專題細胞的結(jié)構(gòu)與功能

專題三 細胞的結(jié)構(gòu)與功能【知識聯(lián)系框架】【重點知識聯(lián)系與剖析】 一、細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 細胞膜也稱生物膜或質(zhì)膜。是由類脂、蛋白質(zhì)和糖類組成。質(zhì)膜中的類脂也稱膜脂，是質(zhì)膜的基本骨架，膜蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者。 質(zhì)膜中的糖類是少量的，主要與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合形成糖蛋白質(zhì)或糖脂，是質(zhì)膜上的標記物，與細胞的識別有關(guān)，如紅細胞膜上的凝集原即為糖蛋白，這些內(nèi)容在高中生物中不作要求。 類脂種類很多，但最主要的是磷脂，超過膜脂總量的50。有些磷脂分子中的兩條脂肪酸鏈，一條鏈是飽和的，另一條鏈是不飽和的。不飽和的脂肪酸鏈對于維持質(zhì)膜的流動性是非常重要的。質(zhì)膜的流動性對細胞正常的生命活動是至關(guān)重要的。質(zhì)膜流動性的大小與溫度有一定的關(guān)系，一般而言，溫度高流動性大，溫度低流動性小，如果流動性下降過多，質(zhì)膜黏度增加，附著在其上的酶將會失去活性，質(zhì)膜的各種活動如主動運輸、協(xié)助擴散等過程將難于進行。而質(zhì)膜中的不飽和脂肪酸對維持質(zhì)膜流動性的穩(wěn)定，特別是低溫下的流動性是非常重要的。在動物細胞細胞膜中還有膽固醇，但在原核生物和植物細胞中沒有。膽固醇是一種極性分子，在動物細胞的質(zhì)膜中占有一定的比例，它可以穩(wěn)定膜的流動性，使膜的流動性不會因溫度的變化而發(fā)生較大的波動，以維持細胞正常的生理功能。 質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)是膜功能的主要體現(xiàn)者，其中有的與物質(zhì)的運輸有關(guān)，如載體，在主動運輸過程中，載體還兼有ATP水解酶的作用；有的是酶，能催化與膜有關(guān)的生化反應(yīng)；有的是激素或其他有生物活性物質(zhì)的受體。不同膜上的蛋白質(zhì)的具體種類是不同的，所以其生理功能也不同，如葉綠體膜。線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等。細胞膜對物質(zhì)的運輸具有選擇性是由其上的蛋白質(zhì)載體決定的，載體蛋白具有專一性。在質(zhì)膜的運輸方式中，自由擴散與協(xié)助擴散的動力來自于膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差，分子通過膜的擴散速度與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差有關(guān)。但自由擴散與協(xié)助擴散有所不同（見圖3-1所示），分子以自由擴散方式通過細胞膜的速度與物質(zhì)的濃度呈正比例關(guān)系；分子以協(xié)助擴散方式通過細胞膜的速度與分子的濃度呈正相關(guān)，但不是正比例關(guān)系，其原因是由于載體數(shù)量的限制造成的。主動運輸對物質(zhì)的運輸速度與細胞提供能量的多少呈正相關(guān)，其主要原因也是受細胞膜上載體數(shù)量的限制造成的。圖3-1磷脂雙分子層在電子顯微鏡下觀察，其厚度約為45nm，細胞膜在電子顯微鏡下觀察其厚度約為7nm8nm；，為什么磷脂雙分子層的厚度與細胞膜的厚度有此差異呢？這與膜蛋白有關(guān)，在磷雙分子層的兩側(cè)覆蓋著許多膜蛋白，因些在電子顯微鏡下觀察到的細胞膜的結(jié)構(gòu)是三合板式的結(jié)構(gòu)，如圖32所示。圖3-2二、細胞質(zhì) 細胞質(zhì)是指除去細胞質(zhì)膜和細胞核以外的所有物質(zhì)。 1細胞質(zhì)基質(zhì) 細胞質(zhì)基質(zhì)是細胞質(zhì)中除去所有細胞器和各種顆粒以外的部分，呈半透明的膠體狀態(tài)。細胞質(zhì)基質(zhì)不能看作是細胞中的溶液。在細胞質(zhì)基質(zhì)中有著極其復(fù)雜的成分和擔(dān)負著一系列重要的功能，這部分內(nèi)容在高中生物中不作要求。 2細胞器 細胞器是指在細胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能的結(jié)構(gòu)單位，懸浮在細胞質(zhì)基質(zhì)中。主要是線粒體和葉綠體，此外還具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體和液泡等。 (1)線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 線粒體是雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴的形成增加了細胞內(nèi)的膜面積。內(nèi)膜和嵴上有基粒，基粒線粒體中有合成ATP的結(jié)構(gòu)。線粒體的內(nèi)膜中蛋白質(zhì)的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三階段過程的所有的酶都分布在內(nèi)膜上。第二階段的酶在線粒體基質(zhì)中。 線粒體是動植物細胞中都具有的細胞器，它與細胞的能量代謝有關(guān)。但原核生物(細菌和藍藻）中沒有線粒體。線粒體是有氧呼吸的主要場所，它的主要使命是為各種生命活動提供能量，所以在能量代謝旺盛的細胞中，線粒體的數(shù)量就比較多，如心肌細胞與骨骼肌細胞相比較，心肌細胞消耗的能量比骨骼肌細胞多，所以心肌細胞中的線粒體數(shù)量比骨骼肌多，而且每個線粒體中峪的數(shù)量也比骨骼肌中多。在線粒體中有少量的DNA和RNA，線粒體在細胞中可以進行自我增殖，如細胞從低能量代謝轉(zhuǎn)到高能量代謝時，線粒體的數(shù)量就會增加，所以線粒體在遺傳上不完全依賴于細胞核，有一定獨立性。 （2）葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu)，分為外膜和內(nèi)膜，但內(nèi)膜未向內(nèi)腔折疊，內(nèi)膜以內(nèi)是基粒和基質(zhì)?；Ｊ怯苫Ｆ瑢咏Y(jié)構(gòu)薄膜組成（線粒體中基粒是一種蛋白質(zhì)復(fù)合體），亦稱類囊體，它有效地增加了葉綠體內(nèi)的膜面積。葉綠體中基粒的數(shù)量及發(fā)達程度與其進行光合作用的強度大小有關(guān)，光合作用旺盛的細胞中不僅葉綠體的數(shù)量多，而且葉綠體中基粒的數(shù)量也多，每個基粒中的片層結(jié)構(gòu)薄膜的數(shù)量也多，反之亦然。 葉綠體中含有少量的DNA和RNA，線粒體也一樣，在葉肉細胞也能完成自我增殖，在遺傳上不完全依賴于細胞核，有一定的獨立性。 葉綠體中的色素分布在類囊體薄膜上，完成光合作用的整個光反應(yīng)過程的色素和酶也都在片層結(jié)構(gòu)薄膜上，所以光合作用的光反應(yīng)是在基粒類囊體的薄膜上進行的。完成暗反應(yīng)過程的酶在葉綠體的基質(zhì)中，暗反應(yīng)過程是在葉綠體基質(zhì)中進行的。 （3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是指細胞質(zhì)中一系列囊腔和細管，彼此相通，形成一個隔離于細胞質(zhì)基質(zhì)的管道系統(tǒng)。它是細胞質(zhì)的膜系統(tǒng)，外與細胞膜相連，內(nèi)與核膜的外膜相通，將細胞中的各種結(jié)構(gòu)連成一個整體，具有承擔(dān)細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)淖饔?。?nèi)質(zhì)網(wǎng)能有效地增加細胞內(nèi)的膜面積，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能將細胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)有機地聯(lián)結(jié)成一個整體。根據(jù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上有沒有附著核糖體，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)兩種?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)上沒有核糖體附著，這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所占比例較少，但功能較復(fù)雜，它與脂類、糖類代謝有關(guān)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著有核糖體，其排列也較滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)規(guī)則，功能主要與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。這兩種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的比例與細胞的功能有著密切的聯(lián)系，如胰腺細胞中粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別發(fā)達，這與胰腺細胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有關(guān)，在睪丸和卵巢中分泌性激素的細胞中，則滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別發(fā)達，這與合成和分泌性激素有關(guān)。細胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的發(fā)達程度與其生命活動的旺盛程度呈正相關(guān)。 （4）核糖體 核糖體不是由生物膜構(gòu)成的，它是由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成的復(fù)合體。由大小兩個亞基組成。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)主要有兩類：一類是分泌蛋白，通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w，經(jīng)加工包裝后被分泌到細胞外；另一類是排列到質(zhì)膜內(nèi)的蛋白質(zhì)。游離的核糖體合成的蛋白質(zhì)一般是分布到細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)，如分布于細胞質(zhì)基質(zhì)中的酶等。 （5）高爾基體 高爾基體是由光面膜所包圍成的分隔的腔及一些分泌小泡組成。它屬于單層膜結(jié)構(gòu)。在所有動物細胞和植物細胞中都有這種細胞器，但成熟的紅細胞是例外。高爾基體的功能是：在植物細胞中能合成和分泌纖維素，將纖維素分泌到原生質(zhì)體外形成細胞壁，所以在高中生物教材上講與細胞壁的形成有關(guān)；在動物細胞中，高爾基體是細胞分泌物的最后加工和包裝的場所。在分泌旺盛的細胞（如唾液腺細胞、胰腺細胞等）中，高爾基體特別發(fā)達，數(shù)目也特別多。 （6）中心體 中心體存在于低等植物細胞（如衣藻、團藻等藻類植物）和動物細胞中。中心體不具備膜結(jié)構(gòu)，是由蛋白質(zhì)組成的。每個中心體是由兩個互相垂直的短棒狀的中心粒排列而成，每個中心粒由9組三聯(lián)管排列成一圈構(gòu)成。中心體能在細胞分裂間期進行自我復(fù)制，復(fù)制后的中心體內(nèi)含有兩組中心粒，每組有兩個中心粒。中心粒的功能是在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中參與星射線（紡綞絲）的形成。 （7）液泡 液泡是在細胞質(zhì)中由單層膜包圍的充滿水液的泡，是普遍存在于植物細胞中的一種細胞器。植物細胞中的液泡有其發(fā)生發(fā)展的過程，年幼的細胞只有很少的、分散的小液泡，而在成長的細胞中，這些液泡就逐漸合并而發(fā)展成一個大液泡，占據(jù)細胞中央很大部分，而將細胞質(zhì)和細胞核擠到細胞的邊緣，所以成熟的植物細胞才有一個或多個大的液泡。液泡內(nèi)的液體稱為細胞液，溶有很多有機小分子物質(zhì)和無機鹽。液泡的功能是參與細胞的水分代謝（如質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原），同時也是植物細胞代謝副產(chǎn)品及廢物（如蔗糖、植物堿、丹寧、多余的無機鹽等）屯集的場所。 三、細胞核 一切真核細胞都有細胞核，但在真核生物體內(nèi)某些高度分化成熟的細胞（如哺乳動物血液中的紅細胞、高等植物細胞體內(nèi)輸導(dǎo)有機物的篩管細胞等）沒有細胞核，這些細胞在最初也是有細胞核的，后來在發(fā)育過程中消失了。細胞核是遺傳物質(zhì)貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場所。細胞核的結(jié)構(gòu)包括核膜、核仁、染色質(zhì)和核液4個部分。 核膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，外膜常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連續(xù)，在核膜上有核孔，是大分子物質(zhì)（如RNA、蛋白質(zhì)等）的通道，但對大分子物質(zhì)的運輸也是有選擇性的。 核仁是形成核糖體的場所。 染色質(zhì)能被堿性染料（如蘇木精、龍膽紫、醋酸洋紅等）染成深色，染色質(zhì)是由蛋白質(zhì)和DNA組成的在細胞核中成細絲狀的物質(zhì)。在細胞進入分裂時，染色質(zhì)高度螺旋化縮短變粗而成為染色體。所以說染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種不同形態(tài)。一條染色體中含有一個DNA分子，一根染色質(zhì)絲也同樣含有一個DNA分子，在細胞分裂間期完成復(fù)制后，兩根染色質(zhì)絲通過一個著絲點彼此相連，進入分裂期后就形成一個染色體，這樣的染色體就含有2個DNA分子。 四、細胞的生物膜系統(tǒng) 細胞生物膜系統(tǒng)是指由細胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等圍繞而成的細胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 細胞的生物膜系統(tǒng)在細胞的生命活動中的作用： 不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時在細胞與環(huán)境之間進行物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞的過程中起著決定性的作用。 細胞內(nèi)的許多重要化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進行，細胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點，為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進行創(chuàng)造了有利條件。 細胞內(nèi)的生物膜把細胞分隔成一個個小的區(qū)室，如各種細胞器，這樣就使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會相互干擾，保證了細胞的生命活動高效、有序地進行。五、原核細胞與真核細胞的區(qū)別（見表3-1）表3-1細胞類型細胞大小細胞核細胞器核膜核仁染色體線粒體質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體高爾基體中心體原核細胞較小(110m)無無無無無無有無無真核細胞較大(10100m)有有有有有有有有有 在原核細胞中的DNA分子不與蛋白質(zhì)結(jié)合，成游離態(tài)，所以一般講原核細胞沒有染色體，也就沒有染色體變異。原核細胞中只有一種類型的細胞器核糖體，比真核細胞中的核糖體小一些。沒有其他形式的細胞器，但細胞膜常向內(nèi)陷以增加膜面積，具有類似于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。由原核細胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，主要包括兩大類：細菌和藍藻。由真核細胞構(gòu)成的生物稱為真核生物，地球上絕大多數(shù)的生物屬于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；綠藻（水綿）、硅藻、褐藻（海帶）、紅藻（紫菜）等藻類，所有的高等植物和動物。進行有氧呼吸的原核細胞，有氧呼吸過程主要是在內(nèi)陷的細胞膜進行。進行光合作用的原核生物，光合作用的光反應(yīng)也是在內(nèi)陷的細胞膜上進行的。 六、植物細胞工程 植物細胞工程是指應(yīng)用細胞生物不客分子生物不賓原理和方法，通過中工程學(xué)手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。植物細胞工程的理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性。 植物細胞的全能性是指生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能。生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體必需的全部基因，所以從理論上講，生物體的每一個活細胞都應(yīng)該具有全能性。在生物體內(nèi)的細胞沒有表現(xiàn)出全能性而是分化成不同的組織、器官，是因為基因在特定的時間和空間條件下選擇性地表達的結(jié)果。在個體發(fā)育不同的時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不相同的，合成的蛋白質(zhì)也是不一樣的，從而形成了不同的組織和器官。植物細胞只有脫離了植物體，在一定的外部因素作用下，經(jīng)過細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性。 植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的過程可以歸納為： 外植體愈傷組織根、芽植物體 外植體是用于植物組織培養(yǎng)的離體的植物器官、組織或細胞。脫分化是指離體的植物組織器官或細胞，在外源的生長素類物質(zhì)的誘導(dǎo)下開始分裂，形成一團結(jié)構(gòu)疏松、顏色淺而透明的、高度液泡化的、呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞群的愈傷組織的過程。再分化是指愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過程。 植物組織培養(yǎng)具有快速繁殖、培育無病毒植株，可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題而在生產(chǎn)上得到廣泛的應(yīng)用。在轉(zhuǎn)基因植物的培育中也要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 植物體細胞雜交 植物體細胞雜交是指用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，并且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。植物體細胞雜交的第一步是去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。去除細胞壁的常用方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶等分解植物細胞的細胞壁。第二步是將兩個具有活力的原生質(zhì)體放在一起，通過一定的技術(shù)手段進行人工誘導(dǎo)實現(xiàn)原生質(zhì)體的融合。常用的誘導(dǎo)方法有兩大類：物理法和化學(xué)法。物理法是利用離心、振動、電刺激等促使原生質(zhì)體融合?；瘜W(xué)法是用聚乙二醇(PEG）等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。第三步是將誘導(dǎo)融合得到的雜種細胞，和植物組織培養(yǎng)的方法進行培育，就可以得到雜種植株。植物體細胞雜交的最大優(yōu)點是可以克服植物遠緣雜交不親和的障礙，大大擴大了可用于雜交的親本基因組合的范圍。 七、動物細胞工程 動物細胞培養(yǎng)：用的培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等，培養(yǎng)的動物細胞取自動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織。原代培養(yǎng)是指將培養(yǎng)的動物取出來后，先用胰蛋白酶等使組織分散成單個細胞，然后配制成一定濃度的細胞懸液，再將該懸浮液放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)是指需要定期地用胰蛋白酶使從瓶壁上脫離下來，配制成細胞懸液，分裝到兩個或兩個以上的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的過程。細胞株是指在細胞培養(yǎng)過程中存活10代到405 0代的細胞。細胞系是指動物細胞培養(yǎng)過程中存活超過50代的細胞，細胞系的細胞常不太正常，帶癌變的特點。動物細胞培養(yǎng)可以用于檢測有毒物質(zhì)。 動物細胞融合：動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是相同的，誘導(dǎo)融合的方法也類似。誘導(dǎo)劑常滅活的病毒或聚乙二醇。動物細胞融合最重要的途徑是制備單克隆抗體。單克隆抗體的制備：第一步將抗原注射入小鼠體內(nèi)；第二步從小鼠脾臟中獲得能夠產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞，與小鼠骨髓瘤細胞在活的仙臺病毒或聚乙二醇的誘導(dǎo)下融合，再在特定的選擇性培養(yǎng)基中篩選出雜交瘤細胞。雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有B淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力。從而可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，能力大量產(chǎn)生單克隆抗體。【經(jīng)典例題解析】例題1 在下列結(jié)構(gòu)中，含高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)較多的細胞是（ ） A神經(jīng)細胞B汗腺細胞C肌細胞D胰腺外分泌細胞 解析 本題考查的是細胞的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，細胞的結(jié)構(gòu)總是同其所執(zhí)行的生理功能相適應(yīng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是比較復(fù)雜的，但有一點可以肯定，凡是合成代謝旺盛的細胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)就比較發(fā)達。高爾基體是細胞分泌物最后加工和包裝的場所，所以在具有分泌功能的細胞中比較發(fā)達。本題供選答案中：神經(jīng)細胞的代謝比較穩(wěn)定，其內(nèi)蛋白質(zhì)的自我更新的速度較慢，一般沒有分泌功能，故高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是欠發(fā)達的；汗腺細胞雖有分泌功能，但分泌物中主要是水、無機鹽和一些代謝廢物如尿素等，無蛋白質(zhì)及其他對人體有用的物質(zhì)，所以汗腺的合成代謝是緩慢的，又因其分泌物中沒有生物大分子物質(zhì)或高分子物質(zhì)，其分泌過程并不需要高爾基體幫助，所以高爾基體也是不發(fā)達的；肌細胞一般無分泌功能，蛋白質(zhì)的更新速度也較慢，所以這兩個細胞器也并不發(fā)達；胰腺外分泌細胞的主要功能是分泌胰液，在胰液中含有大量的消化酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和麥芽糖酶等，這些酶的分泌必須要經(jīng)過高爾基體的包裝才能安全地分泌到細胞外，而且胰腺外分泌細胞的合成代謝也較旺盛，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相對就較發(fā)達，所以高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)這兩種細胞器在胰腺外分泌細胞中較發(fā)達。 答案 D 例題2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜、細胞膜相連，這種結(jié)構(gòu)特點表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的重要功能之一是（ ） A擴展細胞內(nèi)膜，有利于酶的附著B提供細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ?C提供核糖體附著的支架D參與細胞內(nèi)某些代謝反應(yīng) 解析 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是多方面的，它既與蛋白、脂肪的合成、加工、包裝和運輸有關(guān)，又與脂類、膽固醇代謝、糖元的分解、脂溶性毒物（如苯巴比妥）的解毒作用等有關(guān)。因此所有選項均是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。但就題中所闡述的結(jié)構(gòu)特點分析，表達的是其重要功能之一提供細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ?。例如細胞?nèi)合成的血漿蛋白、免疫球蛋白、胰島素、各種消化酶等各種分泌蛋白，就是通過這些膜構(gòu)成的管道內(nèi)通過，運輸?shù)礁郀柣w，經(jīng)加工包裝后再分泌到細胞外。 答案 B 例題3 在胰島細胞中與合成和分泌胰島素有關(guān)的一組細胞器是( ) A.線粒體、中心體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)B內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、葉綠體、高爾基體 C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、線粒體 D內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體 解析 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，胰島素是一種分泌蛋白，它是由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的，合成后經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸管道運送到高爾基體，在高爾基體中完成加工和包裝后再分泌到細胞外。在胰島素分子的整個合成和分泌過程中都是需要能量的，能量由線粒體提供。中心體的功能是與星射線的形成有關(guān)，而與蛋白質(zhì)的合成與分泌無關(guān)。葉綠體是綠色植物進行光合作用的細胞器，能夠合成和分泌胰島素的生物是動物，在動物細胞中無葉綠體。 答案 C例題4 圖3-3表示胰腺細胞合成與分泌酶原顆粒的大體過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題；圖3-3 (1)如果圖示細胞是一個胰腺細胞，則酶原顆粒的合成場所是 _，合成時必須在_直接指導(dǎo)下完成；對酶原顆粒進行加工和包裝的場所是 _。 (2)如果圖示細胞是一個汗腺細胞，則細胞中與胰腺細胞相比明顯減少的細胞器是_。汗腺細胞的分泌物主要來自_。 (3)如果圖示細胞是一個小腸絨毛上皮細胞，則圖示細胞中與小腸絨毛上皮細胞的功能不相符合的是_。與其吸收葡萄糖和氨基酸提供條件有直接關(guān)系的細胞器是_和_。 解析 在細胞中合成蛋白質(zhì)的場所是核糖體，在核糖體上將氨基酸合成蛋白質(zhì)時必須在mRNA的指導(dǎo)下才能順利完成，如果合成的蛋白質(zhì)是一種分泌蛋白，則必須通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)礁郀柣w進行加工、修飾和包裝后才能被分泌到細胞外。胰腺細胞能分泌大量的胰蛋白酶，而汗腺細胞雖能分泌汗液，但汗液中沒有蛋白質(zhì)，汗腺細胞中核糖體和高爾基體都比胰腺細胞中相對要少，因為細胞的結(jié)構(gòu)和功能總是相適應(yīng)的。小腸絨毛上皮細胞的功能主要是執(zhí)行吸收，分泌功能幾乎是不執(zhí)行的，所以在小腸絨毛上皮細胞中沒有分泌小泡，但在其細胞膜上有許多載體蛋白，載體蛋白是在核糖體上合成的，在執(zhí)行運輸功能時必須要有ATP提供能量，線粒體是細胞中的動力工廠，95以上的ATP是在線粒體中產(chǎn)生的。 答案 (1)2核糖體 mRNA 3高爾基體 (2)2核糖體 血液 (3)分泌小泡 核糖體 線粒體 例題5 正常人的心肌細胞中線粒體數(shù)目比腹肌細胞多；一個肝細胞中平均有5001000個線粒體，而甲亢病人肝細胞中線粒體的數(shù)目明顯增多。請回答： (1)人體各種細胞中所含線粒體數(shù)目的不同，主要是因為_。 (2)甲亢病人的肝細胞中線粒體數(shù)目明顯增多的原因是_。 (3)在觀察哺乳動物的精子中，大多數(shù)的線粒體集中于精子尾部的基部，這是因為_，這種現(xiàn)象可以說是一種_的適應(yīng)。 (4)比較代謝水平相當(dāng)?shù)木G色植物細胞和動物細胞，發(fā)現(xiàn)植物所含的線粒體數(shù)目一般比動物細胞少。其原因是_。 解析 細胞的結(jié)構(gòu)總是和功能相適應(yīng)的。能量代謝旺盛的細胞線粒體數(shù)量就多，因為線粒體是細胞內(nèi)的能量代謝中心，細胞進行代謝所消耗的能量有95以上是由線粒體提供的；分泌功能旺盛的細胞則高爾基體數(shù)量較多，因為細胞的分泌物通過高爾基體分泌出細胞的；蛋白質(zhì)代謝旺盛的細胞則核糖體數(shù)量較多，因為細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，等等。甲亢病人是由于其甲狀腺分泌甲狀腺激素過多，體內(nèi)細胞的物質(zhì)代謝過于旺盛，物質(zhì)氧化分解速度過快，而物質(zhì)的氧化分解是與能量代謝聯(lián)系在一起的，所以甲亢病人的細胞中線粒體的數(shù)量也較多。關(guān)于動物細胞中的線粒體數(shù)量比植物細胞多的原因是動物細胞的異化作用中的能量代謝比植物細胞大，所以線粒體的數(shù)量比植物細胞多，不能理解為植物細胞產(chǎn)生ATP除了呼吸作用外還有光合作用，光合作用產(chǎn)生的ATP主要用于光合作用的暗反應(yīng)，植物其他的代謝很少用到光合作用的光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP。 答案 （1）不同細胞代謝水平不同 (2)甲亢病人代謝過于旺盛，體內(nèi)物質(zhì)氧化分解過快而導(dǎo)致肝細胞線粒體數(shù)目增多 (3)精子尾部運動需消耗較多能量 結(jié)構(gòu)和功能 (4）動物細胞在異化作用過程中的能量代謝比植物細胞大例題6 圖3-4是一個細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請據(jù)圖回答下列問題：圖3-4 (1)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，該細胞主要分布于植物體的_。 (2)如果該植物細胞是從一朵紅色花瓣上取下的，則決定其紅色的花色甙存在于哪個標號所示的結(jié)構(gòu)上？_。 (3)若將該細胞放在含有價標記的培養(yǎng)液中保溫一段時間后，則可測到3H的結(jié)構(gòu)有_（填標號）。 (4)經(jīng)測定該細胞的細胞液中所有溶解于細胞液中的物質(zhì)的量為0.2mol·l-1若將該細胞置于03g·ml-1蔗糖液中，片刻后將發(fā)現(xiàn)有_現(xiàn)象。 (5)2號結(jié)構(gòu)的特點是具有一定的流動性，如果降低溫度，流動性將_。 (6)該細胞與葉肉細胞相比較，在顏色上的區(qū)別是_。 (7)在該細胞中不具膜結(jié)構(gòu)的細胞器是_（填標號），如果在該細胞器上合成的物質(zhì)中含有50個一氨基酸，則在該細胞器上將會有_個水分子生成。 解析 圖示的細胞是一個植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖。從圖中可以看出其中的質(zhì)體是有色體，不是葉綠體和白色體。有葉綠體的細胞是分布于植物體的見光部位，能進行光合作用，其細胞的宏觀顏色是綠色的；有色體的植物細胞主要分布于花瓣、果實的表皮細胞中，其細胞的宏觀顏色是黃色或橙色；有白色體的植物細胞主要分布于植物體的不見光部位如根、莖的皮層細胞中，其細胞的宏觀顏色是無色或白色。關(guān)于花瓣、果實的顏色，有些植物是由有色體決定的，如蕃茄、辣椒等；有些是由液泡中花青素或稱花色甙引起的，花色甙的顏色與細胞液的pH值有關(guān)，其性質(zhì)是堿藍酸紅。由于細胞中幾乎所有的有機物都含氫，所以用3H標記的物質(zhì)在沒有說明具體標記何物時，用3H標記的培養(yǎng)液培養(yǎng)植物細胞，一段時間后幾乎所有的細胞結(jié)構(gòu)上都會有3H標記物出現(xiàn)。題中第(4)小題提到的細胞液的濃度為02mol·L-1，蔗糖溶液的濃度為03 g·ml-1，換算成摩爾濃度約為087mol·L-1。細胞液濃度小于蔗糖溶液的濃度，所以細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離。在植物細胞中不具膜結(jié)構(gòu)的細胞器是核糖體，在其上合成一個50個含氨基酸殘基的多肽形成49個肽健，生成49個分子水。 答案 (1)花瓣、果實的表皮中 (2)4 (3)所有的結(jié)構(gòu)都會有（至少填5個標號） (4)質(zhì)壁分離 (5)減弱 (6)基本是以黃色為主，而葉肉細胞是綠色的 (7)10 49 例題7 下列哪一項屬于克?。?） A.將雞的某個DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B將抗藥菌的某基因引入草履蟲的細胞內(nèi) C將鼠骨髓瘤細胞與經(jīng)過免疫的脾細胞融合成雜交瘤細胞 D將某種瘤細胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個細胞系 解析 克隆可以理解為“復(fù)制”“無性繁殖”，若排除基因突變的話，前后代是完全一樣的，因從一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子，細胞或個體，A和B選項是利用基因技術(shù)完成的，C項是利用細胞融合技術(shù)獲得的，為此，正確答案應(yīng)選D。 答案 D 例題8 愈傷組織細胞在一種包含所有必需物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)了幾個小時，其中一種化合物具有放射性（氚標記）。當(dāng)這些細胞被固定后進行顯微鏡檢，利用放射自顯影發(fā)現(xiàn)放射性集中于細胞核、線粒體和葉綠體?？梢杂欣碛傻乜隙擞浕衔锸牵?） A一種氨基酸B尿嘧啶核苷酸 C胸腺嘧啶脫氧核苷酸D葡萄糖 解析 在細胞中含有核酸的細胞結(jié)構(gòu)有細胞核、葉綠體、線粒體和核糖體。在細胞核、線粒體和葉綠體中都含有DNA和RNA，核糖體上只含有RNA而沒有DNA，用具有放射性的氚標記的物質(zhì)集中在細胞核、線粒體和葉綠體中，說明被標記的物質(zhì)是核酸的基本單位核普酸，由于核糖體上沒有標記物，所以被標記的核苷酸是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，而不是尿呼喚核苷酸。 答案 C 例題9 (2000年上海高考試題)所有的原核細胞都具有（ ） A.核糖體和線粒體B細胞膜和葉綠體 C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和中心體D細胞膜和核糖體 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”。 答案 D 例題10 (1998年上海高考試題)下列四組生物中，細胞結(jié)構(gòu)最相似的是（ ） A變形蟲、水綿、香菇B煙草、草履蟲、大腸桿菌 C小麥、番茄、大豆D酵母菌、靈芝、豌豆 解析 根據(jù)細胞結(jié)構(gòu)的差異，細胞分為兩大類：原核細胞和真核細胞。原核細胞沒有核膜，沒有真正的細胞核，但有一個核區(qū)，遺傳物質(zhì)主要分布在核區(qū)。細胞只有核糖體，而沒有其他類型的細胞器。在供選答案中：變形蟲草、履蟲是原生動物，具有細胞核，是真核細胞構(gòu)成的單細胞真核生物，通過有絲分裂進行分裂生殖；水綿是多細胞的絲狀藻類植物，有細胞壁和細胞核，屬于真核生物，內(nèi)有帶狀的葉綠體，能進行光合作用；香菇和靈芝屬于真菌，是多細胞的真核生物，用孢子繁殖；酵母菌是單細胞的真菌，屬于真核生物；煙草、小麥、番茄、大豆和豌豆是高等的被子植物。答案 C