细胞的结构与功能复习指引

《细胞的结构与功能复习指引》

考纲考点

1. 细胞学说建立的过程与多种多样的细胞;

2. 细胞膜系统的结构和功能;

3. 主要细胞器的结构和功能;

4. 细胞核的结构和功能;

5. 细胞结构与功能综合考查。

重点难点

本专题的知识与后面专题的知识有着密切的联系,学习是后续知识的基础。要准确把握本专题的重点和难点,首先要了解本专题的知识结构,建议通过多种复习方法,对各知识点进行整理加工。例如,可以用表解的方法掌握原核细胞与真核细胞的结构特点、物质跨膜运输的方式;用图解的方法掌握细胞的结构和功能特点;用对比和分类的方法掌握各种细胞器的结构和功能特点;用归纳的方法掌握细胞学说建立的过程、人类对生物膜结构的探索历程等。通过上述整理和加工,提高识图能力、比较分析能力。其次,可以以章节、结构联系或功能联系为主线构建知识网络,把分散、孤立的知识点联系起来,形成完整的知识系统,提高联想能力、归纳能力和综合运用能力。另外,还要特别注意加强实验内容的复习,可以从实验目的出发,理解实验原理、方法、结论;也可以从实验原理出发,理解实验的取材、时间、材料处理、操作程序和实验结果等。对于本专题开出的实验,要注重操作,通过操作来加深印象,熟练掌握。如果实验操作失败或效果不好,要善于分析原因,找到解决问题的办法,以提高实验操作能力及思维能力。现将本专题的知识总结归纳如下。

知识总结

一、正确区分真核生物和原核生物

1. 原核生物种类较少,由原核细胞构成,主要有以下几类:

(1)蓝藻:含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用,属自养生物。 (2)细菌:球菌、杆菌、螺旋菌、乳酸菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体等。

2. 真核生物种类最多,由真核细胞构成,包括动物界、植物界、真菌界、原生生物界。单细胞的原生动物如常见的草履虫、变形虫、疟原虫(引起人体疟疾的病原体)等是真核生物;单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞的真菌(如酵母菌)等都是真核生物。

3. 原核生物与真核生物的比较

例1.(2007年山东理综)3月24日是世界结核病防治日。下列关于结核杆菌的描述正确的是:

A. 高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内

B. 该菌是好氧菌,其生命活动所需要能量主要由线粒体提供

C. 该菌感染机体后能快速繁殖,表明其可抵抗溶酶体的消化降解

D. 该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分泌运输到相应部位

解析:结核杆菌是原核生物,没有核膜包被的细胞核,其遗传物质位于核区内,A错;原核细胞只有核糖体一种细胞器,没有线粒体、内质网、高尔基体等多种细胞器的分化,自然呼吸作用和蛋白质的加工不可能在线粒体和内质网、高尔基体内进行,B、D错误。

答案:C

错因分析:“真核细胞与原核细胞的区别”是最常光顾高考试题的知识点之一,高考命题专家之所以把它列为高考必考内容,无非是看中了该知识的迷惑性。

[易混易错总结]忽视原核细胞结构的特殊性,套用真核细胞的结构与功能特点。

二、细胞膜系统的结构和功能

1. 细胞膜的成分及结构、功能特点。

2. 细胞膜的功能。

① 将细胞与外界环境分隔开。② 控制物质进出细胞。③ 进行细胞间的信息交流(保护、识别、分泌、排泄、免疫等)。

拓展:细胞膜的信息交流功能 ⑴ 实行细胞间的信息交流的物质是细胞膜上的糖蛋白。

⑵ 动物细胞间的信息交流方式主要有两种:

① 一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素,通过血液的传递运送到作用部位(靶细胞),被靶细胞细胞膜上的受体(糖蛋白)识别,引起靶细胞生理反应。如上图所示:

② 相邻两个细胞的细胞膜直接接触,通过糖蛋白识别,将信息从一个细胞传递到另一个细胞。

⑶ 植物细胞间的识别主要通过植物细胞间的胞间连丝来实现。

3. 人工合成的膜材料在生产实践中的应用。

人造器官材料(如血液透析膜)、海水淡化处理、污水处理等。

例2.(2009年北京理综)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:本题考查了细胞膜的结构和功能特点。细胞膜上的糖被具有识别功能;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

三、主要细胞器的结构和功能

1. 细胞器之间的分工。

例3.(2009年上海)下列关于真核细胞结构和功能叙述中,错误的是:

A. 抑制线粒体的功能会影响主动运输

B. 核糖体由RNA和蛋白质构成

C. 有分泌功能的细胞才有高尔基体 D. 溶酶体可消化细胞器碎片

解析:主动运输需要载体和能量,能量主要由细胞中的线粒体提供;核糖体是蛋白质形成的场所,由蛋白质和RNA构成;高尔基体在动物细胞中主要与细胞分泌有关,在植物细胞中与细胞分裂有关,并不是只在有分泌功能的细胞中存在;溶酶体负责细胞内消化,内含多种水解酶可以将细胞内一些衰老破裂的细胞器清除掉。

答案:C

拓展:细胞器复习应注意分类总结

⑴细胞器与物质代谢、能量代谢

①能够产生水的细胞器及相应生理作用

② 有“能量转换器之称”的细胞器:线粒体、叶绿体;产生ATP的场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质。

③含有色素的细胞器:叶绿体、有色体、液泡。

④与主动运输有关的细胞器:核糖体(合成载体)线粒体(提供能量)。

⑤动、植物细胞中形态相同而功能可能不同的细胞器:高尔基体。

⑵细胞器与细胞分裂

参与细胞分裂的细胞器及其功能:核糖体(间期蛋白质的合成)、中心体(动物与低等植物纺锤的形成)、高尔基体(植物细胞壁的形成)、线粒体(动力)。

⑶细胞器与遗传变异

①细胞质遗传:线粒体、叶绿体中的DNA;②含DNA(基因)的细胞器:线粒体、叶绿体(都有半自主性);③含有RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、中心体;④能自我复制的细胞器:线粒体、叶绿体、中心体;⑤能发生碱基互补配对的细胞器(结构):线粒体、叶绿体、核糖体(细胞核、拟核)。

2. 细胞器之间的协调配合与生物膜系统

⑴细胞膜、核膜,各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统。 ⑵细胞器在结构上的联系:

⑶细胞器在功能上的联系(以分泌蛋白—抗体的分泌为例),图解如下:

四、细胞核的结构和功能。

1. 细胞核的结构。

主要由核膜、核仁、核基质和染色质组成。

⑴ 核膜:①非封闭性双膜,与内质网膜相连,便于物质的运输;②其上有核孔,是大分子物质如mRNA自由离开细胞核或DNA合成酶自由进入细胞核的孔道。一些离子、小分子物质可通过核膜,跨膜运输;③在核膜上有许多酶的存在,有利于各种化学反应的进行。

⑵ 核仁:①折光性强,在细胞周期中呈现有规律的消失;②与RNA的合成及核糖体的形成有关。

⑶ 染色质:位于细胞核内,易被碱性染料染成深色,主要由DNA和蛋白质组成。

注意:染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种存在形式。间期:染色质,伸展的染色质状态,有利于上面的DNA所储存的遗传信息的表达(有利于转录);分裂期:染色体,螺旋的染色体状态有利于遗传物质的平均分配。

2. 细胞核的主要功能

细胞核是遗传信息库,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

3. 细胞就是一个有机的统一整体。

细胞的各部分并不是彼此孤立的,而是相互联系、协调一致的有机的统一整体。主要表现在以下几个方面:

⑴ 从结构上看:①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通;②内质网广泛地分布在细胞质中,外部与细胞膜相连,内部与核膜相连,构成细胞完整的生物膜系统,从而将细胞膜、细胞质、细胞核连为一体;③内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可通过具有膜小泡相互转变。

⑵ 从功能上看:细胞各部分结构的功能虽不相同,但它们是相互联系、分工合作、协调一致的,共同完成各项生命活动。 ⑶ 从调控上看:细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。核内DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控细胞的各项生命活动。

例4.(2009年山东理综)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是

A. 胰岛细胞 B. 造血T细胞

C. 效应B细胞(浆细胞) D. 口腔上皮细胞

解析:本题利用题目中的核孔数目与细胞的类型和代谢水平有关的信息,间接考查了选项中各细胞的类型和代谢水平的差异。且据已有的知识可知细胞的代谢越旺盛,则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和抗体,代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强,代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞,代谢较弱。故而D中的口腔上皮细胞的核孔数目最少。

答案:D

五、细胞结构与功能综合考查

1.细胞亚显微结构识别。

通过细胞亚显微结构图将细胞与代谢、遗传结合起来进行考查是高考中常见的一种考查方式,解答这类题目要注意以下两点:⑴首先识别细胞的种类:是原核细胞还是真核细胞,是动物细胞还是植物细胞。⑵区分了细胞类型后,对内部各种结构图还要熟悉,知其功能,并且注意与具体的生理过程联系起来。注意总结主要细胞器的共性,如含膜结构、产水、产ATP、能合成有机物、能复制、能进行碱基互补配对的结构。

例5.(2009年上海)图1是两种高等生物细胞亚显微结构模式图。图2—4是图1中部分结构的放大,据图回答。([ ]内填图中标号,上填适当内容的文字。)

(1)图中的结构1—15中不应该出现的是[ ]和[ ];可能含有水溶性色素的是[ ];结构15与[ ]的形成有关。

(2)图2、3、4所示在结构上的主要共同点是

。图2、3所示结构的名称分别是,在其中进行的循环Ⅰ、Ⅱ的名称分别是。图3所示结构产生的气体从产生部位扩散到相邻细胞中被用于细胞呼吸,至少需要穿过的磷脂分子层有 层。 (3)已知进行有性生殖的某生物同时具有图2、3、4所示三种结构,这三种结构的DNA能从父本传递给子代的是。

解析:本题主要考查细胞结构相关知识。

(1)根据图像,左侧为高等动物细胞模型,右侧为高等植物细胞模型,动物细胞没有叶绿体,高等植物细胞没有中心体;植物细胞中水溶性色素存在于液泡中;结构15应为核仁,其主要与核糖体的形成有关。

(2)由三者图像特征可以判断依次为线粒体、叶绿体和细胞核,三者在结构上均是由两层膜包被;线粒体内主要进行有氧呼吸,在Ⅰ即线粒体基质中进行三羧酸循环,叶绿体内主要进行光合作用,在Ⅱ即叶绿体基质中进行卡尔文循环;叶绿体产生的O2进入相邻细胞参与呼吸依次穿过类囊体膜、叶绿体膜(双层)、细胞膜(两层)和线粒体膜(双层)共计7层膜,14层磷脂分子。

(3)线粒体和叶绿体在细胞质中,其内的DNA主要由母本传给子代,细胞核是遗传物质存在的主要场所,其内的DNA可以由父本传给子代。

答案:(1)3 1385或12(5、12均可)

(2)都由双层膜包被 线粒体、叶绿体 三羧酸循环、卡尔文循环 14

(3)细胞核的DNA(图4结构中的DNA)

2. 运用细胞结构与功能相适应的观点分析细胞结构的不同。

不同类型的细胞功能不尽相同,这是由它们的结构特点决定的。注意一些特殊细胞的结构特点,这是高考命题常见的材料。

⑴ 神经细胞具有突起,不具有分裂能力。