专题03 细胞核和细胞质讲解析版.docx

专题03 细胞核和细胞质讲解析版.docx

《专题03 细胞核和细胞质讲解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题03 细胞核和细胞质讲解析版.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题03细胞核和细胞质讲解析版

专题03细胞核和细胞质（讲）

1.最新考纲

（1）细胞核的结构和功能（Ⅱ）

（2）主要细胞器的结构和功能（Ⅱ）

（3）实验：

观察线粒体和叶绿体

2.最近考情

2020全国卷Ⅰ（7）、2020全国卷Ⅱ（1、3）、2019全国卷Ⅱ

（1）

2019全国卷Ⅲ（1、2）、2019全国卷Ⅲ

（1）、2018全国卷Ⅰ（1、3）

2018全国卷Ⅱ

（1）、2018全国卷Ⅲ

（2）、2017全国卷Ⅰ（1、2）

2017全国卷Ⅲ（1、2）

1.生命观念——建立模型：

构建细胞核的结构模型；

比较与分类：

对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的标准进行分类

和归纳

2.科学思维——比较与分类：

生命系统层次的认识；原核细胞、真核细胞和病毒的比较

归纳与分析：

总结细胞的统一性，培养逻辑思维、分析问题的能力

3.科学探究——实验设计与分析：

细胞核功能的探究过程与结果分析；

实验观察与结果分析：

用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体

组成细胞的结构

细胞壁：

具有全透性（动物细胞没有）

细胞膜：

具有选择透过性和一定的流动性

细胞细胞核：

代谢和遗传的控制中心

细胞器：

进行各种细胞代谢活动

细胞质

细胞质基质：

含多种物质，进行多种化学反应

考点一：

细胞核

【例题】【例题】（2021·陕西汉中市·）下列关于真核细胞细胞核的叙述，错误的是（）

A.细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心

B.生物的遗传信息都储存在染色体中

C.核孔具有一定的选择透过性，可允许一些物质通过

D.细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化

【答案】D

【解析】A.细胞核中含有染色体，染色体中含有DNA和蛋白质，DNA是遗传物质，因此，细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，A正确；B.真核生物的遗传信息主要储存在染色体中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有遗传物质DNA，B错误；C.某种RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核，体现了核孔具有选择透过性，C正确；D.细胞有丝分裂过程的前期，细胞核解体，染色质高度螺旋化成为染色体，D正确。

故选B。

（一）细胞核的功能探究【科学探究】

1.美西螈核移植实验

结论：

美西螈的肤色遗传是由细胞核控制的。

2.蝾螈受精卵横缢实验（自身前后对照）

结论：

细胞核控制着细胞的分裂、分化。

3.变形虫切割实验（自身前后对照）

结论：

细胞核是细胞生命活动的控制中心。

4.伞藻嫁接和核移植实验

（1）伞藻嫁接和核移植实验——嫁接实验

结论：

生物体主要形态结构的建成与假根有关。

（2）伞藻嫁接和核移植实验——核移植实验

结论：

生物体主要形态结构的建成与细胞核有关。

小结：

细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

【变式训练】（2021·台州市书生中学高二月考）藻的细胞核位于假根中，科学家利用细圆齿伞藻和地中海伞藻进行如下图所示核移植实验，下列相关叙述错误的是（　　）

A.伞藻假根中有遗传物质DNA，伞柄中也有

B.伞冒的形态类型与细胞核的类型有关

C.本实验能证明细胞核是代谢的控制中心

D.本实验能证明细胞核是遗传的控制中心

【答案】C

【解析】A.伞藻假根中含有细胞核，细胞核中含有遗传物质DNA，伞柄的细胞质中也含有少量DNA，A正确；B.分析该图可知伞帽的形态类型与假根有关，而假根中含有细胞核，因此其形态类型与细胞核的类型有关，B正确；C.本实验只能证明伞藻的形态与细胞核有关，无法证明细胞核是代谢的控制中心，C错误；D.实验结果显示伞帽的形态与假根有关，与伞柄无关，因此能证明细胞核是遗传的控制中心，D正确。

故选C。

（二）细胞核的功能【生命观念】

1.细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。

2.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

特别提醒：

细胞的代谢中心在细胞质。

（三）细胞核的结构【生命观念】

核膜：

双层膜，把核内物质与细胞质分开（上有核孔）

核孔：

实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

核仁：

与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

主要组成成分：

DNA和蛋白质

染色体（质）功能：

DNA的主要载体

特性：

易被碱性染料染成深色

（如：

龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红染液）

【知识拓展】

（一）染色体与染色质

1.染色质和染色体是同种物质在细胞的不同时期两种存在状态。

2.染色体状态下，由于高度螺旋化，一般不能进行DNA的复制、转录等活动，因为此时DNA无法解旋，所以这些活动通常在分裂间期进行。

3.解旋：

DNA双链间的氢键断裂，双链变单链

解螺旋：

染色体变成染色质

（二）课本聚焦

1.物质进出细胞核并非都通过核孔。

核孔是大分子出入细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。

2.没有细胞核的细胞就是原核细胞吗？

一个细胞中只含有一个细胞核吗？

没有细胞核的细胞不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都无细胞核,但都属于真核细胞。

有些细胞不仅有一个细胞核,如人体骨骼肌细胞有数百个细胞核,双小核草履虫有两个细胞核。

【变式训练】（2021·全国高三专题练习）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，

右图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述正确的是（　　）

A.结构①主要由RNA和蛋白质组成，在细胞的不同时期存在不同的形态

B.结构②与核糖体、rRNA和蛋白质的合成有关

C.结构③主要是mRNA、DNA、解旋酶，DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道

D.有些细胞不止一个细胞核，有些细胞没有细胞核

【答案】D

【解析】A.结构①其组成是DNA和蛋白质，在细胞的不同时期存在不同的形态，A错误；B.结构②是核仁与核糖体、rRNA形成有关，B错误；C.结构③是核孔，主要是mRNA、解旋酶，DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道，C错误；D.有些真核细胞不止一个细胞核，如草履虫有两个细胞核，肌肉细胞有多个细胞核，原核细胞没有细胞核，哺乳动物成熟红细胞也没有细胞核，D正确。

故选D。

考点二：

细胞质

【例题】（2020年江苏省高考生物试卷·3）下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是（）

A.根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖

B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同

C.人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少

D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关

【答案】A

【解析】A.线粒体是细胞的“动力车间”，根据细胞代谢的需要，线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖，A正确；B.细胞质基质中含有RNA，不含DNA，而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，所含核酸种类不同，B错误；C.内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道，在未分化的细胞中数量较少，而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液，细胞中的内质网数量较多，C错误；D.分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，D错误。

故选A。

（一）基础概念【生命观念】

1.组成：

包括细胞质基质和细胞器两部分。

2.功能：

活细胞新陈代谢的主要场所。

3.细胞质基质

状态：

胶质状态

成分：

水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等

4.细胞骨架（真核细胞）

①组成：

蛋白质纤维

②功能：

维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性；与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。

5.分离细胞器的方法及原理

方法：

差速离心法

原理：

各种细胞器质量不同

6.模型构建：

人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述。

物理模型：

以实物或图片形式直观地表达认识对象的特征

（如：

细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型、

细胞分裂图等）

概念模型：

用文字或符号突出表达对象的主要特征和联系

（如：

光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解等）

数学模型：

用来描述一个系统或它的性质的数学形式

（如：

方程式、关系式、曲线、表格等）

【变式训练】（2021·河南驻马店市高三模拟）下列关于细胞内“支架”和，“骨架”的叙述，正确的是（）

A.蛋白质、核酸、多糖等生物大分子均以碳链为基本骨架

B.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构，其主要成分是蛋白质和多糖

C.细胞膜的基本支架是磷脂分子层

D.DNA的基本骨架是由核糖和磷酸交替排列构成的

【答案】A

【解析】A.蛋白质、核酸、多糖等生物大分子均以碳链为基本骨架，A正确；B.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构，其主要成分是蛋白质，B错误；C.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，C错误；D.DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的，D错误。

故选A。

（二）细胞器及其功能【生命观念】

名称

分布

膜结构

功能

备注

线

粒

体

动物

植物

①双层膜

（内膜折叠形成嵴，增大膜面积）

②内膜上和基质中附着有许多与有氧呼吸有关的酶。

①有氧呼吸的主要场所；

②为细胞的生命活动提供能量；（除光合作用）

“动力车间”、“能量转换器”

①有机物中的化学能→其它形式的能

②有机物→无机物

③含有DNA和微型核糖体,能进行DNA复制、转录和翻译；

④特例：

哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等无氧呼吸类真核生物没有线粒体。

叶

绿

体

植物

①双层膜

（类囊体堆叠形成基粒增大膜面积）

②类囊体薄膜上分布着吸收光能的光合色素；

③在类囊体薄膜上和基质中含有许多与光合作用有关的

酶。

进行

光合作用的场所

“养料制造车间”、“能量转换器”

①光能→有机物中的化学能

②无机物→有机物

③含有DNA和微型核糖体,能进行DNA复制、转录和翻译。

④特例：

植物的根等非绿色器官没有叶绿体

内

质

网

动物

植物

单层膜

滑面内质网：

脂质合成车间

粗面内质网：

合成、加工蛋白质

①膜面积最大的细胞器；

②形成物质运输通道， 

内接核膜，外接细胞膜；

③附着有核糖体的内质网才能加工蛋白质。

高尔

基体

动物

植物

单层膜

对来自内质网的

蛋白质进行加工、

分类、运输。

动植物细胞都有，但功能不同。

动物：

细胞分泌物的形成

植物：

细胞壁的形成

核

糖

体

除病

毒外

所有

生物

无膜

合成蛋白质的主要场所。

“生产蛋白质的机器”

①由蛋白质和rRNA构成

②附着在内质网上：

合成分泌蛋白、膜蛋白

 游离在细胞质中：

合成胞内蛋白（胞内酶、血红蛋白等）

溶

酶

体

动物

植物

单层膜

①含多种水解酶

②分解衰老、损伤的

细胞器

③吞噬并杀死侵入细

胞的病毒或病菌

“酶仓库”、“消化

车间”

①在它自己的膜上有某些

特殊物质，所以正常情况

下不会分解自身

②细胞吞噬、细胞凋亡、

免疫等与溶酶体有关

③溶酶体来自高尔基体

液

泡

植物

单层膜

①内含细胞液，含有

糖类、无机盐、色素、

蛋白质等物质；

②调节植物细胞内环境；

③充盈的液泡可以使

细胞保持坚挺。

①味道、颜色由它决定

②特例：

根尖分生区细  

胞没有液泡；

③没有液泡的细胞不能

进行质壁分离

中

心

体

动物

低等植物

无膜

与动物细胞

有丝分裂有关

①由两个相互垂直排列

的中心粒及周围物质（蛋白质）组成，

②细胞分裂间期会复制

【知识拓展】

（一）细胞器的分类

依据

类    型

实    例

分布

植物细胞特有的

叶、液

（细胞结构：

细胞壁）

动物、低等植物细胞特有的

中

动植物细胞都有，但功能不同的

高

原核细胞唯一具有的细胞器

核糖体

根细胞没有的

叶

根尖分生区细胞没有的

叶、液

结构

不具膜的细胞器

核糖体、中

单层膜的细胞器

内、高、溶、液

双层膜的细胞器

 叶、线

成分

含DNA的细胞器

（能进行DNA复制、转录的细胞器）

叶、线

（细胞结构：

细胞核）

含RNA的细胞器

（能进行发生碱基互补配对的细胞器）

核糖体、叶、线

（细胞结构：

细胞核）

含色素的细胞器

叶（脂溶性） 

液（水溶性）

功能

能产生ATP的细胞器

叶、线

（细胞结构：

细胞质质）

能复制的细胞器

  线、叶、中 

与有丝分裂有关的细胞器

线、中、核糖体、高

与蛋白质合成、分泌有关的细胞器

核糖体、内、高、线（间接）

（细胞结构：

 细胞膜）

与主动运输有关的细胞器

核糖体、线

能产生水的细胞器

核糖体、叶、线、高、内

能合成多糖的细胞器

叶、高

与能量转换有关的细胞器

线、叶

（二）课本聚焦

1.细胞骨架与生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同?

细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,生物膜的基本支架是由磷脂双分子层组成的。

2.硅肺形成的原因？

当肺部吸入硅尘（Si02）后,硅尘被吞噬细胞吞噬、吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。

3.如何全面理解细胞的“整体性”？

（三）细胞结构中结构与功能观

1.代谢旺盛的细胞中，自由水的比例更高一些。

2.代谢旺盛的细胞中，生物化学反应进行得更快，需要能量更多，线粒体的数量更多一些。

3.蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体与线粒体的数量比较多，核仁较大而明显，核孔数量多。

4.分泌蛋白合成旺盛的细胞中，核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器的数量较多，生物膜系统会比较发达。

【变式训练】（2021·浙江高考真题）某企业宣称研发出一种新型解酒药，该企业的营销

人员以非常“专业”的说辞推介其产品。

下列关于解酒机理的说辞，合理的是（　　）

A.提高肝细胞内质网上酶的活性，加快酒精的分解

B.提高胃细胞中线粒体的活性，促进胃蛋白酶对酒精的消化

C.提高肠道细胞中溶酶体的活性，增加消化酶的分泌以快速消化酒精

D.提高血细胞中高尔基体的活性，加快酒精转运使血液中酒精含量快速下降

【答案】A

【解析】A.肝脏具有解酒精的功能，人肝脏细胞中的光面内质网有氧化酒精的酶，因此提高肝细胞内质网上酶的活性，可以加快酒精的分解，A正确；B.酶具有专一性，胃蛋白酶只能催化蛋白质水解，不能催化酒精分解，B错误；C.溶酶体存在于细胞中，溶酶体中的消化酶分泌出来会破坏细胞结构，且溶酶体中的消化酶一般也只能在溶酶体内起作用（需要适宜的pH等条件），C错误；D.高尔基体属于真核细胞中的物质转运系统，能够对来自内质网的

蛋白质进行加工、分拣和转运，但不能转运酒精，D错误。

故选A。

考点三：

细胞器之间的协调配合

【例题】（2021·辽宁高三一模）如图是一位同学构建的分泌蛋白的合成和运输模型，a、b、c、d分别代表细胞内的结构，以下相关说法错误的是（）

A.除图中结构外，与蛋白质的合成及分泌过程有关的细胞器还有线粒体

B.图中的核糖体附着在高尔基体上

C.c所示的结构在蛋白质分泌前后面积基本不变

D.a、b、c、d在成分上具有很大的相似性

【答案】B

【解析】A.除图中结构外，与蛋白质的合成及分泌过程有关的细胞器还有线粒体，由线粒体提供能量，A正确；B.图中的核糖体附着在内质网上，B错误；C.c所示的结构为高尔基体，在蛋白质分泌前后面积基本不变，C正确；D.a、b、c、d在成分上具有很大的相似性，主要成分都是脂质和蛋白质，D正确。

故选B。

分泌蛋白的合成和分泌【科学思维】

【知识拓展】

（一）课本聚焦

1.研究分泌蛋白的方法：

同位素标记法

2.此过程中相关膜面积的变化（如图）

内质网：

减小

高尔基体：

基本不变

细胞膜：

增大

3.分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过0层生物膜。

（二）真核细胞中物质合成的场所

【变式训练】（2020年山东省高考生物试卷（新高考）·1）经内质网加工的蛋白质进入高

尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。

具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。

下列说法错误的是（）

A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性

B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成

C.S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累

D.M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内

【答案】D

【解析】A.酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；B.由分析可知，部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶，该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；C.由分析可知，在S酶的作用下形成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；D.M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别，最终会被分泌到细胞外，D错误。

故选D。

考点四：

实验——观察叶绿体和线粒体

【例题】（2021·浙江高考真题）在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。

下列叙述正确的是（　　）

A.制作临时装片时，实验材料不需要染色

B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片

C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察

D.在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成

【答案】A

【解析】A.叶绿体呈现绿色，用显微镜可以直接观察到，因此制作临时装片时，实验材料不需要染色，A正确；B.黑藻是一种多细胞藻类，其叶片是由单层细胞组成，可以直接用叶片制作成临时装片，B错误；C.先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，有利于叶绿体进行光合作用，保持细胞的活性，更有利于观察叶绿体的形态，C错误；D.叶绿体中的基粒和类囊体，属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到，D错误。

故选A。

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体【科学探究】

1.实验原理

叶绿体：

呈绿色，扁平的椭球形或球形。

不需染色，制片后直接观察

线粒体：

无色，短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。

用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察

2.实验材料

叶绿体：

新鲜的藓类叶、菠菜叶、黑藻叶等

线粒体：

人口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮

3.实验步骤

（1）观察叶绿体

（2）观察线粒体

【知识拓展】课本聚焦

1.普通光学显微镜下能看到细胞内的哪些结构？

细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体（需染色）、染色体（需染色）。

若显示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构，则为电子显微镜下的亚显微结构图。

2.为什么用菠菜叶稍带叶肉的下表皮观察叶绿体？

接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，且所含叶绿体大而数目少，便于观察。

3.为什么将健那绿称为活性染料？

用健那绿染液染色时，不需要破坏细胞，因为健那绿染液是将活细胞中的线粒体染色的专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。

【变式训练】（2020全国卷Ⅱ·3）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（）

A.观察活细胞中的线粒体时，可以用健那绿染液进行染色

B.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察

C.观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色

D.用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白

【答案】B

【解析】A.健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，A正确；B.红细胞体积微小，观察其因失水而发生的形态变化需要利用显微镜，B错误；C.甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，C正确；D.细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，用两种荧光染料分别标记两种细胞的膜蛋白分子，经过细胞融合后，两种颜色的荧光均匀分布，可以证明细胞膜具有流动性，D正确。

故选B。