高考生物三轮考前重点突破：专题二细胞的结构与生物膜系统（含答案）

1、小专题二 细胞的结构与生物膜系统核心考点整合考点整合一:细胞膜的结构与功能1.细胞膜的分子结构和特点组成成分主要是磷脂分子和蛋白质分子,还有少量糖类基本结构以磷脂双分子层为基本骨架,蛋白质分子镶嵌覆盖或贯穿在磷脂双分子层中,其外表存在糖被结构特点细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的,而是可以流动的,所以细胞膜具有一定的流动性生理特点具有选择透过性,水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过,其他的离子小分子和大分子不能通过按生命活动的需要主动地选择吸收营养物质,排出废物和有害物质示意图2.细胞膜的主要功能(1)细胞膜有多方面的重要功能,它与细胞的物质交换细胞识别分泌排泄

2、免疫等都有密切的关系(2)物质出入细胞膜的方式自由扩散和主动运输的区别方式自由扩散主动运输特点从高浓度一侧转运到低浓度一侧一般是从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要新陈代谢过程提供能量,需细胞膜上载体的协助影响因素溶质的浓度梯度能量载体的种类和数量图例图解举例水分子O2、CO2、甘油乙醇苯等葡萄糖(进入红细胞除外)氨基酸K+Na+等大分子和颗粒性物质主要通过内吞作用进入细胞与内吞作用相反,细胞还可通过外排作用向外分泌物质 知识总结 1.细胞膜成分结构功能之间的关系2.影响细胞膜生理功能的主要因素(1)遗传因素:不同生物DNA不同载体种类和数量不同选择性吸收(2)环境因素温度:温度过低影响细胞膜的

3、流动性,过高蛋白质会变性,破坏膜结构,不利于生命活动的正常进行;在一定温度范围内,适当升高温度,膜的流动性增大,有利于生命活动的进行pH:过酸过碱会使蛋白质变性,膜的生理功能丧失氧:氧含量可以影响需氧型生物通过有氧呼吸合成ATP的量,进而影响物质的运输3.细胞膜选择透过性实验探究方法(1)可利用细胞液有颜色的植物组织放入无色溶液中,然后用高温或强碱等处理,观察处理前后无色溶液颜色的变化(2)也可用哺乳动物成熟的红细胞来研究细胞膜选择透过性之所以选哺乳动物成熟的红细胞而不选哺乳动物的其他细胞,是因为成熟的红细胞无核膜及其他膜结构,能排除其他膜的干扰【典例1】 (2010广东卷,1改编)下图是植物

4、根从土壤中吸收某矿质离子示意图据图判断,该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( )A.自由扩散 B.渗透作用C.主动运输 D.被动运输解析 本题考查物质的跨膜运输的方式,意在考查考生的识图分析能力分析图示可知,矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度,需要载体协助,还消耗能量,故为主动运输答案 C 知识总结 物质跨膜运输方式的快速确认技巧:(1)是否消耗能量:只要运输耗能就为主动运输,即使是由高浓度到低浓度的运输;(2)可否逆浓度梯度:只要从低浓度到高浓度运输,就是主动运输;(3)是否需要载体:不需要载体就是自由扩散,需要载体则通过浓度能量进一步作出判断【互动探究1】 (2011衡水中学调研)图甲表示四

5、种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )A.Na+ B.CO2C.胰岛素 D.K+解析 图乙中糖蛋白位于细胞膜的外侧,图甲中Na+在细胞外的浓度高于细胞内,不符合图乙含义,排除A;图乙中该物质的运输从细胞外进入细胞内,并且从膜外的低浓度一侧运输到膜内的高浓度一侧,需要细胞膜上的载体蛋白的参与且消耗ATP,因此该物质运输方式是主动运输,排除胰岛素(大分子物质以内吞作用进入细胞)和CO2(自由扩散方式进出细胞),只有D符合答案 D考点整合二:主要细胞器的结构和功能分类总结(1)从结构上分双膜:线粒体叶绿体;单膜:内质网液泡溶酶体高尔基体

6、;无膜:核糖体中心体(2)从功能上分与细胞主动运输有关的细胞器:核糖体(提供载体)及线粒体(提供能量);与细胞有丝分裂有关的细胞器:核糖体(合成蛋白质参与构成染色体与纺锤体)中心体(形成纺锤体)高尔基体(植物细胞分裂末期形成细胞壁)线粒体(为整个过程提供能量);与蛋白质合成加工和分泌有关的细胞器:核糖体(合成)内质网(加工运输)高尔基体(加工分泌)线粒体(供能);产生ATP的细胞器:叶绿体(光反应阶段)线粒体(有氧呼吸的第二三阶段);能产生水的细胞器:核糖体(氨基酸脱水缩合)线粒体(有氧呼吸第三阶段)叶绿体(光合作用暗反应);能进行碱基互补配对的细胞器:核糖体(翻译过程)线粒体和叶绿体(DNA

7、分子的复制转录和翻译过程) (3)从分布上分动植物细胞一般均有的细胞器:高尔基体线粒体核糖体内质网等;动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器:中心体;植物细胞特有的细胞器:液泡叶绿体(4)从成分上分含DNA的细胞器:叶绿体线粒体;含RNA的细胞器:叶绿体线粒体核糖体;含色素的细胞器:叶绿体液泡(有的液泡中没有色素,大液泡的形成标志细胞成熟,失去了分裂能力)【例2】 (2011安徽模拟)如图,表示某细胞内的部分细胞器下列有关叙述正确的是( )A.该图是在高倍光学显微镜下看到的结构B.此细胞不可能是原核细胞,只能是动物细胞C.结构不能将葡萄糖分解成二氧化碳和水D.结构和都存在碱基A和T的互补配对 解析

8、 该图表示的是细胞的亚显微结构,在电子显微镜下才能观察到,故A错误;原核细胞中除具有核糖体外,不具备其他细胞器,而该细胞中含有中心体,可能是动物细胞或低等植物细胞,故B错误;图中表示线粒体,葡萄糖只能先在细胞质基质中分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被进一步氧化分解,形成二氧化碳和水,故C正确;A和T的互补配对发生在DNA分子复制转录逆转录等过程,线粒体中含有DNA,能进行DNA复制,故中能发生A和T的配对,表示核糖体,在核糖体中发生翻译过程,不涉及A和T的配对,故D错误答案 C【互动探究2】 (2009北京理综,2)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用下列相关叙述不正确的是( )A.细胞膜的糖被

9、在细胞间具有识别作用B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质解析 细胞膜上的糖被具有识别作用;细胞膜具有选择透过性,对进出细胞膜的物质具有选择性;载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面答案 D考点整合三:细胞膜系统的结构与功能1.细胞膜的成分结构与功能之间的相互关系2.细胞的生物膜系统细胞内的各种细胞器膜和细胞膜核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统(1)各种膜在结构上的联系生物膜在结构上具有一定的连续性,具体如图所示:(2)各种膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成与分泌为例)内膜系统组成功能线粒 体细胞核基因的转录,

10、将遗传信息从细胞核传递到细胞质核糖体利用氨基酸合成蛋白质内质网对蛋白质进行初级加工(如折叠糖基化等)形成比较成熟的蛋白质及以小泡的方式输送蛋白质至高尔基体高尔基体再加工为成熟的蛋白质,以小泡形式运输到细胞膜并与之融合细胞膜外排作用,分泌到细胞外成为分泌蛋白线粒体提供能量【例3】 (2011保定调研)如图为某细胞膜的结构示意图,下列叙述中错误的是( )A.若该细胞为甲状腺细胞,则促甲状腺激素对甲状腺的调节作用与d有关B.若该细胞为神经细胞,则静息电位的形成可能与膜上的b物质有关C.若该膜为突触后膜,则突触间隙位于图示膜的上部D.若将该细胞膜的磷脂层平展在水面上,则与水面接触的是c侧答案 A解析

11、与细胞识别有关的应该是糖蛋白(图中e表示),A错误静息电位的形成是细胞内外Na+和K+不平衡移动形成的,Na+和K+的移动与细胞膜上镶嵌的载体蛋白有关,B正确由图示糖蛋白的糖链的伸展方向可判断上面为膜的外表面,突出间隙为细胞外部,C正确【互动探究3】 下列关于真核细胞生物膜的叙述,正确的是( )A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B.构成膜的脂质主要是磷脂脂肪和胆固醇C.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行D.核糖体内质网高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输答案 A解析 本题考查真核细胞生物膜的化学组成结构和功能,意在考查考生对细胞膜的结构和功能有氧呼吸和光合作用的场所和生理过程以及细胞器

12、的结构和功能的理解能力构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇,因此B选项错误有氧呼吸的三个阶段均可以产生ATP,有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行,有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行;光合作用的光反应阶段可以产生ATP,而该过程在叶绿体的类囊体膜(基粒)上进行,所以C选项错误蛋白质的合成在核糖体上进行,但核糖体没有膜结构,因此D选项错误考点整合四:细胞核及真原核细胞比较1.细胞核特别提示:核孔是大分子物质进出的通道,但它不是“全透性”的核孔能够控制物质出入,具有一定的选择性高考中涉及的通过核孔出入的大分子物质主要有:(1)信使RNA在核内合成后通过核孔进入细胞

13、质;(2)转录和翻译需要的酶以及组成染色体核糖体的蛋白质在细胞质中合成后通过核孔进入细胞核2.真原核细胞比较原核细胞与真核细胞比较项目原核细胞真核细胞细胞器有分散的核糖体,无其他细胞器有各种细胞器细胞质中DNA小型环状DNA(质粒)存在于线粒体叶绿体中细胞核无核膜核仁和染色体,有大型环状DNA(拟核)有成形的细胞核,有核膜核仁和染色体细胞分裂二分裂主要为有丝分裂实例细菌放线菌蓝藻酵母菌霉菌动物植物特别提示:(1)病毒是没有细胞结构的生物,切不可把它们当成原核生物(2)需氧型细菌等原核生物无线粒体,但细胞膜上存在着有氧呼吸酶,也能进行有氧呼吸(3)蓝藻属原核生物,无叶绿体,有光合片层,也能进行光

14、合作用(4)常见原核生物真核生物的种类及从属关系(见图)【例4】 (2010山东淄博模拟)下列是几种常见生物的细胞结构示意图,有关叙述正确的是( )A.能进行光合作用的是,一定不能发生质壁分离B.具有核膜核仁内质网的细胞是C.与相比,中的DNA为单链结构D.不遵循孟德尔遗传规律的基因只存在于细胞中 解析 由图可知,是草履虫,是细菌,是蓝藻蓝藻细胞内有叶绿素,能进行光合作用,只有具有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离,而草履虫无细胞壁不能发生质壁分离,A对;蓝藻是原核生物,无成形的细胞核,没有核膜核仁等结构,唯一的细胞器是核糖体,B错;细菌和蓝藻中的DNA是双链结构,C错;孟德尔的遗传规律只适用于

15、真核生物有性生殖过程中的核基因遗传,D错答案 A【互动探究4】 下列有关叙述中,正确的是( )核酸 蛋白质 染色体(质) 液泡 叶绿体 线粒体 核膜 核糖体 细胞壁A.在乳酸菌酵母菌噬菌体内都存在B.在支原体烟草细胞内都存在C.衣藻蓝藻的细胞中都存在D.在衣藻体内都存在,在酵母菌体内都存在 解析 染色体是真核生物细胞核内遗传物质的载体,乳酸菌是原核生物噬菌体是病毒属于非细胞生物,都不存在染色体,A选项不正确;支原体是最小的能独立生活的原核生物,它没有细胞壁,B选项不正确;蓝藻是原核生物,细胞内不存在液泡和叶绿体,C选项不正确答案 D1.(2010山东理综)下图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输

16、的两种方式,下列表述正确的是( )A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D.抵制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响答案:C解析:据图分析,曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比,符合自由扩散的特点曲线b表示在被转运分子的浓度较低时,随着浓度提高,转运速率增加,浓度较高时出现饱和现象,符合协助扩散和主动运输的特点(受载体数量限制)A项中,脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散;B项中,自由扩散与细胞膜表面的载体蛋白无关;D项中,抑制细胞呼吸,停止能量供给,影响主动运输,但对自由扩散和协助扩散无影响点拨:本题考查物质跨膜运输的特点,难度适中,属于考纲比较分析层次2.(2010上海生物)下图表示一种物质的跨膜运输方式,下列叙述中正确的是( )A.核膜中载体也能运输蔗糖B.碘以该方式进入海带细胞C.该方式不会出现饱和现象D.该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时答案:D解析:由图示可知:葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗ATP,故其跨膜运输方式为协助扩散;该运输方式是由高浓度到低浓度,会出现饱和现象;因载体具有专一性,运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖;碘是以主动运输的方式进入胞内的点拨:该题主要考查物质的跨膜运输方式,难度适中,掌握协助