高三生物028.doc

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期数： 0511 SWG3 028
学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤
审稿老师：高毅

预 习 篇
[同步教学信息]

第二节 细胞的结构和功能（3）
【高考命题范围及复习策略】
细胞是生物体的结构和功能的基本单位，生物的新陈代谢及相应功能都是建立在细胞结构的基础上的，高考中经常结合细胞膜的结构和功能命题，另外常见题型就是结合各细胞器的结构和功能考查相关的代谢过程，如线粒体与叶绿体联系，考查光合作用与呼吸作用的关系。
【典型问题讲解】
1、 白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是
A 主动运输 B 自由扩散 C 细胞膜的流动性 D 内吞作用
解析：此题描述的是一种内吞作用，问的是发生这一现象的原因显然答案D是不符合题意的。白细胞能吞噬绿脓杆菌是因为白细胞的细胞膜上的某些蛋白质与绿脓杆菌具有亲和力而使绿脓杆菌附着在白细胞膜上，然后通过细胞膜的流动性而内陷形成小泡，从而使绿脓杆菌进入细胞内。
答案：C
2、食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖则是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜头腌成糖醋蒜，其原因是
A 醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中
B 醋酸和蔗糖分子均能被附着在活细胞表面
C 醋酸能固定和杀死活细胞，使细胞失去了选择性
D 因腌的时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞
解析：食醋中的醋酸是小分子物质，可以将活细胞杀死，使细胞失去选择透过性；之后，蔗糖这类大分子物质可以进入到细胞内部。
答案：C
3、一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过的生物膜层数是
A 5 B 6 C 7 D 8
解析：线粒体和叶绿体都具有双层生物膜结构，相邻的两个细胞各有一层生物膜包被，所以二氧化碳共穿越过的生物膜层数是6层
答案：B
4、脂溶性的小分子物质能以自由扩散的方式进入细胞内，这是因为
A 细胞膜以磷脂双分子层做基本骨架
B 磷脂双分子层内不同程度的镶嵌着蛋白质载体
C 细胞膜的结构特点是具有流动性
D 细胞膜是选择透过性膜
解析：脂溶性物质之所以通过自由扩散方式进入细胞内，关键是细胞膜中有与其相似的脂类物质――磷脂分子，它是细胞膜的基本骨架，相似相容的原理，脂类物质可以自由通过。
答案：A
【高考典型习题解析】
1．（01广东）叶绿体和线粒体都是重要细胞器,下列叙述中错误的是
A．两者都是具有能量转换的功能 B．两者都具有双层膜结构
C．两者的基质成分与功能不同 D．两者基粒所含酶的种类相同
解析：叶绿体和线粒体在结构上都具有双层膜，都有基质和基粒，但是基质和基粒中的酶的种类和功能是不同的分别是进行光合作用和呼吸作用的所需的酶，叶绿体将光能转换成活跃的化学能再转换成稳定的化学能，线粒体将稳定的化学能转换成活跃的化学能。
答案：D
2．（01上海）右图是某动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是
A 糖原和RNA B 糖原和DNA
C 淀粉和RNA D 淀粉和DNA
解析：此题的考点是细胞内的有机物，注意“细胞质内”动物细胞的多糖是糖原，含有两种核酸，但细胞质内主要含有的是RNA
答案：A
3．（04广东）下列生命活动过程中高尔基体参与的是
A．植物细胞壁的形成 B．分解葡萄糖产生ATP
C．以氨基酸为原料合成肽链 D．以核苷酸为原料合成核酸
解析：高尔基体广泛分布在动植物细胞中，但不同的细胞其功能是不同的，在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关。分解葡萄糖是呼吸作用，主要成所是线粒体，氨基酸合成肽链是核糖体的功能，核酸的形成是在细胞核内完成的
答案：A
4．(01广东)物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种情况。回答下列问题：
（1）据图指出A、B所表示的物质运输方式，
A是 ， B是 。
（2）上述两种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后，曲线会发生变化？为什么？

（3）乙醇、CO2、氨基酸进入细胞的方式分别是
、 、 。
细胞外浓度
时间
细胞内浓度
B
细胞外浓度
运输速度
A

解析：此题考查物质出入细胞膜的方式，A中随细胞液的浓度的增加，物质运输速度加快，完全与溶液浓度成正比，可见是受物质浓度影响的，所以是自由扩散，B中曲线可以看出，该物质的运输不受外界溶液的影响，可以逆浓度梯度运输，是主动运输。主动运输需要载体和能量，能量来自呼吸作用，所以呼吸受抑制时，物质运输受抑制，曲线会下降。乙醇、二氧化碳可以自由通过细胞膜，氨基酸的运输需要载体和能量
答案：（1）自由扩散 主动运输
（2）B会发生变化，因为主动运输需要消耗呼吸作用提供的能量
（3）自由扩散 自由扩散 主动运输
【知识扩展与延伸】
1．膜流动性的控制机制 
所谓膜的流动性，包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性。 膜脂的流动性随温度不同而有变化，或处于固相，或处于液相。当缓慢提高温度时，脂质双分子层可由晶态(凝胶)熔融为较为流动的液态，发生这一变化的熔融温度即相变温度。在相变温度以上，脂质处于液晶态。膜脂分子具有多种运动方式，如绕化学键旋转、左右摆动、围绕与膜平面相垂直的轴作左右旋转运动、沿膜平面作侧向扩散或侧向移动、由一个单分子层倒翻至另一层。有许多因素会影响膜脂的流动性，其中脂肪酸本身的不饱和程度起着主要的作用。膜的流动性对膜的功能活动，特别是酶的活性，具有重要意义。
膜蛋白的运动性，指膜蛋白在不同情况下都可以发生位置的变动。膜蛋白的运动方式有侧向扩散和旋转运动等。膜蛋白的运动要受其周围的膜脂性质和相态的制约，还要受细胞内部结构的控制，它在膜中的运动并不是随机性的“漂流”。
2．细胞膜的主要功能 
细胞膜作为细胞的内外边界，结构复杂，功能多样。它的主要功能如下：
(1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
(2)选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除，其中伴随着能量的传递；
(3) 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传递；
(4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；
(5)介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；
(6)细胞膜参与形成具有不同功能的细胞表面的特化结构。
3．主动运输 
主动运输是指通过细胞膜本身的某种耗能过程，将某种物质分子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。按照热力学基本定律，溶液中的分子由低浓度处向高浓度处移动，就像物体沿着斜坡上移(如下图)，必须由外部供给能量。在细胞膜的主动运输中，这能量由细胞来供给。

被动运输和主动运输的区别
(图示分子可由高浓度处自动向低浓度处扩散，而分子由低浓度处移向高浓度处则需另外供能，正如滑雪者可由高坡自动下滑，而上坡需要人体费力一样)
主动运输是与被动运输相对而言的。自由扩散和协助扩散都属于被动运输，其特点是在这样的物质运输过程中，物质分子进行顺浓度梯度的移动，而与物质运输有关的膜或细胞并无能量消耗。但是，被动运输并不是与能量转换完全无关，而只不过是物质运输所需要的能量是来自高浓度溶液本身所包含的位能而已，就像位于斜坡高处的物体可以靠位能自动下滑而不需要另外供给能量一样。
在细胞膜主动运输的问题上，最重要的而且研究得最充分的是关于钠、钾离子的主动运输。很早以前就知道，包括人体各种细胞在内的所有动物细胞，其细胞内液和细胞外液中的钠、钾离子浓度有很大的不同。这是因为这些细胞的细胞膜上普遍存在着一种“钠钾泵”的结构，简称为“钠泵”，它们的作用就是能够逆着浓度差，主动地把细胞外液中的K+移入膜内，同时不断地把进入细胞的Na+移出膜外，因而形成和保持了K+、Na+在膜两侧的正常浓度差。大量事实证明，“钠泵”实际上是一种镶嵌在膜的脂质双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质，它可以被Na+、K+和Mg2+等离子所激活，可以分解ATP以获得能量，同时可以将膜外的K+移入膜内、将膜内的Na+移出膜外。
前面讲过，葡萄糖在动物体和人体内，可以用协助扩散方式通过细胞膜。除此以外，葡萄糖也可以用主动运输方式通过细胞膜。例如，小肠绒毛的上皮细胞可以用主动运输方式吸收葡萄糖，因此，小肠上皮细胞内葡萄糖的浓度，可以超过肠腔中葡萄糖浓度的数倍以上。
4．线粒体和叶绿体的比较

5．线粒体 
细胞的有氧呼吸主要是在线粒体内进行的。线粒体的内部结构，在光学显微镜下不能分辨，只有在电子显微镜下才能看清楚。线粒体由内外两层膜组成。外膜即界限膜，使线粒体与周围的细胞质分开，是各种分子和离子进入线粒体内部的障壁。内膜的不同部位向线粒体的中心腔折叠，形成嵴。这样就大大增加了酶分子附着的表面，并且把酶分子密集地包在线粒体里。内膜和外膜在化学成分和物理特性上都有显著的差异。例如，它们在蛋白质的含量，特别是在类脂的分布上是很不相同的。外膜比内膜的磷脂含量要高2～3倍；外膜的通透性也比内膜高得多。外膜的通透性高，为线粒体与周围细胞质之间进行充分的物质交换提供了条件。内膜的通透性差，可以使催化三羧酸循环的复杂酶系统保留在内膜的间隔中，从而保证细胞有氧呼吸的进行。线粒体膜上还具有小孔，这样，有氧呼吸所产生的ATP可以更容易地向线粒体外面扩散。
6．内质网 
粗面型内质网又叫做颗粒型内质网，常见于蛋白质合成旺盛的细胞中。粗面型内质网大多为扁平的囊，少数为球形或管泡状的囊。在靠近核的部分，囊泡可以与核的外膜连接。粗面型内质网的表面所附着的核糖体(也叫核糖核蛋白体)是合成蛋白质的场所，新合成的蛋白质就进入内质网的囊腔内。粗面型内质网既是新合成的蛋白质的运输通道，又是核糖体附着的支架。
滑面型内质网又称为非颗粒型内质网。滑面型内质网的囊壁表面光滑，没有核糖体附着。滑面型内质网的形状基本上都是分支小管及小囊，有时小管排列得非常紧密，以同心圆形式围绕在分泌颗粒和线粒体的周围。因此，滑面型内质网在切面中所看到的形态，与粗面型内质网有明显的不同。
滑面型内质网与蛋白质的合成无关，可是它的功能却更为复杂，它可能参与糖元和脂质的合成、固醇类激素的合成以及具有分泌等功能。在胃组织的某些细胞的滑面型内质网上曾发现有Cl-的积累，这说明它与HCl的分泌有关。在小肠上皮细胞中，可以观察到它与运输脂肪有关。在心肌细胞和骨骼肌细胞内的滑面型内质网，可能与传导兴奋的作用有关；在平滑肌细胞内，却发现它与Ca2+的摄取和释放有关。
7．核糖体 
核糖体是由核糖体的核糖核酸(符号为rRNA)和蛋白质构成的椭圆形的粒状小体，其中rRNA和蛋白质的比例为1∶1。蛋白质分子基本上排列于核糖体的表面上，rRNA分子被包围于中央。细胞内有的核糖体附着于内质网的外面，称为固着核糖体，与内质网形成上面所谈到的粗面型内质网；有的不附着于内质网上，称为游离核糖体，常见于未分化的细胞中。附着于内质网上的核糖体，附着的情况也不相同。在某些细胞中，核糖体均匀地附着于细胞质中某一部分的内质网上；有的却集中地附着于细胞质中某一部分的内质网上。
核糖体是细胞内合成蛋白质的场所。现在已知，附着于内质网上的核糖体所合成的蛋白质，与游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质有所不同。附着于内质网上的核糖体，主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质，如抗体、酶原或蛋白质类的激素等；游离核糖体所合成的蛋白质，多半是分布在细胞质基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子(包括酶分子)，此外还合成某些特殊蛋白质，如红细胞中的血红蛋白等。因此，在分裂活动旺盛的细胞中，游离核糖体的数目就比较多，而且分布比较均匀。这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。
不管是附着的核糖体还是游离的核糖体，在进行蛋白质合成的过程中，常常是几个核糖体聚集在一起进行活动，这是由于信息核糖核酸(mRNA)把它们连串在一起。这样的一个功能单位的聚合体称为多聚核糖体。
8．高尔基体 
高尔基体位于细胞核附近的细胞质中，它的形状一般呈网状。在不同的生理情况下，可以转变为颗粒状、杆状或其他形状。在电镜下，高尔基体是一些紧密地重叠在一起的囊状结构。有些膜紧密地折叠成片层状的扁平囊，有些扁平囊的末端膨大成大小不等的泡状或囊泡状结构。
在有的电镜照片上，可以看到这些膜是与内质网相连通的，还可以观察到若干迹象，表明这些小囊泡可以连接于扁平囊，而成为扁平囊的一部分，扁平囊也可以在其末端部分脱落而形成小囊泡。另外，扁平囊也可以在囊腔中积累物质，逐渐膨大而形成大囊泡。可见，组成高尔基体的小囊泡、层状扁平囊和大囊泡三部分并不是固定的结构，而是相互有关系的，它们是高尔基体功能活动不同阶段的形态表现。
高尔基体在细胞内的位置和分布情况，与它在不同细胞内的功能有关。高尔基体的大小和在细胞内的数量，因细胞的类别和生理状况不同而有所不同。
高尔基体的主要功能有三方面。
一是与分泌有关。早期根据光镜的观察，已有人提出高尔基体与细胞的分泌活动有关。后来，运用电镜、细胞化学及放射自显影技术更进一步证实和发展了这个观点。高尔基体在分泌活动中所起的作用，主要是将粗面型内质网运来的蛋白质类的物质，进行加工(如浓缩或离析)、储存和运输，最后形成分泌泡。当形成的分泌泡自高尔基囊泡上断离时，分泌泡膜上带有高尔基囊膜所含有的酶，还能不断起作用，促使分泌颗粒不断浓缩、成熟，最后排出细胞外。最典型的，如胰外分泌细胞中所形成的酶原颗粒。放射自显影技术证明，高尔基体自身还能合成某些物质，如多糖类。它还能使蛋白质与糖或脂结合成糖蛋白或脂蛋白的形式。在某些细胞(如肝细胞)中，高尔基体还与脂蛋白的合成、分泌有关。
二是与溶酶体的形成有关。现在一般都认为初级溶酶体的形成过程与分泌颗粒的形成类似，也起自高尔基体囊泡。初级溶酶体与分泌颗粒(主要指一些酶原颗粒)，从本质上看具有同一性，因为溶酶体含多种酶(主要是各种水解酶)，都是蛋白质；与酶原颗粒一样，也参与分解代谢物的作用。不同处在于：酶原颗粒是排出细胞外发挥作用，而溶酶体内的酶类主要在细胞内起作用。
三是高尔基体还有其他功能，如在某些原生动物中，高尔基体与调节细胞的液体平衡有关系。
9．动物细胞中心粒的结构和功能 
用电子显微镜观察，可以看到中心粒是一个中空的短柱状小体，长约0.3～0.7 μm，直径约0.15～0.25 μm。每个中心粒由9组纵行的微管组成，排列成环状结构。每一组微管由A、B、C三条微管并列而成，是一个三联体。A管排列在最里面，靠近中柱轴，C管排列在最外面。每条微管的直径为20～25 nm，它的化学成分主要是微管蛋白。
动物细胞中心粒主要有以下几方面的功能。
①中心粒是微管的组织中心。中心粒的自发活动，可以使细胞质内存在的微管蛋白亚单位有条理地聚合起来，形成微管结构。
②中心粒与纺锤体的形成也有密切的关系，中心粒也是纺锤体微管的组织中心。例如，在一些生长快速的间期细胞中，在中心粒的周围可以看见有许多辐射状排列的微管，这里酝酿着有丝分裂期纺锤体的形成。
③中心粒可能在超微结构的水平上，调节着细胞的运动。
④中心粒也能产生纤毛和鞭毛，它们从中心粒的一端长出。
⑤动物细胞的中心粒与星体、纺锤体、染色体等组成了有丝分裂器。动物细胞借助有丝分裂器的作用，使染色体能够准确地、有条不紊地在细胞内活动，从而使细胞正常地进行分裂。有丝分裂器有两极，每极有一对中心粒。分裂器的极，决定了染色体的运动方向；分裂器的赤道面方向，决定了母细胞分裂成两个子细胞时横缢面的位置。有丝分裂器还能把成对的染色体拉向相反的两极。
10．原核生物和病毒 
原核生物包括细菌、蓝藻、放线菌、支原体、立克次体、衣原体等。现将其中几种原核生物和病毒，列表比较如下。
种类
细菌
支原体
立克次体
衣原体
病毒
直径d/μm
 0.50～10.00
0.20～0.25
0.20～0.50
0.20～0.30
＜0.25
可见性
光镜下可见
光镜下勉强可见
光镜下可见
光镜下勉强可见
电镜下可见
能否通
过细菌
过滤器
不能
能
不能
能
能
细胞壁
有坚韧的细胞壁
无
与细菌相同
与细菌相同
无细胞结构
繁殖方式
二均分裂
二均分裂
二均分裂
二均分裂
复制
培养方法
人工培养基
人工培养基
宿主细胞
宿主细胞
宿主细胞
核酸种类
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA

11．原核细胞与真核细胞的主要区别 
原核细胞与真核细胞的区别，在高中生物（必修）课本第一册中主要提出了在细胞大小、细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核这几方面的明显区别。其实，二者在其他方面还有不少的区别，现列表比较如下：
种类
原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小(1～10 μm)
较大(10～100 μm)
染色体
一个细胞只有一条DNA，与RNA、蛋白质不联结在一起
一个细胞有几条染色体，DNA与RNA、蛋白质联结在一起
细胞核
无真正的细胞核，只有拟核
有核膜和核仁
细胞器
无线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等
有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等
内膜系统
简单
复杂
微梁系统
无
有微管和微丝等
细胞分裂
二分体、出芽；无有丝分裂
能进行有丝分裂
转录与翻译
出现在同一时间与地点
转录在核内，翻译在细胞质内

12．蓝藻细胞模式图 
高中生物（必修）课本第一册中的蓝藻细胞模式图，只有5个图注，即拟核、核糖体、细胞壁、细胞膜、细胞质。实际上，蓝藻细胞的结构是比较复杂的，现将其详细结构注释如下图

【强化训练】
同步落实
1、绿色植物根尖细胞中的能量转换器是
A、线粒体 B、叶绿体 C、内质网 D、核糖体
2、下列四组生物中，都属于真核生物的一组是
A、噬菌体和酵母菌 B、乳酸菌和酵母菌
C、变形虫和杆菌 D、草履虫和水绵
3、关于生物体的结构，以下叙述不正确的是
A、除病毒外，生物体都有严整的结构
B、除病毒外，生物体都有细胞结构
C、噬菌体具有严整的结构
D、细胞是生物体结构和功能的基本单位
4、下列细胞中，含高尔基体和内质网较多的是
A、神经胶质细胞 B、骨细胞 C、胰腺外分泌部细胞 D、平滑肌细胞
5、大熊猫身体不同的组织细胞中所含的DNA和RNA是
A、DNA相同，RNA也相同 B、DNA相同，RNA不相同
C、DNA不相同，RNA相同 D、DNA不相同，RNA也不相同
6、设集合A为自养型生物，集合B为原核生物，下列生物属于A交B的元素是
A、硝化细菌 B、乳酸杆菌 C、酵母菌 D、衣藻
7、下列生理变化表明动物细胞正在进行有丝分裂的是
A、核糖体合成的活动加强 B、线粒体产生大量ATP
C、中心体发出星射线 D、高尔基体数目显著增多
8、在大米、面粉里生活的“米虫”一生无需“饮水”，也吃不到含水丰富的食物，可它们仍能正常生活，原因是“米虫”
A、生命活动无需水 B、从空气中吸收水
C、消化淀粉时产生水 D、在代谢中产生水
9、(多选题)下列既存在于动物细胞内又存在于植物细胞内的单糖是
A、淀粉 B、葡萄糖 C、脱氧核糖 D、核糖 E、果糖 F、乳糖
10、(多选题)绿色植物细胞中，含有遗传物质的细胞器是（ ）
A、线粒体 B、叶绿体 C、核糖体 D、高尔基体
【同步检测】
11、（05年高考）线粒体和叶绿体都是进行能量转换的细胞器。下列相关叙述错误的是
A．两者都能产生ATP，但最初的能量来源不同
B．需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞都有叶绿体
C．两者都含有磷脂、DNA和多种酶，叶绿体中还含有色素
D．两者都有内膜和外膜，叶绿体基质中一般还有基粒
12、（05年高考）结合表中数据，指出下列叙述错误的是
成分
线粒体膜
蛋白质（质量分数/%）
脂类（质量分数/%）
外膜
52
48
内膜
76
24
A 同膜含有许多与有氧呼吸有关的酶 B 内膜比外膜具有更多的功能
C 内膜、外膜的化学组成大致相同 D 内膜表面积大，导致蛋白质含量高
13、（05年高考）甲(〇)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是
A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
c．甲进入细胞一定需要能量
D．甲运出细胞一定不需要能量
14、（05年高考）氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是
A．全部为主动运输 B．大部分为扩散作用，少部分为主动运输
C．全部为扩散作用 D．少部分为扩散作用，大部分为主动运输
15、（05年高考）雌性家兔体细胞中高尔基体数量最多的是
A．神经细胞 B．心肌细胞 C．乳腺细胞 D．红细胞
答案
1、A 2、D 3、A 4、C 5、B 6、A 7、C 8、D 9 、BCD 10、AB 11、B 12、D 13、A 14、C 15、C