专题03 细胞的基本结构:【二轮复习】备战2023年高考生物必备知识大串讲
展开专题03 细胞的基本结构
【考点梳理.逐个击破】
1. 细胞膜的功能
(1)将细胞与 外界环境 分隔开,使细胞成为 相对独立 的系统,保障了细胞内部环境的 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
例1:下列有关细胞膜的说法,不正确的是( )。
A.科研上可以用台盼蓝染色法来鉴别死细胞和活细胞,其中活细胞会被染成蓝色
B.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,但这种控制作用是相对的
C.细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定,使细胞成为相对独立的系统
D.细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构有关
解析】科研上鉴别动物细胞的死活常用台盼蓝染色法,凡是活的动物细胞不会被染成蓝色,死的细胞会被染成蓝色,A项错误。故选A
2.流动镶嵌模型的基本内容及其结构特点:
(1)基本内容:
①基本支架:磷脂双分子层。
②蛋白质分布:镶 在磷脂双分子层表面 ;嵌入 磷脂双分子层中;贯穿于整个磷脂双分子层。
③多糖:多糖与蛋白质结合形成糖蛋白,多糖与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫做糖被,糖被与细胞表面的识别、细胞间信息传递等功能有密切关系。
(2)细胞膜结构特点:具有一定的流动性
注:细胞膜具有流动性的原因:构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
例2:下图是科学家普遍认可的细胞膜流动镶嵌模型示意图,下列叙述正确的是( )。
A.细胞膜功能的复杂性与②的种类无关
B.在有水的环境中,①可自发形成双层结构
C.③在细胞的内外两侧均有分布,起到信息传递作用
D.此图为电子显微镜下观察到的细胞膜亚显微结构
【解析】题图是细胞膜的流动镶嵌模型,图中①是磷脂分子,②是蛋白质,③是糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要作用,因此细胞膜功能的复杂程度主要与细胞膜上的蛋白质的种类和数量有关,A项错误;由于磷脂分子的“头部”具有亲水性,“尾部”具有疏水性,因此在有水的环境中,①(磷脂分子)可自发形成双层结构,B项正确;糖蛋白具有识别功能,③(糖蛋白)分布在细胞的外侧,起到识别和信息传递的作用,C项错误;细胞膜的流动镶嵌模型为物理模型,不是电镜下观察到的图,D项错误。故选B
3.细胞质由细胞器和细胞质基质构成,细胞质基质呈胶质状态,活细胞进行新陈代谢的主要场所。
(1)细胞器之间的分工:
图例
名称
分布
结构
功能
线粒体
动植物 细胞
双 层膜
是细胞进行 有氧呼吸 的主要场所,是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体
叶绿体
绿色植物 细胞
(主要是叶肉细胞)
双 层膜
是绿色植物进行 光合作用 的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网
动植物 细胞
单 层膜
是细胞内蛋白质合成和加工,以及 脂质 合成的“车间”;内连核膜,外连细胞膜,扩大了细胞内的 膜面积 ;分为粗面内质网(附着有核糖体)和滑面内质网两类
高尔基体
动植物 细胞
单 层膜
① 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”;
②动植物细胞中都有但功能不同,在植物细胞中与植物细胞 细胞壁 的形成有关,在动物细胞中与
分泌物 的形成有关
溶酶体
动植物 细胞
单 层膜
是细胞内的“消化车间”,内含多种 水解酶 ,能分解 衰老 、 损伤 的 细胞器 和细胞,吞噬并杀死侵入细胞的 病毒 或 病菌
液泡
植物 细胞
(成熟植物细
胞有大液泡)
单 层膜
内有 细胞液 ,含糖类、无机盐、色素(与花、果实的颜色有关)和蛋白质等物质,充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺,与植物细胞的吸水和失水有关
核糖体
动植物 细胞
无 膜
组成成分是 RNA 和 蛋白质 ;是细胞内“生产 蛋白质 的机器”;分为附着核糖体和游离核糖体两类
中心体
动物 细胞和
低等植物 细胞
无 膜
由两个相互垂直的 中心粒 及周围物质组成,组成成分是 蛋白质 ;与细胞的 有丝分裂 有关
线粒体
① 外膜 :使线粒体与细胞质基质分隔开
双 层膜
② 内膜 :向内腔折叠形成③ 嵴 ,扩大了线粒体内的膜面积;附着有与 有氧呼吸 有关的酶
④ 线粒体基质 :呈胶质状态,分布在嵴的周围,含少量 DNA、RNA
及核糖体,分布有与 有氧呼吸 有关的酶
叶绿体
① 外膜 :使叶绿体与细胞质基质分隔开
双 层膜
② 内膜
③ 基粒 :由囊状结构的 类囊体 堆叠而成,扩大了叶绿体内的膜面积;分布有能吸收光能的 色素 及与 光合作用 有关的酶
④ 叶绿体基质 :呈胶质状态,分布在基粒的周围,含少量 DNA、RNA
及核糖体,分布有与 光合作用 有关的酶
例3:下列有关细胞结构和功能的叙述,错误的是( )。
A.叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
B.植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成
C.细胞骨架与维持细胞形态、物质运输等有关
D.中心体广泛分布在高等植物和动物细胞中
【解析】叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,A项正确;植物细胞的最外面有细胞壁,其组成成分主要是纤维素和果胶,B项正确;细胞骨架能维持细胞的形态,与细胞运动、分裂、分化及物质运输等有关,C项正确;中心体广泛分布在低等植物和动物细胞中,高等植物细胞中没有中心体,D项错误。故选D
例4:下图为某细胞中分离得到的几种细胞器模式简图,下列相关叙述中错误的是( )。
A.甲是细胞的“动力车间”
B.乙是细胞的“能量转换站”
C.丙是细胞的“养料制造车间”
D.丁是细胞的“消化车间”
【解析】分析题图可知,甲是线粒体,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,A项正确;乙是高尔基体,是细胞内蛋白质的加工、分类和包装的“车间”及“发送站”, B项错误;丙是叶绿体,是绿色植物合成有机物的场所,是细胞的“养料制造车间”,C项正确;丁是溶酶体,是细胞的“消化车间”,D项正确。故选B
4.细胞骨架:由 蛋白质纤维 组成的网架结构,能维持 细胞形态 、保持 细胞内部结构 有序性,与细胞 运动 、 分裂 、 分化 以及 物质运输 、 能量转换 、 信息传递 等生命活动密切相关。
5.细胞的生物膜系统:
(1)概念:在细胞中,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)成分:各种生物膜的组成成分基本相似,主要由脂质、蛋白质组成,都具有一定的流动性(结构特点),体现了生物膜系统的统一性;每种成分所占的比例各不相同,体现了生物膜系统的差异性。
(3)特点:各种生物膜的组成成分和结构很相似。
(4)结构上:内质网膜可与核膜和细胞膜直接相连;内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可通过囊泡间接联系。
(5)生物膜系统的功能:
①细胞膜维持细胞内部环境的相对稳定,在物质运 输、能量转换、信息传递中起决定性作用。
②广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。
④细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,保证细胞生命活动 高效、有序地进行
例5:用35S标记一定量的氨基酸,并用来培养哺乳动物的乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲)以及在此过程中内质网、高尔基体、细胞膜膜面积的变化曲线(乙),则下列分析正确的是( )。
A.甲图中的a曲线所指代的细胞器是内质网
B.乙图中的e曲线所指代的膜结构是高尔基体膜
C.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→细胞膜
【解析】由于分泌蛋白首先在核糖体上合成,经过内质网和高尔基体,最后由细胞膜分泌到细胞外,因此a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体,A、D项错误;在分泌蛋白的合成和分泌过程中,内质网的膜面积变小,高尔基体的膜面积基本不变,细胞膜的膜面积变大,因此d、e、f分别代表内质网、细胞膜和高尔基体,B项错误;分泌蛋白的合成需要内质网、高尔基体的加工修饰,同时需要线粒体提供能量,C项正确。故选C
6.细胞核的结构和功能
(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等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
(2)细胞核的功能:
①实验:
实验名称
实验结论
黑白两种美西螈核移植实验
生物体性状的遗传是由细胞核控制的
蝾螈受精卵横缢实验
细胞核控制着细胞的分裂、分化
变形虫切割及核移植实验
细胞核是细胞生命活动的控制中心
伞藻嫁接与核移植实验
生物体形态结构的建成与细胞核有关
②结论: 对细胞核功能较为全面的阐述应该是:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
(3)细胞核的结构:核膜、核孔、核仁、染色质。
①核膜:双层膜,把核质分开,具有选择透过性。
②核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流; 大分子物质(如蛋白质和 RNA)进出细胞核的通道;有选择透过性;代谢旺盛的细胞核孔数量较多。
③核仁:与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关;蛋白质合成旺盛的真核细胞中核仁体积较大。
③染色质:主要由 DNA 和蛋白质组成,DNA 是遗传信息的载体
注: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。
例6:右图表示细胞核的结构,下列相关说法错误的是( )。
A.①为核糖体,④为染色质,⑥为核孔
B.图中②与③的外层膜直接相连,且②③都有①附着
C.③为核膜,能够将核内物质与细胞质分开
D.⑤是遗传物质储存和复制的场所,也是细胞的控制中心
【解析】据题图可知,⑤是核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,不是遗传物质储存和复制的场所,也不是细胞的控制中心,D项错误。故选D
【技巧归纳】
1.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,功能复杂的膜中蛋白质数量多。
2.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。
3.膜上的蛋白质或脂质与糖类结合形成糖蛋白或糖脂,与细胞识别作用有关。
4.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。
5.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。
6.核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成,细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。
【真题重现.精选精炼】
一、单选题
1.(2022·浙江·高考真题)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )
A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定
B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换
C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关
D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要成分是DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。
【详解】
A、核被膜为双层膜,能将核内物质与细胞质分开,有利于核内物质的相对稳定,A错误;
B、核被膜上有核孔,核孔处有核孔复合体,具有选择性,可调控核质之间频繁的物质交换,B正确;
C、核仁主要与rRNA的合成有关,C错误;
D、染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,D错误。
故选B。
2.(2022·浙江·高考真题)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.光面内质网是合成该酶的场所 B.核糖体能形成包裹该酶的小泡
C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用 D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
【答案】C
【解析】
【分析】
各种细胞器的结构、功能
细胞器
分布
形态结构
功 能
线粒体
动植物细胞
双层膜结构
有氧呼吸的主要场所;
细胞的“动力车间”
叶绿体
植物叶肉细胞
双层膜结构
植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网
动植物细胞
单层膜形成的网状结构
细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔基体
动植物细胞
单层膜构成的囊状结构
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”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体
动植物细胞
无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中
合成蛋白质的场所;
“生产蛋白质的机器”
溶酶体
主要分布在动物细胞中
单层膜形成的泡状结构
“消化车间”;内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌
液泡
成熟植物细胞
单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等)
调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体
动物或某些低等植物细胞
无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成
与细胞的有丝分裂有关
【详解】
A、光面内质网是脂质合成的场所,消化酶是分泌蛋白,合成场所是粗面内质网(附着在粗面内质网上的核糖体),A错误;
B、核糖体无膜结构,不能形成小泡包裹该酶,B错误;
C、高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送,具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用,C正确;
D、该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现,D错误。
故选C。
3.(2022·浙江·高考真题)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )
A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变
【答案】C
【解析】
【分析】
观察叶绿体
(1)制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。
(2)低倍镜观察:在低倍镜下找到叶片细胞,然后换用高倍镜。
(3)高倍镜观察:调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
【详解】
A、黑藻基部成熟叶片含有的叶绿体多,不易观察叶绿体的形态,应选用黑藻的幼嫩的小叶,A错误;
B、叶绿体呈扁平的椭球形或球形,围绕液泡沿细胞边缘分布,B错误;
C、观察到的叶绿体呈扁平的椭球形或球形,C正确;
D、叶绿体的形态和分布可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。
故选C。
4.(2021·海南·高考真题)分泌蛋白在细胞内合成与加工后,经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是( )
A.核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白
B.囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换
C.参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统
D.合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞
【答案】C
【解析】
【分析】
与分泌蛋白合成和加工有关的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
【详解】
A、根据题意可知:该细胞为真核细胞,所以核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白,A正确;
B、内质网形成的囊泡包裹着蛋白质于高尔基体膜融合,高尔基体形成的囊泡包裹蛋白质与细胞膜融合,所以囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换,B正确;
C、生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜,而不仅仅是细胞器膜,C错误;
D、分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐,D正确。
故选C。
5.(2021·山东·高考真题)高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱。下列说法错误的是( )
A.消化酶和抗体不属于该类蛋白
B.该类蛋白运回内质网的过程消耗 ATP
C.高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高
D.RS 功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加
【答案】C
【解析】
【分析】
根据题干信息“高尔基体膜上的 RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,以出芽的形式形成囊泡,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”,说明RS 受体和含有短肽序列 RS 的蛋白质结合,将其从高尔基体运回内质网。且 pH 升高结合的能力减弱。
【详解】
A、根据题干信息可以得出结论,高尔基体产生的囊泡将错误转运至高尔基体的蛋白质运回内质网,即这些蛋白质不应该运输至高尔基体,而消化酶和抗体属于分泌蛋白,需要运输至高尔基体并发送至细胞外,所以消化酶和抗体不属于该类蛋白,A正确;
B、细胞通过囊泡运输需要消耗能量ATP,B正确;
C、根据题干信息“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,RS 受体与 RS 的结合能力随 pH 升高而减弱”,如果高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 高,则结合能力减弱,所以可以推测高尔基体内 RS 受体所在区域的 pH 比内质网的 pH 低,C错误;
D、通过题干可以得出结论“RS 受体特异性识别并结合含有短肽序列 RS 的蛋白质,通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”,因此可以得出结论,如果RS 功能的缺失,则受体不能和错误的蛋白质结合,并运回内质网,因此能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加,D正确。
故选C。
6.(2021·浙江·高考真题) 质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是( )
A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
【答案】D
【解析】
【分析】
质膜的流动镶嵌模型:
1、主要成分是蛋白质分子和磷脂分子,还含有少量的糖类。
2、脂双层:流动镶嵌模型中最基本的部分,由脂双层组成的膜称为单位膜,由两层磷脂分子组成,磷脂分子具有亲水性的头部和亲脂性的尾部,其两层并不是完全相同的。
3、膜蛋白:也和磷脂分子一样,具有水溶性部分和脂溶性部分,有的蛋白质整个贯穿在膜中,有的一部分插在膜中,还有的整个露在膜表面,膜蛋白的分布具有不对称性。
4、结构特点:具有一定的流动性。
【详解】
A、脂双层是指磷脂双分子层,不包括膜蛋白,是在有水的环境中自发形成的,由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的,但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧,故脂双层是不完全对称的, A错误;
B、磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部,而非镶嵌或贯穿在膜中,且由于胆固醇是“刚性的”,会限制膜的流动性,B错误;
C、物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散,其中易化扩散需要载体蛋白,即与膜蛋白有关,C错误;
D、有些膜蛋白起着细胞标志物的作用,能识别并接受来自细胞内外的化学信号,D正确。
故选D。
7.(2021·河北·高考真题)下列叙述正确的是( )
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
【答案】A
【解析】
【分析】
1、科学家根据有无以核膜为界限的细胞核,将细胞分为真核细胞和原核细胞;
2、真核细胞具有细胞核,以及多种细胞器,由真核细胞构成的生物是真核生物;
3、原核细胞没有细胞核,只有拟核,只有核糖体一种细胞器,由原核细胞构成的生物是原核生物。
【详解】
A、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;
B、发菜属于蓝藻,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;
C、颤藻属于蓝藻,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,它们细胞中具有细胞核,C错误;
D、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。
8.(2021·浙江·高考真题)某企业宣称研发出一种新型解酒药,该企业的营销人员以非常“专业”的说辞推介其产品。下列关于解酒机理的说辞,合理的是( )
A.提高肝细胞内质网上酶的活性,加快酒精的分解
B.提高胃细胞中线粒体的活性,促进胃蛋白酶对酒精的消化
C.提高肠道细胞中溶酶体的活性,增加消化酶的分泌以快速消化酒精
D.提高血细胞中高尔基体的活性,加快酒精转运使血液中酒精含量快速下降
【答案】A
【解析】
【分析】
光面内质网的功能比较独特,人的肝脏细胞中的光面内质网含有氧化酒精的酶,能加快酒精的分解。
【详解】
A、肝脏具有解酒精的功能,人肝脏细胞中的光面内质网有氧化酒精的酶,因此提高肝细胞内质网上酶的活性,可以加快酒精的分解,A正确;
B、酶具有专一性,胃蛋白酶只能催化蛋白质水解,不能催化酒精分解,B错误;
C、溶酶体存在于细胞中,溶酶体中的消化酶分泌出来会破坏细胞结构,且溶酶体中的消化酶一般也只能在溶酶体内起作用(需要适宜的pH等条件),C错误;
D、高尔基体属于真核细胞中的物质转运系统,能够对来自内质网的蛋白质进行加工、分拣和转运,但不能转运酒精,D错误。。
故选A。
9.(2020·海南·高考真题)细胞可以清除功能异常的线粒体,线粒体也可以不断地分裂和融合,以维持细胞内线粒体的稳态。下列有关线粒体的叙述,错误的是( )
A.线粒体具有双层膜结构,内、外膜上所含酶的种类相同
B.线粒体是真核细胞的“动力车间”,为细胞生命活动提供能量
C.细胞可通过溶酶体清除功能异常的线粒体
D.细胞内的线粒体数量处于动态变化中
【答案】A
【解析】
【分析】
线粒体是一种结构和功能复杂而敏感的细胞器,拥有独立于细胞核的基因组,在细胞的不同生理过程和环境条件下,线粒体的形态,数量和质量,具有高度的可塑性。线粒体是细胞和生物体内最主要的能量供应场所,几乎存在于所有种类的细胞中,是一种动态变化的细胞器。正常情况下,线粒体的数量、形态以及功能维持相对稳定的状态,称之为线粒体稳态。当线粒体的结构和功能发生紊乱时,必然带来一系列的生命活动异常,甚至导致细胞、组织或个体的死亡。融合/分裂是线粒体的常态生理过程。二者的协同、拮抗,使得细胞内的内的线粒体维持一定的数量,保持一定的形态比例,在线粒体不断调节过程中,代谢物质通过融合分裂被选择性排除,被自噬作用清除,维护线粒体能量反应的良好环境。
【详解】
A、线粒体有两层膜,内膜和外膜,外膜隔绝细胞质与线粒体,使线粒体内反应有序进行,内膜则是为有氧呼吸的酶提供着位点,二者的功能不同,上面所附着的酶也不一样,A错误;
B、线粒体是最主要的供能细胞器,存在于几乎所有的真核细胞中,维持细胞和生物体基础生命代谢和各项生命活动,B正确;
C、在线粒体不断地分裂融合,选择性排除异常的线粒体,被细胞内的溶酶体自噬清除,C正确;
D、正常情况下,线粒体的数量不是不变的,而是不断变化的,维持相对稳定的状态,D正确。
故选A。
10.(2020·江苏·高考真题)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
【答案】A
【解析】
【分析】
细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化,细胞内含有多种细胞器,各种细胞器的形态、结构不同,在功能上也各有分工。解答本题需要掌握细胞内各种细胞器的结构和功能特性,然后分析选项中的关键点逐一判断。
【详解】
A、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;
B、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;
C、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,在未分化的细胞中数量较少,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;
D、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。
二、综合题
11.(2020·全国·高考真题)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_____________。
【答案】 pH 应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同 细胞质基质组分和线粒体 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
【解析】
【分析】
细胞器的种类及功能:
1、细胞器分为:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。
2、①线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称“动力车间”。细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
②叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
③内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”。
④高尔基体对来自内质网的蛋白质加工,分类和包装的“车间”及“发送站”。
⑤核糖体是“生产蛋白质的机器”,有的依附在内质网上称为附着核糖体,有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
⑥溶酶体分解衰老,损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
⑦液泡是调节细胞内的环境,是植物细胞保持坚挺的细胞器,含有色素(花青素)。
⑧中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关,由两个相互垂直的中心粒构成.。
【详解】
(1)将正常叶片置于适量的溶液B中,为防止叶片失水,应保证pH与细胞质基质的相同,渗透压与细胞内的相同。
(2)葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解,在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。
(3)由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所,叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能,故有氧气释放。
【点睛】
本题结合具体实例考查光合作用、呼吸作用和细胞器的相关内容,掌握光合作用和呼吸作用的场所、细胞器的功能是解题的关键。
12.(2014·江苏·高考真题)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3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题:
(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 种信号分子,但只有1 种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明____;
若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素,那么靶器官是___。
(3)图3中 ATP 参与的主要生理过程是___。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图______(填图序号)中的膜结构。
(5)图1 ~ 3 中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是____。
(6)图1 ~ 3 说明生物膜具有的功能有______________(写出3 项)。
【答案】 有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 受体蛋白具有特异性 垂体 暗反应 1、2 含有的蛋白质不同 跨膜运输、信息交流、能量转换等
【解析】
【详解】
(1)图1表示H+与O2反应生成H2O,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,能够产生大量的能量,为生命活动供能。
(2)3种信号分子中只有一种信号分子能够与其受体蛋白结合,说明了受体蛋白具有特异性,促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进垂体合成并分泌促甲状腺激素。
(3)图3表示H2O分解成H+与O2,属于光反应,发生于叶绿体的类囊体薄膜,同时产生的ATP用于暗反应中C3的还原。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都有线粒体内膜和细胞膜,叶绿体的类囊体薄膜是叶肉细胞特有的结构。
(5)生物膜的功能主要取决于其中蛋白质的种类和数量。
(6)图1说明生物膜具有跨膜运输、能量转换的功能,图2说明生物膜具有信息交流的功能,图3说明生物膜具有能量转换的功能。
【点睛】
本题考查生物膜结构和物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。
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