高考生物提分秘籍：专题02《细胞的基本结构与物质出入细胞的方式》教学案（含答案）教案

【高考考纲解读】

【网络构建】

【重点、难点剖析】

一、细胞的类型、结构与功能

1．常见细胞类型及其结构整合(见下图)

 (1)原核细胞没有核膜、核仁、染色体及除核糖体以外的其它细胞器。有细胞壁，但其成分为肽聚糖。

(2)高等动物细胞没有细胞壁、液泡、叶绿体等结构，而有中心体(低等植物也有)。

2．分类总结细胞器或细胞结构

(1)能产生水的细胞器或细胞结构

线粒体——有氧呼吸；核糖体——合成蛋白质时的脱水缩合；叶绿体——暗反应；高尔基体——合成多糖；细胞质基质——ATP的合成等；细胞核——DNA的复制、转录。

(2)与能量转换有关的细胞器或细胞结构

叶绿体：光能―→活跃的化学能―→稳定的化学能；

结粒体：稳定的化学能―→活跃的化学能；

细胞质基质：有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸。

(3)参与细胞分裂的细胞器

核糖体——蛋白质合成；中心体——发出星射线构成纺锤体；高尔基体——植物细胞分裂时与形成细胞壁有关；线粒体——供能。

(4)与遗传有关的细胞器或细胞结构

①含DNA(基因)的细胞器或细胞结构：细胞核、线粒体、叶绿体；

②含RNA的细胞器或细胞结构：细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体；

③能自我复制的细胞器或细胞结构：细胞核、线粒体、叶绿体、中心体；

④能发生碱基互补配对的细胞器或细胞结构：细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体、拟核。

二、生物膜系统的结构和功能

1．生物膜在结构上的联系

2．各种膜在功能上的联系

3．三幅常考模型图

三、细胞跨膜运输方式的判断及影响因素

物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。

1．物质出入细胞方式的判断

2．影响物质跨膜运输的因素(绘出曲线)

(1)物质浓度(在一定浓度范围内)

(2)O2浓度

【特别提醒】温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。

四、实验：观察植物细胞质壁分离与复原

(1)实验成功的关键：正确选择实验材料，选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶的表皮细胞。结果观察到如典例4图b所示的实验现象。

(2)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。

(3)质壁分离中在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度略低的外界溶液，原因是细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。

(4)若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。

(5)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因为外界物质会转移(自由扩散或主动运输等方式)到细胞内而引起细胞液浓度升高，导致吸收水分。

【题型示例】

题型一　细胞膜系统的结构和功能

例1. （海南卷，2）关于酵母菌和乳酸菌的叙述，错误的是（　　）

A．酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸

B．酵母菌有线粒体，而乳酸菌无线粒体

C．酵母菌具有细胞核，而乳酸菌具有拟核

D．溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁

【答案】D

【解析】酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸，但产物不同，A正确；酵母菌为真核生物，细胞中含有线粒体，乳酸菌为原核生物，细胞中不含线粒体，B正确；酵母菌具有细胞核，而乳酸菌具有拟核，C正确；溶菌酶只能破坏乳酸菌等细胞的细胞壁，D错误。

【变式探究】(·全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是(　　)

A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏

C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道

D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶

【答案】D

【易错提醒】

(1)细胞质基质是代谢的主要场所。

(2)叶绿体的类囊体上具有色素和酶。

(3)叶绿体色素能吸收、传递、转化光能，与ATP的合成有关。

(4)线粒体和叶绿体中含有的DNA上携带的遗传信息可以表达。

(5)线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所。

(6)多肽链加工、修饰的场所是内质网和高尔基体。

(7)核糖体与有丝分裂中纺锤体的形成有关。

(8)中心体是鉴别低等植物细胞与高等植物细胞的依据。

(9)成熟植物细胞内最大的细胞器是液泡。

(10)溶酶体：

①内部水解酶由核糖体合成、由高尔基体形成小泡运入。

②执行功能时伴随其他膜组分的更新。

③正常生理状态下对自身机体的细胞结构有分解作用。

【变式探究】（年江苏卷，21）下图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是（　　）

A．①②④属于生物膜系统

B．结构③能增大细胞膜的面积

C．⑤具有选择透过性，而⑥具有全透性

D．细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异

【答案】BD

【变式探究】(·高考全国丙卷)下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　　)

A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的

B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

解析：选C。细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，故A项错误。蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质功能不同，故B项错误。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等，这些过程与膜脂的流动性有关，故C项正确。膜中的磷脂是由脂肪酸和磷酸等所组成的，胆固醇属于固醇，固醇与磷脂都属于脂质，故D项错误。

 【变式探究】(·安徽卷，1)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是(　　)

解析　本题考查分泌蛋白的相关知识，考查识记和理解能力。难度较小。抗体属于分泌蛋白，其合成的场所是附着在内质网上的核糖体，其加工场所为内质网、高尔基体。

答案　D

【变式探究】(·海南卷，1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述，错误的是(　　)

A.细胞膜是一种选择透过性膜

B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP

C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜

D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中

答案　B

【举一反三】关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是(　　)

A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质

B.当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变

C.甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜

D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递

解析　本题考查细胞膜的结构和功能。细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，A项正确；衰老细胞的细胞膜的通透性会发生改变，B项正确；依据相似相溶原理(由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂)，极性分子甘油易以自由扩散的方式通过细胞膜，C项错误；激素与靶细胞膜上受体结合体现了细胞膜的信息交流功能，D项正确。

答案　C

题型二　主要细胞器与细胞核的结构和功能

例2. （北京卷，2）哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是

A. 细胞核：遗传物质储存与基因转录

B. 线粒体：丙酮酸氧化与ATP合成

C. 高尔基体：分泌蛋白的合成与加工

D. 溶酶体：降解失去功能的细胞组分

【答案】C

【方法技巧】细胞结构模式图的“三看法”策略

(1)看细胞核。细胞核一般位于细胞的中央，成熟的植物细胞的细胞核可被液泡“挤到”贴近细胞膜的位置，具有双层膜结构，颜色比周围细胞质的颜色深。具有以核膜为界限的细胞核的细胞是真核生物的细胞；没有以核膜为界限的细胞核的细胞是原核细胞。

(2)看细胞壁与细胞的形状。当细胞最外侧是细胞壁时，细胞常呈现本物种(或生物类群)特有的形状，如植物细胞一般为多边形；细菌呈现球状或棒状；动物细胞最外侧没有细胞壁。

(3)看细胞器。无具膜细胞器的是原核生物，有具膜细胞器的是真核生物。

【变式探究】（年海南卷，2）下列关于原核生物的叙述，错误的是（　　）

A．大肠杆菌的细胞内有核糖体

B．细胞对物质的吸收具有选择性

C．拟核区中含有环状的DNA分子

D．蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素

【答案】D

【解析】大肠杆菌是原核生物，核糖体是原核细胞中唯一的细胞器，A正确。细胞膜的存在，使细胞有选择地从其所处环境中吸收物质，B正确。细菌的拟核区有一个大型环状DNA分子，C正确。蓝藻无叶绿体，D错误。

【变式探究】(·高考全国乙卷)下列与细胞相关的叙述，正确的是(　　)

A．核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器

B．酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸

C．蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程

D．在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP

【变式探究】(·四川卷，1)下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是(　　)

A.Mg2＋吸收      B.O2扩散

C.光能转换       D.DNA复制

解析　本题考查了叶绿体的功能的相关知识，考查识记和理解能力，难度较小。叶绿体对Mg2＋的吸收，需要细胞膜上载体蛋白的协助，也需要消耗ATP供能，A不符合题意；O2的扩散是自由扩散，既不需要载体协助，也不需要消耗能量，也就不需要蛋白质的参与，B符合题意；光能转换为化学能的过程中需要酶(蛋白质)作催化剂，C不符合题意；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，也需要消耗ATP供能，D不符合题意。

答案　B

【变式探究】(·海南卷，2)细胞是生命活动的基本单位。关于细胞结构的叙述，错误的是(　　)

A.细菌有核糖体，无叶绿体

B.蓝藻无细胞核，也无核糖体

C.水绵有细胞核，也有叶绿体

D.酵母菌有细胞核，无叶绿体

解析　本题考查细胞的基本结构的相关知识，考查知识的识记，难度小。细菌、蓝藻等原核生物没有以核膜为界限的细胞核，具有唯一的细胞器核糖体，所以A正确，B错误；水绵、酵母菌等真核生物有以核膜为界限的细胞核，水绵是具有叶绿体的自养生物，酵母菌为异养生物，无叶绿体，所以C、D正确。

答案　B

【举一反三】下列关于线粒体的叙述，正确的是(　　)

A.线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高

B.葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中

C.成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多

D.哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部

答案　C

题型三　物质进出细胞的方式

例3. （全国Ⅱ卷，2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（　　）

A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散

B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输

C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输

D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

【答案】C

【解析】本题考查细胞的物质输入与输出。病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。

【变式探究】(·北京卷)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是(　　)

A．Na＋　　 B．二氧化碳

C．RNA　　 D．胰岛素

【答案】B

【解析】B对：一般情况下，气体(二氧化碳)以自由扩散的方式进出细胞。

【易错警示】

(1)大分子物质出入细胞一定经过胞吐或胞吞，但胞吐的物质未必是大分子物质，如释放的神经递质。

(2)消耗能量的物质运输方式有主动运输、胞吞和胞吐。

(3)主动运输的过程只发生在活细胞中。

(4)红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散；小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输。

(5)神经细胞产生静息电位和动作电位时，K＋外流和Na＋内流属于协助扩散。

(6)mRNA通过核孔进入细胞质中。

(7)线粒体受损伤，会影响细胞的主动运输。

(8)胞吐过程一定会发生囊泡膜与细胞膜的融合。

【变式探究】（年江苏卷，22）下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是（　　）

A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输

B．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞

C．ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输

D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞

【答案】BCD

【变式探究】(·全国课标卷Ⅰ，2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)

A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的

C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

答案　C

【举一反三】（·江苏卷，6）如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（　　）

A.载体①逆浓度运输溶质分子

B.载体②具有ATP酶活性

C.载体①和②转运方式不同

D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快

解析　由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B错误；载体①和②转运方式不同，前者是主动运输，后者是协助扩散，C正确；协助扩散有载体协助，自由扩散没有，前者快，D正确。

答案　B

【变式探究】 (·课标卷Ⅱ，3)下列过程中，不属于胞吐作用的是(　　)

A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程

B.mRNA从细胞核到细胞质的过程

C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程

D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程

解析　本题通过考查对胞吐作用的理解与判断，考查学生的分析理解能力，难度较小。胞吐是指大分子物质形成囊泡移到细胞膜与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞的现象。A、C、D项皆属于胞吐作用；B项mRNA从细胞核到细胞质是通过核孔，不形成囊泡，不属于胞吐作用。

答案　B