高考生物细胞质与细胞核的结构和功能
四细胞的基本结构（二）
细胞质与细胞核的结构和功能
〖知识综览〗
〖要点导悟〗
一、“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验分析
1、原理解读
（1）叶绿体是细胞中最大的细胞器之一，数量多，呈绿色、扁平的椭球形或球形，在活细胞状态下，不需要染色就可以用高倍显微镜清晰地观察到它的形态。
（2）线粒体在动植物代谢比较旺盛的细胞中数量较多，健那绿染液是针对线粒体的专一性很强的活细胞染料，对活细胞进行染色后可以把线粒体染成蓝绿色，并且线粒体能在健那绿染液中维持活性数小时，可以在高倍显微镜下观察到它的生活状态下的形态分布。
2、内容解析
（1）实验材料选用藻类叶片或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮。因为藻类属阴生植物，菠菜叶的下表皮是其背阳面，这样的细胞中的叶绿体大且数量少，便于观察叶绿体的形态和分布。
（2）叶绿体一般散布在细胞质基质中，随着细胞质的流动而运动。靠近细胞膜的叶绿体较多一些，光照强的一面叶绿体分布较多一些，靠近叶脉部分的叶肉细胞中的叶绿体数量多一些。
（3）线粒体的形态多种多样，有短棒状、圆珠状、线形、哑铃形等。人的口腔上皮细胞中的线粒体均匀地分布在细胞质基质中。在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中，例如，在人的受精卵分裂面附近线粒体较多，人的心肌细胞中线粒体的数量比平滑肌细胞中线粒体的数量多。
二、各种细胞器的分布、形态、结构、成分及功能的比较
三、各种细胞结构的分类归纳
1、动植物细胞一般均有的细胞器：线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体。
2、动植物细胞均有但功能不同的细胞器：高尔基体。 3
、植物细胞中特有的细胞器：叶绿体、液泡。 4、具有双层膜的细胞结构：线粒体、叶绿体、细胞核。
5、具在单层膜的细胞结构：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、细胞膜。
6、没有膜的细胞结构：中心体、核糖体。
7、含有核酸的细胞结构：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核。 8、含有DNA 的细胞结构：线粒体、叶绿体、细胞核。 9、含有色素的细胞结构：叶绿体、液泡。
10、能产生水的细胞结构：叶绿体、线粒体、核糖体、细胞核。 11、能合成多糖的细胞结构：叶绿体、高尔基体。
12、能产生ATP 的细胞结构：叶绿体、线粒体、细胞质基质。 13、能自我复制的细胞结构：线粒体、叶绿体、中心体、染色体。 14、能发生碱基互补配对的细胞结构：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核。 四、蛋白质与核糖体的关系
生物体内的蛋白质以细胞膜为界，可分为到细胞外发挥作用的蛋白质，称为分泌蛋白，常见的有消化酶、胰岛素和生长激素等蛋白质类激素、所有抗体、血浆蛋白等，此类蛋白质是在粗面内质网上的核糖体合成，通过内质网、高尔基体的加工运输，分泌到细胞外发挥作用。而细胞内的蛋白质如血红蛋白、与呼吸作用有关的酶、转氨酶等蛋白质是游离于细胞质基质中的核糖体合成的。
五、生物膜系统在结构和功能上的联系 1、各种生物膜在结构上的联系
2、各种生物膜在功能上的联系
注意：（1）研究方法：放射性同位素示踪法。
（2）与分泌蛋白合成和分泌有关的细胞器有4种：线粒体（供能）、核糖体（合成）、内质网（加工、运输）、高尔基体（分泌）。
（3）分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需要消耗能量，体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
六、生物膜层数的相关判别方法
判别此类问题的关键在于根据已有的生理学知识推知生物膜的层数或磷脂分子层数。分析时应注意如下推理：
（1）每层生物膜应以“磷脂双分子层”作骨架，因而物质每穿越一层膜即意味着穿越了“两层磷脂分子”，同理，穿越n 层生物膜即相当于穿越了2n 层磷脂分子，当不穿越生物膜时，也即未穿越磷脂分子。
（2）细胞膜的胞吞和胞吐，是一种“膜包围”形式，在物质胞吞和胞吐过程中，由于物质始终被“包于膜内”，因此并未穿越过磷脂分子。
（3）核膜上的物质通过应有两种渠道，即“跨膜的”与“通过核孔的”，前者跨越了细胞核的双层膜，应为四层磷脂分子，后者因经“核孔”而出入，因此不属跨膜运动，也即不曾穿越过磷脂分子。
七、细胞核中的染色质与染色体
染色质是细胞核中容易被碱性染料（如龙胆紫）染成深色的物质，主要由DNA 和蛋白质紧密结合而成。染色质和染色体是同一特制在细胞不同时期的两种存在形式。
八、细胞是一个统一的整体
（1）从结构上看：细胞核与细胞质通过核孔可以互相沟通；核膜与内质网膜、细胞膜等互相连接构成细胞完整的“生物膜系统”。
（2）从功能上看：细胞各部分的结构和功能虽不相同，但它们是互相联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动。
（3）从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA 是决定细胞结构和功能的主要因素。细胞的整个生命活动都是由DNA 调控和决定的，细胞自身是一个统一的整体。
（4）从与外界的关系看：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻的细胞进
翻
译 （合成）成熟的蛋白质
染色质 （间期、丝状）
高度螺旋
解开螺旋 染色体
（分裂期、圆柱状或杆状）
行物质交换和能量转换，而与外界直接接触的细胞都要与外界进行物质交换和能量转换。因此，细胞与外界之间形成统一的整体。
〖例题解析〗
例1、图示是根据细胞器的相似或不同点进行分类的，下列Array选项中不是此图分类依据的是（）
A.有无膜结构
B.单层膜还是双层膜
C.是否含有色素
D.是否普遍存在于动植物细胞中
解析：此题考查了细胞内细胞器分布、结构等知识，并且测试了学生处理、运用信息的能力。线粒体、叶绿体与高尔基体、液泡比，前两项为双层膜结构，后两项为单层膜结构，线粒体、高尔基体与叶绿体、液泡比，前两项不含色素，后两项含色素，前两项普遍存在于动植物细胞中，后两项仅存在于植物细胞中。
答案：A
例2、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。很快连
依次代表（）
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：解答本题必须突破两点：①知识储备：分泌蛋白的合成和分泌过程中各细胞器的功能特点和它们之间的协调配合关系；②识图能力：图中的曲线显示放射性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。据上可知曲线a、曲线b、曲线c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。
答案：D
（1）具有双层膜的细胞器是[ ]___________，其
主要作用是_________________________________。
（2）与高等植物细胞相比，此图所特有的细胞器是
____________（用标号表示）。能够进行自我复制的
细胞结构是____________（用标号表示）。
（3）若此细胞能分泌抗体，则此细胞为___________
细胞，抗体由产生到分泌到血浆中的途径为_____________________ (用标号表示)，当抗体与抗原复合体被吞噬细胞吞噬后，抗体的水解终产物为______________。
（4）若此细胞是人的肠腺细胞，与其合成功能直接相关的细胞器[ ]___________的
含量会多一些，该细胞器的形成与核内的[ ]___________有关。
（5）若此细胞为肝脏细胞，则消化道内的葡萄糖进入该细胞要经过_____层磷脂分子层。解析：图示的细胞是一个动物细胞亚显微结构模式图。从图中可以看出其中的线粒体双层膜结构，它是有氧呼吸的主要场所。中心体分布于动物细胞和低等植物细胞中，在细胞分裂时中心体与染色体都能进行复制；线粒体内含有DNA，也能进行复制。抗体是效应B细胞合成与分泌的，完成此过程依次经过的途径为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。抗体属于蛋白质，最终水解为氨基酸。人体的肠腺细胞能分泌小肠液，其内含有多种消化酶（蛋白质），因此与其合成功能直接相关的细胞器是核糖体，核糖体的形成与核内的核仁有关。消化道内的葡萄糖进入肝脏细胞需要穿过小肠绒毛壁、毛细血管壁进入血液，运输到肝脏细胞附近再经毛细血管壁进入肝脏细胞，共需经过7层细胞膜，一层细胞膜均由两层磷脂分子构成，所以共经过14层磷脂分子。
答案：（1）[8]线粒体、有氧呼吸主要场所（2）9；4、8、9（3）效应B；10、7、3、1；氨基酸（4）3核糖体； 7 核仁（5）14
〖高考精题〗
1.（05上海生物 15.）雌性家兔体细胞中高尔基体数量最多的是（）
A.神经细胞
B.心肌细胞
C.乳腺细胞
D.红细胞
答案：C
2.（06江苏生物 24.）下列有关细胞结构和功能的叙述，错误
．．的是（）
A.水稻主动吸收Si需要根细胞膜上的载体协助
B.甲状腺细胞能够接受促甲状腺激素的调节与其细胞膜土的糖蛋白有关
C.核糖体是细胞内蛋白质的“装配机器”，由蛋白质和mRNA组成
D.核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道
答案：C
3.（07全国卷I 5.）下图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是（）
答案：C
4.（07四川理综 2.）下列关于生物膜的叙述，不正确的是（）
A.细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变
B.膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础
C.特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别"自己"和"非已"
D.分泌蛋白质合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快
答案：A
5.（07江苏生物 8.）关于细胞结构与功能关系的描述中，错误的是（）
A.细胞质基质不能为细胞代谢提供ATP
B.细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别有关
C.细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
D.细胞若失去结构的完整性将大大缩短其寿命
答案：A
6.（07广东生物 23.）为了研究酵母菌胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，观察相应变化。可能出现的结果有（）
A.细胞核内不出现3H标记
B.内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C.培养一段时间后，细胞膜上能观察到3H标记
D.若能在高尔基体上观察到3H标记，表示可能有分泌蛋白合成
【答案】CD
7.（07江苏生物 35.）细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和"消化"功能的示意图，分析回答下列问题。
（1）b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e 的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是，c是，d是。
（2）f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有特点。（3）细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是等。
（4）细胞器膜、和等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的功能对海水进行淡化处理。答案：（1）高尔基体；内质网；线粒体（2）流动性（3）蛋白质和磷脂（4）细胞膜；核膜；选择透过
〖实战模拟〗
一、选择题
1.下列生物化学反应在细胞质基质中进行的是（）
A.葡萄糖的无氧分解
B.丙酮酸的氧化分解
C.RNA的合成
D.各种消化酶的合成
2.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的（）
A.功能及所含有机化合物都相同
B.功能及所含有机化合物都不同
C.功能相同，所含有机化合物不同
D.功能不同，所含有机化合物相同
3.白菜和白兔体细胞都有的结构是（）
①细胞壁②细胞膜③线粒体④叶绿体⑤中心体⑥核糖体⑦内质网⑧染色质
A.①②⑥⑦⑧
B.②③⑥⑦⑧
C.②④⑥⑦⑧
D.②③④⑥⑧
4. 线粒体和叶绿体都是进行能量转换的细胞器。下列相关叙述错误的是（）
A.两者都能产生ATP，但最初的能量来源不同
B.两者都有内膜和外膜，叶绿体基质中一般还有基粒
C.两者都含有磷脂、DNA和多种酶，叶绿体中还含有色素
D.需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞都有叶绿体
5.下列物质中在核糖体上合成的是（）
①肾上腺素②突触后膜上的受体③淀粉④唾液淀粉酶⑤纤维素⑥胰高血糖素
A.①③④
B.②③⑤
C.②④⑥
D.①④⑥
6.利用电子显微镜观察试样甲、乙、丙的细胞结构，观察到细胞结构a～e具有下列特征：a、b、c均由双层膜构成，其中a的膜上具有小孔，而b、c没有小孔；细胞分裂时，从d的周围发出丝状物；e由几个囊状结构重叠而成。将试样甲、乙、丙的细胞结构有无作表如下（+：存在；-：不存在）。由此判断，试样甲、乙、丙分别是（）
A.菠菜叶、大肠杆菌、鼠肝
B.大肠杆菌、菠菜叶、鼠肝
C.大肠杆菌、鼠肝、菠菜叶
D.鼠肝、菠菜叶、大肠杆菌
7.下列叙述正确的是（）
①肌细胞含线粒体较多②胃腺细胞分泌胃蛋白酶，合成它的场所是内质网上的核糖体③肝细胞不能合成胃蛋白酶，说明其DNA分子中不含控制胃蛋白酶合成的基因④汗腺细胞和唾液腺细胞都有较多的核糖体和高尔基体⑤甲状腺细胞能分泌甲状腺激素但不能合成酶⑥氧合血红蛋白中的氧气被其他细胞利用要通过6层膜
A.①②③
B.④⑤⑥
C.①②⑥
D.③⑤⑥
8.右图是一细胞的模式图。下列有关该细胞的叙述中，错误的是（）
A.能进行光合作用的细胞
B.能进行有氧呼吸的细胞
C.有核孔的细胞
D.有纤维素的细胞
9.胰岛细胞中与合成和分泌胰岛素有关的一组细胞器是（）
A.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
B.内质网、核糖体、高尔基体、叶绿体
C.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体
D.内质网、中心体、高尔基体、线粒体
10.一分子CO2 叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过的生物膜层数是（）
A.5
B.6
C.7
D.8
11.下列说法不正确的是（）
A.健那绿是一种活体染色剂
B.健那绿具有专一性
C.健那绿可以把线粒体染成蓝绿色
D.健那绿无法通过生物膜
12.观察叶绿体或线粒体都需要制作临时装片，在制作临时装片时，必须先让盖玻片一侧先接触水滴，然后轻轻盖上，这样操作的主要目的是（）
A.防止实验材料移动
B.防止水溢出
C.避免出现气泡
D.增加装片透明度
13.下列关于叶绿体在细胞中的分布，正确的是（）
A.在强光下，叶绿体以其侧面对着光源，以利于接受较多的光
B.在弱光下，叶绿体以其较大的面对着光源，可以接受更多的光
C.在弱光下，叶绿体会较多地聚集在背光一侧
D.对于一般的叶片，背光面的细胞中含有较多的叶绿体
14.在细胞生物膜中具有直接联系的是（）
A.细胞膜、液泡膜和核膜
B.线粒体膜、叶绿体膜和高尔基体膜
C.内质网膜、高尔基体膜和液泡膜
D.细胞膜、内质网膜和核膜
15.下列关于生物膜转化的叙述中，正确的是（）
A.囊泡成为具有膜结构的一部分要靠膜的融合
B.具有膜结构之间的膜的转化是不可逆的
C.一种膜结构的膜成为另一种膜结构的一部分与膜的流动性无关
D.生物膜的功能特性是膜之间转化的前提
16.下列除哪项外均能体现生物膜系统在细胞生命活动中的作用（）
A.在细胞内外的物质运输等过程中起决定性作用
B.使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响
C.广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点
D.使细胞的结构与功能区域化
17.愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几小时，其中一种化合物具有放射性。当这些细胞被固定后进行检查，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体。这种被放射性标记的化合物是（）
A.氨基酸
B.脂肪酸
C.核苷酸
D.葡萄糖
18.关于细胞器的界定，目前有两种意见，其中之一认为，细胞器是细胞内以膜跟细胞质基质隔离相对独立的结构。根据这种界定，下列哪种结构可称为细胞器（）
A.核糖体
B.中心体
C.细胞核
D.细胞膜
19.与染色体复制有直接关系的细胞结构是（）
A.细胞核和核糖体
B.细胞核和中心体
C.细胞核和线粒体
D.核仁和核糖体
20.下列物质中，只能通过核孔出入细胞核的是（）
A.水和脂质分子
B.不带电荷的小分子
C.带电荷的离子和小分子
D.蛋白质和RNA分子
二、非选择题
21.图a是某种细胞结构的模式图，图b是图a的局部放大。请根据图回答问题。
（1）图a可能是下列哪种细胞（）
A．黑藻的叶肉 B．硝化细菌 C．洋葱根尖分生区 D．蓝藻（2）能把光能转化为电能的是存在于图b[ ] 的（填色素名称），除此以外，该细胞中还可能含有色素的结构是。
（3）细胞色素C是动植物细胞普遍存在的一种由104个氨基酸组成的化合物，在生成ATP的过程中起着重要作用。那么，细胞色素C的合成场所是[ ] ，发挥生理作用的主要场所是。控制细胞色素C合成的信使RNA，从其合成场所到细胞色素C合成场所的过程中，通过的生物膜层数是。（4）下列有关生物膜的应用，正确的是（）
A.海水淡化中应用了生物膜的信息传递功能
B.抗旱、抗寒品种的培育，与基因有关而与生物膜无关
C.可以利用生物膜的选择透过性进行污水处理
D.人工膜可以模拟生物膜的能量交换功能
22.下面所示图中，分别表示高等植物细胞和动物细胞中的有关结构。请根据有关要求回答问题：（在[ ]中填字母，在横线上填相关内容）
（1）请将图中A ～G 的 有关结构字母分别填入 高等植物细胞和动物细 胞结构图中。
（2）在图示的高等植物细胞中[H]的形成与[ ]
有关。 （3）图示的[D]在有丝分裂前期的作用是
。
（4）若图示的动物细胞为心肌细胞则其收缩的能量主要来自[ ]，该结构的主要功能是进行
。
（5）若图示的高等植物细胞为洋葱表皮细胞，则细胞中不应该有[ ]。 （6）若图示的高等植物细胞为洋葱根尖分生区细胞，则不应当有[
]。
（7）若图示的高等植物细胞为菠菜的叶肉细胞，则[
]中都能产生水。
23. 下图表示某细胞内在A 物质的调节作用下产生能够分解细胞壁的B 物质过程示意
图。请据图回答：
（1）此细胞为 细胞；B 物质是在［ ］ 控制下，在［ ］ 上合成的；
（2）B 物质的化学本质是 ；
（3）如果用同位素标记细胞内参与B 物质合成的氨基酸，则检测同位素在细胞中的出现顺序为（填写结构代码及名称） （4）如果细胞不能产生B 物质了，发生在细胞内部的可能原因是 24. 下图表示用一玻璃针，将一个变形虫切为两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植加一个细胞核，这个变形虫生活正常。
动物 细胞
A
B
C
D
E
F
根据上述结果回答：
（1）正常细胞中核与质的关系是。
（2）去核后的变形虫仍能生活一段时间，其原因是。（3）单独的细胞核不能生存的原因是。（4）该实验说明了。
25.线粒体是普遍存在于真核细胞中的一种重要的细胞器,请阅读下列关于线粒体的材料, 分析讨论并回答有关问题:
①在植物的不同生理条件下,细胞中的线粒体数目有变化,如冬小麦进入初冬时,其生长点和幼叶细胞中线粒体的数量显著增加。
②线粒体能不断改变在细胞中的位置,如在精母细胞中是均匀分布的,随着精子的形成,大量移动到消耗ATP的尾部。
③在实验条件下,当培养液中的含氧量低时,线粒体就移动到细胞表面,当培养液中含氧量高时,就移动到细胞内部均匀分布。
（1）根据材料①和②可得出的结论是
。得出这个结论的理论依据是。（2）材料③表明是影响线粒体活动的一项重要因素,它的作用是。（3）如果用化学药品抑制植物根的有氧呼吸过程中水的生成,根对矿质元素的吸收就会中断。那么这种化学药品在细胞中的作用部位可能是，导致矿质元素吸收中断的原因是。
参考答案：
1.A
2.B
3.B
4.D
5.C
6.B
7.C
8.A
9.C 10.B
11.D 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.C 18.C 19.A 20.D
21.（1）A （2）①；叶绿体；少数特殊状态的叶绿素a；液泡（3）⑦；核糖体；线粒体；0 （4）C
22.（1）ABCEFG；ABDFG（2）[B]高尔基体（3）两组中心粒之间星射线形成纺锤体（4）A；有氧呼吸（5）C（6）CE（7）ACG
23．（1）植物；1；DNA；3；核糖体（2）蛋白质（3）3、核糖体；6、内质网；7、高尔基体（4）DNA突变、A物质消耗完了
24.（1）相互依存的关系（2）已转录的mRNA仍能指导蛋白质合成，已合成的蛋白质仍能发挥作用（3）没有细胞质，仅细胞核不能合成生命活动所需要的蛋白质和能量（4）
细胞只有保持结构上的完整性，才能进行各项生命活动
25.（1）线粒体在代谢旺盛的组织细胞和细胞中代谢旺盛的部位分布较多；细胞代谢旺盛需要消耗较多的能量（2）氧；参与有氧呼吸，释放了大量能量（3）线粒体；有氧呼吸停止，细胞合成ATP受阻，主动运输缺少能量供应而停止