际上完整的葡萄糖分子只进入到细胞质基质，初步分解后才进入线粒体，但进入线粒体的已不是葡萄糖分子，而是丙酮酸。另外，题目所问的是几层细胞膜，线粒体的内、外膜不是细胞膜。
答案　B
典例5　内质网腔内的分泌蛋白，输送到高尔基体腔内进一步加工，最后释放到细胞外。这一过程中分泌蛋白通过的生物膜层数是 (　　)
A．4层 B．3层
C．2层 D．0层
图解示法　如图所示，分泌蛋白在内质网上的核糖体上合
成，经过内质网的加工，由内质网腔膨大、出芽形成囊泡，
把蛋白输送到高尔基体腔内，做进一步加工后，再由高尔
基体边缘突起形成囊泡，把蛋白质裹在囊泡内，运输到细
胞膜，最后囊泡与细胞膜融合，经细胞膜的胞吐作用把蛋
白质释放到细胞外。整个过程中分泌蛋白都是以囊泡的形
式移动，而并非穿过生物膜进行运输，故这一过程中穿过
的生物膜层数是0层。
答案　D
典例6　1分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，至少穿过的生物膜层数及磷脂分子层数分别是 (　　)
A．5层和10层 B．6层和12层
C．7层和7层 D．8层和16层
图解示法　1分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入相邻细胞的叶绿体基质内(如图)，
因叶绿体和线粒体都是具有双层膜的细胞器，故共穿过的生物膜是6层，而每一层膜由2层磷脂分子构成，所以共穿过12层磷脂分子层。
答案　B第6讲　细胞器——系统内的分工合作
[考纲要求]　1.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)。2.实验：观察线粒体和叶绿体。
一、细胞器的结构与功能
[判一判]
1．光合作用只能在叶绿体中进行 (　×　)
2．无线粒体的生物只能进行无氧呼吸 (　×　)
3．有中心体一定是动物细胞 (　×　)
4．各种正常细胞都有核糖体 (　√　)
5．所有植物细胞都有细胞壁、大液泡和叶绿体 (　×　)
6．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能是相同的 (　×　)
[解惑]　(1)原核生物唯一的细胞器是核糖体；低等植物细胞含有细胞器的种类最多。
(2)细胞器的种类决定了细胞功能的复杂程度。
二、细胞器之间的协调配合
　以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例：
[思考]　分泌蛋白在分泌过程中通过了几层生物膜？
提示　分泌蛋白从细胞中分泌到外部环境的方式是胞吐，需要能量，跨0层生物膜。
三、生物膜系统
[判一判]
1．生物膜系统指生物体内的所有膜结构 (　×　)
2．细胞的生物膜系统由细胞膜、核膜和各种具膜的细胞器膜组成 (　√　)21世纪教育网
3．生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化 (　√　)
4．有多种酶附着在生物膜系统上，有利于化学反应的进行 (　√　)
5．原核生物、病毒类生物无生物膜系统 (　√　)
考点一　归类分析细胞器的结构与功能
1．对图①和②进行比较
(1)二者的共同点有：都具有双层膜；都与能量转换有关，能产生ATP；含有DNA，可自主复制、表达。
(2)二者区别
①成分方面：前者含有与有氧呼吸有关的酶，后者含有与光合作用有关的酶和色素。
②增大膜面积方式方面：前者是内膜向内凹陷形成嵴，后者是囊状结构堆叠形成基粒。
③功能方面：前者是有氧呼吸的主要场所，后者是光合作用的场所。
2．请利用上述序号填写下面的归类空格
(1)分布上：植物特有的②⑤；动植物都有的①③④⑦；真原核细胞共有的⑦。
(2)结构上：不具膜结构的⑦⑧；单层膜的③④⑤⑥；双层膜的①②；光学显微镜下可见的①②⑤。
(3)成分上：含DNA的①②；含RNA的①②⑦；含色素的②⑤。
(4)功能上：能产水的①②③④⑦；能产生ATP的①②；能合成有机物的②③④⑦；能复制的①②⑧；与有丝分裂有关的①③⑦⑧；与分泌蛋白合成分泌有关的①③④⑦；能发生碱基互补配对的①②⑦；与主动运输有关的①⑦。
3．判断正误
(1)除上述细胞器外，细胞内能产生水和发生碱基互补配对的场所还有细胞核
(　√　)
(2)除上述细胞器外，细胞内没有其他场所能产生ATP (　×　)
(3)除上述细胞器外，细胞内具有双层膜的结构还有核膜 (　√　)
(4)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含有的化学成分不同，所具有的生理功能也不同 (　√　)
(5)细胞器的数量可因细胞种类的不同和生物的不同而出现差异 (　√　)
(6)①和②发生的能量转换形式分别是有机物稳定的化学能→热能和ATP中活跃的化学能；光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (　√　)
(7)在①基质中发生有氧呼吸的第三阶段时产生了水 (　×　)
1．(2012·海南卷，3)关于细胞中细胞器的叙述，错误的是 (　　)
A．大肠杆菌无线粒体，有核糖体
B．水稻叶肉细胞有叶绿体，也有液泡
C．酵母菌有线粒体，也有叶绿体
D．小鼠肝细胞有线粒体，也有内质网
答案　C
解析　大肠杆菌是原核生物，细胞中只有核糖体，而无线粒体等较复杂的细胞器。水稻叶肉细胞是高度分化的细胞，有液泡和叶绿体，叶绿体能进行光合作用。酵母菌是真菌，有线粒体，无叶绿体。小鼠肝细胞是高等动物细胞，细胞中有线粒体，也有内质网。
2．如图1为某细胞模式图的一部分，图2 a～g为细胞器或细胞的某一结构。图2中各结构放大比例不同。请据图回答有关问题(括号中填序号或字母，横线上填文字)：
(1)a～g中控制物质进出细胞的结构是[　]________。
(2)a～g中具有单层膜的细胞器是________(填字母)。
(3)若图1所示细胞是动物乳腺细胞，与其他没有分泌功能的细胞相比，a～g中数目一定较多的细胞器是[　　]________。
(4)c结构上可合成________。
答案　(1)g　细胞膜　(2)b、f　(3)f　高尔基体　(4)蛋白质
解析　图2中，a为叶绿体、b为液泡、c为核糖体、d为中心体、e为线粒体、f为高尔基体、g为细胞膜的结构模型。(1)控制物质进出细胞的是细胞膜，即图2中的g。(2)液泡、高尔基体为单层膜，线粒体、叶绿体为双层膜，核糖体和中心体不具膜结构。(3)乳腺细胞具有泌乳功能，其分泌功能与高尔基体有关。(4)核糖体是蛋白质的装配机器，在核糖体上合成的物质是蛋白质。
1．细胞器问题的解答技巧
一是明辨各种细胞器的结构，能够根据是否有膜、是单层膜还是双层膜，正确识别各种细胞器；二是准确掌握各种细胞器的功能及特点，对相关问题进行判断，如叶绿体具有双层膜、是光合作用的场所，线粒体具有双层膜、是有氧呼吸的主要场所，核糖体主要由rRNA和蛋白质组成、是蛋白质的装配机器，高尔基体是单层膜细胞器、与动物细胞分泌物的形成和植物细胞细胞壁的形成有关。
2．特殊细胞总结
(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，是观察有丝分裂的好材料，成熟区等根部和其他不见光的部位都无叶绿体。
(2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。
(3)肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体含量多；肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、高尔基体多。
(4)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，原料为葡萄糖，产物为乳酸，且人的成熟红细胞无细胞核，不再进行分裂，是提取细胞膜的首选材料。
(5)癌细胞：无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛，核仁较大。
(6)原核细胞只有核糖体，无其他细胞器，无核膜和核仁。考点二　聚焦各种生物膜21世纪教育网
之间的联系
1．完善细胞的生物膜系统概念图
2．完善生物膜在结构上的联系
3．完善功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)
4．生物膜的功能
易错警示　与生物膜有关的7个注意点
(1)研究方法：同位素标记法，但获取某细胞结构时采用差速离心法。
(2)与分泌蛋白合成运输有关的细胞结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。而与分泌蛋白合成运输有关的细胞器不包括细胞膜。
(3)运输的方向：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
(4)分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
(5)多肽是在核糖体上形成的，空间结构是在内质网上形成的，成熟蛋白质是在高尔 基体中形成的。
(6)真核细胞有内膜系统，原核细胞没有，具膜的细胞器(如线粒体)属于生物膜系统，原核生物的生物膜只有细胞膜。
(7)内质网外连细胞膜，内连核膜，体现了内质网是细胞内分布最广的细胞器，也体现了内质网的运输作用；内质网是细胞内生物膜系统的中心。
3．甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过程如图所示。图中a、b、c是生理过程，①～⑦是结构名称，分析下列叙述错误的是 (　　)
　
A．甲图中b是脱水缩合，产生的水中氧仅来自于氨基酸的羧基，完成的场所是乙图①
B．细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度，这表明a是主动运输过程
C．与甲图c过程有关的细胞器是乙图中③②⑤，⑥中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质
D．在甲状腺球蛋白合成过程中，膜面积基本保持不变的有②和④，但膜的成分均发生更新
答案　D
解析　在D项中膜面积基本保持不变的是②高尔基体，而④是细胞膜，面积增大，③是内质网，面积减小。b过程是脱水缩合，在①核糖体上完成，形成的水中的氧只来自于羧基，A项正确；低浓度到高浓度的运输方式为主动运输，B项正确；c过程是蛋白质加工、转运、分泌过程，与之相关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体，另外⑥中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质。
[互动探究]　(1)结合本题分析：甲状腺球蛋白形成到分泌的全过程中跨几层膜？(2)乙图中与③直接相连的结构有什么？(填写序号)
提示　(1)0层　(2)④和⑦
4．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲，有关的生物膜面积变化如图乙，其相关结构关系如图丙，则下列有关说法不正确的是（双选） (　　)
　
A．图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B．能在图丙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D．图乙中d曲线表示的细胞结构是高尔基体
答案　AD
解析　分泌蛋白的形成过程：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→膜外。图甲中a、b、c依次为核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减少，细胞膜的膜面积增多，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。
蛋白质分泌相关图示的解读
　
图甲表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，图甲不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化，理解分泌小泡的形成及放射性元素含量变化是个难点，高尔基体中放射性元素含量下降与分泌小泡形成的对应关系，表示分泌小泡来自高尔基体。
图乙和图丙都表示膜面积随时间的变化关系，只是图乙表示的是前后两个时间点，而图丙表示的是一定时间段内的变化。在上述过程中细胞膜的成分均实现了更新。
实验五　用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染成蓝绿色后制片观察。
2．实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
易错警示　线粒体和叶绿体观察实验的6个注意点
(1)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
(3)要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。
(4)用菠菜叶稍带叶肉的下表皮的原因：靠近下表皮的叶为栅栏组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。
(5)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源，以避免被灼伤。
(6)盖盖玻片时，一定要缓慢且与载玻片成45°夹角，盖玻片一侧先接触液滴，防止装片下产生气泡。
5．下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验的说法中，不正确的是(　　)
A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性
B．制作装片时在载玻片上滴一滴0.9%的NaCl溶液，目的是维持口腔上皮细胞的正常形态
C．在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色
D．在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有2层磷脂分子层
答案　D
解析　用高倍显微镜观察人的口腔上皮细胞的线粒体实验中，牙签消毒是为了排除牙签上其他生物细胞对本实验的干扰，而漱口是为了避免食物残渣对本实验的影响，二者都是为了保证实验的准确性。0.9%的生理盐水，可以让离体的口腔上皮细胞维持正常的形态。健那绿染液是专一性染线粒体的活体染料，可以使活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。电子显微镜下观察线粒体具双层膜，4层磷脂分子层，在高倍显微镜下看不出此结构。
[互动探究]　(1)在本实验中口腔上皮细胞是否是活细胞？
(2)口腔上皮细胞相对比较透明，为观察方便，通常在观察时应怎么调节显微镜？
提示　(1)是。(2)选择小光圈和平面镜。
叶绿体与线粒体的比较
异同点 叶绿体 线粒体
不同点21世纪教育网 分布21世纪教育网[来源:21世纪教育网]21世纪教育网 绿色植物细胞[来源:21世纪教育网]21世纪教育网 动植物细胞
增大膜面积的形式 由类囊体堆叠成基粒 内膜向内腔折叠形成嵴
酶 与光合作用有关，分布在基粒上和基质中 与有氧呼吸有关，分布在基质中和内膜上
色素 叶绿素、类胡萝卜素，分布在类囊体薄膜上 无
功能 光合作用的场所 有氧呼吸第二、三阶段进行的场所
共同点 ①均具有双层膜结构②均具有能量转换功能③都含磷脂、蛋白质和少量的DNA和RNA等，能够转录、翻译形成自身的部分蛋白质及半自主复制，控制细胞质遗传④共同参与了自然界的碳循环过程⑤均既消耗水又生成水
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 漏掉“差速”，专业术语必须表述完整 差速离心法 ② 漏掉了细胞膜 adefg
③ 错别字失分 磷脂双分子层 ④ 没有审清在“生物膜”中选择 defg
⑤ 选项不全面 abd ⑦ 错别字失分 健那绿
⑥ 没有弄清雌性激素的本质 f
题组一　细胞器的结构与功能
1．判断正误
(1)叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶(2011·重庆，1B) (　　)
(2)高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关(2011·江苏，2D) (　　)
(3)溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入(2011·北京，3C) (　　)
(4)线粒体和叶绿体为双层膜结构，其内膜中酶的种类相同(2009·海南，1B) (　　)
(5)人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜(2011·江苏，2C) (　　)
答案　(1)√　 (2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．(2012·大纲全国卷，2)下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是 (　　)
A．线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C．细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D．线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同
答案　A
解析　线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，都含有少量的DNA，所以A项正确；叶绿体只在光反应阶段产生ATP，而光反应只有在有光条件下才能进行，故B项错误；叶绿体中进行的光合作用、细胞质基质中进行的有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸均能产生ATP，所以C项错误；线粒体基质和叶绿体基质中进行的生化反应不同，所需的酶也就不同，故D项错误。
3．(2012·江苏卷，4)下列关于真核细胞结构的叙述，错误的是 (　　)
A．细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
B．线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所
C．由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构
D．高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
答案　D
解析　植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关，在植物细胞有丝分裂的末期会在细胞板的附近聚集许多高尔基体，这说明细胞器的分布与细胞的功能相适应，A项正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，而有氧呼吸是细胞内物质氧化和能量转换的过程，B项正确；核糖体是细胞内的一种核糖核蛋白颗粒，主要由rRNA和蛋白质组成，核糖体的结构包括大、小亚基，当参与翻译过程时大、小亚基结合，当蛋白质合成结束时大、小亚基解体，C项正确；蛋白质合成的场所是核糖体，而不是高尔基体，D项错误。
题组二　细胞器的分工合作
4．(2011·四川卷，2)下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是 (　　)
A．植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性
B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达
C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D．生物膜之间可通过具膜囊泡的转移实现膜成分的更新
答案　B
解析　内质网参与了糖类、脂质和蛋白质的合成，固醇类激素属于脂质，合成该类物质的分泌细胞内质网发达，故选项B错误；植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性；分泌蛋白在核糖体中合成后，先进入内质网中进行初加工(如折叠、组装、糖基化等)，再进入高尔基体中进行再加工(如浓缩、运输等)，成熟后的蛋白质分泌到细胞外；内质网与高尔基体之间、高尔基体与细胞膜之间可通过具膜囊泡的转移来实现膜成分的更新，故选项A、C、D正确。
5．(2011·安徽卷，1)AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是 (　　)
A．内质网和高尔基体 B．高尔基体和溶酶体
C．内质网和核糖体 D．溶酶体和核糖体
答案　A
解析　氨基酸在核糖体处合成为多肽，经内质网加工、折叠、组装，形成具有一定空间结构的未成熟的蛋白质，经高尔基体再加工，成为成熟的蛋白质，整个过程由线粒体供能。溶酶体可以分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞内的病毒或病菌，不参与蛋白质的合成。
题组三　观察线粒体和叶绿体
6．(2011·山东卷，6)只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是 (　　)
A．苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪
B．龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂
C．健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体
D．甲基绿、吡罗红(派洛宁)染色观察动物细胞中的DNA和RNA
答案　C
解析　苏丹Ⅲ、龙胆紫、甲基绿和吡罗红都是大分子染色剂，不是活细胞所选择吸收的物质，用它们给细胞中的物质染色时，要用盐酸等杀死细胞以破坏细胞膜的选择透过性，从而让染色剂顺利进入细胞而实现染色，所以，A、B、D三项均不符合题意；而健那绿是一种活性染色剂，能在保持细胞活性的情况下给线粒体染色，C项正确。
7．(2011·江苏卷，10)将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是 (　　)
A．菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体
B．花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
C．人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见
答案　A
解析　菠菜叶片的下表皮保卫细胞中含有多个绿色扁平的叶绿体，不需染色就可直接制成临时装片观察，A项正确；花生子叶细胞需经苏丹Ⅲ染液染色后制成临时装片，才能观察到多个橘黄色的脂肪颗粒，B项错误；人口腔上皮细胞中的线粒体是无色的，需用活细胞染色剂健那绿染液染色后才能观察到被染成蓝绿色的线粒体，C项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中清晰可见的是紫色的大液泡，观察不到细胞核，D项错误。
题组四　生物膜之间的联系
8．(经典高考题)细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题：
(1)b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是________，c是________，d是________。
(2)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有________特点。
(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是________等。
(4)细胞器膜、________和________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的________功能对海水进行淡化处理。
答案　(1)高尔基体　内质网　线粒体　(2)流动性　(3)蛋白质和磷脂　(4)细胞膜　核膜　选择透过
解析　(1)根据各种细胞的形态结构特征可以看出，a为高尔基体、c为内质网、d为线粒体。(2)两种膜的相互融合说明生物膜具有一定的流动性。(3)所有生物膜都是以磷脂双分子层为基本骨架，其上镶嵌和贯穿着蛋白质，故主要成分为磷脂和蛋白质。(4)各种细胞器膜、细胞膜、核膜等共同构成细胞的生物膜系统，生物膜的选择透过
功能在生产实践中具有广泛的应用价值。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
细胞器的结构与功能　 1、2、4、5、6、7、8、9、10
细胞器的分工合作 9、11、12、15
综合应用 3、13、14
一、单项选择题
1.下列有关细胞器的叙述，正确的是 (　　)
A．所有细胞中都存在内质网
B．线粒体中生成的产物有丙酮酸、二氧化碳和水
C．叶绿体是所有生物进行光合作用的场所
D．在植物细胞有丝分裂的末期高尔基体活动加强
答案　D
解析　原核细胞中没有内质网，也没有线粒体，但有些原核生物能进行有氧呼吸，如蓝藻。有氧呼吸过程中，丙酮酸在细胞质基质中生成，而不是在线粒体中生成。在植物细胞的有丝分裂末期会形成新的细胞壁，因此，高尔基体活动加强。
2．在蝌蚪发育成蛙的过程中，蝌蚪的尾逐渐消失，与这一“自溶”现象有关的细胞器是 (　　)
A．线粒体 B．中心体
C．溶酶体 D．细胞核
答案　C
解析　溶酶体内含有多种水解酶，能够分解多种物质，细胞中的溶酶体破裂后释放水解酶，从而导致细胞出现“自溶”现象。
3．下列有关生物膜的叙述，错误的是 (　　)
A．生物膜是细胞内各种膜结构的统称
B．原核生物中合成的分泌蛋白不需要生物膜的加工
C．细胞膜在细胞与外界进行能量转换的过程中起着决定性作用
D．真核细胞与原核细胞的根本区别是有无生物膜
答案　D
解析　细胞膜、细胞器膜和核膜都称为生物膜；原核细胞内只有核糖体一种细胞器，无具膜细胞器，因此合成的分泌蛋白不需要经过生物膜的加工；细胞膜在细胞和外界环境之间进行物质运输、能量转换、信息传递的过程中起重要作用；真核细胞和原核细胞的根本区别是有无以核膜为界限的细胞核。
4．下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述，正确的是 (　　)
A．图乙所示结构取自图甲中的①或③
B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C．图乙所示的结构是合成[H]并消耗ATP的场所
D．叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积
答案　D
解析　图乙中分布有色素，说明图乙所示的结构取自类囊体，叶绿体的内、外膜上不含色素；与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中，类囊体的薄膜是叶绿体进行光反应的场所，产生[H]和ATP；叶绿体通过类囊体堆叠的方式扩大膜的表面积。
5．下列有关生物膜的说法，正确的是 (　　)
A．生物膜的功能主要是由膜蛋白实现的
B．丙酮酸的分解是在线粒体内膜上进行的
C．细胞内的ATP都是在生物膜上合成的
D．细胞中的囊泡都是由高尔基体形成的
答案　A
解析　丙酮酸的分解在有氧呼吸第二阶段进行，发生在线粒体基质中。细胞内合成ATP的场所有细胞质基质(有氧呼吸的第一阶段或整个无氧呼吸)、线粒体(有氧呼吸的第二、三阶段)和叶绿体(光合作用)。分泌蛋白最初在内质网上的核糖体中合成肽链，并转移到内质网中进行加工，然后以囊泡的形式转移至高尔基体，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后再次转化为囊泡，囊泡移动到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
6．如图所示为显微镜下观察到的某细胞内的某些结构，下列判断正确的是(　　)
A．这些结构是在光学显微镜下观察到的植物细胞内的结构
B．以上七种结构均参与了细胞内生物膜系统的构成
C．与基因表达有关的结构有a、b、f、g，但不一定都能发生A—T、G—C之间的互补配对
D．在a内能合成葡萄糖，而在b内能将葡萄糖分解
答案　C
解析　图中所示结构为亚显微结构，是在电子显微镜下观察到的，A错误；图中e和f分别为中心体和核糖体，两者均无膜结构，故不参与构成细胞的生物膜系统，B错误；图中a、b、g中均含有基因，碱基配对方式有A—T、A—U、C—G，f是翻译的场所，故f中碱基的配对方式为A—U、C—G，C正确；b是线粒体，葡萄糖必须在细胞质基质中分解成丙酮酸后，才能进入线粒体继续分解释放能量，D错误。
7．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是 (　　)
A．需氧型生物的细胞都是以线粒体作为产能的“动力车间”
B．溶酶体能合成多种水解酶，并降解所吞噬的物质
C．真核细胞功能不同与各细胞内细胞器的种类和数量不同有密切关系
D．噬菌体、蓝藻、酵母菌都具有核糖体这种细胞器
答案　C
解析　一些好氧型细菌是需氧型生物，而细菌没有线粒体，A错误；溶酶体不能合成水解酶，而且由于缺乏相应的酶，其吞噬的某些化合物不能被降解，B错误；噬菌体是细菌病毒，无细胞结构，故无核糖体这种细胞器，D错误。
8．如图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包装在囊泡中的过程。胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直贮存在此囊泡中。该过程发生的场所应是 (　　)
A．核糖体 B．细胞核
C．高尔基体 D．细胞质基质
答案　C
解析　高尔基体具有加工修饰蛋白质的功能，因此将胰岛素原分子的C段切除以及加工成具有活性的胰岛素，都是在高尔基体内进行的。
9．科学家用含3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是 (　　)
细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡
时间/min 3 17 17
①形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成　②高尔基体膜向内与内质网膜直接相连，向外与细胞膜相连　③高尔基体具有转运分泌蛋白的作用　④靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
答案　B
解析　分泌蛋白的形成过程：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→膜外。多肽最早在核糖体中合成，在内质网和高尔基体中加工、转运。内质网膜向内与核膜直接相连，向外与细胞膜相连。高尔基体膜与内质网膜和其他生物膜是通过囊泡进行联系，是间接联系。
二、双项选择题
10．下列关于细胞器的叙述中，正确的是 (　　)
(1)线粒体　(2)叶绿体　(3)高尔基体　(4)核糖体　(5)内质网　(6)中心体
A.上述所有细胞器都含有蛋白质　
B.与分泌蛋白形成有关的细胞器只有(3)(5)　
C.含单层膜的细胞器只有(3)(5)　
D.含RNA的细胞器只有(1)(2)
答案　AC
解析　线粒体、叶绿体、高尔基体和内质网都是具膜结构的细胞器，生物膜的基本成分是磷脂和蛋白质，其中内质网和高尔基体是单层膜的细胞器。中心体由微管蛋白构成，核糖体由蛋白质和核糖体RNA构成。分泌蛋白在核糖体中合成，在内质网中加工与运输，在高尔基体中包装，分泌过程需要线粒体供能，故与分泌蛋白形成有关的细胞器有(1)(3)(4)(5)。含有RNA的细胞器有线粒体、叶绿体和核糖体。
11．下图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是 (　　)
A．①②③是高尔基体、内质网和线粒体
B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
答案　AD
解析　分泌蛋白的合成、运输、加工过程可以反映细胞器之间在结构和功能方面具有密切的联系。蛋白质的合成场所是核糖体，合成出的多肽经内质网进行加工，然后运输到高尔基体进一步加工，再以囊泡的形式运输到细胞膜，最后分泌到细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。图解中所示的过程只能发生在真核细胞中(有多种细胞器参与)，因为原核细胞没有内质网、高尔基体和线粒体等多种细胞器。
12．下面为某物质的合成与分泌过程示意图，甲、乙、丙、丁、戊表示细胞结构。其中甲、戊中含有RNA。下列说法中不正确的是 (　　)
A．图示过程可体现生物膜系统在结构和功能上的相互联系
B．图示过程的实现与生物膜上的脂质分子、蛋白质分子的运动有关
C．在图中戊结构内，丙酮酸氧化分解产生CO2的阶段有O2参加
D．X的分泌过程能发生在无甲、乙、丙、丁、戊等结构的原核细胞中
答案　CD
解析　物质X是分泌蛋白，图示过程可体现生物膜系统在结构和功能上的相互联系，A正确；物质X的分泌依赖于膜的流动性，即与生物膜上的脂质分子、蛋白质分子的运动有关，B正确；戊是线粒体，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸氧化分解产生CO2，没有O2参加，C错误；甲为核糖体，是原核细胞中唯一的细胞器，且是蛋白质合成所必需的，D错误。
三、非选择题
13．如图为植物细胞结构模式图。据图回答下列问题：
(1)组成该细胞的主要元素有____________________。
(2)该生物的遗传物质是______________(中文名称)。
(3)图中能发生碱基互补配对的结构有________(填序号)。
(4)图中含有RNA的细胞器有____________________________(中文名称)。
(5)⑦中发生的总反应式为________________________。
(6)如果要进行细胞融合实验，首先需要对细胞壁进行处理，细胞融合后，在细胞壁恢复过程中起最主要作用的细胞器是[　]________。
(7)若图示细胞为团藻细胞，还应画出________结构。
(8)如果将该细胞放入30%的蔗糖溶液中，将会出现细胞壁与[　]________分离的现象。
答案　(1)C、H、O、N、P、S　(2)脱氧核糖核酸　(3)⑥⑦⑧⑩
(4)核糖体、线粒体和叶绿体(粗面内质网可填可不填)　(5)CO2＋H2O(CH2O)＋O2(或6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2)　(6)⑤　高尔基体
(7)中心体　(8)①　原生质层
解析　具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，即脱氧核糖核酸。⑥线粒体和⑦叶绿体均为半自主性细胞器，与⑩细胞核一样，其中能发生DNA的复制、转录和翻译过程，发生碱基互补配对。在⑧核糖体中进行的翻译过程中，有mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子之间的碱基互补配对。⑦为叶绿体，其中能发生光合作用，光合反应式中应包括原料、产物、场所及反应所需要的光照条件。高尔基体与植物细胞壁的形成有关。团藻属于低等植物，其细胞中含有中心体。该细胞具有大型液泡，在30%的蔗糖溶液中会通过渗透失水发生质壁分离现象。
14．甲细胞可产生抗体，乙表示正在出芽的酵母菌。
(1)上述细胞的结构中，属于细胞代谢和遗传控制中心的是[　　]________；甲细胞可以由______________________分化而来。按顺序写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：______________________(用数字标号和箭头表示)。
(2)酵母菌产生酒精的场所是____________，能产生CO2的场所是_____________(上述两空填写数字符号)。
(3)甲细胞比乙细胞代谢速率快，从结构方面找出一条原因：___________________。
(4)从甲细胞[5]结构上提取了某种物质，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色沉淀，则说明该物质是__________。此物质的存在体现了[5]结构具有__________________的功能。
答案　(1)2、11　细胞核　B细胞或记忆细胞(缺一不可)　4→3→7→5　(2) 10　9、10　(3)甲细胞中线粒体的数量较乙细胞多(或甲细胞与外界接触面大，或膜面积大)　(4)糖蛋白　进行信息交流
解析　细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心；能够分泌抗体的细胞是浆细胞，它可以由B细胞或记忆细胞分化而来；抗体属于分泌蛋白，与之合成与分泌过程相关的结构有核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜；酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，场所为细胞质基质；酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸均可以产生二氧化碳，场所为细胞质基质和线粒体；膜面积较大时，有利于物质的运输，促进新陈代谢的进行；糖蛋白与细胞膜的信息传递功能密切相关。
15．图中图甲为细胞内质网结构局部放大模式图，图乙表示胰岛素合成和分泌的过程，请据图回答相关问题：
(1)图甲所示的是内质网结构局部放大图，该图应是在____________下观察到的。
(2)为什么胰岛素是在内质网上的核糖体中合成的，而不是在游离的核糖体中合成的？
_____________________________________________________________________。
(3)图乙中①②③均代表细胞的某种结构，它们依次是________、________和____________，④代表某种物质，它是__________。
(4)真正具有生物活性的胰岛素存在于________(填序号)中，胰岛素分泌出细胞共跨________层膜。
答案　(1)电子显微镜　(2)胰岛素还需要在内质网和高尔基体中进一步加工和修饰　(3)内质网　高尔基体　囊泡　ATP　(4)②或③　0
解析　(1)要观察内质网的结构一定要用电子显微镜。(2)核糖体在细胞内存在两种形式，即游离的和附着在内质网上的，前者与胞内蛋白质合成有关，如有氧呼吸酶，后者与分泌蛋白形成有关，如胰岛素，因为它还需要在内质网和高尔基体中进一步加工和修饰。(3)图中①②③分别是内质网、高尔基体、囊泡，④是供能物质ATP。(4)真正具有生物活性的胰岛素是在高尔基体上通过进一步加工形成的，存在于图中②或③，胰岛素分泌出细胞的过程是胞吐过程，需要能量，跨0层膜。
教师备课资源(教师用书独具)
1．主要细胞器结构与功能比较
项目 线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
结构特点 双层膜 单层膜，其中高尔基体和内质网形成囊泡状和管状结构，内有腔 不具膜结构(主要是由蛋白质形成的)
主要功能 有氧呼吸的主要场所 光合作用的场所 与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关 粗面内质网是核糖体的支架；滑面内质网与胞内蛋白的加工、糖类和脂质的合成及解毒作用有关 储存物质，进行渗透作用，维持植物细胞的紧张度，使植物坚挺 附着在内质网上的核糖体合成分泌蛋白；游离的核糖体合成的是胞内蛋白 与细胞有丝分裂有关——形成纺锤体，牵引染色体向细胞两极运动
都与能量转换有关
主要结构或成分 在内膜、基质中有许多种与有氧呼吸有关的酶 基粒中进行光反应，基质中进行暗反应 扁平囊和小囊泡 由膜构成的管道系统 液泡膜及其内的细胞液 蛋白质、RNA、酶 两个相互垂直的中心粒
分布 所有的动植物细胞中 绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的皮层细胞 大多数动植物的细胞中，一般位于核附近 大多数动植物的细胞中，广泛分布于细胞质基质中 主要存在于植物细胞中 附着在内质网上或核外膜上；游离在细胞质基质中；线粒体和叶绿体中也有少量 动物细胞和低等植物细胞中，常在核附近
2.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的比较
比较项目 细胞质基质 线粒体基质 叶绿体基质
存在部位 细胞膜以内，细胞核以外 线粒体内 叶绿体内
所含有机化合物 糖、氨基酸、无机盐等 与有氧呼吸有关的酶等 与暗反应有关的酶等
功能 新陈代谢的重要场所 有氧呼吸第二阶段的场所 光合作用暗反应的场所
3.差速离心法及应用
(1)差速离心法：通过交替使用低速和高速离心，用不同速度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。
(2)应用：①用于细胞器的分离
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，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，将各种细胞器分离开。
②用于DNA复制方式的探索实验。

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