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1．(2022·河北卷)关于细胞器的叙述，错误的是( D )
A．受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B．线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C．生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D．附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
解析： 溶酶体中有水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解，降解产生的有用物质可被再次利用，A正确；生物膜上的蛋白质可具有物质运输等功能，线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质，B正确；生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素，属于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖体合成后，需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外，C正确；附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同，均主要由RNA和蛋白质组成，D错误。
2．(2022·广东卷)将正常线粒体各部分分离，结果见图。含有线粒体DNA的是( C )
A．①　　 B．②　　
C．③　　 D．④
解析： ①指线粒体内膜和外膜的间隙，②指线粒体内膜，③指线粒体基质，④指线粒体外膜。线粒体DNA分布于线粒体基质，故将正常线粒体各部分分离后，线粒体DNA应该位于线粒体基质③中，C正确。
3．(2021·河北省高考改编)下列叙述正确的是( A )
A．酵母菌和白细胞都有细胞骨架
B．发菜和水绵都有叶绿体
C．颤蓝细菌(旧称颤藻)、伞藻和小球藻都有细胞核
D．黑藻、根瘤菌和草履虫都有细胞壁
解析：酵母菌属于真菌，是真核生物，白细胞是真核细胞，这两种细胞都具有细胞骨架，细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构，与细胞的运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等多种功能有关，A正确；发菜属于蓝细菌(旧称蓝藻)，是原核生物，其细胞中没有叶绿体，水绵细胞中具有叶绿体，B错误；颤蓝细菌(旧称颤藻)属于蓝细菌(旧称蓝藻)，是原核生物，没有细胞核，只有拟核，伞藻和小球藻是真核生物，它们的细胞中具有细胞核，C错误；黑藻是植物，其细胞具有细胞壁，根瘤菌是细菌，其细胞也具有细胞壁，草履虫是单细胞动物，不具有细胞壁，D错误。故选A。
4．(2020·江苏卷改编)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是( A )
A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖
B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同
C．皮肤表皮细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少
D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关
解析：线粒体是细胞的“动力车间”，根据细胞代谢的需要，线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，不含DNA，而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，所含核酸种类不同，B错误；内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道，在皮肤表皮细胞中数量较少，而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液，细胞中的内质网数量较多，C错误；分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，D错误。故选A。
5．(2020·浙江卷改编)溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是( C )
A．高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体
B．中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解
C．溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡
D．正常情况下溶酶体中的酶不会进入细胞质
解析：溶酶体是由高尔基体断裂后的囊泡结构形成，其内包裹着多种水解酶，A正确；溶酶体的功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣，因此中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种水解酶降解，B正确；溶酶体是由脂双层构成的单层膜包被的小泡，C错误；正常情况下溶酶体中的酶不会进入细胞质，D正确。故选C。
6．(2019·全国卷Ⅲ，改编)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是( D )
A．三者都存在于蓝细菌中
B．三者都含有DNA
C．三者都是与能量代谢有关
D．三者的膜结构中都含有蛋白质
解析：蓝细菌属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，A项错误；线粒体和叶绿体中含有DNA，高尔基体中不含有DNA，B项错误；与能量代谢有关的细胞器是线粒体、叶绿体等，C项错误；高尔基体是具有单层膜的结构，线粒体和叶绿体是具有双层膜的结构，三者的膜结构中都含有蛋白质，D项正确。第3节　细胞核的结构和功能
必备知识·夯实双基
课标要求
1．简述细胞核的结构与功能。
2．尝试制作真核细胞的三维结构模型。
3．阐明遗传信息主要存在于细胞核中。
核心素养
1．生命观念——结构与功能观：细胞核的结构与其功能相适应。
2．科学思维——模型与建模：通过制作真核细胞的三维结构模型，掌握模型制作的方法。
3．科学探究——通过对细胞核功能的实验分析，掌握对照实验的设置。
知识点一　细胞核的分布与功能
1．分布
(1)除了高等植物成熟的筛管细胞和_哺乳动物成熟的红细胞__等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
(2)_原核细胞__无细胞核。
2．探究细胞核功能的实验
序号 实验内容 实验过程 实验结论
1 黑白两种美西螈细胞核移植 美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的
2 横缢蝾螈受精卵 蝾螈细胞的_分裂和分化__是由细胞核控制的
3 将变形虫切成两半 变形虫的分裂、生长、再生、_应激性__是由细胞核控制的
4 伞藻嫁接与核移植 (1)伞藻嫁接实验 伞藻“帽”的形状是由_细胞核__控制的
实验分析：(1)实验1缺乏对照实验，若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的实验，将增强结论的说服力。实验2、3、4遵循了对照原则。
(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步证明了细胞核的功能。
3．细胞核的功能
(1)细胞核是_遗传信息库__。
(2)细胞核是细胞_代谢和遗传__的控制中心。
活学巧练
1.某些细胞无细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的。( × )
2．细胞核控制着细胞的代谢和遗传。( √ )
3．细胞核与细胞质是相互依存的统一整体。( √ )
4．真核细胞失去细胞核后比正常细胞寿命要短。( √ )
深入探讨
1.伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10 cm。生物学上常用它来研究细胞核的有关功能，下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下问题：
(1)嫁接实验的结果可以说明？
提示：(1)伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态可能与细胞核有关)。
(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？
提示：排除假根中其他物质对实验结果的影响。
(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。
提示：细胞质可通过多种代谢途径产生构建伞帽的物质。
(4)指出选择伞藻作为研究细胞核有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)
提示：大型单细胞、伞帽形态差异明显、不同伞藻间容易嫁接(任选两条)。
2．精子几乎无细胞质，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，它们的存活时间都很短，为什么？
提示：因为细胞是一个统一的整体，细胞核和细胞质是相互依存的。
3．生物的性状都是由细胞核控制的吗？
提示：生物的性状并不是都由细胞核控制，细胞质中也有遗传物质，也控制生物的部分性状。
课内探究·名师点睛
细胞核的功能
细胞核在细胞的生命活动中起着决定性作用。
(1)细胞核是遗传信息库。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递给子代，保证了遗传的连续性。
(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核控制细胞的物质合成、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通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
特别提醒：(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、血小板，植物的筛管细胞；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
(2)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
(3)原核生物的拟核是遗传物质储存的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
典例剖析
典例1 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( A )
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，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。
变式训练 科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其代谢等活动又能恢复，这说明了细胞核是( D )
A．细胞代谢的主要场所
B．遗传物质的储存和复制场所
C．细胞遗传性状的控制中心
D．细胞生命活动的控制中心
解析： 细胞质基质是细胞代谢的主要场所，A错误；细胞核是遗传物质的储存和复制场所，但题干中没有涉及相关信息，B错误；细胞核是细胞遗传性状的控制中心，但题干中没有涉及变形虫的各种性状特征，C错误。
知识点二　细胞核的结构与建构模型
必备知识·夯实双基
1．结构
2．染色质(体)的组成及特点
(1)主要组成
(2)特点：容易被_碱性染料__染成深色。
3．细胞核的结构特点及各部分功能
结构 特点 功能
核膜 ①核膜是真核细胞所特有的结构，原核细胞没有核膜；②_双__层膜，外层核膜与内质网膜相连；外层核膜外侧附着有大量的_核糖体__，附着较多_酶__ 将 核内物质与细胞质　分隔开，具有一定的保护作用，利于多种反应进行
核仁 大小、数目等在不同细胞、不同代谢状态下不同 它与_核糖体的形成__和某种RNA的合成有关
核孔 核膜上的一种孔道结构，细胞类型不同和细胞生长阶段不同，核孔的数目和大小都会有差异 实现核质之间频繁的 物质交换和信息交流　，能选择性地转运核内外物质
染色质(体) 染色质和染色体是_同一物质__在细胞_不同时期__的两种_存在状态__(前者为丝状，后者为圆柱状或杆状) 染色质(体)主要由 DNA和蛋白质组成　，染色质(体)是真核细胞遗传物质DNA的主要载体，DNA是_遗传信息__的载体
4.建构模型
(1)模型概念：是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的_概括性__的描述。
(2)生物模型的类型：_物理模型__、_数学模型__、概念模型等。
(3)尝试制作真核细胞的三维结构模型。
活学巧练
1.核膜上的核孔可以让蛋白质和DNA自由进出。( × )
2．代谢旺盛的细胞，核孔数目较多。( √ )
3．染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质。( × )
4．细胞膜的流动镶嵌模型属于概念模型。( × )
深入探讨
1.核孔是不是一个真实的孔？大分子物质(蛋白质和RNA)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？举例说明。
提示：核孔不是一个真实的孔，而是一个蛋白质复合体。核孔具有选择性，例如，细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质，也并不是所有的蛋白质都能通过核孔。
2．代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。请总结核孔数量、核仁大小与细胞代谢程度的关系。
提示：代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量较多。
3．同一生物体内所有的细胞“蓝图”都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样？
提示：同一生物体内的所有细胞都来自受精卵的分裂，细胞的“蓝图”都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。
课内探究·名师点睛
1．核膜和核孔
(1)结构及成分
①核膜是双层膜，外膜有些部位与内质网相连，因此膜间腔与内质网腔相通。
②核膜是不完全连续的，其上具有核孔。
③核膜是生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成。
(2)功能
①核膜起屏障作用，把核内物质和细胞质分开。
②核膜控制离子和小分子物质进出细胞核。
③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数量较多。
④核膜的外膜表面附着大量的核糖体颗粒，有合成蛋白质的功能。
2．核仁
(1)核仁折光性较强，易与其他物质分开。
(2)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(3)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。
特别提醒：①具有核膜、核仁、染色质(体)等结构是真核细胞的特征，也是与原核细胞的最主要区别。
②在细胞周期中，核仁是一个高度动态化的结构，在细胞有丝分裂期间表现出周期性地消失与重建。
3．染色质和染色体的比较
项目 染色质 染色体
相同点 成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 遗传物质的主要载体
不同点 存在时期 分裂间期 分裂期
形态 细长的丝状 光镜下能看到呈圆柱状或杆状
联系 染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态：
典例剖析
典例2 下列关于染色体和染色质的叙述，正确的是( D )
A．染色体分布在细胞核中，染色质分布在线粒体和叶绿体中
B．染色质和染色体的主要区别在化学组成和功能方面
C．所有细胞中均含有染色质和染色体
D．在分裂结束的细胞核中，染色质呈细长的丝状；当细胞进入分裂期时，染色质细丝逐渐变为染色体
解析： 染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在状态，线粒体和叶绿体中无染色质，有DNA，A项错误；染色质和染色体实质上是同一种物质，主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，故染色质和染色体的化学组成和功能相同，B项错误；染色质(体)只存在于真核细胞中，原核细胞中没有，C项错误；染色质呈细长的丝状，染色体呈圆柱状或杆状，细胞分裂时，染色质高度螺旋化，缩短变粗，形成染色体；细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，D项正确。
变式训练 如图表示细胞核的结构，下列关于细胞核结构的说法错误的是( C )
A．③能够将核内物质与细胞质分开
B．⑤与某种RNA的合成及核糖体的形成有关
C．蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥数量较多，④数目较多
D．RNA主要是通过⑥从细胞核到达细胞质
解析： ①～⑥分别表示核糖体、内质网、核膜、染色质、核仁和核孔。核膜能够将细胞核内的物质与细胞质分隔开来，A项正确；核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，B项正确；蛋白质合成越旺盛，核孔数量越多，但染色质的数目不变，C项错误；RNA是大分子物质，通过核孔从细胞核到达细胞质，D项正确。
知识点三　细胞在生命系统中的地位
必备知识·夯实双基
1．结构特点
(1)细胞复杂而精巧。
(2)各组分之间_分工合作__成为一个整体。
2．地位
(1)生物体结构的_基本单位__。
(2)_生物体代谢和遗传__的基本单位。
活学巧练
1.细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。( √ )
2．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成。( √ )
3．离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等，也能独立地完成各项生命活动。( × )
课内探究·名师点睛
细胞的各个部分并不是彼此孤立的，而是相互联系、协调一致地构成有机的统一整体。主要表现在以下几个方面
(1)从结构上看
①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。
②细胞器膜、细胞膜和核膜等结构构成细胞的生物膜系统。
(2)从功能上看
细胞各部分结构的功能虽不相同，但这些结构相互联系、分工合作、协调一致，共同完成各项生命活动。
(3)从调控上看
细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核内的DNA通过控制蛋白质的合成调控细胞的各项生命活动。
(4)从与外界环境的关系看
生物体内的每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而且与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换。
(5)从细胞核与细胞质的关系看
①脱离细胞质，细胞核不能独立生存，这是因为细胞核调控生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供。
②脱离细胞核，细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。
③细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动。
典例剖析
典例3 下列事实能说明细胞是一个有机统一整体的是( C )
A．细胞核是储藏遗传信息的场所
B．细胞膜能控制物质进出
C．胰岛素的合成和分泌需要多种结构的配合
D．细胞分裂时染色质转变成染色体
解析：细胞核是储藏遗传信息的场所，这是细胞核的功能，不能说明细胞是一个有机统一整体，A项错误；细胞膜能控制物质进出，这是细胞膜的功能，不能说明细胞是一个有机统一整体，B项错误；胰岛素的合成和分泌需要多种结构的配合，这说明细胞是一个有机统一整体，C项正确；细胞分裂时染色质转变成染色体，这是细胞分裂过程的特点，不能说明细胞是一个有机统一整体，D项错误。
变式训练 以动物受精卵为实验材料进行以下实验，有关分析正确的是( D )
A．实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B．实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C．实验①说明了细胞核对细胞质的重要性，实验②说明了细胞质对细胞核的重要性
D．该实验说明细胞只有保持结构的完整性才能正常进行各项生命活动
解析： 实验①和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A项错误；实验②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B项错误；实验①和实验②说明细胞核和细胞质不能单独存活，C项错误；该实验证明细胞只有保持结构的完整性才能正常地进行各项生命活动，D项正确。
生物模型的分类
项目 物理模型 数学模型 概念模型
概念 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征 用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图，依实验数据绘制的柱状图、饼状图等 以图示、文字、符号等组成的流程图形式，对生物的生命活动规律、机理进行描述、阐明
举例 真核细胞的亚显微结构模型；DNA的双螺旋结构模型 种子萌发过程中水分含量变化曲线 分泌蛋白的合成和分泌过程示意图
特点 将真实事物按一定比例扩大或缩小 定性或定量描述各认识对象的特征 抽象概括出事物本质特征
典例4　(2023·河南信阳高级中学高一月考)下列关于制作真核细胞的三维结构模型的说法，正确的是( D )
A．真核细胞的三维结构模型属于概念模型
B．真核细胞的三维结构模型属于数学模型
C．拍摄洋葱表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型
D．以实物或图的形式建构真核细胞的三维结构模型属于物理模型
解析：真核细胞的三维结构模型属于物理模型，A、B项错误；拍摄洋葱表皮细胞的显微照片是实物，不是物理模型，C项错误；物理模型就是以实物或图的形式直观地表达认识对象的特征，D项正确。
学霸记忆
1.细胞核由核膜、核仁和染色质等结构组成。
2．染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态，主要成分是DNA和蛋白质。
3．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
1．(2023·云南省通海县第一中学高一期中)下图为细胞核结构模式图，据图分析下列叙述中不正确的是( D )
A．结构1与核糖体的形成有关
B．结构3控制细胞的代谢和遗传
C．核孔对物质进出细胞核具有选择性
D．图中4由两层磷脂分子组成
解析：结构1表示核仁，与核糖体的形成有关，A正确；结构3表示染色质，由DNA和蛋白质组成，控制细胞的代谢和遗传，B正确；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，对物质进出细胞核具有选择性，C正确；图中4为核膜，核膜为双层膜结构，由4层磷脂分子组成，D错误。故选D。
2．(2023·辽宁大连第一学期期末)人体内成熟的红细胞没有细胞核，精子的细胞质极少，两者的寿命都相对较短。这一事实可以说明( C )
A．细胞核决定细胞的寿命
B．细胞质决定细胞的寿命
C．细胞核与细胞质相互依存
D．环境因素影响细胞寿命
解析：人体内成熟的红细胞没有细胞核，精子的细胞质极少，两者的寿命都相对较短，说明细胞核与细胞质相互依存，C正确。
3.Ⅰ.如图表示动物、植物细胞二合一亚显微结构模式图，回答下列问题：
(1)若某细胞含有A、B两图中各种细胞器，则为_低等植物__细胞。
(2)对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”是结构[_5__]_高尔基体__。
(3)细胞内表面积最大的膜结构是[_8__]_内质网__。
(4)如果B图为大蒜根细胞，则应该没有[_4__]_叶绿体__。
(5)与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是[_13__]_中心体__。
Ⅱ.如图为细胞核结构模式图，请回答：
(1)图中对核内物质起屏障作用的是[_③__]_核膜__，它是由_两__层膜构成的，蛋白质是通过其上的[_④__]_核孔__进入细胞核的。
(2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[_①__]_染色质__，遗传信息存在于其组分的_DNA__上。
(3)结构[②]_核仁__的功能是_与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关__。
解析：Ⅰ.(1)若某细胞含有A、B两图中各种细胞器，则为低等植物细胞。(2)对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”是结构[5]高尔基体。(3)细胞内表面积最大的膜结构是[8]内质网。(4)如果B图为大蒜根细胞，则应该没有[4]叶绿体。(5)与动物细胞有丝分裂有关的细胞器是[13]中心体。Ⅱ.(1)图中对核内物质起屏障作用的是[③]核膜，它是由两层膜构成的，蛋白质是通过其上的[④]核孔进入细胞核的。(2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[①]染色质，主要成分是DNA和蛋白质，遗传信息存在于其组分的DNA上。(3)结构[②]核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。第2课时　细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统
课标要求
1．结合分泌蛋白的合成、加工和运输理解细胞器之间的协调配合。
2．简述生物膜系统的组成及功能。
核心素养
1．生命观念——通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。
2．科学思维——通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输相关过程的理解。
知识点一　细胞器之间的协调配合
必备知识·夯实双基
1．分泌蛋白
(1)_细胞内__分泌蛋白_细胞外或其他细胞__。
(2)举例：_消化酶、抗体、胰岛素__等。
2．分泌蛋白的合成、运输与能量供应
(1)合成、运输途径：游离的核糖体开始多肽链合成附着在_内质网__上―→_内质网___高尔基体___细胞膜__―→细胞外。
(2)提供能量的细胞器：_线粒体__。
活学巧练
1.分泌蛋白的合成与分泌过程中，依次经过的细胞器是核糖体—内质网—高尔基体—细胞膜。( × )
2．分泌蛋白的合成与分泌过程中直接参与的细胞结构是：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。( × )
3．与分泌蛋白的合成与分泌有关的膜结构有：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体。( × )
深入探讨
1.与分泌蛋白形成的“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”分别是什么？
提示：有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。有关结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。有关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
2．将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的结构是什么？它跟分泌蛋白从高尔基体运到细胞膜的结构在来源上相同吗？
提示：囊泡。它们的来源不同。将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的囊泡是由内质网“出芽”形成的，将分泌蛋白由高尔基体运到细胞膜的囊泡是由高尔基体形成的。
课内探究·名师点睛
分泌蛋白的合成、加工、运输过程
易错提醒：(1)误认为溶酶体酶和普通胞内蛋白的合成方式相同，实际上溶酶体酶也需经过内质网、高尔基体的加工运输。
(2)误认为囊泡也属于细胞器，囊泡属于细胞结构，但不属于细胞器。
拓展
同位素标记法和放射性自显影技术
典例剖析
典例1 如图表示某分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c、d表示过程，下列说法不正确的是( A )
A．物质X可能是细胞呼吸酶
B．含磷脂总量最多的细胞器是①
C．③是细胞进行有氧呼吸的主要场所
D．标记所用的同位素为放射性同位素
解析：物质X是分泌蛋白，而细胞呼吸酶是胞内蛋白，故物质X不可能是细胞呼吸酶，A项错误；内质网是细胞中膜面积最大的细胞器，故含磷脂总量最多的细胞器是①内质网，B项正确；③为线粒体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，C项正确；生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，有的不具放射性，本实验用的是3H，为放射性同位素，D项正确。
变式训练 科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中错误的是( B )
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 17 117
A.线粒体的膜不会参与囊泡的膜的形成
B．形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
C．高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D．靠近细胞膜的囊泡可由高尔基本形成
解析： 线粒体在分泌蛋白合成过程中的作用是提供能量，不会参与囊泡膜的形成，A项正确；多肽最早在核糖体中合成，B项错误；高尔基体可以对分泌蛋白进行加工转运，C项正确；高尔基体以囊泡的形式包裹蛋白质移向细胞膜，细胞膜通过胞吐把蛋白质分泌出去，所以靠近细胞膜的囊泡可能来自高尔基体，D项正确。
知识点二　细胞的生物膜系统
必备知识·夯实双基
1．组成：核膜、细胞膜、_细胞器膜__等结构。
2．特点
(1)各种生物膜的_组成成分__和_结构__很相似。
(2)在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的_协调与配合__。
3．功能
(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的_内部环境__，同时在细胞与外部环境进行_物质运输__、能量转化和_信息传递__的过程中起着决定性作用。
(2)广阔的膜面积为_多种酶__提供了大量的附着位点，有利于许多化学反应的进行。
(3)细胞内生物膜把_细胞器__分隔开，使细胞内能够同时进行多种_化学反应__，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
活学巧练
1.原核细胞也有生物膜系统。( × )
2．人体内的小肠黏膜、呼吸道黏膜均属于生物膜系统。( × )
3．豚鼠胰腺腺泡细胞内的内质网、囊泡、高尔基体均属于生物膜系统。( √ )
深入探讨
1.如图为细胞生物膜概念图，据图分析回答下列问题：
(1)a、b、c是构成生物膜系统的三大类膜，它们分别是什么？
提示：a是核膜；b是细胞器膜；c是细胞膜。
(2)用放射性同位素标记的氨基酸注射入细胞，发现放射性依次出现在f→g→h→g→c，则f、g、h分别是哪种膜结构？
提示：内质网膜、囊泡膜、高尔基体膜。
(3)请总结：生物膜系统在结构和功能上分别有什么联系？
提示：在结构上可以相互转化，在功能上协调配合，共同完成细胞内的生命活动。
2．分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜是否属于生物膜系统？视网膜、肠黏膜是否属于生物膜系统？
提示：囊泡属于生物膜系统。视网膜、肠黏膜不属于生物膜系统。
3．原核细胞具有生物膜系统吗？
提示：原核细胞除细胞膜外无其他膜结构，因此有生物膜没有生物膜系统。
课内探究·名师点睛
1．各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
(2)差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。
2．生物膜在结构上的联系
各种生物膜的结构相似，可直接或间接的相互转化，如下图：
3．生物膜系统的组成和功能
易错警示：(1)生物膜系统主要针对真核细胞而言，原核细胞的细胞膜也属于生物膜，但是没有核膜及细胞器膜，故原核细胞没有像真核细胞那样复杂的生物膜系统。
(2)生物膜系统是细胞内膜结构的统称，不是生物体内膜结构的统称。
典例剖析
典例2 下列有关生物膜系统的说法正确的是( A )
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与核膜都属于生物膜系统
B．生物膜的组成成分和结构都完全相同，在结构和功能上紧密联系
C．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
D．细菌内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应互不干扰
解析： 生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜，A项正确。生物膜的组成成分和结构基本相似，但不完全相同，例如动物细胞膜有胆固醇，植物细胞膜没有，B项错误。并非所有酶都在生物膜上，如细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质等处也有酶，C项错误。细菌没有细胞器膜，D项错误。
变式训练 下列结构属于生物膜系统的是( D )
①线粒体膜　②囊泡　③细胞壁　④溶酶体膜　⑤核糖体　⑥核膜
A．②③④⑤⑥　　　　　 B．②③④⑥
C．④⑥ D．①②④⑥
解析： 生物膜系统由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器的膜和核膜、细胞膜等结构共同构成。线粒体膜、溶酶体膜和核膜属于生物膜系统；囊泡来源于内质网膜或高尔基体膜，属于生物膜系统；细胞壁不属于生物膜系统；核糖体无膜结构，故选①②④⑥，D正确。
与蛋白质分泌相关的细胞器的判断
用3H标记氨基酸，用曲线表示在不同细胞器中检测到的放射性强度随时间的变化，其中a、b、c分别表示核糖体、内质网和高尔基体
以柱状图形式表示分泌蛋白合成、加工和运输过程中膜面积的变化，其中①②③分别表示内质网膜、高尔基体膜和细胞膜
以曲线形式表示分泌蛋白合成、加工和运输过程中膜面积的变化，其中d、e、f分别表示内质网膜、细胞膜和高尔基体膜
典例3 (2023·山东省青岛第十七中学高一期中)将某动物细胞破碎后用差速离心法分离出三种细胞器，分别测定细胞器上三种有机物的含量如下图所示，以下叙述正确的是( C )
A．甲是核糖体，是蛋白质合成的场所
B．乙只含有蛋白质和脂质，上面有合成磷脂所需的酶
C．若丙不断从内质网上脱落下来，将直接影响分泌蛋白的合成
D．乳酸菌细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
解析：结合题意分析图形可知，甲细胞器蛋白质含量很高，且含有脂质与少量的核酸，脂质中的磷脂是各种生物膜的主要成分，说明甲含膜结构，不可能是核糖体，而可能是线粒体，A错误；乙只含有蛋白质和脂质，可能是动物细胞内线粒体以外的具有膜结构的细胞器，如内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器，因此上面不一定有合成磷脂所需的酶，B错误；丙的成分只含有蛋白质与核酸，因此丙一定是核糖体，分泌蛋白合成与分泌过程中，氨基酸脱水缩合反应是在粗面内质网上的核糖体进行的，若核糖体不断从内质网上脱落下来，将直接影响分泌蛋白的合成，C正确；动物细胞属于真核细胞，乳酸菌属于原核细胞，乳酸菌细胞与此细胞共有的细胞器只能是丙(核糖体)，D错误。
学霸记忆
1.与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
2．细胞膜、核膜和细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
3．直接相连的生物膜有内质网膜与核膜、内质网膜与细胞膜。
4．生物膜系统在物质运输、能量转化、信息传递、酶的附着及使细胞内部区域化方面有重要作用。
1．下列有关生物膜系统的叙述中，不正确的是( C )
A．细胞膜的外表面有具有识别作用的糖被
B．各种生物膜的化学组成和结构相似
C．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称
D．生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
解析： 细胞膜外表面具有糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关，A项正确；生物膜的主要成分和基本结构相似，部分生物膜之间可以通过囊泡转化，B项正确；生物膜系统包括细胞的细胞膜、核膜和各种细胞器膜等，消化道或者呼吸道等其他生物体内膜不是生物膜，C项错误；各种生物膜都具有一定功能，又相互联系，D项正确。
2．(2023·山东潍坊八校联考)下图表示生物膜系统的部分组成在结构和功能上的联系。COPⅠ、COPⅡ是具膜小泡，可介导蛋白质在甲与乙之间运输。下列说法错误的是( D )
A．COPⅡ来源于内质网，溶酶体起源于高尔基体
B．溶酶体除了图示的功能外，还能够分解细胞自身的细胞器
C．图中所示体现了高尔基体具有重要交通枢纽的作用
D．与图中分泌蛋白合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜
解析：分析题图可知，甲是内质网，乙是高尔基体，高尔基体可形成溶酶体；COPⅡ可将物质由内质网运往高尔基体，故COPⅡ来源于内质网，A项正确；溶酶体除了能吞噬、分解细菌外，还能够分解自身衰老、损伤的细胞器，B项正确；据图可知，高尔基体在物质运输过程中具有重要交通枢纽的作用，C项正确；细胞核、细胞膜不属于细胞器，D项错误。第1课时　细胞器之间的分工
课标要求
1．举例说出几种细胞器的结构和功能。
2．制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
核心素养
1．生命观念——结构与功能观：各种细胞器的结构与功能的关系。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析各种细胞器的结构、功能、分布。
3．科学探究——制作临时装片，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。
知识点一　细胞器之间的分工
必备知识·夯实双基
1．细胞质的组成
(1)组成：主要包括_细胞器__和_细胞质基质__。
(2)细胞质基质存在状态：_溶胶__状态。
2．细胞器的分离方法：_差速离心__法。
3．几种重要细胞器的分工
图示 名称 功能 分布
_线粒体__ 细胞进行_有氧呼吸__的主要场所 动植物细胞
_叶绿体__ 植物细胞进行_光合作用__的结构 绿色植物的叶肉细胞、幼嫩的茎细胞
_内质网__ 细胞内_蛋白质__等大分子物质的合成，加工场所和运输通道 动植物细胞中
_高尔基体__ 对来自_内质网__的蛋白质进行_加工、分类和包装的“车间”及“发送站”__ 动植物细胞中
4．其他细胞器的分工
核糖体 “生产_蛋白质__的机器”，有的附于粗面内质网上，有的游离在_细胞质基质__中，原、真核细胞中都有分布
溶酶体 “_消化__车间”，内部含多种_水解酶__，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，主要分布在动物细胞中
液泡 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于植物细胞中
中心体 由两个互相垂直排列的_中心粒__及周围物质组成，与细胞的_有丝分裂__有关，分布于_动物__和某些_低等植物__的细胞中
5.细胞骨架
(1)成分：_蛋白质纤维__。
(2)形态：网架结构。
(3)作用：①维持_细胞形态__，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞_运动、分裂、分化__以及物质运输、能量转化、_信息传递__等生命活动密切相关。
6．细胞壁的成分和功能
(1)成分：植物细胞壁的主要成分是_纤维素和果胶__。
(2)功能：细胞壁较坚韧，对植物细胞有_支持和保护__作用，能够维持细胞正常的形态。
(3)特性：全透性。
活学巧练
1.动物细胞中都有线粒体。( × )
2．有中心体的细胞都是动物细胞。( × )
3．没有大液泡的细胞一定是动物细胞。( × )
4．溶酶体作为“消化车间”，可合成并储存大量的水解酶。( × )
深入探讨
1.如果把细胞视为一个大工厂，每个细胞器就是工厂里的“车间”，“车间”借助膜结构相互分隔开来，所有的“车间”都有膜结构吗？
提示：不是，中心体、核糖体无膜结构。
2．从线粒体功能的角度分析，为什么飞翔鸟类的胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔的鸟类多，运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多？
提示：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞和运动员的肌细胞中线粒体数量较多。
3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，所有的植物细胞都有叶绿体吗？没有叶绿体的细胞是否一定不能进行光合作用？
提示：不是，叶绿体主要分布在植物的叶肉细胞、保卫细胞和幼嫩的茎中。不一定，如蓝细菌。
4．溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶水解？尝试提出一种假说，解释这种现象。
提示：溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等，因而不会被溶酶体内的水解酶水解。
5．“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。”莲叶及荷花的颜色与细胞中的色素有关。决定莲叶与荷花颜色的色素存在的部位是否相同？说出你的理由。
提示：不同。决定莲叶颜色的色素存在于叶绿体中，而决定荷花颜色的色素存在于液泡中。
课内探究·名师点睛
1．叶绿体与线粒体
项目 叶绿体 线粒体
不同点 结构
分布 主要存在于绿色植物的叶肉细胞内 普遍存在于动植物细胞内
内膜 没有折叠，选择性很强 内膜向内腔折叠形成嵴，增大了膜面积
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，分布在基粒上 —
功能 光合作用的场所 有氧呼吸的主要场所
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、少量的DNA和RNA等，能合成自身的部分蛋白质，能自主复制，具有一定的独立性。这是细胞质遗传的基础
拓展
(1)在线粒体和叶绿体中都有少量的DNA和RNA，且均含有核糖体，故在其内部可控制合成部分蛋白质，具有一定的独立性，因此又称为半自主性细胞器。
(2)叶绿体和线粒体的分布：对于植物叶片，上表皮叶绿体分布较多，便于吸收光能进行光合作用。线粒体在细胞中的分布是不均匀的，代谢旺盛的部位线粒体较多。
2．其他几种细胞器
内质网
典例剖析
典例1 (2023·福建三明永安第十二中学高一月考)如图所示的结构，借助电子显微镜在口腔上皮细胞中能观察到的是( C )
A．①②③④⑤　　　　　 B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②③⑤
解析：据图示细胞器的形态结构特点可知，①为线粒体，②为叶绿体，③为内质网，④为高尔基体，⑤为中心体；叶绿体为绿色植物特有的细胞器，线粒体、内质网和高尔基体为动植物共有的细胞器，而中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，故借助电子显微镜在口腔上皮细胞中能观察到的是①③④⑤。
变式训练 (2023·江苏徐州高一期末)宋代词人李清照用“绿肥红瘦”来形容海棠的叶片和花。请问此处与“绿”“红”相关的色素分别位于植物细胞的哪个部位( C )
A．细胞质和叶绿体 B．叶绿体和线粒体
C．叶绿体和液泡 D．细胞质和细胞核
解析：“绿”指的是叶，使叶呈现绿色的色素位于叶绿体中，“红”指的是花，使花呈现红色的色素存在于液泡中。
知识点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
必备知识·夯实双基
1．实验原理
(1)叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的_形态和分布__。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的_叶绿体__的运动作为标志。
2．实验步骤
(1)制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的_形态和分布__。
(2)制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动
活学巧练
1.在观察叶绿体时，临时装片应保持干燥。( × )
2．可撕取菠菜叶的任意下表皮作为观察叶绿体的材料。( × )
3．因为藓类叶片大，在高倍镜下容易找到，所以可以直接使用高倍物镜观察。( × )
深入探讨
实验选材和结果分析
1．在观察叶绿体的实验中，常选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮做实验材料。试从叶片结构方面分析其原因。
提示：(1)藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，且叶绿体较大，可直接观察。(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易获取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。
2．观察叶绿体及细胞质流动时为什么可用藓类和黑藻的小叶直接制成临时装片？
提示：藓类和黑藻的小叶片薄而小，仅由单层叶肉细胞构成。
3．用高倍镜观察细胞质的流动
(1)如图为视野中细胞质流动的方向，则实际流动方向应为怎样？
提示：(1)逆时针。
(2)为了保证观察细胞质流动实验的成功，我们应采取什么方法加快黑藻细胞的流动速度？
提示：①进行光照，温度在25 ℃左右，即在阳光下或灯光下放置20～25 min；②提高盛放黑藻的水温，可加入热水，将水温调至30～37 ℃；③直接切伤一部分叶片。
(3)有人认为，在相同的外界条件下，被折断后的黑藻植株的叶片细胞的细胞质流动现象更明显。如何设计实验验证这种说法的正确性？(请简要写出实验思路)
提示：一组黑藻叶片不做任何处理，一组黑藻叶片在2～3 d前进行创伤处理；将两组黑藻叶片放在盛水容器中，在阳光充足的地方继续培养；然后将两组叶片分别制成装片，观察两组叶片细胞质流动的速度。
课内探究·名师点睛
1．实验材料的选择
(1)选材的标准：材料易得，叶片薄，尤其是含有的叶绿体大而清晰且数目较少的材料。
(2)两种适宜的实验材料
①藓类：高等植物，绿色单层细胞叶片，不需要加工可直接观察。
②菠菜：下表皮稍带些叶肉(叶绿体主要存在于叶肉细胞中)的部分。
2．实验注意事项
(1)观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。
(2)必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后再转动转换器换用高倍镜。换上高倍镜后，只能转动细准焦螺旋使图像清晰。
(3)叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，同时受光照强度的影响。叶绿体在弱光下以最大面积朝向光源，强光下则以侧面或顶面朝向光源。实验观察时可适当调整光照强度和方向以便于观察。
典例剖析
典例2 如果用同一材料，既要观察叶绿体又要观察细胞质的流动，适宜的材料是( B )
A．菠菜叶 B．黑藻叶
C．白菜叶 D．水稻叶
解析： 黑藻细胞单层排列，含较多的叶绿体，用光学显微镜易观测到，同时易于观察到细胞质的流动。
变式训练 下列诸项均是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验有关的叙述，其中正确的是( C )
A．不选幼根作实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动
B．叶绿体分布不会随着光照强度和方向的改变而改变
C．细胞中叶绿体的位置移动是细胞质流动的标志
D．植物细胞质流动的速度，标志着该细胞光合作用的强弱
解析： 细胞质流动是所有活细胞都具有的生命现象，A项错误；叶绿体的分布随光照强度和方向的改变而改变，如光照较弱时则以叶绿体面积较大的一面对着光源，以增大光的吸收面积，有利于光合作用，B项错误；观察细胞质的流动是以叶绿体位置的改变为标志的，C项正确；细胞质流动的速度标志着细胞代谢的强弱，D项错误。
多角度比较各种细胞器
典例3 (2023·安徽安庆高一上期末)下图为两种细胞器的模式图，有关叙述正确的是( D )
A．能进行光合作用的细胞器是①
B．细胞生命活动所需的能量，大部分来自②
C．①和②不会存在于同一个细胞中
D．①和②都含有少量DNA
解析：由题图可知，①为线粒体，②为叶绿体，能进行光合作用的细胞器是叶绿体即②，A错误；细胞生命活动所需的能量主要来自线粒体，即①，B错误；植物叶肉细胞中同时含有线粒体和叶绿体，C错误；线粒体和叶绿体中都含有少量DNA，D正确。
学霸记忆
1.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．内质网是细胞内蛋白质的加工以及脂质合成的“车间”。
3．高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。
4．核糖体是蛋白质的合成场所，中心体与动物和某些低等植物细胞有丝分裂有关。
5．溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒。
1．下列关于内质网的叙述，错误的是( B )
A．内质网膜具有单层膜，扩大了细胞的膜面积，与蛋白质的运输有关
B．抗体从合成到分泌不经过内质网，与核糖体和高尔基体有关
C．内质网膜主要由磷脂和蛋白质构成
D．内质网具有对蛋白质进行加工和运输的功能
解析：内质网膜具有单层膜，扩大了细胞的膜面积，是细胞内物质运输的大通道，与蛋白质的运输有关，A正确；抗体从合成到分泌经过核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜，B错误；内质网膜属于生物膜，主要由磷脂和蛋白质构成，C正确；内质网具有对蛋白质进行加工和运输的功能，D正确。
2．如图表示某细胞的局部结构，其中的①—④是细胞器，下列叙述正确的是( C )
A．该图是在低倍光学显微镜下观察到的结构
B．此细胞不是原核细胞，也不可能是动物细胞
C．细胞器①是进行有氧呼吸的主要场所
D．细胞器③中含有少量的DNA
解析：图示中能看清各种细胞器结构，是在电子显微镜下观察到的，A错误；图示细胞有核膜，是真核细胞，图示是细胞的一部分，可能是动物细胞，B错误；结构①是线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所，C正确；③是高尔基体，不含有DNA，D错误。
3．(2023·四川高一上学期质检)如图是某种生物的细胞亚显微结构示意图，试据图回答：
(1)图中[2]的主要成分是_纤维素和果胶__，它对细胞有_支持和保护__作用。
(2)若该细胞是西瓜的红色果肉细胞，则色素主要存在于[_14__]_液泡__中。若该细胞是洋葱的根尖细胞，则图中不应该具有的结构是[_4__]_叶绿体__。
(3)该细胞进行生命活动所需的能量主要由[_11__]_线粒体__供给。
(4)如果该细胞是低等植物细胞，则图中还应该有的细胞器是_中心体__，其作用是与_细胞的有丝分裂__有关。
解析：(1)图中[2]是细胞壁，植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，对细胞有支持和保护的作用。
(2)液泡中含有的色素，决定了西瓜的果肉呈红色，洋葱根尖细胞没有叶绿体。
(3)[11]是线粒体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量。
(4)低等植物与高等植物细胞不同的是低等植物细胞中含有中心体，中心体与细胞的有丝分裂有关。第1节　细胞膜的结构和功能
课标要求
1．概述细胞膜的主要功能。
2．分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。
3．了解流动镶嵌模型的基本内容。
核心素养
1．生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观。
2．科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
3．科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
知识点一　细胞膜的功能
必备知识·夯实双基
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。
3．进行细胞间的信息交流
(1)通过_化学物质__传递信息。
(2)通过_细胞膜__直接接触传递信息。
(3)通过_细胞通道__传递信息。
活学巧练
1.细胞膜是细胞的最外层结构。( × )
2．对细胞有害的物质是不能够进入细胞的。( × )
3．细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的。( × )
深入探讨
1.生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞膜具有什么功能？这种功能具体体现在什么方面？
提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及代谢废物、分泌物的排出，防止病菌、病毒等的侵入等方面。
2．植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过细胞的什么相互识别的？这体现了该结构的什么功能？
提示：通过细胞膜相互识别，体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。
3．细胞间的信息交流都依赖受体吗？
提示：不一定，如高等植物间通过胞间连丝进行信息交流。
4．尝试写出一种探究“细胞膜是否具有控制物质进出功能”的实验思路。(材料：玉米、红墨水)
提示：将正常玉米和煮熟的玉米分别用红墨水处理，通过观察玉米胚细胞的颜色确定细胞膜是否具有控制物质进出细胞的功能。
课内探究·名师点睛
1．利用图解法理解细胞膜的功能
2．细胞间的信息交流
示意图 方式 过程 举例
通过体液运输 细胞→信号分子→体液→靶细胞受体→靶细胞 激素调节
细胞间直接接触 细胞→细胞 精子和卵细胞之间的识别和结合
细胞间形成通道 细胞细胞 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
易错警示：对细胞间信息交流的两个认知误区
(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。
(2)细胞间信息交流并非都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式，而通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上或细胞内的受体蛋白。
典例剖析
典例1 下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是( B )
A．功能①在生命起源过程中具有重要作用
B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流
解析：功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A项正确；功能②表示控制物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，B项错误；功能③表示进行细胞间的信息交流，胰岛素通过与靶细胞膜上相应物质识别来调控生命活动，C项正确；相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流，D项正确。
变式训练 在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，卵细胞细胞膜发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够( D )
A．保障细胞内部环境的相对稳定
B．控制物质进出细胞
C．摄入卵细胞所需要的精子
D．进行细胞间的信息交流
解析： 精子与卵细胞的识别和结合，是通过精子与卵细胞的细胞膜直接接触，使得信息从一个细胞传递到另一个细胞，体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，故D项符合题意。
知识点二　对细胞膜结构的探索
必备知识·夯实双基
1．对细胞膜成分的探索
(1)1895年欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于_脂质__的物质更容易穿过细胞膜，据此推测细胞膜是由_脂质__组成的。
(2)科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，得知组成细胞膜的脂质有_磷脂和胆固醇__，其中_磷脂__含量最多。
(3)1925年，荷兰科学家发现，细胞膜中的磷脂分子排列为连续的_两层__。
(4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，发现细胞表面张力明显低于油—水界面的表面张力，据此推测细胞膜中除含有脂质分子外，可能还附有_蛋白质__。
2．细胞膜的成分
(1)细胞膜主要由_脂质和蛋白质__组成，此外，还有少量的_糖类__。在组成细胞膜的脂质中，_磷脂__最丰富，此外还有少量的_胆固醇__。
(2)_蛋白质__在细胞膜行使功能方面起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_种类与数量__就越多。
3．对生物膜结构的探索
时间 实例(实验) 结论(假说)
1959年 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 罗伯特森认为所有的细胞膜都由_蛋白质—脂质—蛋白质__三层结构构成
1970年 人、鼠细胞融合实验 细胞膜具有_流动性__
1972年 流动镶嵌模型 辛格和尼科尔森提出了细胞膜的_流动镶嵌模型__
活学巧练
1.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。( × )
2．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。( × )
3．1895年，欧文顿认为细胞膜是由脂质组成的。( √ )
4．细胞膜上的蛋白质种类和数量多少决定了细胞膜功能的复杂程度。( √ )
深入探讨
脂质体是根据磷脂分子可以在水中形成稳定的脂质双层膜的原理而制备的人工膜。单层脂质分子铺展在水面上时，极性端(亲水端)与非极性端(疏水端)所在位置不同，搅拌后可形成由双层脂质分子构成的球形脂质体(如图所示)。
1．为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？
提示：磷脂分子的亲水“头部”易与水结合在一起，而疏水“尾部”由2条长脂肪酸链组成，性质与油相似，不能与水结合，暴露在空气一侧。
2．磷脂在水中能自发地形成双分子层，如何解释这一现象？
提示：由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，当磷脂分子的内外侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。
课内探究·名师点睛
1．细胞膜的成分及功能分析
2．构成生物膜的磷脂分子分析
(1)结构：由磷酸、甘油和脂肪酸构成，其中磷酸作为亲水性的“头部”、脂肪酸作为疏水性的“尾部”。
(2)排列方式：“尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分子层(如图所示)，作为生物膜的基本支架，磷脂分子的这种排列方式符合生物膜两侧均为水环境的事实。
拓展延伸： 哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器且取材方便。因此哺乳动物成熟的红细胞细胞质简单，是获得纯净细胞膜的好材料。
典例剖析
典例2 下列关于细胞膜成分与结构的探索历程的说法，不正确的是( D )
A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B．三层结构模型认为细胞膜为静态的统一结构
C．流动镶嵌模型认为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的
解析：脂溶性物质更易穿过细胞膜，说明细胞膜是由脂质组成的，A项正确；罗伯特森认为细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，而且是静态的统一结构，B项正确；流动镶嵌模型认为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动，说明细胞膜具有流动性，C项正确；三层结构模型认为蛋白质分子在细胞膜中的分布是均匀的、固定的，而流动镶嵌模型认为蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的，D项错误。
变式训练 提取生物膜中的磷脂分子，将其放入水中可以形成双层磷脂分子的球形脂质体(如图所示)，它载入药物后可以将药物送入相应细胞，下列关于细胞膜和脂质体的叙述，错误的是( D )
A．磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水的“头部”和疏水的“尾部”
B．在a处嵌入水溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
C．在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞
D．该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一功能特点
解析： 该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一结构特点，D错误。
知识点三　流动镶嵌模型的基本内容
必备知识·夯实双基
1．结构模型
(1)图中a
(2) 图中b
(3) 图中c
2．结构特点：具有一定的_流动性__。
活学巧练
1.不同细胞的形态相对固定，主要是由细胞膜决定的，因为构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的。( × )
2．不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同的。( √ )
3．糖被在细胞交流中可起识别的作用。( √ )
深入探讨
1.仔细观察辛格和尼科尔森建构的流动镶嵌模型，它是对称模型吗？
提示：不是对称模型。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布是不均匀的。
2．你能快速判断出哪个是细胞膜的外侧吗？
提示：根据糖被的分布情况判断，有糖被存在的一侧为细胞膜外侧。
课内探究·名师点睛
1．流动镶嵌模型的基本内容
(1)磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架。
(2)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)磷脂双分子层和大多数蛋白质是可以运动的。
2．细胞膜的结构和成分
细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质，还有少量糖类。
拓展
静态模型不能解释的现象
细胞膜的静态结构模型不能解释下列现象：细胞的生长、变形虫的变形运动、吞噬细胞吞噬细菌、细胞的融合、植物细胞质壁分离及复原等。这些现象的基础都是细胞膜的流动性。
典例剖析
典例3 如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列有关叙述正确的是( D )
A．a指磷脂分子的“尾”部，具有亲水性
B．c指磷脂分子的疏水性头部
C．e能够与多糖结合分布在细胞膜的内外两侧
D．细胞膜功能的复杂程度取决于b、d、e的种类和数量
解析：磷脂分子由亲水性头部c和疏水性尾部a组成，A、B两项错误；糖被分布在细胞膜外侧，C项错误；b、d、e为不同类型的蛋白质，细胞膜功能的复杂程度取决于蛋白质的种类和数量，D项正确。
变式训练 通过冷冻技术通常能使细胞膜从某处断裂分开，其过程如下图所示。据图判断，下列说法错误的是( D )
A．图中b侧为细胞膜的内侧
B．磷脂双分子层疏水端断裂
C．膜蛋白呈不对称分布
D．细胞膜具有流动性
解析：由图可知，a侧有糖蛋白，为细胞膜的外侧，b侧为细胞膜的内侧，A项正确；从图中可以得出磷脂双分子层疏水端断裂，B项正确；由图可知，膜蛋白呈不对称分布，C项正确；由图不能得出细胞膜具有流动性的结论，D项错误。
验证细胞膜控制物质进出细胞的方法
(1)利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子。煮熟的玉米种子细胞死亡，细胞膜丧失控制物质进出细胞的功能，红墨水中的色素分子可以大量进入细胞，使细胞呈红色，正常种子的细胞不会变红。
(2)将有颜色的植物组织放入清水中，然后分别用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。处理前清水无颜色变化，处理后植物组织细胞死亡，细胞膜失去控制物质进出的功能，清水呈现出植物组织的颜色。
(3)台盼蓝染色法。台盼蓝染液是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性。正常的活细胞，细胞膜结构完整，能够排斥台盼蓝，使之不能够进入胞内；而丧失活性或细胞膜不完整的细胞，可被台盼蓝染成蓝色。
典例4 水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于鉴别细胞的死活。将细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死细胞的细胞核会被染色，而活细胞的细胞核不着色。利用PI鉴别细胞死活的原理是( D )
A．死细胞与活细胞的细胞膜结构不同
B．活细胞能分解染色剂PI
C．死细胞与活细胞的细胞膜的成分和含量不同
D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
解析：活细胞的细胞膜可控制物质出入细胞，维持正常的生命活动；水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜；细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的控制物质进出功能丧失，溶于水中的物质(如PI)都可以通过，而使细胞核着色。
学霸记忆
1.细胞膜的主要组成成分是脂质和蛋白质，还含少量糖类。
2．细胞膜是细胞的边界，不仅将细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出、进行细胞间的信息交流等作用。
3．流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子镶在或嵌入或贯穿于磷脂双分子层。
4．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。
5．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
1．(2023·榆林模拟)人类对生物膜结构的探索经历了漫长的历程，下列结论(假说)错误的是( C )
A．脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜是由脂质组成的
B．提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
C．电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为生物膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
D．人—鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性
解析：罗伯特森以为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
2．(2023·峨山彝族自治县第一中学高一期中)下列不属于细胞膜功能的是( D )
A．将细胞与外界环境分隔开
B．控制物质进出细胞
C．进行细胞间的信息交流
D．细胞代谢和遗传的控制中心
解析：细胞膜的功能有：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流，A、B、C正确；细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，D错误；故选D。
3．如图表示细胞膜的结构，据此回答问题(在[　　]中填序号)：
(1)细胞膜的这种结构模型被称为_流动镶嵌模型__。细胞膜的基本支架是[_③__]。
(2)胆固醇、维生素D等物质能优先通过细胞膜，这是由于细胞膜上具有_脂质(磷脂)__(填成分)。
(3)由图可知，该结构的_上方__(填“上方”或“下方”)是细胞膜的外侧。
(4)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合，说明细胞膜具有_进行细胞间的信息交流(细胞识别)__功能。
解析：由图示可知：①是糖蛋白，②是蛋白质，③是磷脂双分子层。(1)细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型。细胞膜的基本支架是③磷脂双分子层。(2)胆固醇、维生素D等物质能优先通过细胞膜，这是由于细胞膜上具有脂质(磷脂)成分。(3)由图可知，该结构的上方是细胞膜的外侧，因为糖蛋白位于细胞膜的外侧。(4)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合，说明细胞膜具有进行细胞间的信息交流(细胞识别)功能。

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