资源简介

(共42张PPT)
大概念升华课1
细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
第二单元
细胞的基本结构与物质的输入和输出
01
学业要求1
02
学业要求2
03
学业要求3
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解析答案
病毒
odo
细胞核
转录
剪接
核糖体
mrna
c
oooO
RNA
复制
高尔基体
OO
少∥
概念检测
少∥细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
从结构与功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础。
(生命观念、科学思维)
1．(2020·潍坊模拟)有人认为“结构与功能观”的内涵是一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。下列叙述不支持这一观点的是(　　)
A．蛋白质变性后，其生物活性也会随之丧失
B．生物大分子以碳链为骨架，这与碳原子的结构有关
C．线粒体内膜是有氧呼吸的重要场所，内膜比外膜面积大、蛋白质含量高
D．为加快细胞与周围环境的物质交换，动物卵细胞的体积一般都相对较大
D　[蛋白质在高温、过酸或过碱等条件下会因空间结构发生改变而变性，变性后的蛋白质其生物活性也丧失，该现象可支持题干观点，A正确；碳原子有4个化学键，较为稳定，故生物大分子以碳链为骨架，该现象可支持题干观点，B正确；有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜进行的，其上有与有氧呼吸相关的酶(化学本质多为蛋白质)，故线粒体内膜可通过向内折叠成嵴扩大膜面积，该现象支持题干观点，C正确；一般而言，动物细胞的体积越大，其与外界物质交换的速率越低，卵细胞体积相对较大，自身营养物质较多，一般不需与外界进行物质交换，D错误。]
2．(2020·河北保定模拟)下列关于细胞结构、成分及功能的叙述，正确的是(　　)
A．线粒体内膜向内皱褶形成嵴可增加分解葡萄糖的酶的数量
B．细胞膜的组成及细胞之间的信息传递都离不开蛋白质
C．生物膜之间都可以通过囊泡的转移实现膜成分的更新
D．真核细胞中的DNA都是以与蛋白质结合的方式存在
B　[葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸，线粒体内没有分解葡萄糖的酶，A错误；糖蛋白起识别、保护、润滑等作用，是细胞膜的成分之一，细胞之间的信息传递离不开蛋白质，B正确；只有内质网、高尔基体和细胞膜之间可以通过囊泡的转移实现膜成分的更新，C错误；真核细胞的细胞核内的DNA与蛋白质结合形成染色体，但线粒体和叶绿体内的DNA没有与蛋白质结合，是裸露的，D错误。]
3．(2020·名校联考)图表示某细胞部分结构，甲、乙为细胞器，a、b为膜上的物质或结构。以下叙述正确的是(　　)
A．若甲是溶酶体，其内含多种酸性水解酶
B．若乙是线粒体，则葡萄糖可通过a进入
C．若乙是线粒体，则ATP都在b处合成
D．若该细胞是神经细胞，则Na＋转运出细胞不需消耗能量
A　[若甲是溶酶体，且氢离子进入了甲，则其含有大量的酸性水解酶，A正确；葡萄糖在细胞质基质氧化分解，其不能进入线粒体，B错误；若乙是线粒体，其内膜(b处)和基质处都可以合成ATP，C错误；Na＋转运出神经细胞的方式是主动运输，需要消耗能量，D错误。]
建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动。
(生命观念、科学思维、科学探究)
4．(2020·山东德州模拟)新型冠状病毒是一种具有包膜的RNA病毒，具有很强的致病性。如图为新型冠状病毒侵入宿主细胞并繁殖的过程模式图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．该病毒的侵染过程与宿主细胞的识别作用有关
B．该病毒具有由磷脂双分子层构成的膜结构
C．该病毒的蛋白质均由游离状态的核糖体合成
D．该病毒增殖不需要宿主细胞提供脱氧核糖核苷酸
C　[病毒侵入宿主细胞与宿主细胞膜上特异性蛋白的识别作用有关，A正确；据题干信息可知：新型冠状病毒是一种具有包膜的RNA病毒，其包膜是由磷脂双分子层构成的，B正确；据图分析可知，该病毒的蛋白合成过程中有高尔基体的参与，参照分泌蛋白的形成过程可推知，该病毒的蛋白质可能也有附着型核糖体的参与，C错误；该病毒为RNA病毒，增殖时需要宿主细胞提供合成RNA的原料为核糖核苷酸而非脱氧核糖核苷酸，D正确。]
5．(2020·山东泰安一中、宁阳一中联考)图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大图，不同囊泡介导不同途径的运输。图甲中①～⑤分别表示不同的细胞结构，请分析并回答下列问题：
甲　　　　　　　　　　乙
(1)图甲中囊泡膜的基本支架是__________。囊泡膜与细胞膜、线粒体膜、高尔基体膜三种生物膜中的________的成分差异最大。
(2)图甲中的囊泡Y直接来自[　　]________，将其中的物质运输至结构⑤。结构⑤中含有多种水解酶，可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，据此可知该结构的名称是________；结构⑤除了具有上述功能外，还可以分解_________
_______________________________________________________________。
(3)如果图甲所示细胞为浆细胞，囊泡X中的物质在③中加工后再运输至④，在④中进行________________。图乙表示的是细胞膜以胞吐的方式将细胞内“货物”运输至细胞外的过程，从细胞膜的角度分析，该方式得以进行的结构基础是__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析]　本题结合图解考查细胞通过形成囊泡运输物质的过程。(1)囊泡膜属于生物膜，其基本支架是磷脂双分子层。细胞膜和高尔基体都可以形成囊泡，因此囊泡膜与这三种生物膜中的线粒体膜的成分差异最大。(2)由题图甲可知，囊泡Y直接来自④高尔基体；结构⑤中含有多种水解酶，可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，由此推测结构⑤是溶酶体，其还能分解衰老、损伤的细胞器。(3)抗体属于分泌蛋白，④为高尔基体，其可以对分泌蛋白进行加工、分类和包装。图乙表示的是细胞膜以胞吐的方式将细胞内“货物”运输至细胞外的过程，该方式得以进行的结构基础是细胞膜上有能与囊泡上的蛋白质A特异性识别并结合的蛋白质B，且细胞膜具有一定的流动性。
[答案]　(1)磷脂双分子层　线粒体膜　(2)④　高尔基体　溶酶体　衰老、损伤的细胞器　(3)加工、分类和包装　细胞膜上有能与囊泡上的蛋白质A特异性识别并结合的蛋白质B，且细胞膜具有一定的流动性
6．如图为人体吞噬细胞吞噬细菌后，吞噬细胞内处理过程的示意图(①为过程，②为结构)。请据图回答下列问题：
(1)吞噬细胞吞噬细菌的方式是[①]________(填名称),
吞噬过程说明细胞膜的结构具有________。
(2)溶酶体是由[②]____________(填名称)形成的一种细胞器，其内部含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不被分解？请提出一种假说，解释这种现象：____________________________________。
(3)溶酶体的结构损伤会引起某些疾病，例如肺部吸入硅尘(SiO2)后，SiO2会被吞噬细胞吞噬，但是由于吞噬细胞内缺乏_________，而SiO2却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损。
(4)细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它通过溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器等进行分解。自噬溶酶体内的物质被分解后，其产物的去向是__________和__________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
[解析]　(1)吞噬细胞以胞吞的方式吞噬细菌，依赖于细胞膜的流动性。
(2)溶酶体是由来自高尔基体的囊泡形成的，溶酶体膜不被其中所含的水解酶水解，是由于溶酶体膜被保护，这是结构与功能的适应。
(3)吞噬细胞的溶酶体中缺乏分解SiO2的酶，溶酶体膜被SiO2破坏造成细胞死亡，导致肺功能受损。
(4)自噬溶酶体内的物质被分解后，其产物被回收利用或被排出细胞外。当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强，以满足细胞生命活动的需要。
[答案]　(1)胞吞(或内吞)　(一定的)流动性　(2)高尔基体　溶酶体的膜结构比较特殊，如经过修饰等，不会被水解酶分解　(3)分解SiO2的酶　(4)被回收利用　被排出细胞外　增强
观察多种多样的细胞，说明这些细胞具有多种形态和功能，但同时又都具有相似的基本结构。
(生命观念、科学探究)
7．(2020·河北邯郸期末)某课题组对北京雾霾中的微生物进行了研究，发现含有导致过敏的病原微生物，主要为肺炎双球菌、烟曲霉菌和人类腺病毒C，这几种生物共有的结构或物质是(　　)
A．染色体　　B．细胞膜　　C．拟核　　　D．核酸
D　[题干列出的这几种生物分别为细菌、真菌、病毒，其中病毒结构最简单，仅由核酸和蛋白质构成，因此三者共有的物质为核酸和蛋白质，D正确。]
8．下列关于蓝藻和绿藻的说法，错误的是
(　　)
A．蓝藻和绿藻有相似的细胞膜
B．蓝藻和绿藻细胞中均含有光合色素，均能进行光合作用
C．蓝藻和绿藻细胞中均有拟核，拟核区域有一环状DNA分子
D．蓝藻依靠单个细胞就能完成其各种生命活动
C　[蓝藻是原核生物，绿藻是真核生物，它们有相似的细胞膜，A正确；蓝藻有藻蓝素和叶绿素，绿藻细胞中有叶绿体，二者都含有光合色素，均能进行光合作用，B正确；蓝藻有拟核，拟核区域有一环状DNA分子，绿藻细胞有细胞核，C错误；蓝藻是单细胞生物，依靠单个细胞就能完成其各种生命活动，D正确。]
9．研究人员对取自五种不同生物的部分生活细胞(甲、乙、丙、丁、戊)进行分析、观察等实验，获得的结果如下表：
核膜
叶绿素
叶绿体
细胞膜
细胞质
细胞壁
甲
√
√
√
√
√
√
乙
√
×
×
√
√
√
丙
√
×
×
√
√
×
丁
×
√
×
√
√
√
戊
×
×
×
√
√
√
注：表中“√”表示有，“×”表示无。
则甲、乙、丙、丁、戊五种细胞中：
(1)________最可能取自高等植物，判断的依据是__________。
(2)________最可能取自动物，判断的依据是___________。
(3)________最可能是原核细胞，判断的依据是____________。
[解析]　对甲、乙的分析：有核膜和细胞壁可推知为植物细胞或真菌，甲含叶绿素和叶绿体可推知为叶片部位的植物细胞，乙不含叶绿素和叶绿体可推知为非叶片部位的植物细胞或真菌。对丙的分析：有核膜却无细胞壁、叶绿体、叶绿素可推知为动物细胞。对丁、戊的分析：无核膜可推知为原核细胞，丁含叶绿素可推知为蓝藻类含色素细胞，戊不含叶绿素有可能为细菌类不含色素细胞。
[答案]　(1)甲　甲细胞有核膜、叶绿素、叶绿体和细胞壁可推知为植物细胞　(2)丙　有核膜却无细胞壁可推知为动物细胞　(3)丁、戊　无核膜可推知为原核细胞
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-(共83张PPT)
第1讲　细胞膜和细胞核
第二单元
细胞的基本结构与物质的输入和输出
01
考点一
细胞膜的结构和
功能
知识·能力·素养
考法·考技·考能
成熟红细胞
吸水涨破
细胞核
细胞器
细胞壁
脂质
脂质
蛋白质
流动镶嵌
连续的两层
蛋白质—脂质—
蛋白质
流动性
磷脂
胆固醇
种类和数量
蛋白质或脂质
糖蛋白或糖脂
组成膜的磷脂分子
蛋白质
分子
控制物质进出细胞
外界环境
纤维素和果胶
纤维素酶和果胶酶
高尔基体
支持和保护
×
×
×
×
√
√
02
考点二
细胞核的结构和
功能
知识·能力·素养
考法·考技·考能
核膜
核孔
核仁
染色质
核膜和核仁
同一种物质
同一种物质
细胞代谢和遗传的控制
遗传物质储存和复制
遗传信息库
美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
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
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
×
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√
×
×
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03
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
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5第1讲　细胞膜和细胞核
课标要求
核心素养
1．概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流2．阐明遗传信息主要储存在细胞核中
2．构建细胞膜和细胞核的结构模型(科学思维)3．探究细胞膜的成分与结构；实验设计与分析：细胞核功能的探究过程与结果分析(科学探究)
考点一　细胞膜的结构和功能
1．细胞膜的制备
(1)实验：细胞吸水涨破获得细胞膜。
(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。
(4)实验过程：选材→制片→观察→滴水→观察。
(5)原理：渗透作用。
2．生物膜的探索历程
阶段
实例(实验)
结论
膜成分探究
脂溶性物质更易通过细胞膜
膜是由脂质组成的
将膜分离提纯，并进行化学分析
膜的主要成分是脂质和蛋白质
静态模型建立
红细胞膜中脂质铺成单分子层后是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构
生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
动态模型建立
人鼠细胞杂交实验
细胞膜具有流动性
1972年桑格和尼克森不断观察及实验数据分析
提出生物膜的流动镶嵌模型
3．细胞膜的成分及作用
成分
所占比例
在细胞膜中的作用
脂质
约50%
其中磷脂构成细胞膜的基本支架；胆固醇是动物细胞膜的重要成分
蛋白质
约40%
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类
2%～10%
与细胞膜上的蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂，与细胞识别等作用有关
4．细胞膜的流动镶嵌模型
(1)模式图
(2)结构特点
5．细胞膜的功能
(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。
(3)进行细胞间信息交流(连线)
提示：①—b　②—a　③—c
6．植物细胞壁
(1)成分：主要是纤维素和果胶；酶解法除去植物细胞壁所用酶为纤维素酶和果胶酶；与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。
(2)功能：支持和保护。
1．(人教版必修1
P41“与生活的联系”)细胞癌变过程中，细胞膜的成分改变，细胞膜上会产生哪些特殊的成分？
提示：会产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。
2．(人教版必修1
P41“相关信息”)在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐________，并从细胞中________，为能携带氧的________腾出空间。
提示：退化　排出　血红蛋白
1．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。
(×)
提示：脂肪不是生物膜的成分。
2．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。
(×)
提示：不同细胞细胞膜的基本组成成分都是脂质、蛋白质和少量糖类。
3．细胞膜上的蛋白质分子都是运动的。
(×)
提示：细胞膜上大多数蛋白质分子是可以运动的。
4．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。
(√)
5．动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。
(√)
6．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。
(×)
提示：植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，没有通过受体。
1．细胞膜上蛋白质分子的分布情况是_____________________
_____________________________________________________。
提示：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
2．线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，从结构与功能观角度分析原因是______________________________________________________________
______________________________________________________________。
提示：功能越复杂的膜结构，蛋白质的种类和数量越多。线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，含有许多与之有关的酶
比较细胞膜结构特点和功能特性
项目
内容
原因
实例
影响因素
结构特点
一定的流动性
构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的
变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐
温度(在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大)
功能特性
选择透过性
植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出
(1)内因：细胞膜上载体蛋白的种类和数量；(2)外因：温度、pH、O2等影响细胞呼吸的因素
关系
1．如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中溶解的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同？
(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？
提示：(1)由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中溶解的药物可稳定地包裹其中。
(2)由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，也可能以被细胞胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
2．如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：
A　　　　　B　　　　　C
(1)图中物质或结构的名称：①与膜结合的________；②________；③________。
(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？________________________________
(3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？
提示：(1)信号分子　受体　胞间连丝
(2)分别属于图C、图A、图B。
(3)受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有特异性。
3．细胞膜功能特点的验证实验
(1)染色剂进入实验
(2)色素透出实验
考查细胞膜的成分、结构和功能
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)生物膜的流动镶嵌模型并不完美，以下现象不能用细胞膜的流动镶嵌模型解释的是(　　)
A．小鼠细胞和人细胞的融合
B．胆固醇能经细胞膜自由扩散
C．神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性
D．生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同
D　[小鼠细胞和人细胞的融合实验结果直接证明了细胞膜中的蛋白质分子可以运动，A不符合题意；胆固醇能经细胞膜自由扩散借助于膜的流动性，B不符合题意；神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性，是以细胞膜的流动性为基础的，C不符合题意；生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同，只能说明生物膜由蛋白质和脂质分子组成，不能说明组成生物膜的分子是能移动的，不能体现生物膜的流动性，D符合题意。]
2．(2020·朝阳区模拟)如图为细胞膜的结构模式图，说法正确的是(　　)
A．磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，③为疏水端，④为亲水端
B．细胞癌变时，细胞表面发生变化，①减少使细胞的黏着性降低
C．同种生物不同细胞的细胞膜上①、②、⑤的种类和数量完全相同
D．性激素、甘油等小分子物质从A侧运输到B侧需要有②或⑤参与
B　[磷脂由亲水的③头部和疏水的④尾部构成，A错误；癌细胞的表面发生了变化，由于细胞膜上的①糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性低，容易在体内分散和转移，B正确；膜的功能主要由蛋白质承担，故不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量不完全相同，C错误；性激素、甘油等小分子物质从A侧运输到B侧(进入细胞)的方式为自由扩散，不需要②或⑤的参与，D错误。]
　4种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白：糖蛋白。
(2)膜载体蛋白：用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。
(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
考查细胞膜结构和功能特性的相关实验探究
3．(2020·浙江高考联盟联考)科学家利用细胞融合技术研究细胞膜的结构特性，进行了下列实验。
(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。将连接了荧光染料的抗体与融合细胞在一定条件下培养，抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合，其目的是标记膜蛋白，以便于显微镜观察。用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和________，开始时，鼠的细胞为绿色，人的细胞为红色，两种颜色不混合；一段时间后，可观察到红绿荧光交替分布的“嵌合体”。统计________，结果如图所示。
(2)科学家据此提出两种假说解释嵌合体的形成。
假说一：融合细胞合成了新的膜蛋白；
假说二：原有膜蛋白在细胞膜平面上运动。
①使用_________________抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞，均对嵌合体形成没有显著影响，这个结果否定了假说一。
②在15
℃、20
℃和26
℃的培养温度下重复上述实验，这些实验的结果为______________________，为假说二提供了证据支持。
[解析]　(1)细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成；抗体与荧光染料结合后抗体被标记，当抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合时，膜蛋白就被标记；用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和分布，并观察和统计嵌合体比例。
(2)①假如嵌合体形成是融合细胞合成了新的膜蛋白，用蛋白质合成抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞，嵌合体形成会受影响。②分析柱形图可知，随着温度升高，嵌合体比例增加(或随着温度降低，嵌合体比例降低)。
[答案]　(1)分布　
嵌合体比例　(2)蛋白质合成　随着温度升高，嵌合体比例增加(或随着温度降低，嵌合体比例降低)
考点二　细胞核的结构和功能
1．细胞核的结构
(1)上述结构中，原核细胞不具备的是核膜、核孔、核仁、染色质。
(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。
(3)染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细丝状，后者呈圆柱状或杆状。
2．细胞核的功能
(1)是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。
(2)是细胞代谢和遗传的控制中心。
3．细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验过程
②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。
(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)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。
(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。
(人教版必修1
P54“模型建构”)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。模型的形式很多，包括________、________、________等。
提示：物理模型　概念模型　数学模型
1．真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质。
(×)
提示：染色体上含有脱氧核糖核酸和蛋白质。
2．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。
(×)
提示：核孔是选择性通道。
3．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。
(√)
4．核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。
(×)
提示：核膜、核仁在前期消失，末期重建。
5．细胞中核糖体的形成都与核仁有关。
(×)
提示：原核细胞中核糖体的形成与核仁无关。
1．代谢旺盛的细胞，核仁的体积较大，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：核仁与rRNA和核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质是生命活动的主要承担者
2．代谢旺盛的细胞，核孔的数目多，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：核孔是核质之间物质交换和信息交流的通道，代谢旺盛的细胞核质之间物质交换和信息交流频繁
1．染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种状态，这两种不同的状态对细胞的生命活动有什么意义？
提示：染色体呈高度螺旋化状态，这种状态有利于细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中；染色质处于细丝状，这种状态有利于细胞分裂间期完成DNA的复制和转录等生命活动。
2．据图分析细胞核的结构和功能：
(1)将①彻底水解主要可得到的有机小分子有哪些？
_________________________________________________
________________________________________________　
(2)代谢旺盛的细胞，②的体积较大，请解释原因。
_________________________________________________
________________________________________________　
(3)核孔是核膜上的“小孔”吗？为什么代谢旺盛的细胞核孔的数目多？
_________________________________________________
________________________________________________
(4)下列物质哪些可通过核孔？通过核孔需要消耗能量吗？
①DNA　②RNA　③DNA聚合酶　④RNA聚合酶　⑤解旋酶　⑥呼吸酶
提示：(1)氨基酸、磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基。
(2)②是核仁，核仁与rRNA和核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质是生命活动的承担者。
(3)核孔不是“小孔”，是一种蛋白质复合体，对进入细胞核的物质有选择性。代谢旺盛的细胞核质之间物质交换频繁，因此核孔的数目多。
(4)能通过核孔的物质有②③④⑤。需要消耗能量。
考查细胞核的结构和功能
1．下列有关真核细胞的细胞核的叙述，错误的是
(　　)
A．核仁是细胞代谢和遗传的控制中心
B．核孔能实现核质之间频繁的物质交换
C．脱氧核糖核酸不能通过核孔进入细胞质
D．核膜是双层膜，参与生物膜系统的组成
A　[细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，A错误；核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，B正确；脱氧核糖核酸不能通过核孔进入细胞质，C正确；细胞膜、核膜(双层膜)和细胞器膜等结构共同构成细胞的生物膜系统，D正确。]
2．(2020·浙江十校联考)如图为细胞核结构模式图，下列关于细胞核的结构或功能的说法不正确的是(　　)
A．③为双层膜，共由2层磷脂分子组成
B．①为染色质，可以被龙胆紫染液染成深色
C．②为核仁，与核糖体的形成有关
D．④为核孔，能实现核质之间的信息交流
A　[③是核膜，为双层膜，共由4层磷脂分子组成，A错误；①为染色质，可以被龙胆紫染液等碱性染料染成深色，B正确；②为核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，C正确；④为核孔，能实现核质之间的物质交换和信息交流，D正确。]
考查细胞核功能的相关实验探究
3．如图表示变形虫的切割和核移植实验。该实验不能得出的结论是(　　)
A．细胞核是遗传物质储存和复制的场所
B．细胞核是细胞新陈代谢活动的控制中心
C．细胞核和细胞质相互依存，相互影响
D．细胞结构的完整性是细胞生存的基础
A　[图中并未体现细胞核是遗传物质储存和复制的场所；含有细胞核的部分能正常生活，不含有细胞核、只有细胞质的部分不能正常生活，这说明细胞核是细胞新陈代谢活动的控制中心；只有细胞核或只有细胞质的部分不能正常生活，但重新植入细胞核，细胞又能正常生活，说明细胞核和细胞质相互依存，相互影响；只有同时有细胞质和细胞核，细胞才可以正常生活，说明细胞结构的完整性是细胞生存的基础。]
4．(2020·诸暨模拟)汉麦林的实验如图，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断(a)，中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后，不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是
(　　)
(a)　　　
(b)　　　　(c)　　　(d)
①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核
②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质
③杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果
④(b)能再生一杯是因为(b)中含有由细胞核转录而来的遗传信息
A．①③　　　B．②③　　　C．①④　　　D．②④
C　[决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核，①正确；将(c)中藻杯切掉后，不能再生第二杯(d)，说明(c)中不含合成藻杯形态的遗传信息，决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不是来自细胞质，②错误；本实验没有单独拿出细胞核进行实验，看是否形成杯状藻藻杯，因此该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果，③错误；决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核，细胞核中遗传信息通过转录形成mRNA，进入细胞质中，(b)含有细胞核中遗传信息通过转录形成的mRNA，因此可以再生一藻杯，④正确。综上所述，正确的是①④。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．细胞膜是细胞的边界，因为其具有选择透过性；细胞壁是全透性的，不能作为细胞的边界。2．细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。3．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、哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核。4．核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。5．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。6．细胞核并非细胞代谢的中心。细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
1．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。2．组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。3．生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。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．核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关。6．染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。7．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·重庆选择性考试适应性测试)以下关于细胞核与线粒体的叙述，错误的是(　　)
A．都含有遗传物质　　　
B．都为双层膜结构
C．都参与代谢过程
D．都能完成mRNA的翻译
D　[DNA是遗传物质，DNA主要分布在细胞核，线粒体中也有分布，故细胞核和线粒体都含有遗传物质，A正确；细胞核的核膜为双层，线粒体也为双层膜结构，B正确；细胞核内可进行DNA的复制和转录等合成代谢，线粒体是有氧呼吸的主要场所，二者都参与代谢过程
，C正确；翻译的场所在核糖体，细胞核内不能完成mRNA的翻译，线粒体内有核糖体，可完成mRNA的翻译，D错误。]
2．(2021·福建适应性测试)下列关于生物膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与
B．促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合
C．叶绿体外膜上的蛋白质可以吸收光能和催化光反应
D．癌细胞膜上的糖蛋白减少导致癌细胞之间黏着性降低
[答案]　C
3．(2020·天津等级考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是(　　)
A．如图所示过程可发生在有丝分裂中期
B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
D　[有丝分裂中期无核膜和核仁，A错误；细胞的遗传信息储存于DNA分子中，而不是主要储存于核仁中的rDNA中，B错误；据图可知，核仁是合成rRNA的场所，但核糖体蛋白的合成是在细胞质的核糖体上，C错误；据图分析可知，核糖体亚基的组装部位是细胞核，核孔是细胞核和细胞质之间大分子物质交换的通道，核糖体亚基装配完成后由核孔运出，D正确。]
[全国卷·命题研析借鉴]
4．(2019·全国卷Ⅲ)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是(　　)
A．细胞中的染色质存在于细胞核中
B．细胞核是遗传信息转录和翻译的场所
C．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
D．细胞核内遗传物质的合成需要能量
B　[细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，真核细胞中的染色质存在于细胞核中，A、C正确；真核细胞的翻译过程发生在细胞质中，B错误；细胞核内遗传物质DNA的合成需要消耗能量，D正确。]
5．(2018·天津高考)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是(　　)
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜，识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜，识别并结合激素
载体
C
位于类囊体膜，催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜，引起特异性免疫
抗原
B　[突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体，受体可以特异性地结合相应的神经递质，使下一个神经元兴奋或抑制，A正确；靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体，当激素与受体结合后，引起细胞代谢发生变化，B错误；光合作用的光反应过程中，会发生光能转变为ATP中活跃的化学能，即催化ATP的合成，因此类囊体薄膜上含有ATP合成酶，C正确；细胞癌变后，细胞膜上会产生相应的癌胚抗原，引起机体的特异性免疫反应，进而清除癌变的细胞，D正确。]
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-(共117张PPT)
第2讲　细胞器——系统内的分工合作
第二单元
细胞的基本结构与物质的输入和输出
01
考点一
主要细胞器的结构
和功能
知识·能力·素养
考法·考技·考能
细胞器
细胞质基质
差速离心
线粒体
有氧呼吸
叶绿体
高尔基体
加工、分类和包装
侵入细胞的病菌或病毒
合成和加工
脂质
液泡
溶酶体
衰老、损伤的细
胞器
核糖体
原核
中心体
真核
维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性
蛋白质纤维
×
×
√
×
×
√
02
考点二
细胞器之间的协调
配合及生物膜系统
知识·能力·素养
考法·考技·考能
核膜
细胞膜
细胞核
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
线粒体
×
×
√
×
×
×
03
考点三
用高倍显微镜观察
叶绿体和线粒体(实验)
【实验基础】
【关键点拨】
【对应练习】
藓类叶片
菠菜叶
健那绿染液
04
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
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7第2讲　细胞器——系统内的分工合作
课标要求
核心素养
1．阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动2．举例说明细胞各部分之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动3．观察叶绿体和细胞质流动
1．各种细胞器的结构与功能相适应(生命观念)2．对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的标准进行分类和归纳(科学思维)3．用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体(科学探究)
考点一　主要细胞器的结构和功能
1．细胞质的组成
细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。
2．细胞器的分离方法
方法：差速离心法，将细胞膜破坏后，利用高速离心机，在不同的转速下将各种细胞器分离开。
3．八种常见细胞器的结构及功能
(1)①线粒体：进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。
(2)②叶绿体：能进行光合作用的植物细胞所特有，是“养料制造车间”和“能量转换站”。
(3)③高尔基体：主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
(4)④内质网：细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
(5)⑤液泡：内有细胞液，可调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。
(6)⑥溶酶体：细胞内的“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病菌或病毒。
(7)⑦核糖体：“生产蛋白质的机器”，原核细胞中唯一的细胞器。
(8)⑧中心体：与细胞的有丝分裂有关。
提醒：(1)显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构，如线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁等。
(2)亚显微结构是指在电子显微镜下才能看到的结构。线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体薄膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属于亚显微结构。
4．细胞骨架
(1)存在：真核细胞中。
(2)作用：维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性。
(3)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。
(人教版必修1
P46“相关信息”)矿工中常见的职业病——硅肺产生的病因是什么？
提示：矿工肺部吸入硅尘后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，造成肺功能受损。
1．人体细胞的线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜蛋白质和脂质的比值。
(√)
2．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA。
(×)
提示：核糖体含有rRNA和蛋白质，不含有DNA。
3．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。
(×)
提示：溶酶体中的酶是在核糖体上合成的。
4．核糖体有的附着在高尔基体上。
(×)
提示：核糖体有的附着在内质网上，不是附着在高尔基体上。
5．内质网是脂质的合成车间。
(√)
6．性激素主要是由内质网上的核糖体合成的。
(×)
提示：性激素属于脂质，是在内质网中合成的。
1．叶绿体的结构与其功能相适应的特点包括
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积；类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素；类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶
2．线粒体的结构与其功能相适应的特点包括
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：有内外两层膜，内膜向内腔折叠形成嵴增大了内膜的面积，内膜上和基质中有催化有氧呼吸的酶
1．归纳比较线粒体和叶绿体
线粒体
叶绿体
不同点
结构
增大膜面积的方式
内膜向内腔折叠形成嵴
由囊状结构堆叠而成基粒
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
物质转化
有机物―→CO2＋H2O
CO2＋H2O―→有机物
能量转化
有机物中的化学能→ATP中的化学能＋热能
光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能
ATP
线粒体产生的ATP可供各项生命活动利用
叶绿体产生的ATP满足暗反应的需要
相同点
①均具有双层膜；②都含少量DNA和RNA，是半自主性细胞器(含核糖体，可复制、转录、翻译)；③都能产生ATP，与能量转换有关；④都参与碳循环；⑤都既有水消耗又有水产生
2．多角度分析、比较细胞器
1．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能有何不同？
提示：细胞质基质含有多种成分，为生命活动提供了重要的代谢反应场所及所需的物质和一定的环境条件；线粒体基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶，是进行有氧呼吸第二阶段的场所；叶绿体基质含有与暗反应有关的酶，是植物进行光合作用暗反应的场所。
2．内共生起源学说认为：线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的需氧细菌和蓝藻。线粒体来源于原始的需氧细菌，即需氧细菌被真核生物吞噬后，在长期共生过程中，通过演变，形成了线粒体。叶绿体来源于原始的蓝藻，即蓝藻被原始真核细胞摄入胞内，经过长期的共生演变，形成了叶绿体。在你的知识范围内找出支持这一假说的证据。
提示：线粒体和叶绿体内含有DNA和RNA，在遗传上具有半自主性；线粒体和叶绿体内的DNA是环状的，没有与蛋白质结合，与细菌和蓝藻相同；线粒体和叶绿体中都有核糖体，能独立合成蛋白质；在生物界中，吞噬现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌等。
考查细胞器的分布、结构和功能
1．(2020·永州模拟)叶绿体与线粒体在结构和功能上的相同点是(　　)
①含有ATP合成酶　②能进行DNA和RNA的复制　③水作为生理功能的一种原料　④能控制某些蛋白质的合成　⑤增大膜面积的方式
A．①③④　　　　
B．①②④
C．②③④
D．①②⑤
A　[叶绿体与线粒体都能进行DNA的复制，不能进行RNA的复制。叶绿体与线粒体增大膜面积的方式不同，叶绿体通过类囊体增大膜面积，线粒体通过内膜的折叠增大膜面积。]
2．(2020·山东等级考模拟)溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬作用，作用途径如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．具有吞噬作用的细胞才具有自噬作用
B．清除衰老损伤的细胞和细胞器是通过自噬作用完成的
C．溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
D．营养物质缺乏时，细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
D　[由图可知，细胞吞噬作用、细胞自噬都与溶酶体有关，自噬作用可以发生在多处真核细胞中，而吞噬作用只能发生在具有吞噬作用的细胞中，A错误；清除衰老损伤的细胞通过吞噬作用完成，清除衰老损伤的细胞器可通过自噬作用完成，B错误；酶的活性与pH有关，细胞质基质中pH与溶酶体中不同，故溶酶体中水解酶进入细胞质基质后，其活性会发生改变，C错误；细胞通过自噬作用降解非必需物质并重新回收利用，可以维持细胞在营养缺乏状态下的生命活动，D正确。]
考查细胞、结构与功能的适应观
3．(2020·常熟检测)下列关于细胞结构与功能的叙述，不正确的是(　　)
A．心肌细胞内有大量的线粒体，有利于能量的供应
B．浆细胞内有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌
C．小肠上皮细胞细胞膜上有大量突起，有利于附着更多的载体蛋白
D．神经细胞轴突末梢有大量突起，有利于附着更多的神经递质受体蛋白
D　[线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”，心肌细胞中的线粒体数量多，能为心肌的收缩提供大量能量，A正确；抗体属于分泌蛋白，高尔基体参与分泌蛋白的加工和分泌过程，故浆细胞内有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌，B正确；小肠是营养物质吸收的主要场所，小肠上皮细胞膜上有许多运输物质的载体蛋白，小肠上皮细胞细胞膜上有大量突起，有利于附着更多的载体蛋白，C正确；神经细胞轴突末梢为突触前膜，突触前膜释放神经递质，作用于突触后膜，故一般突触前膜没有神经递质的受体蛋白，突触后膜(神经细胞的树突或细胞体)有神经递质的受体蛋白，D错误。]
4．哺乳动物红细胞在成熟过程中细胞器逐渐消失，细胞核逐渐退化并从细胞中排出。下列相关叙述错误的是(　　)
A．哺乳动物红细胞中细胞器的消失与溶酶体有关
B．哺乳动物红细胞中细胞核的排出方式为自由扩散
C．哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和各种细胞器
D．哺乳动物红细胞成熟的过程体现了结构与功能相适应的特点
B　[溶酶体可以分解衰老损伤的细胞器，因此哺乳动物红细胞成熟过程中细胞器的消失与溶酶体有关，A正确；哺乳动物成熟红细胞细胞核的排出方式为胞吐，B错误；哺乳动物红细胞中没有细胞核和各种细胞器，C正确；哺乳动物红细胞成熟的过程体现了结构与功能相适应的特点，D正确。]
　细胞结构与功能相适应的几个实例
结合亚显微结构图考查细胞的结构和功能
5．(2021·江苏新高考适应性考试)下图为动物细胞和植物细胞的结构示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．动物细胞的②外面没有①的结构，植物细胞必须有①才能存活
B．动物细胞内④⑤中可合成ATP，植物细胞内④⑤⑥中都可合成ATP
C．动物细胞合成蛋白质的场所有③④⑤，植物细胞的⑥内也能合成蛋白质
D．植物细胞②外面有①，细胞分裂末期细胞质分裂的方式与动物细胞不同
A　[动物细胞的②细胞膜外面没有①细胞壁的结构，但细胞壁不是植物细胞的活性物质，去除细胞壁以后的原生质体仍能存活，A错误；动物细胞④线粒体和⑤细胞质基质中可合成ATP，植物细胞内④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都可合成ATP，B正确；细胞合成蛋白质的场所是核糖体，③内质网上的核糖体、④线粒体、⑤细胞质基质、⑥叶绿体中都可以含有核糖体，C正确；植物细胞②细胞膜外面有①细胞壁，细胞分裂末期通过形成细胞板将细胞质一分为二，而动物细胞则是细胞膜凹陷缢裂将细胞质分裂，所以不同，D正确。]
6．(多选)(2020·南通检测改编)如图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．结构①的数量倍增发生于分裂间期的细胞中
B．具有双层生物膜的结构②与细胞分泌活动有关
C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向不同
D．④、⑤处的核糖体含有的脂质多数为磷脂，少数为胆固醇
AC　[结构①是中心体，数量倍增发生于分裂间期的细胞中，A项正确；结构②是高尔基体，与细胞分泌活动有关，具有单层生物膜，B项错误；③是核孔，RNA和RNA聚合酶穿过核孔的方向不同，C项正确；核糖体不含有磷脂，D项错误。]
考点二　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
1．细胞的生物膜系统的组成与功能：
(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
(2)功能：
2．细胞的生物膜系统中各生物膜之间的联系：
(1)在成分上的联系：
(2)在结构上具有一定的连续性：
(3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之间协调配合如图所示：
流程图解读：
①细胞核(真核细胞)：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多肽，不属于生物膜系统。
③内质网：对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的形式运送至高尔基体。
④高尔基体：将较成熟蛋白质加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜。
⑤细胞膜：通过胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。
⑥线粒体：提供能量。
1．(人教版必修1
P49“相关信息”)利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜融合，将药物送入细胞，这一过程体现了细胞膜的什么特点？
提示：细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。
2．(人教版必修1
P50“与社会的联系”)肾功能发生障碍时，目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾代替病变的肾脏行使功能，人工肾利用细胞膜的什么特点？
提示：细胞膜的功能特点——选择透过性。
1．生物膜系统是指生物体内所有膜结构的统称。
(×)
提示：生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜的统称。
2．真核生物细胞具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行。
(√)
3．生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新依赖于生物膜的选择透过性。
(×)
提示：依赖于生物膜的流动性。
4．生物膜之间通过囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量。
(×)
提示：囊泡运输消耗能量。
5．分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外。
(×)
提示：分泌蛋白先经过内质网，再经过高尔基体分泌到细胞外。
6．CO2的固定、水的光解、蛋白质的加工均在生物膜上进行。
(×)
提示：CO2的固定在叶绿体基质中进行。
1．生物膜使真核细胞区室化，对新陈代谢的意义：
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：减少彼此干扰，保证化学反应高效、有序地进行
2．分泌蛋白合成过程中内质网和高尔基体的作用分别是：
(1)内质网：_________________________________________
_____________________________________________________。
(2)高尔基体：_______________________________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
提示：(1)对多肽进行初步加工(如盘曲、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
(2)将较成熟的蛋白质再加工(浓缩、分类、包装)为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜
1．如图1为细胞的生物膜系统概念图，图2表示的是多种生物膜及其膜上发生的物质变化。
图1
图2
(1)图1中的a～g依次表示哪些生物膜？
(2)图2中①～④依次表示哪些生物膜？
提示：(1)a—核膜　b—细胞器膜　c—叶绿体的类囊体薄膜　d—线粒体内膜　e—内质网膜　f—高尔基体膜　g—细胞膜　(2)①高尔基体膜　②内质网膜　③内质网膜　④细胞膜
2．下列图1为豚鼠胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸后，细胞内相关结构放射性的变化。图2为分泌蛋白加工和分泌过程中相关膜面积的变化。
图1　　　　　　　　　　图2
(1)图1表示放射性元素标记的氨基酸，在不同时间内放射性元素在细胞中先后出现的顺序是什么？
提示：附有核糖体的内质网→高尔基体→分泌小泡。
(2)图2是以柱状图的形式显示分泌蛋白分泌前后相关结构膜面积的变化，其中①～③依次表示何类“膜”？
提示：①—内质网膜；②—高尔基体膜；③—细胞膜。
考查细胞器之间的协调配合
1．下面是人体胰岛B细胞合成与分泌胰岛素的过程示意图，其中字母表示相关细胞器，箭头表示生理过程。对此理解正确的是(　　)
A．结构a是具有单层生物膜的核糖体，发挥功能时需与mRNA结合
B．结构b是含有大量磷脂的内质网，在脂肪细胞中最为发达
C．结构c是高尔基体，可对蛋白质进行加工、分类和包装
D．结构d是线粒体，存在于进行有氧呼吸的所有细胞中，是细胞的“动力车间”
C　[胰岛素是分泌蛋白，据图分析，物质R是氨基酸，a表示核糖体，b表示内质网，c表示高尔基体，d表示线粒体，据此分析。a为核糖体，无膜结构，A错误；结构b是内质网，含有大量磷脂，其在分泌蛋白合成旺盛的细胞中较发达，在脂肪细胞中不发达，原因是脂肪细胞的生命活动不旺盛，合成分泌蛋白少，B错误；结构c是高尔基体，高尔基体是真核细胞中的物质转运系统，承担着物质运输的任务，可对蛋白质进行加工、分类和包装，C正确；有些原核生物也能进行有氧呼吸，但原核生物无线粒体，D错误。]
2．(2020·广东七校联考)细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程。被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外(部分过程见如图)。回答下列问题：
(1)细胞内衰老的线粒体可在自噬体内被降解，该过程利用了溶酶体中的________酶。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自高尔基体”，则实验现象应为______________________________
_____________________________________________________。
(2)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]　本题以科研成果作为背景资料，结合细胞结构模式图，旨在考查学生信息提取的能力，并能结合细胞器的作用，分析和解决问题。(1)溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自高尔基体”，可先用放射性同位素标记氨基酸，追踪放射性的移动途径，可发现被放射性标记的氨基酸依次出现在高尔基体、溶酶体、自噬体中。(2)分析题干，结合图中信息可知，细胞自噬过程中被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，满足细胞代谢的需要，特别是对于癌细胞这样代谢旺盛的细胞，细胞自噬对其增殖和生长是有利的，自噬过程的降解产物可以作为癌细胞代谢的原料，所以在肝癌发展期，细胞自噬会促进肿瘤的发生。
[答案]　(1)水解　被放射性标记的氨基酸(物质)依次出现在高尔基体、溶酶体、自噬体中　(2)促进　癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要
　细胞自噬
通俗地说，细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
考查细胞的生物膜系统
3．(2020·湖北名校联盟联考)下列有关生物膜及其所含蛋白质的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体中催化丙酮酸分解的酶分布在线粒体内膜上
B．溶酶体膜蛋白经过修饰，不会被溶酶体内的水解酶水解
C．叶绿体中催化NADPH合成的酶分布在类囊体膜上
D．细胞膜的选择透过性与膜上载体蛋白种类密切相关
A　[线粒体中催化丙酮酸分解的酶分布在线粒体基质中，A错误；溶酶体膜上的蛋白质经过修饰成为特殊结构的蛋白质，不会被自身水解酶水解，B正确；NADPH是光反应的产物，形成场所是叶绿体类囊体薄膜，故叶绿体中催化NADPH合成的酶分布在类囊体膜上，C正确；生物膜的功能特点是具有选择透过性，主要与载体蛋白的种类和数量有关，也与磷脂双分子层有关，D正确。]
4．生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用，图1～3表示三种生物膜结构及其上所发生的部分生理过程。请回答下列问题：
图1　　　　　
图2　　　　　　图3
(1)图1表示的生理过程是__________________，其主要的生理意义在于______________。
(2)图2中存在3种激素，但只有1种激素能与受体蛋白结合，这说明激素调节具有___________________的特点。
(3)图3表示的膜上发生的能量变化是________________，体现出生物膜具有________的功能。
(4)具有图1和图3两种生物膜的细胞器增大膜面积的方式分别是
_____________________________________________________。
(5)图1～3所示生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是_____________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]　(1)图1发生H＋与O2结合生成H2O的反应，该生物膜结构属于线粒体内膜，表示的生理过程是有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸第三阶段能够产生大量的ATP，为生命活动供能。(2)图2中存在3种激素，但只有1种激素能与受体蛋白结合，体现了受体蛋白具有特异性，说明激素调节具有作用于靶器官、靶细胞的特点。(3)图3发生H2O分解成H＋与O2的反应，属于光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，发生的能量变化是光能→ATP中活跃的化学能，体现出生物膜具有能量转换的功能。(4)由以上分析知，图1、3两种生物膜分别是线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜，线粒体内膜折叠成嵴增大了膜面积，叶绿体的类囊体膜堆叠成基粒扩大了膜面积。(5)生物膜主要由脂质和蛋白质组成，脂质中以磷脂为主，磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，生物膜中蛋白质的种类和数量决定了膜的功能，图1～3所示生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是生物膜上蛋白质的种类和数量不同。
[答案]　(1)有氧呼吸的第三阶段　为生命活动供能　(2)作用于靶器官、靶细胞　(3)光能→ATP中活跃的化学能　能量转换　(4)具有图1生物膜的细胞器通过内膜向内折叠形成嵴，具有图3生物膜的细胞器通过类囊体堆叠形成基粒　(5)不同的生物膜上蛋白质的种类和数量不同
　三个角度理解生物膜系统结构和功能的统一性
考点三　用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体(实验)
1．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，如人口腔上皮细胞。用健那绿染液染色，该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。
2．实验步骤
(1)叶绿体的观察
(2)线粒体观察
观察线粒体和叶绿体实验的几个注意点
1．健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，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．由于高等植物叶肉细胞同时含叶绿体和线粒体，因此观察线粒体时不选用高等植物叶肉细胞。
4．实验材料的选择及原因
实验
观察叶绿体
观察线粒体
选材
藓类叶片
菠菜稍带些叶肉的下表皮
人口腔上皮细胞
原因
叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片
①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少且个大
①没有颜色，便于观察；②易取材
1．下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验说法，不正确的是
(　　)
A．健那绿染液是一种活细胞染料，几乎不损伤细胞
B．选用含叶绿体少而大的细胞来观察
C．高倍镜下，可看到叶绿体内部有许多基粒
D．藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体
C　[健那绿染液是活细胞染料，可将线粒体染成蓝绿色，而细胞质则几乎为无色；藓类叶片很薄，可直接用于制作临时装片；叶绿体少而大的细胞更易观察清楚；叶绿体的基粒在电子显微镜下才能看到。]
2．下列关于用高倍镜观察叶绿体和线粒体实验的叙述，正确的是(　　)
A．以黑藻叶为实验材料就可达到实验目的
B．在高倍镜下可观察到叶绿体的类囊体
C．视野中观察到的叶绿体环流方向与实际相反
D．细胞在实验过程中要始终保持活性
D　[以黑藻叶为实验材料可观察叶绿体，不能观察线粒体，A项错误；叶绿体的类囊体只有在电子显微镜下才能看到，B项错误；虽然显微镜下呈倒像，但叶绿体环流方向与实际方向是相同的，C项错误；观察叶绿体和线粒体的实验过程中，细胞要始终保持活性，D项正确。]
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞。如真菌细胞、细菌等都有细胞壁(注意细胞壁的组成成分不同)。2．能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体(如蓝藻)，能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体(如部分原核生物)。3．一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。4．没有叶绿体或大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。5．有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。6．高尔基体经囊泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，如：细胞膜上的蛋白质，神经递质；分泌蛋白一定经高尔基体分泌。7．分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，需消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
1．叶绿体、线粒体和细胞核都含有DNA和RNA，都能进行DNA的复制和转录，叶绿体和线粒体还能进行翻译过程，产生部分自身需要的蛋白质。2．核糖体：由蛋白质和rRNA组成，是蛋白质(肽链)的合成场所。3．中心体：由相互垂直的两个中心粒组成，与动物细胞和低等植物细胞的分裂有关。4．内质网：脂质的合成，蛋白质的初加工。5．高尔基体：蛋白质的再加工和分装，纤维素的合成。6．溶酶体：含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。7．分泌蛋白运输的方向：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。8．生物膜使真核细胞区室化，对新陈代谢的意义：减少彼此干扰，保证化学反应高效、有序地进行。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·湖北选择性考试模拟)动物细胞的溶酶体内含有磷脂酶、蛋白酶、核酸酶等多种酶。溶酶体内的pH约为5，细胞质基质pH约为7。下列叙述错误的是(　　)
A．失活的蛋白质借助载体蛋白进入溶酶体
B．溶酶体膜与高尔基体膜的化学成分相似
C．溶酶体酶在pH为5左右时，活性较高
D．经溶酶体酶消化后的产物并非全部排出细胞
A　[失活的蛋白质空间结构已经改变，但还是大分子，通过胞吞方式进入溶酶体，不需要借助载体蛋白，A错误；溶酶体来源于高尔基体，溶酶体膜与高尔基体膜的化学成分相似，主要含有脂质和蛋白质，B正确；溶酶体内的pH约为5，该pH下溶酶体内的酶活性较高，C正确；被溶酶体分解后的产物被细胞重新利用或者排出细胞外，D正确。]
2．(2021·河北选择性考试模拟)内质网合成的分泌蛋白，经高尔基体加工后，与高尔基体膜内表面受体结合，启动囊泡形成。细胞内某基因发生突变，导致高尔基体中分泌蛋白堆积，不能发送到胞外。据此推测该基因编码蛋白的功能不可能是(　　)
A．推动囊泡运输　　
　　
B．启动高尔基体出芽
C．参与分泌蛋白共价修饰
D．参与分泌蛋白构象最终形成
A　[若该基因编码蛋白的功能是推动囊泡运输，则细胞内该基因发生突变会导致无法推动内质网形成的囊泡运输到高尔基体，不会导致高尔基体中分泌蛋白堆积，A错误；若该基因编码蛋白的功能是启动高尔基体出芽形成囊泡，则细胞内该基因发生突变会导致无法启动高尔基体出芽形成囊泡，导致高尔基体中分泌蛋白堆积，B正确；内质网合成的分泌蛋白，经高尔基体加工后，与高尔基体膜内表面受体结合，启动囊泡形成，若该基因编码蛋白的功能是参与分泌蛋白共价修饰，则细胞内该基因发生突变会导致分泌蛋白无法经过高尔基体的进一步加工，进而无法启动高尔基体出芽形成囊泡，导致高尔基体中分泌蛋白堆积，C正确；分泌蛋白构象的最终形成是在高尔基体完成，若该基因编码蛋白的功能是分泌蛋白构象的最终形成，则细胞内该基因发生突变会导致高尔基体中分泌蛋白堆积，D正确。故选A。]
3．(2020·山东等级考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(　　)
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
D　[进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用带上M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成，B正确；溶酶体含有大量的水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质，不能产生溶酶体酶，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不会经高尔基体膜包裹形成囊泡并在囊泡内转化为溶酶体酶，但会经囊泡运往细胞膜，不会聚集在高尔基体内，D错误。]
4．(2020·山东等级考模拟)线粒体起源的内共生学说认为，原始真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原始细菌，它们之间逐渐形成了互利共生关系，最终原始细菌演变成线粒体。根据该学说，下列说法错误的是(　　)
A．线粒体中具有的环状双链DNA与细菌的相似
B．线粒体的外膜和内膜在原始来源上是相同的
C．线粒体内含有DNA、RNA和核糖体，具有相对独立的遗传表达系统
D．线粒体RNA聚合酶可被原核细胞RNA聚合酶的抑制剂所抑制
B　[根据内共生学说观点：真核细胞的线粒体是原始的真核细胞吞噬了进行有氧呼吸的原始细菌之后逐渐形成了互利共生关系而形成的，线粒体的内膜起源于细菌的细胞膜，线粒体的外膜起源于原始真核细胞的细胞膜，因此线粒体的外膜和内膜在原始来源上是不同的。]
5．(2020·7月浙江选考)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(　　)
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．大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变
C　[溶酶体是由高尔基体断裂后的囊泡结构形成的，A项正确。溶酶体中含有多种水解酶，中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的水解酶降解，B项正确。溶酶体是单层膜结构，C项错误。溶酶体中含有多种酸性水解酶，大量碱性物质进入会改变溶酶体中的pH，因此其中的酶的活性会受影响，D项正确。]
[全国卷·命题研析借鉴]
6．(2020·江苏高考)下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是(　　)
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．人体未分化的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
A　[细胞内线粒体的分布和数量与其功能有关，线粒体可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，线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，B错误；人体未分化的细胞中内质网不发达，胰腺外分泌细胞能分泌多种消化酶，内质网较发达，C错误；高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，分泌蛋白的合成部位是核糖体，D错误。]
7．(2020·全国卷Ⅱ)为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：
(1)该实验所用溶液B应满足的条件是________________(答出2点即可)。
(2)离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有______________________________。
(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是_____________。
[解析]　(1)为研究细胞器的功能，在分离细胞器时一定要保证细胞器结构的完整和功能的正常，因此本实验所用溶液B的pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同。(2)离心沉淀出细胞核后，细胞质基质组分和线粒体均分布在上清液中，与有氧呼吸有关的酶在细胞质基质和线粒体中，因此在适宜的条件下，上清液能将葡萄糖彻底分解。(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，因为类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能，所以仍有氧气释放。
[答案]　(1)pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同　(2)细胞质基质组分和线粒体　(3)有　类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
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-(共132张PPT)
第3讲　细胞的物质输入与输出
第二单元
细胞的基本结构与物质的输入和输出
01
考点一
细胞的吸水和失水
知识·能力·素养
考法·考技·考能
水分子
半透膜
半透膜
浓度差
多于
上升
细胞质
细胞膜
失水皱缩
吸水膨胀
质壁分离复原
质壁分离
差异
差异
逆
差异
×
×
×
×
×
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02
考点二
观察植物细胞的
质壁分离和复原(实验)
【实验基础】
【关键点拨】
【对应练习】
原生质层
细胞液
大
细胞壁逐渐分离
逐渐变小
逐渐贴近细胞壁
逐渐变大
03
考点三
物质出入细胞的
方式
知识·能力·素养
考法·考技·考能
自由扩散
协助扩散
主动运输
载体蛋白
胞吞
胞吐
浓度差
浓度差和载体蛋白
载体蛋白和能量
×
×
×
×
×
04
真题体验
感悟高考
淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
[全国卷·命题研析借鉴]
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5第3讲　细胞的物质输入与输出
课标要求
核心素养
1．阐明质膜具有选择透过性2．举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白3．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞4．通过模拟实验探究膜的透性5．观察植物细胞的质壁分离和复原
1．理解细胞内物质运输与能量供应的关系(生命观念)2．分析不同物质跨膜运输实例，归纳跨膜运输的方式与特点；模型与建立：建立渗透作用的实验模型(科学思维)3．设计实验探究膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验(科学探究)4．根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥(社会责任)
考点一　细胞的吸水和失水
1．渗透作用
(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)发生的条件
(3)渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于由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)原理
(2)现象
①外界溶液浓度<细胞质浓度?细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度>细胞质浓度?细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度＝细胞质浓度?水分进出细胞处于动态平衡。
3．植物细胞的吸水和失水(以成熟的植物细胞为例)
(1)原理：
(2)现象：
处理情况
现象
外界溶液浓度大于细胞液浓度
发生质壁分离
已发生质壁分离的细胞(保持活性)放入清水中
发生质壁分离复原
4．物质跨膜运输的其他实例
(1)植物对无机盐离子的吸收
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
1．(人教版必修1
P61“与生活的联系”)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？
提示：这是因为与细胞内液体相比，外界溶液浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。
2．(人教版必修1
P64“与社会的联系”)浓度低的饮料可以用来__________，浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用，因为______________。
提示：补充体内水分　过高浓度的饮料反而会导致细胞失水
1．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。
(×)
提示：该浓度是指物质的量浓度。
2．植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。
(×)
提示：原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3．将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。
(×)
提示：动物细胞的细胞膜相当于半透膜，将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，能发生渗透作用。
4．质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。
(×)
提示：质壁分离过程中水分子扩散是双向进行的。
5．成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。
(×)
提示：发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。
1．原生质层与原生质体的区别是______________________________
_____________________________________________________________。
提示：原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜间的细胞质组成，原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构
2．成熟植物细胞在一定浓度的溶液中能发生质壁分离的原因是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
提示：外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大
1．如图甲是一个典型的渗透装置，作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。请指出图乙中与图甲a、b、c对应的分别是什么？
甲　　　　　　　　　　　乙
提示：a对应①细胞液，b对应⑥原生质层，c对应外界溶液。
2．对于植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？
提示：不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
3．现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为0．1
g/mL的蔗糖溶液、0．3
g/mL的蔗糖溶液和0．1
g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验。
(注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)
实验Ⅰ：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高；
实验Ⅱ：同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，液面发生了变化：右侧先升高后降低。
根据实验结果判断A、B、C三瓶溶液分别是什么？
提示：A瓶：0.3
g/mL的蔗糖溶液；B瓶：0.1
g/mL的蔗糖溶液；C瓶：0.1
g/mL的葡萄糖溶液。
考查渗透作用实验及分析
1．(2020·黄冈质检)如图为渗透实验装置，蔗糖不能透过半透膜，渗透平衡时烧杯中液面高度为a，漏斗中液面高度为b，液面差为m。有关叙述错误的是(　　)
A．达到平衡时，水分子进出半透膜的速率相等
B．若向漏斗中滴入清水，则重新平衡时m将增大
C．若向漏斗中加入蔗糖分子，则重新平衡时m将增大
D．把m段内的液体吸出后，重新平衡时m将减小
B　[达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，A正确；向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，B错误；若向漏斗中加入蔗糖，将导致漏斗内蔗糖溶液渗透压进一步增大，平衡时m将增大，C正确；把m段内的液体吸出后，则其中溶质也被吸出，其漏斗中溶质减少，渗透压减弱，吸水能力也减弱，则平衡时m将减小，D正确。]
2．(2020·承德一中检测)如图为常见的两套渗透装置图(图中S1为0．3
mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0．3
mol/L葡萄糖溶液；已知葡萄糖能通过半透膜，但蔗糖不能通过半透膜)，两装置半透膜面积相同，初始时液面高度一致，A装置一段时间后再加入蔗糖酶。有关叙述错误的是(　　)
A．实验刚刚开始时，装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样
B．装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平
C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降
D．若不加入酶，装置A、B达到渗透平衡时，S1溶液浓度小于S3溶液浓度
D　[根据渗透作用的原理，实验刚刚开始时，由于装置A和装置B中半透膜两侧的溶液浓度分别相同，所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样，A正确；由于葡萄糖能通过半透膜，所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平，B正确；装置A因渗透作用，水分子进入漏斗使液面上升，加酶后，漏斗中溶液浓度继续增大，液面会继续上升，但是由于蔗糖被水解酶催化为葡萄糖和果糖，其中由于葡萄糖能透过半透膜，所以漏斗内溶液浓度减小，而烧杯中溶液浓度增大，故漏斗中液面开始下降，C正确；装置A达到渗透平衡后，由于漏斗中溶液存在势能，所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，装置B中由于葡萄糖能透过半透膜，最后两侧的葡萄糖溶液浓度相等，由于装置A中烧杯内的蒸馏水不可能进入到漏斗中过半，所以最后漏斗中蔗糖溶液浓度大于“U”型管两侧的葡萄糖溶液浓度，即S1溶液浓度大于S3溶液浓度，D错误。]
考查动植物细胞的吸水和失水
3．科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水及4种等渗溶液中，测定红细胞溶血(红细胞破裂)所需的时间，结果如图所示。据图分析正确的是(　　)
A．不同物质的运输速率取决于膜上载体蛋白的数量
B．与乙醇溶液相比，处在丙酮溶液中的红细胞吸水更快
C．红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜具有一定的流动性
D．处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长可能与红细胞无法吸收Cl－和NH有关
B　[甘油、乙醇、丙酮的运输与膜上载体蛋白的数量无关，A错误；
乙醇和丙酮溶液中红细胞吸水的速度大小关系为丙酮＞乙醇，B正确；
红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜的选择透过性，C错误；
处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长说明红细胞吸收Cl－和NH的速率较慢，D错误。]
4．(2020·全国百强名校联考)用两种紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞A和B分别制成5组临时装片，在装片上依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，当原生质体体积不再变化时统计结果如图所示。下列叙述正确的是
(　　)
A．换用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验无法得到图中类似的结果
B．甲～戊的实验结果均表明细胞A的细胞液浓度较细胞B高
C．实验后丙溶液中细胞B的吸水能力比戊溶液中细胞B的吸水能力强
D．戊中A的体积增大的过程中，细胞发生渗透吸水直至原生质层两侧浓度相等
B　[换用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验也可得到图中类似的结果，因为洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以发生质壁分离与复原，A错误；甲～戊的实验结果均表明细胞A的细胞液浓度较高，B正确；实验后丙溶液中细胞B吸水，细胞液的浓度降低，戊溶液中细胞B的体积无变化，因此实验后丙溶液中细胞B的吸水能力比戊溶液中细胞B的吸水能力弱，C错误；戊中A的体积增大，由于细胞壁的限制，细胞发生渗透吸水原生质层两侧浓度不相等，但渗透已到达平衡，D错误。]
考点二　观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)
1．实验原理
(1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。
(3)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤
操作一：观察新制取的洋葱表皮
操作二：将洋葱表皮置于较大浓度的溶液中观察
②低倍显微镜观察
操作三：将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察
②低倍显微镜观察
3．实验结论
1．关于质壁分离和复原实验的四个注意点
(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离的复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，但结果是单向的。
(4)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。
2．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
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度
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
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液记录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)。
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
1．(2020·浙江联考)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，观察到的结果如图所示，其中①②指细胞的相关结构。下列叙述正确的是(　　)
　
甲　　　　　
乙　　　　　　　丙
A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．在蔗糖溶液中，一定会发生甲→乙变化
C．当细胞处于丙状态且不再变化时细胞液浓度等于外界溶液浓度
D．同一细胞处于乙状态时的吸水能力大于其处于甲状态时
D　[甲状态时存在水分子跨膜运输进出细胞的现象，A错误；在蔗糖溶液中，要发生甲→乙变化，必须满足一定的条件，B错误；当细胞处于丙状态且不再变化时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度，C错误；同一细胞处于乙状态时的吸水能力大于其处于甲状态时，D正确；因此，本题答案选D。]
2．(2021·重庆选择性考试适应性测试)某兴趣小组用相同生理状态的洋葱表皮进行“植物细胞的吸水和失水”实验，记录如下表：
分组
①
②
③
④
⑤
步骤1
从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，浸润的蔗糖溶液浓度如下
0.1
g/mL
0.2
g/mL
0.3
g/mL
0.4
g/mL
0.5
g/mL
质壁分离现象
－
＋＋
＋＋＋
＋＋＋＋
＋＋＋＋
步骤2
从盖玻片一侧滴入清水，另一侧用吸水纸吸引，充分清洗3次
质壁分离现象
－
－
＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“－”表示没有质壁分离；“＋”表示质壁分离的程度。
下列叙述正确的是(　　)
A．①中，蔗糖浓度＞细胞液浓度
B．据表推测细胞液浓度范围在0.2～0.3
g/mL之间
C．步骤2－⑤中，质壁分离可以复原
D．步骤2－③的吸水速度＞步骤2－②的吸水速度
D　[根据表中数据分析，0.2
g/mL的蔗糖溶液可以轻度引起质壁分离现象，而0.1
g/mL不能引起质壁分离，说明实验的细胞液浓度范围在0.1～0.2
g/mL之间(包含0.1
g/mL)，①中蔗糖浓度≤细胞液浓度，A、B错误；步骤2－⑤中，0.5
g/mL的蔗糖溶液使细胞发生质壁分离后滴加清水也不能复原，细胞已脱水死亡，C错误；③中细胞质壁分离(失水)程度大于②，因此失水后③中细胞液浓度大于②，故步骤2－③细胞液的吸水速度＞步骤2－②的吸水速度，D正确。]
3．(多选)(2020·江苏七市4月调研改编)用2
mol·L－1的乙二醇溶液和2
mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡取自同一株植物同一部位的表皮，每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体长度y(如图1)，并计算x/y的平均值，得到图2所示结果。下列各项对结果曲线的分析正确的是(　　)
　
图1　　　　　　　　图2
A．2
mol·L－1的乙二醇溶液和2
mol·L－1的蔗糖溶液的渗透压相等
B．a点前x/y值不变说明表皮细胞水分子进出速率相等
C．b点前表皮细胞的吸水能力逐渐增大
D．c点后处于2
mol·L－1的乙二醇溶液中的表皮细胞发生质壁分离复原
ACD　[A项正确：渗透压与溶液中溶质的物质的量浓度呈正相关，2
mol·L－1的乙二醇溶液和2
mol·L－1的蔗糖溶液中溶质的物质的量浓度相等，因而渗透压相等。B项错误：根据题意分析题图信息可知，蔗糖溶液和乙二醇溶液的浓度均大于植物表皮细胞液的浓度，a点前细胞已经开始失水，只是细胞还未发生质壁分离，但水分子进出速率不相等。C项正确：b点前，随着表皮细胞的不断失水，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增大。D项正确：c点后，处于2
mol·L－1的乙二醇溶液中的表皮细胞的x/y的值逐渐减小，表明细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，原生质体的长度变大，细胞发生质壁分离复原。]
考点三　物质出入细胞的方式
1．物质运输的方式、特点和实例(连线)
提示：①—b—Ⅰ　②—c—Ⅱ　③—a—Ⅲ　④—d—Ⅳ
2．根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素
甲　　　　　　乙　　　　　　丙
丁　　　　　　戊
(1)填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：
图甲：自由扩散；图乙：协助扩散；图丙：主动运输；a：载体蛋白；
图丁：胞吞；图戊：胞吐。
(2)填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：
图甲：浓度差；图乙：浓度差和载体蛋白；图丙：载体蛋白和能量。
1．(人教必修1
P73“与社会的联系”)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的__________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上______________________来实现的。
提示：载体蛋白　载体蛋白的种类和数量
2．(人教必修1
P74“科学前沿”)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包含两大类：________________________。
提示：水通道蛋白和离子通道蛋白
1．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。
(×)
提示：甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式为自由扩散。
2．通过载体蛋白的物质转运属于主动运输。
(×)
提示：协助扩散也通过载体蛋白转运物质。
3．在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输。
(×)
提示：Na＋流入为被动运输。
4．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。
(×)
提示：K＋进入神经细胞属于主动运输。
5．主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。
(×)
提示：主动运输是把物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧。
1．主动运输对细胞生命活动的意义是_____________________
_____________________________________________________。
提示：主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质
2．胞吐和胞吞两种运输方式的共同点是___________________
_____________________________________________________。
提示：能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量
3．若对离体心肌细胞施用某种毒素，结果心肌细胞对Ca2＋吸收量明显减少，而对K＋的吸收不受影响，其原因最可能是____________________
_____________________________________________________。
提示：运输Ca2＋的载体被破坏
1．神经细胞膜上的Na＋—K＋泵、K＋通道和Na＋通道
(1)细胞膜上的Na＋—K＋泵不断地把K＋运入细胞内，同时把Na＋输出细胞外，维持细胞内K＋浓度显著高于细胞外，细胞外Na＋浓度显著高于细胞内。Na＋—K＋泵的运输是消耗ATP的主动运输。
(2)在静息状态下，K＋通道瞬时开放，K＋迅速外流，形成静息电位；神经细胞兴奋时，Na＋通道瞬时开放，Na＋迅速内流，形成动作电位。K＋通道和Na＋通道的运输是顺浓度梯度进行的，不消耗ATP，是协助扩散。
2．影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。
(2)氧气含量对物质跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率增大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
(3)温度
温度影响物质运输速率时，既与分子的运动有关，也与细胞呼吸有关。
1．2003年诺贝尔化学奖授予了研究细胞膜水通道蛋白的科学家，水通道蛋白与载体蛋白两者运输物质具有哪些相同点和不同点？
提示：相同点：化学本质都是蛋白质；都分布在细胞膜上；都有控制特定物质跨膜运输的作用。
不同点：(1)通道蛋白参与的是被动运输，是从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧，不消耗能量；载体蛋白参与的是主动运输或被动运输，是从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧或从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧，消耗能量或不消耗能量。(2)通道蛋白在运输过程中不与被运输的物质结合，也不移动；载体蛋白与被运输的物质结合，并且要移动。
(3)通道运输物质的速度比载体运输物质的速度快。
2．柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
实验材料：柽柳幼苗若干；适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液；细胞呼吸抑制剂；蒸馏水。请写出实验步骤，并预期实验结果。
提示：实验步骤：(1)将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。(2)甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。(3)分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。
预期实验结果：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
考查物质出入细胞的方式及特点
1．(2021·湖北选择性考试模拟)拟南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度(电位和浓度差)将H＋转出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述错误的是(　　)
A．Na＋在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力
B．Na＋以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡
C．Cl－以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡
D．H2O以自由扩散的方式进出液泡
D　[Na＋在液泡中的积累能使液泡内Na＋浓度增大，有利于细胞吸水，进而提高拟南芥的耐盐碱能力，A正确；由图可知，液泡膜上的Na＋/H＋反向转运蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋转运到液泡内，说明Na＋进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋的进入液泡的方式为主动运输，B正确；由图可知，Cl－借助通道蛋白，以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡，C正确；H2O借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出液泡，D错误。]
2．离子通过细胞膜进出细胞有两种方式，一种是通过离子通道，另一种是借助离子泵搬运。离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放，不消耗能量运输离子。离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用ATP水解释放的能量跨膜运输离子。下列叙述不合理的是(　　)
A．神经细胞处于静息状态下，钾离子通过离子通道外流
B．动物细胞一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
C．离子通道和离子泵转运离子的方式分别属于被动运输和主动运输
D．借助离子泵搬运离子的结果是使该种离子在细胞内外的浓度趋于相等
D　[神经细胞处于静息状态下，钾离子通过离子通道外流，A正确；动物细胞一氧化碳中毒会导致细胞中ATP的生产障碍，从而使离子泵跨膜运输离子的速率下降，B正确；据题意可知：离子通道和离子泵转运离子的方式分别属于被动运输和主动运输，C正确；借助离子泵搬运离子是主动运输方式，据分析可知其结果是使该种离子在细胞膜内外的浓度差增大，D错误。]
　物质运输方式的几个“不一定”
(1)胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。
(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同
考查影响物质跨膜运输因素的分析
3．(2021·广东选择考适应性测试)图示质子泵跨膜运输H＋的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是(　　)
A．质子泵以主动运输的方式将H＋运出细胞
B．质子泵参与细胞及其微环境的pH调控
C．质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白
D．呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌
D　[由题图可知，H＋从膜内逆浓度梯度运输到膜外，需要质子泵的协助，并消耗ATP，其运输方式为主动运输，A正确；质子泵通过跨膜运输H＋，而改变了细胞内外的H＋浓度，参与细胞及其微环境pH的调控，B正确；由题图可知，质子泵是细胞膜上的载体蛋白，C正确；呼吸抑制剂通过抑制ATP的生成而抑制胃酸分泌，并不能使质子泵失活，D错误。]
4．(2020·江西临川联考)如图表示培养液中K＋浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K＋速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释，正确的是
(　　)
A．曲线ab段形成是由于细胞膜上K＋载体未达到饱和且能量充足
B．曲线cd段的形成是由于细胞内K＋过多，细胞大量排出K＋
C．e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K＋
D．曲线bc、fg段的形成一定是由于细胞膜上K＋载体数量有限
A　[本题考查影响物质跨膜运输的因素。据图可知，小麦根系细胞吸收K＋的方式是主动运输。曲线ab段，随着营养液中K＋浓度的增加，小麦根系细胞吸收K＋的速率逐渐增加，该段的影响因素主要是K＋的浓度，而K＋载体数量和能量均充足，A正确；曲线cd段的形成是由于营养液中K＋浓度过大，导致细胞失水，细胞代谢减弱，为主动运输提供的能量减少，B错误；e点营养液中O2相对含量为0，但植物根系可通过无氧呼吸为主动运输提供能量来吸收K＋，C错误；曲线bc段的限制因素不再是营养液中K＋浓度，可能是载体数量，也可能是能量供应；fg段限制因素可能是载体数量，也可能是营养液中K＋浓度，D错误。]
考查物质运输方式的实验分析和探究
5．(多选)(2020·衡水中学检测改编)紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞吸收MoO后，液泡的颜色会由紫色变为蓝色，某实验小组为了探究洋葱鳞片叶外表皮细胞吸收MoO的方式，用等量的下表溶液分别处理细胞，一段时间后观察变色细胞所占的比例，结果如下表所示。据此判断下列说法正确的是(　　)
组别
MoO溶液浓度
ATP溶液浓度
变色细胞的比例
甲组
0．05
mol/L
0
4.5%
乙组
0．05
mol/L
5×10－7
mol/L
12.7%
丙组
0
5×10－7
mol/L
0
A.根据实验结果可判断细胞吸收MoO的方式为主动运输
B．设置丙组实验的目的是证明ATP溶液不会使液泡颜色发生改变
C．甲组实验细胞吸收MoO所需的ATP都来自线粒体
D．细胞膜和液泡膜上均可能存在吸收MoO的载体蛋白
ABD　[由分析可知，MoO进入植物细胞消耗ATP，是主动运输，A正确；设置丙组实验的目的是证明ATP溶液不会使液泡颜色发生改变，B正确；甲组实验细胞吸收MoO所需ATP来自细胞质基质和线粒体，C错误；根据以上分析可知，植物细胞可以通过主动运输吸收MoO进入细胞液，故细胞膜和液泡膜上存在吸收MoO的载体蛋白，D正确。]
6．(2020·潍坊联考)某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5
mL葡萄糖载体抑制剂和5
mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：
(1)实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。
(2)实验步骤：
①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。
②___________________________________________________。
③__________________________________________________。
(3)预期结果：______________________________________。
(4)实验结论：_____________________________________。
[解析]　(2)①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②向A瓶中加入5
mL蒸馏水，向B瓶中加入5
mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5
mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B组中葡萄糖的运输会受到抑制且C瓶中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。
[答案]　(2)②向A瓶中加入5
mL蒸馏水，向B瓶中加入5
mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5
mL呼吸抑制剂　③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量　(3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶
(4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输
　探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
易错矫正
突破选择题
长句背诵
突破非选择题
1．渗透平衡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，只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态。2．Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。3．植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。4．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。
1．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。2．原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，具有选择透过性。3．被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量，但是协助扩散需要载体蛋白。4．主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助和消耗能量。5．胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。
真题体验|
感悟高考　淬炼考能
[新高考·选择性考试示范]
1．(2021·广东选择考适应性测试)某同学用黑藻叶临时装片观察叶绿体后，进一步探究植物细胞的吸水和失水现象。下列叙述正确的是(　　)
A．可观察到细胞中有螺旋带状叶绿体
B．不同细胞的叶绿体运动方向一致
C．高浓度乙醇可引起细胞的质壁分离
D．质壁分离后期细胞吸水能力增强
D　[黑藻的叶绿体呈扁平的椭球形或球形，水绵的叶绿体呈螺旋带状，A错误；叶绿体在细胞内随细胞质环流而运动，不同细胞的细胞质环流方向不一定相同，则叶绿体的运动方向不一定相同，B错误；高浓度的乙醇会杀死黑藻叶片细胞，不会引起细胞的质壁分离，C错误；黑藻叶片细胞质壁分离后期，其失水较多，细胞液浓度较大，吸水能力增强，D正确。]
2．(2021·湖南招生适应性考试)细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列叙述正确的是(　　)
A．依赖载体蛋白的跨膜转运是物质进出细胞的主要方式
B．需要消耗能量和逆浓度梯度运输是主动运输的特点
C．自由扩散可以通过消耗能量加快物质进出细胞的速度
D．葡萄糖分子既能通过自由扩散也能借助载体蛋白进出细胞
B　[物质进出细胞的主要方式也包括自由扩散和胞吞胞吐，不依赖载体蛋白，A错误；需要消耗能量和逆浓度梯度运输是主动运输的特点，B正确；自由扩散不需要消耗能量，而是由膜两侧的浓度差决定物质进出细胞的速度，C错误；葡萄糖分子既能通过主动运输也能通过协助扩散进出细胞，但不能通过自由扩散进出细胞，D错误。]
3．(多选)(2021·江苏新高考适应性考试)Ca2＋参与神经冲动的传递、肌肉细胞的收缩等多种生理过程，血液中Ca2＋浓度稳态的维持具有重要意义。下图为维生素D促进血液中Ca2＋浓度升高的示意图，TRPV5、TRPV6为Ca2＋通道转运蛋白，PMCA为Ca2＋载体转运蛋白。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2＋的吸收和重吸收
B．血液中Ca2＋浓度的升高，可以促进Ca2＋的吸收和重吸收
C．维生素D在小肠和肾小管上皮细胞中调控的基因不同，但都能促进血液中Ca2＋浓度升高
D．TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜，是因为小肠上皮细胞膜没有流动性
AC　[TRPV5、TRPV6为Ca2＋通道转运蛋白，其运输方式为协助扩散，不需要消耗能量，增加通道蛋白的数量可促进对物质的运输，故细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2＋的吸收和重吸收，A正确；当血钙高时，可抑制甲状旁腺激素的分泌和刺激甲状腺C细胞分泌降钙素，抑制肾小管对钙的重吸收，同时抑制肠道对钙离子的吸收，故血液中Ca2＋浓度的升高，不能促进Ca2＋的吸收和重吸收，B错误；由图可知，维生素D在小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞中与受体VDR结合后，调控的基因不同，但都能促进血液中Ca2＋浓度升高，C正确；TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜，是因为它们发挥作用的部位不相同，小肠上皮细胞膜具有流动性，D错误。]
[全国卷·命题研析借鉴]
4．(2020·全国卷Ⅱ)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(　　)
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
D　[甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲<乙)，将相同的叶细胞浸入两种不同物质的量浓度的溶液中，在吸水和失水的表现上可能不同。据题意可推测，甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度，叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高，A选项正确；若测得乙糖溶液浓度不变，则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度，水分子进出乙组叶细胞的量相等，净吸水量为零，B选项正确；若测得乙糖溶液浓度降低，则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度，乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离，C选项正确；若测得乙糖溶液浓度升高，则甲、乙浓度均小于叶细胞的细胞液浓度，两组细胞均吸水，但由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液，所以乙组叶细胞的净吸水量小于甲组叶细胞，D选项错误。]
5．(2020·江苏高考)如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
A　[由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协助扩散，A正确；据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以方式⑤胞吞进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D为固醇类物质，口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收，D错误。]
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