高中生物 第3章 细胞的结构和功能 第2节 细胞的类型和结构（第3课时）细胞核及细胞的生物膜系统学案 苏教版必修1

第3课时细胞核及细胞的生物膜系统1细胞核的结构和功能。(重点)2生物膜系统在结构和功能上的联系。(重、难点)细 胞 核1结构2分布、形态和大小(1)分布除成熟的哺乳动物红细胞和植物成熟的筛管外，真核细胞都有细胞核。一般来说，一个细胞只有一个细胞核，有的有多个细胞核。(2)形态：呈球形，也有椭球形、扁平形和不规则的形态。(3)大小：约为细胞体积的5%10%。3功能储存遗传物质DNA的主要场所，控制着细胞的遗传和代谢。4观察DNA和RNA在细胞中的分布DNARNA染色剂甲基绿吡罗红颜色反应绿色红色分布(主要)细胞核细胞质5.制作真核细胞亚显微结构模型(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态或运动形态，是原型的某个表征和体现，也是原型的抽象和概括。常见的模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。(2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的细胞结构模型就是物理模型。探讨：大分子物质(如RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？提示：不是。核孔也具有选择性，如核内合成的RNA可以通过核孔到细胞质中，但是DNA和染色质就不能通过核孔到细胞质中。探讨：代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。试结合核孔功能，分析核孔数量和核仁大小与细胞代谢程度的关系。提示：(1)代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多。(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁的体积大。探讨：染色质(体)是DNA分子的主要载体，在植物的叶肉细胞中，DNA的载体还有什么？提示：线粒体和叶绿体。1核膜(1)结构双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。核膜不是完全连续的，其上具有核孔。(2)功能起屏障作用，把核内物质与细胞质隔开。控制离子和小分子物质进出细胞核。核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。2核仁(1)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大、数量较多。3染色质与染色体染色质染色体不同点存在时期分裂间期分裂期形态细长的丝呈圆柱状或杆状相同点成分主要是DNA和蛋白质特性易被碱性染料染成深色功能遗传物质的主要载体关系同一种物质在不同时期的两种存在状态，转化关系为：(1)细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核在生命活动中所需的物质和能量均由细胞质提供，如含细胞质少的精子寿命很短。(2)无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。(3)细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，说明细胞只有保持结构的完整性，才能完成各项正常的生命活动。1对染色质和染色体的叙述，错误的是()A染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质B染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质C染色质和染色体的形态结构完全相同D染色质和染色体只存在于真核细胞的细胞核中【解析】染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种表现形态。是由DNA和蛋白质组成，存在于真核细胞的细胞核中。【答案】C2以下关于细胞核的叙述正确的是()【导学号：21210016】A核膜为双层膜，外膜的外表面附着有很多核糖体B不同的细胞内，核仁的大小和数量都是一定的C细胞核内的液体叫做细胞液D核孔是包括DNA在内的大分子物质通过的通道【解析】在不同的细胞内，核仁的大小和数量是不同的，在蛋白质合成活跃的细胞中，核仁的数目较多，体积较大，这是因为核仁与核糖体的形成有关；细胞液是指液泡中的液体；核孔虽是某些大分子物质的运输通道，但并不是任意物质通过的通道，并且细胞核内的DNA分子一般只在核内储存或复制，并不进入细胞质。【答案】A生 物 膜 系 统1概念理解(1)存在：真核细胞中。(2)组成：细胞膜、核膜以及细胞器膜。(3)特点：在组成成分和结构上是相似的。2结构间联系示例(1)(2) 间接联系：内质网囊泡高尔基体小泡细胞膜。3功能联系示例分泌蛋白的合成和分泌：(1)合成场所：附着在内质网上的核糖体。(2)初步加工场所：内质网。(3)进一步加工、修饰场所：高尔基体。(4)提供能量的细胞器：线粒体。4功能总结(1)生物膜系统把细胞与外界环境分隔开，使细胞具有相对稳定的内部环境。(2)生物膜系统上附着了多种多样的酶，使各种化学反应得以有序而高效地进行。(3)在细胞与外部环境之间的物质运输_、能量转换和信息传递方面，生物膜系统也发挥着重要作用。探讨：分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜的过程中，共穿过了几层膜结构？提示：分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜都是以囊泡的形式运输的，囊泡和膜的融合不是穿膜的过程，因此这个过程中穿过0层膜结构。探讨：如图表示在分泌蛋白形成过程中，高尔基体膜、内质网膜、细胞膜膜面积随时间的变化关系，请判断1、2、3所代表的膜名称。提示：1为内质网膜，面积减小；2为高尔基体膜，面积基本不变；3为细胞膜，面积增大。1生物膜的种类和特点(1)(2)特点：各种生物膜的结构特点和化学组成大致相同，都含有磷脂、蛋白质等，但含量不同，这与各种膜的功能有关。如一般机能旺盛的膜，蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜中糖类含量高。2分泌蛋白的合成、运输、加工和分泌过程(如图示)分析：(1)参与该过程的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。(2)该过程中各种膜面积变化甲乙【解读】图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。3胞内蛋白与分泌蛋白的比较胞内蛋白分泌蛋白合成场所游离核糖体附着在内质网上的核糖体作用场所细胞内细胞外实例血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶消化酶、抗体及某些激素(如生长激素、胰岛素等)。各种生物膜虽然化学组成相似，基本结构大致相同，但并不是完全一致。例如：细胞膜是外界膜，与细胞识别、信息传递等有关，因而所含糖较多，而其他膜成分极少甚至没有；核膜上有核孔而其他膜却没有。1.在某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网和高尔基体放入含有放射性同位素标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有各细胞器完成其功能所需的物质和条件。之后连续取样，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表() 【导学号：21210017】A内质网、核糖体、高尔基体B内质网、高尔基体、核糖体C核糖体、高尔基体、内质网D核糖体、内质网、高尔基体【解析】图中曲线显示放射性同位素标记的氨基酸首先出现在曲线a上，然后出现在曲线b上，最后才出现在曲线c上。根据分泌蛋白的合成和分泌过程，可知曲线a、b、c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。【答案】D2如图是动物某分泌细胞的示意图。向细胞内注射用放射性同位素3H标记的氨基酸，一段时间后，在细胞外检测到含有放射性的分泌蛋白质。请回答下列问题。(内填序号)。(1)放射性同位素将依次出现在图中的部位是_(填序号)。(2)分泌蛋白首先是在附着于_上的_上合成的。(3)图中代表_，在细胞内被形象地称为“深海中的潜艇”。(4)在分泌蛋白的合成、运输和分泌的过程中，需要的能量主要是由_提供的。(5)在分泌蛋白的合成运输和分泌过程中，参与该过程的具膜细胞器有_、_和_。【解析】动物细胞首先在附着于内质网上的核糖体上利用含有3H标记的氨基酸合成分泌蛋白，然后将其转移至内质网腔中初步加工。随后内质网的一部分包裹着较成熟的蛋白质形成囊泡，较成熟蛋白质通过囊泡转移至高尔基体进一步加工形成成熟的蛋白质。之后，高尔基体又可以突起形成分泌小泡，分泌小泡里面包裹着分泌蛋白并与细胞膜融合使分泌蛋白分泌到细胞外发挥作用。整个过程都需要线粒体供能。参与分泌蛋白的合成运输和分泌过程的具膜细胞器有线粒体、内质网和高尔基体，核糖体虽然参与此过程，但是核糖体没有膜结构，细胞膜虽然有膜结构，但不是细胞器。【答案】(1)(2)5内质网核糖体(3)囊泡(4)线粒体(5)线粒体内质网高尔基体1如图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及功能的叙述错误的是() 【导学号：21210018】A属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开B是遗传物质的主要载体C与蛋白质的合成及核糖体的形成有关D有利于某种RNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的信息交流【解析】为核仁，与核糖体中RNA的合成有关。【答案】C2(2016菏泽高一检测)科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止。当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明了细胞核是()A细胞代谢的主要场所B遗传物质的储存和复制场所C细胞遗传特性的控制中心D细胞生命活动的控制中心 【解析】根据题意去核后变形虫代谢减弱，运动停止，植入核后又恢复，可知细胞核是细胞生命活动的控制中心。【答案】D3如图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成()A血红蛋白B性激素C抗体D呼吸酶【解析】分泌蛋白在加工、合成、分泌过程中生物膜的膜面积变化为：内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积先增大后减小，而细胞膜的膜面积增大，图示正好符合此变化，即此图表示分泌蛋白的合成过程；而选项中的A、D均为细胞内蛋白质；B为固醇，只有C项抗体的化学本质为分泌蛋白。【答案】C4如下图表示具有分泌作用的细胞合成与分泌酶颗粒的大体过程，其中原料是用放射性同位素标记的氨基酸。据图回答下列问题。(1)用数字表示此分泌蛋白质的合成与分泌过程是_。(2)与此分泌蛋白相关的几个部位：合成部位 _；初步加工和运输部位 _；再加工和运输部位 _；控制其性质的最终部位是_；为整个过程提供能量的主要部位是_。(3)结构与结构的主要成分是_。【解析】分泌蛋白是在核糖体上合成的，进入内质网进行加工，再转运到高尔基体上作进一步的加工，最后由细胞膜分泌出去。此过程中所需能量均由线粒体提供，细胞器的膜结构均由蛋白质和磷脂构成。【答案】(1)(2)核糖体内质网高尔基体细胞核线粒体(3)蛋白质分子和磷脂分子课堂小结：网络构建核心回扣1.细胞核是真核细胞最重要的结构。2.细胞核是储存和复制DNA的主要场所，是遗传特性和代谢活动的控制中心。3.生物膜系统是由细胞膜、核膜以及细胞器膜所组成，它们在结构和功能上是紧密联系的。学业分层测评(九)细胞核及细胞的生物膜系统(建议用时：45分钟)学业达标1如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评价合理的是()A该实验证明了细胞核是遗传的控制中心B该实验证明了细胞核是代谢的调控中心C欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验D第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同【解析】在缺乏对照的情况下，仅根据图示所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能，只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心的结论。【答案】C2大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁，根据这一事实可以推测 ()A细胞中的蛋白质主要由核仁合成B核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关C无核仁的细胞往往不能合成蛋白质D核仁中有DNA，并控制蛋白质的合成【解析】核糖体中的RNA来自核仁，根据题意可知，核仁应与组成核糖体的必需物质的合成有关。【答案】B3(2016广州高一检测)下图表示某细胞部分结构示意图。下列说法正确的是 ()A这只能是一个动物细胞的细胞核B该结构在真核细胞中都具有一个C甲表示核仁，与核糖体的形成有关D甲是细胞中最显著的细胞器【解析】动物细胞核与植物细胞核在结构上没有本质的差异；成熟的哺乳动物红细胞和植物成熟的筛管中无细胞核；甲表示核仁，它与核糖体的形成有关；核仁不是细胞器。【答案】C4“分子伴侣”是一类在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽转运、折叠和组装，但其本身是不参与最终产物的形成的蛋白质。根据所学知识推测“分子伴侣”主要存在于_中()A核糖体B内质网C高尔基体D溶酶体【解析】根据题干对“分子伴侣”的介绍，可知其作用是对多肽进行转运、折叠和组装，与蛋白质合成过程中内质网的功能相吻合。在蛋白质合成过程中核糖体是氨基酸脱水缩合形成多肽的场所，高尔基体对蛋白质进行最后的分类和包装。【答案】B5下列关于模型的叙述，错误的是()A细胞的亚显微结构模型是物理模型B模型要体现事物的本质和规律性的联系C实物模型的制作首先考虑是否美观D数学模型可以用公式、图表等表示【解析】设计制作模型时，科学性、知识性、准确性应该是第一位的，其次才是美观与否，实用与否。【答案】C6(2016哈尔滨市高一质检)下图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是() 【导学号：21210019】氨基酸核糖体细胞膜A分别是内质网、高尔基体和线粒体B该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系Ca表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程D图解中的过程在原核细胞中也可以进行【解析】分泌蛋白的合成、运输、加工过程可以反映细胞器之间在结构和功能方面具有密切的联系。蛋白质的合成场所是核糖体，合成出的多肽经内质网进行加工，然后运输到高尔基体进一步加工，再以囊泡的形式运输到细胞膜，最后分泌到细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。图解中所示的过程只能发生在真核细胞中(有多种细胞器参与)，因为原核细胞没有内质网、高尔基体和线粒体等多种细胞器。【答案】D7(2015安徽高考)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()选项抗体肽链合成场所抗体加工场所A游离的核糖体细胞质基质、内质网B游离的核糖体溶酶体、高尔基体C内质网上的核糖体溶酶体、内质网D内质网上的核糖体内质网、高尔基体【解析】抗体属于分泌蛋白，其形成过程为：由附着在内质网上的核糖体合成肽链，肽链经过内质网初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再运往高尔基体进行进一步的加工修饰，成为成熟的分泌蛋白，然后以囊泡形式运输至细胞膜与细胞膜融合，分泌到细胞外，D项正确。【答案】D8细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是 ()A细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动B病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成C离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动D离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等不能独立地完成各项生命活动【解析】各种细胞结构只有在细胞这个统一整体中，才能完成各自的生命活动，离开了细胞的各种细胞器，都不能独立地完成各自的生命活动；病毒不具有细胞结构，但病毒的一切生命活动只有在宿主细胞内才能完成，从这一意义上可以说，细胞是生物体结构和功能的基本单位。【答案】C9下列有关生物膜系统的说法，正确的是 ()A细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统B所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动C生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系D细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰【解析】生物膜系统是指细胞水平上细胞的各种膜结构，而小肠黏膜属于组织水平，不属生物膜系统，A项错误；在细胞质基质和细胞器内的基质中也有酶的分布，B项错误；不同生物膜的化学组成相似，基本结构大致相同，而不是在组成成分和结构上都一样，C项错误。【答案】D10(2016贺州高一检测)下图是某动物细胞的部分亚显微结构示意图，已知该细胞具有分泌抗体的功能。请联系所学知识回答下列问题；(1)图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是_；请依次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构：_(仅填标号)，为该过程提供能量的场所是_。(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。细胞器蛋白质(%)脂质(%)核酸(%)甲6728少量乙59400丙39059据表分析，甲、丙分别是_、_。(3)_具有三大功能：将细胞与周围环境分隔开；_；_。【解析】(1)细胞的生物膜系统由细胞器膜、细胞膜，核膜等结构共同构成，除核糖体外，6中心体也没有膜结构，不参与生物膜系统的构成；抗体属于分泌蛋白，其合成与分泌过程为4核糖体合成蛋白质3内质网进行加工7高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质经5细胞膜分泌到外侧，整个过程还需要1线粒体提供能量。(2)与抗体合成及分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，其中线粒体内有少量核酸，所以甲是1线粒体，核糖体没有膜结构，即没有脂质，由蛋白质和RNA构成，所以丙是4核糖体。(3)5细胞膜具有三大功能：将细胞与周围环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。【答案】(1)6中心体4、3、7、51线粒体(2)1线粒体4核糖体(3)5细胞膜 控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流能力提升11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，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)，下列分析不正确的是()A甲图中的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B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C乙图中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D35S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【解析】蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行加工，内质网再以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此可知d为内质网膜；囊泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，被进一步加工的蛋白质再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜；囊泡与细胞膜融合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的e为细胞膜。在此过程中需要消耗的能量主要由线粒体提供。【答案】C12(2016合肥高一检测)下图表示某生物细胞核的结构组成，下列有关叙述错误的是()A从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连B图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物C核孔是大分子物质进出细胞核的通道，不具有选择性，但核膜有选择透过性D在核仁中合成的RNA是组成核糖体的重要成分【解析】从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连，A正确；有中心体，说明该生物为低等植物或动物，B正确；核孔是大分子物质的通道，也具有选择透过性，如DNA不能从核孔出来，C错误；核仁中能够合成rRNA，它是组成核糖体的重要成分，D正确。【答案】C13(多选)(2016苏州高一检测)下列有关分泌蛋白的合成、加工和运输过程的叙述，正确的是 ()A分泌蛋白最初在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链B该过程可以说明各种细胞器膜和细胞膜之间可以相互直接转化C该过程需要消耗能量，这些能量来自线粒体D该过程中出现的囊泡只能由高尔基体形成【解析】分泌蛋白最初在内质网上的核糖体中由氨基酸脱水缩合形成肽链，A项正确；该过程中内质网、高尔基体和细胞膜之间的膜结构通过囊泡进行间接的转化，B项错误；该过程是大分子的合成和加工过程，最后以胞吐的方式分泌出细胞，这些过程都需要消耗能量，这些能量来自细胞的呼吸作用，而有氧呼吸的主要场所是线粒体，C项正确；该过程中两次出现囊泡，分别由内质网和高尔基体形成，D项错误。故选A、C。【答案】A、C14下图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答：(在中填标号，_上填相应名称)(1)只有在_细胞中，使用_显微镜才可以看到此图所表示的结构。(2)3_主要由蛋白质以及_组成。(3)图中可见1_和_连通，2_是大分子物质进出细胞核的通道，从而加强了_和_在生命系统中的联系。【解析】图中1为内质网，2为核孔，3为染色质，4为核仁，6为核膜。核孔是大分子物质进出细胞核的通道，染色质的主要成分为DNA和蛋白质。图中内质网与核膜相通，使细胞核与细胞质联系紧密。【答案】(1)真核电子(2)染色质DNA(3)内质网5核膜核孔细胞质细胞核15A 图为某植物细胞的亚显微结构模式图，B 图为某动物细胞分泌蛋白合成和分泌的途径，请据图回答问题：(1)A 图细胞与蓝藻细胞最主要的区别是_。(2)A 图细胞中与能量转换有关的细胞器是_(填标号)。某种毒素能抑制细胞有氧呼吸，该毒素损伤了 _。(3)假如 A 图为动物细胞，不应有的结构是_(填标号)，应添加的结构是_。(4)若用含18O标记的氨基酸培养液培养 B 图细胞，发现在合成分泌蛋白的过程中产生了HO，则HO的生成部位是 _，该细胞中出现18O的部位依次为_(填图中标号)。【解析】 (1)蓝藻属于原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核。图A代表高等植物细胞，属于真核生物，真核生物具有由核膜包被形成的细胞核。(2)A图中与能量转换有关的细胞器是3叶绿体、4线粒体，叶绿体能将光能转换成化学能，线粒体能将化学能转换成热能和其他形式的能量。(3)高等动物细胞不含有1细胞壁、3叶绿体、9液泡。(4)氨基酸在核糖体上发生脱水缩合形成蛋白质。蛋白质的合成、加工、运输和分泌依次经过的细胞结构为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。【答案】(1)蓝藻细胞无以核膜为界限的细胞核(或无核膜) (2)3、4 4 线粒体(3)1、3、9中心体(4)核糖体