第3章细胞的基本结构

第3章细胞的基本结构【题型1流动镶嵌模型的主要内容】【题型2分泌蛋白的合成与运输】【题型1流动镶嵌模型的主要内容】【紧扣教材】生物膜流动镶嵌模型的内容有①磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性；②蛋白质分子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。大多数蛋白质分子也可以运动；③细胞膜表面有糖被和糖脂。糖被的作用是保护、识别和润滑。【特别提醒】1.细胞膜主要由脂质（50%）和蛋白质（40%）组成。此外，还有少量的糖类（2%10%）。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，动物细胞膜中还有少量胆固醇。细胞癌变后，膜成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。2.蛋白质在行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。3.位于细胞膜外侧的糖蛋白形成糖被，它是识别图中细胞膜内外侧的标志。4.细胞膜的结构特点——具有一定的流动性；细胞膜的功能特点——选择透过性【例1】如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是（）A．①是由糖和脂质形成的糖脂B．②是膜的基本支架，在物质运输等方面具有重要作用C．③是磷脂双分子层，可以侧向移动，是细胞膜具有流动性的物质基础D．细胞间的信息交流与细胞膜结构无关【答案】C【分析】题图分析，图中①为糖蛋白、②为膜蛋白、③为磷脂双分子层、④为细胞骨架。【详解】A、图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有识别和信息交流的作用，A错误；B、②是膜蛋白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架，B错误；C、③是磷脂双分子层，可以侧向自由移动，是细胞膜具有流动性的物质基础，另外细胞膜上的蛋白质也可以移动，C正确；D、细胞间的信息交流与细胞膜表面的糖蛋白有关，即细胞间的信息交流与细胞膜的结构有关，D错误。故选C。【变式11】如图为某细胞膜的结构模型示意图，下列相关叙述不正确的是（

）A．④表示糖蛋白，位于细胞膜外表面，与细胞识别有关B．图中②和⑥组成磷脂分子，其中⑥表示疏水端C．图中③表示蛋白质，其含量和种类越多，膜的功能越复杂D．图中⑤可侧向自由移动，但③均不可运动【答案】D【分析】分析题图：①是糖类，④表示糖蛋白；②表示磷脂分子的头部，⑥表示磷脂分子的尾部，⑤是磷脂双分子层，构成膜的基本骨架；③是蛋白质。【详解】A、如图所示，①表示糖类，④表示糖蛋白，糖蛋白所在部位为细胞膜的外侧，与细胞识别有关，A正确；B、图中②和⑥组成磷脂分子，其中②表示亲水性的头部，⑥表示疏水端，具有屏障作用，B正确；C、图中③表示蛋白质，膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多，C正确；D、细胞膜具有流动性，主要表现为⑤磷脂双分子层具有一定的流动性动，③是蛋白质，蛋白质惠在细胞膜中的分布是不均匀的，大多数蛋白质分子是可以运动的，D错误。故选D。【变式12】如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①~③表示物质。下列有关说法错误的是（）A．细胞识别与①有关，且①位于细胞膜外侧B．①②③在细胞膜上都是可以运动的C．②在细胞膜上的分布是不均匀的，在物质运输等方面具有重要作用D．人体成熟红细胞的③的单层分子的面积约等于该细胞所有膜面积的两倍【答案】B【分析】图中①是糖蛋白，具有细胞识别、保护、润滑、免疫等；②是蛋白质，是膜功能的主要承担者；③是磷脂双分子层，构成生物膜的基本支架。【详解】A、①是糖蛋白，具有细胞识别、保护、润滑、免疫等功能，位于细胞膜外侧，A正确；B、图中②是蛋白质，③是磷脂双分子层，膜结构中的磷脂和大多数蛋白质分子是可以运动的，但①糖蛋白不可以运动，B错误；C、②是蛋白质，蛋白质在磷脂双分子层中的分布是覆盖、镶嵌或贯穿，其分布是不对称和不均匀的，在物质运输等方面具有重要作用，如载体蛋白，C正确；D、人体成熟红细胞除细胞膜外，没有其他膜结构，因此③的单分子层（磷脂分子）面积等于该细胞所有膜（即细胞膜）面积的两倍，D正确。故选B。【变式13】下图为细胞膜结构示意图。请回答问题：(1)该图为细胞膜的模型，制备纯净的细胞膜，通常选取的材料为。(2)膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中的种类和数量。(3)图中除2外，动物细胞膜中另一种脂质物质是。(4)与细胞相互识别有关的是图中的[3]糖蛋白，细胞膜的内侧是（填“A”或“B”）侧。(5)白细胞具有的吞噬功能与细胞膜具有有关。(6)细胞除了进行相互识别外，还参与了细胞间信息交流，下图为细胞间的三种信息交流方式，其中，精子和卵细胞之间的信息传递采用的方式是（填A、B、C），两个植物细胞之间通过[④]完成信息交流。【答案】(1)流动镶嵌哺乳动物的成熟的红细胞(2)蛋白质(3)胆固醇(4)B(5)一定的流动性(6)B胞间连丝【分析】分析题图可知，该图是细胞膜的流动镶嵌模型，图中1是蛋白质，2是磷脂双分子层，3是糖蛋白，A侧含有糖蛋白，是细胞膜外侧，则B侧是细胞膜内侧。【详解】（1）该图是以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白质镶、嵌、贯穿其中，糖蛋白分布在细胞膜的外侧，因此该图为细胞膜的流动镶嵌模型。要制备较为纯净的细胞膜，通常选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是该类细胞没有细胞核和众多具膜的细胞器，不存在核膜和细胞器膜的干扰。（2）细胞膜的功能主要靠膜成分中的[1]蛋白质的种类与数量体现，功能越复杂的膜，其上的蛋白质种类和数量越多。（3）细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，图中2表示两层磷脂分子，除了磷脂分子外，动物细胞膜中另一种脂质物质是胆固醇。（4）糖蛋白位于细胞膜的外侧，根据糖蛋白的位置，可以判断A侧是细胞的外侧，B侧是细胞的内侧。（5）白细胞的吞噬功能依赖于细胞膜的结构特点，即具有一定的流动性。（6）据图A分析，细胞分泌化学物质①激素，通过血液运输，作用于靶细胞上的受体②；据图B分析，相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞；据图C分析，相邻细胞间形成通道④，直接通过通道进行信息交流，如高等植物细胞的胞间连丝。故可知，精子和卵细胞之间的信息传递采用的方式是B。两个植物细胞之间通过[④]胞间连丝完成信息交流。【题型2分泌蛋白的合成与运输】【紧扣教材】1.分泌蛋白概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用。如消化酶、抗体和一部分激素。2.分泌蛋白的合成和运输①研究方法：同位素标记法。用3H标记亮氨酸。生物学中常用的同位素有具有放射性的：14C、32P、3H、35S。有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O。②分泌蛋白的合成和运输过程：游离的核糖体以氨基酸为原料，开始多肽链的合成。这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成。并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工折叠，形成有一定空间结构的蛋白质。内质网膜形成的囊泡，包裹着蛋白质，到达高尔基体。与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基膜的一部分。高尔基体对蛋白质进一步修饰加工。高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，转运到细胞膜，与之融合，将蛋白质分泌到细胞外。此过程中消耗的能量，主要由线粒体提供。高尔基体起重要的交通枢纽作用。分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是⑤→③→②→①(用图中序号和箭头表示)。【核心归纳】分泌蛋白合成运输经过的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体参与分泌蛋白合成运输的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体参与分泌蛋白合成运输的结构：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜4.【例2】用35S标记一定量的氨基酸，用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网和高尔基体上放射性强度的变化曲线（图1），高尔基体、内质网和细胞膜膜面积的变化曲线（图1）。下列分析中错误的是（）A．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜B．与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体C．图1中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体D．图2中d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜【答案】D【分析】1、在分泌蛋白的形成过程中，氨基酸首先在核糖体上被利用，然后进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质，故图甲中a、b、c依次是核糖体、内质网和高尔基体；2、在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减小、细胞膜的膜面积增大，高尔基体的膜面积基本不变（先增大后减小），因此图2中d、e、f曲线所代表的结构依次为内质网、细胞膜、高尔基体。【详解】A、35S标记氨基酸，氨基酸是蛋白质的原料，分泌蛋白合成时放射性物质在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，A正确；B、乳腺分泌蛋白的合成与分泌先在核糖体上形成多肽链，然后进入内质网、高尔基体进行加工，并由细胞膜分泌到细胞外，需要的能量主要由线粒体提供，其中核糖体是无膜结构的细胞器，故与之相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体，B正确；C、分泌蛋白的合成与分泌先在核糖体上形成多肽链，然后进入内质网、高尔基体进行加工，并由细胞膜分泌到细胞外，故图1中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体，C正确；D、分泌蛋白分泌过程中内质网、高尔基体、细胞膜之间以小泡联系，故膜面积变小的是内质网膜，高尔基体膜是先增加后减少，而细胞膜面积则增大，故d、e、f曲线所代表的结构依次为内质网、细胞膜、高尔基体，D错误。故选D。【变式21】植物根系分泌物中含有大量的根系分泌蛋白，根系分泌蛋白合成后，可被分泌至细胞外。若合成过程中发生错误折叠，蛋白分子会被运输至液泡中分解。下列叙述错误的是（

）A．根系分泌蛋白的分泌过程不需要膜上蛋白质的参与B．根系分泌蛋白的合成是从游离核糖体上开始的C．根系分泌蛋白的加工需内质网、高尔基体的参与D．错误折叠蛋白分解后的产物可能被细胞利用【答案】A【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程大致是：首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。【详解】A、根系分泌蛋白通过胞吐的方式运出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，A错误；B、根系分泌蛋白是一种分泌蛋白，根系分泌蛋白首先在游离的核糖体上，以氨基酸为原料开始多肽链的合成，再转移到粗面内质网继续合成，B正确；C、内质网、高尔基体能对蛋白质进行加工，故根系分泌蛋白的加工需内质网、高尔基体的参与，C正确；D、根系分泌蛋白合成过程中发生错误折叠，蛋白质分子会被运输至液泡中分解，其产物可能被细胞利用，D正确。故选A。【变式22】如图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线。下列相关叙述错误（）A．①是原核细胞和真核细胞共有的细胞器B．该生物大分子可能是血红蛋白或溶菌酶C．该物质运输过程体现了生物膜的流动性D．该物质经“②→③→④”的运输过程需要消耗能量【答案】B【分析】分泌蛋白的合成：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体融合，高尔基体对蛋白质做进一步的加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合。【详解】A、据图可知为分泌蛋白的合成和分泌过程，则①为核糖体，②为内质网，③为高尔基体，④为细胞膜，核糖体是原核细胞和真核细胞共有的细胞器，A正确；B、据图可知为分泌蛋白的合成和分泌过程，血红蛋白是胞内蛋白，B错误；C、该物质运输过程涉及到膜融合，体现了生物膜的流动性，C正确；D、该物质经“②→③→④”的运输过程借助囊泡，需要消耗能量，D正确。故选B。【变式23】现分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定它们的有机物含量如图所示。下列有关说法正确的是（）A．细胞器甲是叶绿体，能通过光合作用合成有机营养B．细胞器乙可能与分泌蛋白的加工和分泌过程有关C．细胞器丙可以是核糖体或中心体D．发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙【答案】B【分析】据图分析：细胞器甲含有蛋白质、脂