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第二单元　细胞的基本结构与物质输入和输出
第1讲　细胞膜和细胞核
1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)(中频)2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)
(对应学生用书第24页)
　细胞膜的制备、成分和功能
1．细胞膜的制备
(1)实验原理：细胞吸水涨破离心,获得细胞膜。
(2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。
(3)选材原因
①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。
②无细胞壁，细胞易吸水涨破。
2．组成成分
细胞膜
【判断】　
(1)细胞膜由脂质和蛋白质构成。(×)
【提示】　细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还含有少量的糖类。
(2)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。(√)
(3)细胞膜中的脂质指的是磷脂。(×)
【提示】　细胞膜中的脂质指磷脂和胆固醇。
(4)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(×)
【提示】　同一生物体的细胞功能不同，所以细胞膜中蛋白质的种类和数量也会有所不同。
(5)细胞在分化过程中细胞膜上的蛋白质会发生改变。(√)
3．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
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B26.TIF" \* MERGEFORMAT
(3)进行细胞间的信息交流
①通过化学物质传递信息，如图
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B27.TIF" \* MERGEFORMAT
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
　生物膜的流动镶嵌模型(识图填空)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B30.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)据图填写细胞膜的组成物质：
a．糖蛋白；b.磷脂双分子层；c.蛋白质。
(2)图中c的分布形式：
①镶在[b]磷脂双分子层的表面；
②部分或全部嵌入b中；
③贯穿于整个b中。
(3)补充模型中有关结构或功能特点：
①基本支架：[b]磷脂双分子层；
②结构特点：具有一定的流动性；
③生理特性：选择透过性；
④a分布于细胞膜的外侧，具有保护、润滑和识别作用。
【判断】　
(1)细胞膜中磷脂分子排列为两层，因此细胞膜为两层膜。(×)
【提示】　细胞膜由两层磷脂分子组成，为一层膜。
(2)细胞膜的内外表面都有糖蛋白。(×)
【提示】　糖蛋白只分布在细胞膜外表面。
(3)细胞膜上的蛋白质包括结构蛋白、载体蛋白和受体蛋白等。(√)
　细胞核的结构和功能
1．细胞核的结构(据图填空)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B31.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)填写图中结构名称：
a．核膜；b.染色质；c.核仁。
(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。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-1+.tif" \* MERGEFORMAT
(对应学生用书第25页)
细胞膜的成分、结构和功能
1.细胞膜的成分
　 SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
2．生物膜的流动镶嵌模型
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-2.tif" \* MERGEFORMAT
3．细胞膜功能分析
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-3.tif" \* MERGEFORMAT
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../易误易混1.TIF" \* MERGEFORMAT
细胞膜成分、结构和功能的6个易错点
(1)磷脂分子的头部亲水、尾部疏水，由于细胞内外侧都是水环境，因此磷脂分子的头部排列在外侧，尾部排列在内侧。
(2)不同细胞膜的成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，如功能复杂的膜中，蛋白质数量多。
(3)细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(4)糖类主要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。
(5)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。
(6)细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白都是贯穿蛋白。
　下图表示细胞膜的亚显微结构，(数字表示相应物质，字母表示物质运输方式)，下列叙述错误的是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-5.tif" \* MERGEFORMAT
A．若图示为肝细胞膜，则O2的运输方式为b
B．细胞间的信息传递与①有密切的关系
C．适当提高温度将加快②和③的流动速度
D．线粒体内膜的化学组成与细胞膜完全相同
【思路分析】　　
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【解析】　　考查细胞膜的结构和物质跨膜运 ( http: / / www.21cnjy.com )输的方式的理解和识图能力。O2由肝细胞外自由扩散运输到细胞内，A项正确；细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息交流有关，B项正确；适当提高温度细胞膜上的磷脂和蛋白质分子运动速度加快，C项正确；线粒体内膜与细胞膜的功能不同，细胞膜上含有糖蛋白，因此两种膜的化学组成有差别。
【答案】　D
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向1　从膜蛋白功能的角度考查
1．(2013·滨州一模)生物膜上的蛋白质称为膜蛋白。下列有关膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．部分膜蛋白具有催化作用
B．膜蛋白在细胞膜内外两侧对称分布
C．载体的种类决定细胞主动运输物质的种类
D．膜蛋白的种类和含量决定了生物膜功能的复杂程度
【解析】　　生物膜的流动镶嵌模型认为，蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子表面，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。
【答案】　B
考向2　从细胞膜进行细胞间信息交流的角度考查
2．(2013·天津高考)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是(　　)
A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
【解析】　　解题时把握住信息传递离不开信息 ( http: / / www.21cnjy.com )分子(抗原、神经递质、激素和淋巴因子等)和受体的作用，受体可以特异性识别信息分子并与之结合，从而引起靶细胞发生生理变化。A项中，因蔗糖溶液浓度较高，且蔗糖分子不能进入细胞内部，使细胞失水，出现质壁分离现象，该现象可以体现选择透过性，但不能体现生物膜的信息传递功能。B项中，当抗原再次侵入机体时，可以与记忆细胞表面受体结合，引发记忆细胞增殖分化，从而产生更强烈的免疫效应。C项中，胰岛素可以与靶细胞膜表面受体结合，使靶细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用能力加强，从而起到降低血糖浓度的作用。
D项中，传出神经兴奋，释放神经递质作用于突触后膜(肌细胞膜)上的特异性受体，从而引起肌肉收缩。综上所述，A项符合题意。
【答案】　A
细胞核的结构和功能
细胞核的结构
名称 特点 功能
核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着②在有丝分裂中核膜周期性消失和重建③核膜是不连续的，其上有核孔④核膜具有选择透过性 化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出
核仁 ①折光性强，易与其他结构区分②在有丝分裂中周期性消失和重现 参与某些RNA的合成及核糖体的形成
染色质 易被碱性染料染成深色由DNA和蛋白质组成③与染色体的关系： ( http: / / www.21cnjy.com ) 分裂末期：解螺是遗传物质的主要载体
2．细胞核的功能
(1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的主要场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。
(2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA可控制蛋白质的合成，从而决定生物的性状。
有关细胞核的6个易错点
(1)并不是所有物质都能进出核孔。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA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)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。
(4)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。
(5)细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心在细胞质中。
(6)并非所有的真核细胞都有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核。
　(2014·福州模拟)下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B32+.TIF" \* MERGEFORMAT
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
【思路分析】　　
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】　　图中①为由DNA和蛋白质结合生 ( http: / / www.21cnjy.com )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；核孔具有选择性。
【答案】　D
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../技法总结1.TIF" \* MERGEFORMAT
(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。
(2)细胞核内的蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的；细胞质中的核糖体是在细胞核中的核仁合成的。
(3)核膜是双层膜，每一层膜由两层磷脂分子组成。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向　通过探究实验考查细胞核的功能
3．(2014·重庆模拟)有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B33.TIF" \* MERGEFORMAT
A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核
B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质
C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的
D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生
【解析】　　由题中实验可知 ( http: / / www.21cnjy.com )，a细胞的细胞核放入经人工处理后去核的b细胞，培养一段时间后形成的c细胞表现出a细胞的性状。将b细胞经人工处理后得到的细胞培养一段时间，表现出b细胞的性状，显然细胞核决定性状，即控制c性状发生的遗传信息来自细胞核，与细胞质无关。本实验中的观察目标是细胞，并不能代表生物体的一切性状。
【答案】　A
(对应学生用书第27页)
一、探究细胞膜组成成分和功能的实验设计
1．细胞膜组成成分的实验设计
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 ①脂溶剂处理 细胞膜被溶解
②磷脂酶处理 细胞膜被破坏
③脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 ①双缩脲试剂 紫色
②蛋白酶处理 细胞膜被破坏
2.细胞膜结构及结构特点的探究
(1)细胞膜磷脂双分子层的鉴定：提取细胞膜结构中磷脂分子，铺在水面上，测磷脂占有面积，与细胞膜面积对比分析。
(2)细胞膜流动性的鉴定：①方法：荧光蛋白标记法。
②思路：取A、B两种动物细胞，分别用红 ( http: / / www.21cnjy.com )、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况。
3．探究细胞膜功能的实验设计
(1)探究细胞膜具有控制物质进出细胞的功能(选择透过性)，可用台盼蓝染色(活细胞不着色，死细胞着色)。
(2)探究细胞具有识别功能，可将大量同种生物和亲缘关系较远的生物的精子或卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞能相互结合。
　现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题：
(1)为获得纯净的细胞膜，应选取上 ( http: / / www.21cnjy.com )述材料中的________做实验。选用该材料的原因是它________________________________________________________________________。
(2)将选取的上述材料放入________中，由于__________作用，一段时间后细胞将破裂。
(3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为________。
(4)有人发现，在一定温度条件下， ( http: / / www.21cnjy.com )细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的选择透过性。
材料：红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。
实验步骤：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
【解析】　　(1)人成熟的红细胞不仅无 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞核，也无其他膜结构，因此，是获取纯净细胞膜的好材料。(2)人体细胞外液的渗透压相当于质量分数为0.9%的生理盐水的渗透压，当红细胞放入蒸馏水中后，会因渗透作用吸水过多而破裂。(3)细胞膜的骨架是磷脂双分子层，因此，当磷脂分子层面积为S时，磷脂双分子层(细胞膜)面积为S/2。(4)磷脂分子由整齐的排列变得不整齐，导致细胞膜厚度改变，推测是细胞膜的骨架——磷脂分子运动造成的，因细胞膜具有一定的流动性，细胞膜的厚度才会改变。
(5)活细胞的细胞膜具有选择透过性 ( http: / / www.21cnjy.com )，细胞液中的色素不会从细胞中渗出；当细胞死亡时，细胞膜失去选择透过性，色素会从细胞中渗出。由题干信息可知，杀死细胞的方法是用质量分数为15%的盐酸处理。
【答案】　(1)人的成熟红细胞　除细胞膜 ( http: / / www.21cnjy.com )外无其他膜结构　(2)蒸馏水(清水)　渗透　(3)S/2　(4)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性　(5)实验步骤：①取适量的玫瑰花瓣，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为A、B　②A组加入适量的蒸馏水，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸　③观察A、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B34.TIF" \* MERGEFORMAT
【即时巩固】
1．(2013·广东六校二次联考)人 ( http: / / www.21cnjy.com )、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。图是相关实验记录，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
【解析】　　构成膜的磷脂分子和大多数的 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质分子是运动的，因而膜具有一定的流动性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15 ℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。根据图示数据只能说明：温度增加到15 ℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多。
【答案】　D
二、细胞膜的流动性与选择透过性辨析
1．细胞膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。
(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用、细胞融合等。
(3)膜的流动性受温度影响：在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。
2．细胞膜的功能特点——选择透过性
(1)结构基础：细胞膜上载体的种类和数量。
(2)细胞膜组成成分中的蛋白质有部分起载体作用，其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。
3．生物膜选择透过性与流动性的联系
细胞膜的流动性是表现其选择透过 ( http: / / www.21cnjy.com )性的结构基础。只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。
　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运动的
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
【解析】　　本题考查细胞膜的特性。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，而磷脂分子没有特异性。
【答案】　B
【即时巩固】
2．(2014·揭阳一中测试)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就可完成的是(　　)
A．吞噬细胞对抗原的摄取
B．噬菌体侵染细菌
C．植物细胞的质壁分离和复原
D．动物细胞的有丝分裂
【解析】　　吞噬细胞吞噬抗原形成吞噬泡 ( http: / / www.21cnjy.com )依赖细胞膜的流动性；植物细胞的质壁分离和复原过程中原生质层收缩和复原依赖细胞膜的流动性；动物细胞的有丝分裂过程中末期细胞膜向中间凹陷，母细胞缢裂为两个子细胞依赖细胞膜的流动性；噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌的细胞中，不依赖细胞膜的流动性。
【答案】　B
第2讲　细胞器——系统内的分工合作
1.细胞器的结构和功能(Ⅱ)(高频) 2.观察线粒体和叶绿体(实验)
(对应学生用书第29页)
　细胞器的结构和功能(据图填空)
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1．填写细胞器的名称
[a]：线粒体；[c]：内质网；[d]：高尔基体；[h]：溶酶体。
2．写出细胞器的功能
[a]：有氧呼吸的主要场所；
[b]：光合作用的场所；
[g]：与动物细胞、低等植物细胞有丝分裂有关。
3．细胞结构的综合分析
(1)乙是动物细胞的证据：有[g]中心体，没有[b]叶绿体、[f]液泡和细胞壁。
(2)含有色素的细胞器：[b]叶绿体、[f]液泡。
(3)动植物都有，但功能不同的细胞器：[d]高尔基体。
(4)光学显微镜下能观察到的细胞器：[f]液泡、[b]叶绿体和[a]线粒体。
【判断】　
(1)光合作用在叶绿体中进行，有氧呼吸在线粒体中进行。(×)
【提示】　蓝藻的光合作用不在叶绿体中进行。有氧呼吸的第一阶段不在线粒体中进行。
(2)正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用。(×)
【提示】　溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器。
(3)合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达。(×)
【提示】　内质网是脂质的合成“车间”，固醇类激素属于脂质，合成该类激素的细胞内质网发达。
(4)核糖体是rRNA和蛋白质组成的。(√)
(5)细胞器在细胞中的分布与细胞的功能相适应。(√)
　细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白和胞内蛋白
种类比较　　 分泌蛋白 胞内蛋白
合成场所 附着在内质网上的核糖体 游离的核糖体
作用场所 细胞外 细胞内
实例 胰岛素 呼吸酶等
2.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌
线
粒
体供能,
　细胞的生物膜系统
1．组成
细胞膜、核膜和各种细胞器膜。
2．功能
(1)细胞膜
(2)其他膜酶附着的支架——为生化反应的进行创造条件使细胞内部区域化——保证反应高效、有序地
进行
【判断】　
(1)靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成。(√)
(2)生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新。(√)
(3)生物膜系统指生物体内的所有膜结构。(×)
【提示】　生物膜系统是指细胞而非生物体。
(4)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成。(×)
【提示】　原核细胞只有一种细胞器核糖体，核糖体没有膜包被，因此原核细胞没有生物膜系统。
(5)生物膜系统使细胞内的生命活动能高效、有序地进行。(√)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-12+.tif" \* MERGEFORMAT
(对应学生用书第30页)
细胞器的结构和功能
1.线粒体和叶绿体的比较
线粒体 叶绿体
不同点 增大膜面积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构的薄膜堆叠而成基粒
完成的生理过程 有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段 光合作用的场所，完成光合作用的全过程
所含的酶种类 与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中 与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中
相同点 均具有能量转换功能；均具有双层膜结构；均含有少量DNA，与细胞质遗传有关；均能产生水，也消耗水；共同参与自然界中的碳循环
2.各种细胞器分类归纳
分布 动植物都有的细胞器 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体
主要分布于植物中的细胞器 叶绿体、液泡
主要分布于动物中的细胞器 中心体
分布最广泛的细胞器 核糖体(真、原核细胞)
结构 不具膜结构的细胞器 核糖体、中心体
具单层膜结构的细胞器 高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
具双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体
成分 含DNA的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
与有丝分裂有关的细胞器 核糖体(间期蛋白质的合成)、中心体(动物)、高尔基体(植物)、线粒体
与蛋白质的合成、加工、运输、分泌有关的细胞器 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
与主动运输有关的细胞器 核糖体(载体蛋白合成)、线粒体(提供能量)
功能 能产生水的细胞器 叶绿体(光合作用)、线粒体(有氧呼吸)、核糖体(脱水缩合)、高尔基体(植物细胞壁的形成)
能发生碱基互补配对的细胞器 叶绿体和线粒体(DNA复制、转录、翻译)、核糖体(翻译)
不同细胞的差别主要体现在细胞器的种类和数量上：
(1)在代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多。
(2)合成旺盛的细胞内，核糖体含量较多。
(3)叶肉细胞中含大量叶绿体，而根细胞内不含叶绿体。
(4)原核生物细胞中只有一种细胞器——核糖体。
　图中①～④表示某高等生物细胞的部分细胞器，下列有关叙述正确的是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B44.TIF" \* MERGEFORMAT
A．高倍光镜下可看到图中①～④所示的结构
B．所有细胞中均以④作为蛋白质合成场所
C．细胞中合成ATP的场所仅有图中结构①
D．结构③参与该细胞分裂末期细胞壁的形成
【思路分析】　　
思路考查细胞的亚显微结构和细胞器的结构、功 ( http: / / www.21cnjy.com )能各种细胞合成蛋白质的场所高倍光学显微镜与电子显微镜下细胞图像的区别该细胞为动物细胞还是植物细胞细胞内合成ATP的场所
【解析】　　图中的结构包括① ( http: / / www.21cnjy.com )线粒体、②中心体、③高尔基体、④核糖体，为电子显微镜下看到的亚显微结构，A错误；核糖体是原核细胞和真核细胞共有的合成蛋白质的场所，B正确；细胞中合成ATP的场所除了线粒体外，还有细胞质基质，C错误；该细胞有中心体，又为高等生物细胞，因此没有细胞壁，D错误。
【答案】　B
细胞结构图的识别方法
(1)显微图像与亚显微图像的判断
①表示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构，则为电子显微镜下的亚显微结构图。
②未表示出细胞器的结构，则为普通光学显微镜下的显微结构图。
(2)真核细胞、原核细胞图像的判断
①有核膜(或有核膜围成的真正细胞核)，则为真核细胞。
②无核膜(或无核膜围成的真正细胞核)，则为原核细胞。
(3)动植物细胞图像的判断
①
②在真核细胞中，无叶绿体和大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。
③有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向1　从叶绿体和线粒体的角度考查
1．(2012·大纲全国卷)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
【解析】　　本题综合性较强，解答时应全 ( http: / / www.21cnjy.com )面回顾光合作用与细胞呼吸的相关知识。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。
【答案】　A
考向2　从多种细胞器功能的角度考查
2．(2013·安徽高考)生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。下列叙述正确的是(　　)
A．细胞核是mRNA合成和加工的场所
B．高尔基体是肽链合成和加工的场所
C．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O
D．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶
【解析】　　熟知生物膜系统中的细胞核、 ( http: / / www.21cnjy.com )高尔基体、线粒体和溶酶体等多种细胞结构及其功能，即可得出正确答案。细胞核是基因表达的第一步——转录发生的主要场所，转录的产物有mRNA，故A项正确。高尔基体是肽链加工的场所，不是合成的场所，肽链合成的场所是核糖体，故B项错误。葡萄糖氧化分解的第一步形成丙酮酸，是在细胞质基质中进行的，丙酮酸进入线粒体再被氧化分解成CO2和H2O，因此葡萄糖不能直接在线粒体中被氧化分解，故C项错误。水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体而不是溶酶体，故D项错误。
【答案】　A
各种生物膜之间的联系
1.各种膜在化学组成上的联系
(1)相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性：不同生物膜的功能不同，其组成成分的含量也有差异，如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)上蛋白质含量高。
2．各种膜在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子分布其中，具有一定的流动性。
(2)生物膜在结构上具有一定的连续性，具体如下图所示：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B46.TIF" \* MERGEFORMAT
3．各种膜在功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)
(1)流程图示：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B47.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)流程图解读：
①细胞核：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。
②核糖体：通过翻译将氨基酸合成为多肽。
③内质网：对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的方式运送至高尔基体。
④高尔基体：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜与之融合。
⑤细胞膜：胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。
⑥线粒体：为各项过程提供能量。
有关生物膜的8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，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。
(8)游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类不同，前者合成的是结构蛋白，后者合成的是分泌蛋白。
　(2014·中山一中模拟)溶酶体是动物细胞中一种由膜构成的细胞器。溶酶体是一种动态结构，它不仅在不同类型细胞中形态大小不同，而且在同一类细胞的不同发育阶段也不相同。下图为溶酶体的生成及其作用的过程。据图回答：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-15.tif" \* MERGEFORMAT
溶酶体在细胞异体吞噬和自体吞噬中的形成和功能
(1)溶酶体是由________(细胞器)断裂产生的，内部含有________。
(2)溶酶体是细胞的________，其消化底物的来源有：一是自体________的细胞器；二是侵入细胞的________。
(3)生物膜是在原有膜的基础上，不断由新 ( http: / / www.21cnjy.com )的脂质或蛋白质插入而逐渐增长的。磷脂是在________中合成的，可通过两种途径运送到各种膜结构中。第一种途径是通过磷脂转运蛋白。第二种方式是通过出芽和膜融合。由于细胞的胞吞和胞吐作用以及囊泡运输，使________和________处于动态平衡状态。
(4)溶酶体的生成及其作用的过程，说明这些生 ( http: / / www.21cnjy.com )物膜的____________很相似，在________上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的密切配合。
【思路分析】　　
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】　　(1)溶酶体含有多种水解 ( http: / / www.21cnjy.com )酶，溶酶体中的水解酶是在内质网上的核糖体上合成多肽链，在内质网中加工，进一步在高尔基体中形成的。(2)侵入细胞的病菌、病毒和衰老、损伤的细胞器都会被溶酶体消化。(3)内质网是脂质的合成“车间”。胞吞和胞吐作用及囊泡运输，使细胞膜和胞内膜处于动态平衡。(4)各种生物膜成分和结构相似，并且结构和功能紧密联系。
【答案】　(1)高尔基体　水解酶　(2)消化车间　衰老、损伤　病毒或病菌　(3)内质网　细胞膜　胞内的膜　(4)组成成分和结构　结构和功能
(1)细胞器的膜可以相互转化，这是由于各种膜的化学组成成分和结构基本相同，高尔基体为转化的“枢纽”。
(2)溶酶体来自高尔基体，溶酶体中的酸性水解酶是由核糖体上合成多肽链进入内质网初加工，再进入高尔基体最终加工形成的。
(3)溶酶体既消化外来的病毒、病菌，也消化自身衰老、损伤的细胞器。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向　从分泌蛋白合成、加工和分泌的角度考查
3．将用3H标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外(如图)，其中的①②及物质X分别是(　　)
核糖体―→①―→②细胞膜细胞外
A．内质网、高尔基体、呼吸酶
B．内质网、高尔基体、胰岛素
C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶
D．内质网、线粒体、胰高血糖素
【解析】　　本题考查分泌蛋白的合成和加 ( http: / / www.21cnjy.com )工。分泌蛋白由核糖体合成，经内质网、高尔基体进一步的加工，由细胞膜分泌到细胞外。故①是内质网，②是高尔基体，物质X是分泌蛋白胰岛素。
【答案】　B
高考必备实验④
观察线粒体和叶绿体
一、实验原理
(1)观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。
(2)观察线粒体应选用动物或人体细胞，如 ( http: / / www.21cnjy.com )人口腔上皮细胞。用健那绿染液染色，健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。
二、实验步骤
(1)叶绿体的观察：
低倍镜观察：在低倍镜下找到叶肉细胞
↓
高倍镜观察：在高倍镜下，观察叶绿体的形态和分布情况
(2)线粒体观察：
制片
低倍镜观察：找到口腔上皮细胞
↓
高倍镜观察：线粒体呈蓝绿色，细胞质接近无色
观察线粒体和叶绿体实验的5个注意点
(1)观察叶绿体应选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物。
(2)观察线粒体应选择无色细胞如口腔上皮细胞。不能选择含叶绿体的植物细胞，因为叶绿体的绿色会影响被染成蓝绿色的线粒体的观察。
(3)该实验要保持细胞的生活状态，临时装片随时保持有水状态。观察线粒体需染色。
(4)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。
(5)线粒体和叶绿体的双层膜是电子显微镜下能看到而光学显微镜下看不到的结构。
【即时巩固】
　(2014·宿州模拟)下列有关用高倍镜观察线粒体和叶绿体的实验说法不正确的是(　　)
A．健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色
B．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚
C．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉
D．可用高倍镜直接观察叶绿体和线粒体
【解析】　　用显微镜观察时，应先用低倍镜找到物像，再换上高倍镜观察，不能用高倍镜直接观察。
【答案】　D
(对应学生用书第34页)
一、有关细胞结构的6个不一定
1．没有细胞核的生物不一定是原核生物。
原核生物没有成形的细胞核，但没有细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞核的生物不一定是原核生物。如病毒没有细胞结构，一般由蛋白质和核酸构成，结构非常简单，所以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。
2．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。
3．能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体。
对于原核生物来说，蓝藻没有叶绿体，但 ( http: / / www.21cnjy.com )因其细胞中含有藻蓝素、叶绿素及与光合作用有关的酶，所以能进行光合作用；硝化细菌和蓝藻都没有线粒体，但因其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶，所以能进行有氧呼吸。
4．具有细胞壁的生物不一定都是植物细胞。
自然界中除植物细胞具有细胞壁外，几乎全 ( http: / / www.21cnjy.com )部的真菌及原核生物中的蓝藻、细菌、放线菌等都有细胞壁。但植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，用纤维素酶和果胶酶处理可破坏植物细胞的细胞壁，而其他生物的细胞壁在纤维素酶的作用下不受影响。
5．具有中心体的生物不一定都是动物细胞。
低等植物细胞中也有中心体，所以判定一个细胞是不是动物细胞，不能仅根据是否具有中心体。
6．植物细胞中不一定具有叶绿 ( http: / / www.21cnjy.com )体，如根细胞中不具有叶绿体；植物细胞也不一定有大液泡，如根尖分生区细胞中没有大液泡，只有成熟的植物细胞才有大液泡。
　(2014·东北三省四市联考)下列有关细胞结构的叙述正确的是(　　)
A．能进行光合作用的细胞一定有叶绿体
B．能进行有氧呼吸的细胞一定有线粒体
C．能进行有丝分裂的细胞一定有细胞核
D．能进行蛋白质合成的细胞一定有内质网
【解析】　　蓝藻能进行光合 ( http: / / www.21cnjy.com )作用，但无叶绿体；硝化细菌等能进行有氧呼吸，但无线粒体；有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的方式；原核生物无内质网，但也可以合成蛋白质。
【答案】　C
【即时巩固】
1．(双选)(2013·广东高考)下表为四种不同细胞的比较结果，正确的是(　　)
选项 细胞 细胞壁 光合作用 染色质 细胞全能性
A 蓝藻细胞 有 有 有 无
B 洋葱根尖细胞 有 无 有 有
C 兔成熟红细胞 无 无 有 有
D 蛙受精卵 无 无 有 有
【解析】　　分析细胞类型，确定是原核细胞还 ( http: / / www.21cnjy.com )是真核细胞，是植物细胞还是动物细胞等，再对照各项的具体内容逐一判断。蓝藻为原核生物，有细胞壁，含叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，细胞中无染色质，一个细胞就是一个个体，全能性一般是针对多细胞生物而言的，A项错误；洋葱根尖细胞是高等植物细胞，无叶绿体，不能进行光合作用，有细胞壁和染色质，具有全能性，B项正确；兔为哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器，因此没有染色质，不含有遗传信息，故无全能性，C项错误；蛙受精卵是未分化的动物细胞，无细胞壁，不能进行光合作用，有染色质，全能性最高，D项正确。
【答案】　BD
二、分泌蛋白加工、运输和分泌过程中相关膜变化的表示方法
1．如图一表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪 ( http: / / www.21cnjy.com )不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，图示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。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B48.TIF" \* MERGEFORMAT 图一
2．如图二和图三分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B49.TIF" \* MERGEFORMAT
图二　　　　　　　　　图三
　用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，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所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图乙所示。下列叙述不正确的是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B50.TIF" \* MERGEFORMAT
甲　　　　　　　　　　乙
A．图甲中a曲线所指的细胞结构是内质网
B．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
C．图乙中f曲线表示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内质网
【解析】　　氨基酸首先在核糖体上被利用，然后 ( http: / / www.21cnjy.com )进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质。故图甲中a、b、c依次是核糖体、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、细胞膜的膜面积增加，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。
【答案】　A
【即时巩固】
2．(2013·广东六校联考)下图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B51.TIF" \* MERGEFORMAT
A．抗体　　　　　　　　B．雄性激素
C．呼吸酶 D．DNA聚合酶
【解析】　　解答本题首先要清 ( http: / / www.21cnjy.com )楚呼吸酶和DNA聚合酶是细胞内蛋白，抗体是分泌蛋白，性激素属于脂质。其次要清楚分泌蛋白的合成与分泌的基本环节：细胞核(DNA转录形成mRNA)→核糖体(合成蛋白质)→内质网(初加工并运输蛋白质)→高尔基体(加工、包装、运输)→细胞膜(胞吐)→细胞外。
【答案】　A
第3讲　细胞的物质输入和输出
1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)(中频)2.通过模拟实验探究膜的透性(实验)3.观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)
(对应学生用书第36页)
　细胞的吸水和失水
1．渗透作用原理
(1)发生渗透作用的条件：
①具有半透膜；
②膜两侧溶液具有浓度差。
(2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。
2．动物细胞的吸水和失水
(1)哺乳动物成熟红细胞发生渗透作用的条件：
①细胞膜相当于半透膜；
②细胞质与外界溶液之间存在浓度差。
(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。
3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构全透性小细胞质原生质层半透膜大细胞液
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../2-21.tif" \* MERGEFORMAT
(2)条件和现象
①外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
③外界溶液浓度＝细胞液浓度时，细胞不吸水也不失水。
(3)植物细胞质壁分离的现象与原因：
①现象：原生质层与细胞壁分离；
②外因：外界溶液浓度>细胞液浓度，导致细胞失水；
③内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层。
　物质跨膜运输的方式
1．离子和小分子物质的运输方式(b为ATP)(据图填空)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B59.TIF" \* MERGEFORMAT
　　　　　甲　　　　　乙　　　　　　　　丙
(1)填写有关跨膜方式及结构名称：
甲：自由扩散；乙：协助扩散；
丙：主动运输；a：载体蛋白。
(2)写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素：
①制约甲的因素是膜两侧的浓度差；
②决定乙的因素之一是a的种类和数量；
③决定丙的动力是能量(ATP)。
(3)实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)：
①水分子进入红细胞的方式是甲；
②葡萄糖进入红细胞的方式是乙；
③K＋进入红细胞的方式是丙。
2．大分子的运输方式
　　　　　　　甲　　　　　　　　　乙
(1)填写跨膜运输方式：
甲：胞吐；乙：胞吞。
(2)甲和乙的运输方式与细胞膜的流动性有关。
(3)乙过程要通过膜外表的糖蛋白的识别。
3．水稻和番茄吸收不同离子的特点
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B58.TIF" \* MERGEFORMAT
(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。
【判断】　
(1)脂溶性物质通过自由扩散的方式进出细胞。(√)
(2)ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量。(×)
【提示】　CO2是小分子，跨膜方式为自由扩散，因此不需要ATP提供能量。
(3)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。(×)
【提示】　H＋进入液泡的方式是主动运输。
(4)水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞。(×)
【提示】　水分子进出轮藻细胞为自由扩散，钾离子进出轮藻细胞为主动运输。
(5)大分子物质通过胞吞或胞吐方式进入或排出细胞不消耗能量。(×)
【提示】　胞吞或胞吐过程消耗能量。
(6)细胞膜上运输不同物质或离子的载体是相同的。(×)
【提示】　载体具有特异性。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B61.TIF" \* MERGEFORMAT
(对应学生用书第37页)
渗透系统及应用
1.渗透作用模型与成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统的比较
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗透系统
基本条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差值
原理 水分子通过半透膜的扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散
水扩散方向 低浓度溶液→高浓度溶液
半透膜、选择透过性膜的比较
区别：(1)半透膜是无生命的物理 ( http: / / www.21cnjy.com )性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，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，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。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，而不允许大分子物质通过。
2．常见渗透装置图形分析
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B63.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内 ( http: / / www.21cnjy.com )由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
3．验证渗透作用发生的条件
(1)实验设计：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B64.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)结论：
A组和B组对比说明渗透作用要有半透膜。
A组和C组对比说明发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。
4．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
不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜
有关渗透系统和发生渗透作用的5个易错点
(1)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。
(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。
(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量 ( http: / / www.21cnjy.com )浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的渗透压小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多。
(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(5)只有活的、成熟的植物细胞才能发生渗透失水和吸水，从而发生质壁分离和复原。
　(2014·青岛二中月考)某同学设计渗透装置如下图所示(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(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B65.TIF" \* MERGEFORMAT
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
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )【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。
【答案】　B
发生渗透作用的规律总结
(1)膜两侧同种物质的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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向　由实验结果分析实验条件
1.
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B67.TIF" \* MERGEFORMAT
如图所示，溶液X中含有绿色染料，溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液Y中含有红色染料，溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时，两支漏斗中溶液液面的高度一样。10 min后观察的结果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染料，溶液Y中含有了红色和蓝色染料，溶液Z中含有了绿色和蓝色染料。
下列有关描述中，正确的是(　　)
A．溶液Z的浓度最高
B．溶液Y的浓度最低
C．溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中
D．溶液Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中
【解析】　　从实验结果入手分析：“溶液X液面上升，溶液Y液面下降”可知，三种溶液的浓度为X>Z>Y。
从染料的情况看：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B68.TIF" \* MERGEFORMAT
　　　　　　　开始时　　　　　　结束后
可知，溶液X中的绿色染料能够通过半透膜进入溶液Z中，溶液Z中的蓝色染料能够通过半透膜进入溶液Y中。
【答案】　B
物质进出细胞的方式及影响因素
1.小分子和离子的跨膜运输
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
图例 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B69.TIF" \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B70.TIF" \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B71.TIF" \* MERGEFORMAT
运输方向 高浓度→低浓度 一般为低浓度→高浓度
特点 不需要载体不消耗能量 需要载体不消耗能量 需要载体消耗能量
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 基酸、无机盐等
影响因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜内外物质的浓度差；膜载体种类和数量 膜载体的种类和数量；能量(温度、氧浓度)
2.影响物质跨膜运输的因素及模型构建
(1)物质浓度：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B72.TIF" \* MERGEFORMAT
　自由扩散　　协助扩散或主动运输　主动运输
(2)氧气浓度：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B73.TIF" \* MERGEFORMAT
　自由扩散或协助扩散　　　　主动运输
(3)温度：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B74.TIF" \* MERGEFORMAT
3．大分子和颗粒性物质进出细胞的方式
方式 胞吞 胞吐
图例 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B75.TIF" \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B76.TIF" \* MERGEFORMAT
运输方向 胞外→胞内 胞内→胞外
特点 不需要载体、消耗能量
举例 吞噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌
影响因素 细胞膜流动性、能量等
有关物质进出细胞方式的8个易错点
(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)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输。
　(2013·新课标全国卷Ⅰ)关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是(　　)
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
【思路分析】　　
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】　　分析题中植物通过主动运输 ( http: / / www.21cnjy.com )吸收矿质元素离子的有关知识，联系主动运输的条件和影响因素，逐项进行解答。植物细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性，其细胞学基础是细胞膜上有特异性的载体，不同植物细胞膜上载体的种类和数量不同，所以吸收不同矿质元素离子的速率不同，A项错误。低温条件下呼吸酶活性下降，呼吸速率下降，产生的ATP少，会影响矿质元素离子主动运输的速率，B项错误。主动运输过程除了需要载体外还需要能量，能量是由活细胞进行细胞呼吸提供的，只有活细胞能进行细胞呼吸，C项正确。叶肉细胞的生命活动需要矿质元素离子，一般以主动运输方式吸收矿质元素离子，D项错误。
【答案】　C
物质跨膜运输方式的判断方法
(1)根据分子大小与载体蛋白、能量的需要判断：
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com ) (2)根据曲线判断：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B77.TIF" \* MERGEFORMAT
　　　　甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙
①随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图甲)；
②成正比关系的曲线表示自由扩散(如图乙)；
③与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输(如图丙)。
(3)根据运输方向判断：逆浓度梯度运输的都是主动运输。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../高考命题方向.TIF" \* MERGEFORMAT
考向1　以示意图的形式考查物质跨膜运输的方式
2．(2014·哈师大附中高三测试)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是 (　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../H-105+.tif" \* MERGEFORMAT
A．此膜中载体也能运输蔗糖
B．碘以该方式进入海带细胞
C．该方式不会出现饱和现象
D．该方式发生的条件为顺浓度梯度
【解析】　　葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白协助但不消耗ATP，故其跨膜运输方式为协助扩散。该运输方式是由高浓度到低浓度，会出现饱和现象。因载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖。碘是以主动运输的方式进入胞内的。
【答案】　D
考向2　以坐标图的形式考查物质跨膜运输的方式
3．右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输(不包括胞吞和胞吐)的方式，下列表述错误的是(　　)
A．只有在氧气存在时才会发生方式b的物质运输
B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
【解析】　　本题考查物质 ( http: / / www.21cnjy.com )跨膜运输的方式，考查获取信息的能力和理解能力。a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输。在b的运输方式中，随被转运分子的浓度的增大，转运速率不再增加，是受到载体数量的限制。
【答案】　A
考向3　以实验情景的形式考查物质跨膜运输方式
4．(2011·新课标全国卷)撕取 ( http: / / www.21cnjy.com )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
【解析】　　本题主要考查 ( http: / / www.21cnjy.com )植物细胞的吸水、失水及水分进出细胞的方式。水分进出细胞的方式为自由扩散，属被动运输。甲组细胞在完全营养液中浸泡时，会通过主动运输从营养液中吸收矿质元素，而增大其细胞液浓度；乙组的细胞浸在蒸馏水中会吸水，从而降低其细胞液浓度。因此，甲组细胞的细胞液浓度要比乙组细胞的细胞液浓度高，因此，将其放入较高浓度的蔗糖溶液中后，乙组细胞失水要比甲组多。
【答案】　C
高考必备实验⑤
观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../K-11.TIF" \* MERGEFORMAT
2．质壁分离与复原实验流程
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../T14.TIF" \* MERGEFORMAT
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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．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
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
(2)测定细胞液浓度范围
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
【即时巩固】
　(2014·江苏四市调研)某同 ( http: / / www.21cnjy.com )学探究“不同浓度蔗糖溶液对叶表皮细胞形态的影响”，得到下图所示结果。相关叙述不正确的是 (　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B79.TIF" \* MERGEFORMAT
A．实验主要原理是成熟的植物细胞能够发生渗透作用
B．实验中需要使用血细胞计数板、盖玻片、显微镜等仪器
C．叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会发生膨胀
D．结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L之间
【解析】　　细胞液的浓度应该介于没 ( http: / / www.21cnjy.com )有发生质壁分离的蔗糖溶液浓度和刚好发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间，根据坐标图应在0.1～0.15 mmol/L之间。
【答案】　D
(对应学生用书第41页)
一、物质跨膜运输方式的实验探究
探究某种物质的跨膜运输方式可依据浓度高低、是否需要能量、是否需要载体蛋白三个方面展开分析。
(1)浓度从低到高——主动运输；
浓度从高到低——协助扩散或自由扩散。
(2)抑制呼吸作用，物质跨膜中止——主动运输；
抑制呼吸作用，物质跨膜无影响——协助扩散或自由扩散。
(3)抑制载体蛋白，物质跨膜中止——主动运输或协助扩散；
抑制载体蛋白，物质跨膜无影响——自由扩散。
　已知红细胞以协助扩散的方式吸收葡萄糖，而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以确定。
(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，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，____________，其他条件相同且适宜。
第三步： ____________________。
(2)预测实验结果并分析：
①若____________________，说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散。
②若____________________，说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。
【解析】　　要探究小肠上皮 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，应将小肠上皮细胞设置为能进行细胞呼吸的对照组和不能进行细胞呼吸的实验组进行对照实验，然后检测并比较两组细胞对葡萄糖的吸收速率。
【答案】　(1)第二步：乙组抑制细胞呼吸(其他相近答案亦可)。
第三步：一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸收速率
(2)①甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同
②若乙组细胞的吸收速率明显小于甲组吸收速率，或者完全不吸收
【即时巩固】
1．下图为某种植物吸收某种物质 ( http: / / www.21cnjy.com )的跨膜运输示意图，其中△表示某种物质，a、b为构成细胞膜的物质或结构，C是能源物质，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。请探究该物质的跨膜方式。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B80.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)如果A是膜内，该物质是从B→A运输，能否判断该物质跨膜运输方式是主动运输？
(2)如果A是膜外，该物质的浓度与细胞膜转运该物质速度一直呈正相关，能确定其跨膜运输方式吗？
(3)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加， ( http: / / www.21cnjy.com )其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，此时能判断该物质的运输方式吗？怎样设计实验确定其跨膜运输方式？
【解析】　　根据物质跨膜运输的特点，对照题目的条件逐一判定即可。
【答案】　(1)能，因为该物质从B→A运输，即从低浓度向高浓度运输，可直接判断为主动运输。
(2)能，该跨膜运输方式为自由扩散，因为自由扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。
(3)可能为协助扩散，也可能是主动运 ( http: / / www.21cnjy.com )输。将发育状况相同的该植物等分成甲、乙两组，放入适宜浓度的该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。
二、外界因素对主动运输影响的曲线分析
关于外界因素对主动运输的影响可以通过曲线图形式呈现出来。解答这类问题时，需要明确纵坐标和横坐标所表示的含义，还要分析曲线的走势(如下表)。
影响因素 图解 图形分析
氧分压 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B81.TIF" \* MERGEFORMAT ①A点时，无氧呼吸为离子 ( http: / / www.21cnjy.com )吸收提供能量②AB段表示在一定范围内，随氧气增多，有氧呼吸加强，主动运输吸收离子速率加快③BC段限制离子吸收速率的因素主要是载体蛋白的数量
温度或pH HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B82.TIF" \* MERGEFORMAT 温度或pH主要通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性，影响离子的吸收速率
离子浓度 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B83.TIF" \* MERGEFORMAT ①AB段，载体蛋白未饱和 ( http: / / www.21cnjy.com )，随离子浓度增大，离子吸收速率加快②BC段，载体蛋白已饱和，限制因素主要是载体蛋白的数量③CD段，离子浓度过高，细胞渗透失水，影响了细胞的正常代谢活动，离子吸收速率下降
说明：影响主动运输的因素有内部因素和 ( http: / / www.21cnjy.com )外部因素两种，前者包括生物膜上载体蛋白的种类和数量，后者包括氧气浓度、温度、pH等，这些影响细胞呼吸的因素都会影响主动运输。
　(2013·北京朝阳区期末)右图是番茄根细胞对K＋吸收速率和氧分压的关系曲线，下列说法错误的是(　　)
A．图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同
B．A→B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要原因
C．在B点以后，通过中耕松土可进一步促进对K＋的吸收
D．氧分压为8时，AB曲线最可能演变为M2形态
【解析】　　A点氧分压为0，呼吸作用是 ( http: / / www.21cnjy.com )无氧呼吸，B点呼吸作用是有氧呼吸，所以A、B两处用于根代谢活动的酶不同，选项A正确；K＋进入根细胞是主动运输，消耗能量，选项B正确；B点以后，K＋的吸收速率受载体数量限制，与氧气含量无关，选项C错误、D正确。
【答案】　C
【即时巩固】
2．(2014·山东省实验中学高三模拟) ( http: / / www.21cnjy.com )下图表示不同物质穿过细胞膜进入人体细胞内的四种情况。加入有氧呼吸抑制剂后，曲线变化最明显的是 (　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B85+.TIF" \* MERGEFORMAT
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B85-.TIF" \* MERGEFORMAT
【解析】　　加入有氧呼吸抑制剂只能抑制主动运输过程，对自由扩散和协助扩散没有影响，只有C图中曲线可以表示主动运输。
【答案】　C

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