本试题 “下图是植物体根尖的有关生命现象示意图。甲图表示根尖的部位,乙图表示根尖相应部位的细胞,丙图数字表示细胞周期的两个阶段。请回答下列问题:(1)根部吸水的...” 主要考查您对各种细胞器的结构和功能
物质跨膜运输的方式
植物的矿质营养
有丝分裂
细胞的分化
DNA的复制
生长素的生理作用
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名称 | 线粒体 | 叶绿体 |
形态 | 短棒状、圆球状 | 椭球形、球形 |
分布 | 动植物细胞 | 植物叶肉细胞和幼茎皮层细胞 |
成分 | 与有氧呼吸有关的酶、少量DNA、RNA | 与光合作用有关的酶、少量DNA、RNA和光合色素 |
功能 | 有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间” | 光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” |
相同点 | ①具有双层膜结构;②含有少量DNA和RNA;③具有能量转换功能;④有液态的基质 |
内质网 | 高尔基体 | 液泡 | 溶酶体 | |
分布 | 动、植物细胞 | 动、植物细胞 | 植物细胞 | 动、植物细胞 |
形态 | 网状 | 囊状 | 泡状 | 囊状 |
功能 | 蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间” | ①动物:对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装;②植物:与植物细胞壁的形成有关 | ①调节细胞内的环境;②使植物细胞保持坚挺 | ①分解衰老、损伤的细胞器;②吞噬并杀死入侵的病毒或病菌 |
核糖体 | 中心体 | |
分布 | ①附着在内质网上或核外膜;②游离存细胞质基质中;③线粒体和叶绿体中中也有少量 | 动物细胞和低等植物细胞 |
结构组成 | 蛋白质、RNA、酶 | 两个相互垂直的中心粒 |
功能 | ①附着在内质网上的核糖体合成分泌蛋白;②游离的核糖体合成的是胞内蛋白 | 与细胞有丝分裂有关——形成纺锤体,牵引染色体向细胞两极运动 |
项目 | 高等植物细胞 | 低等植物细胞 | 动物细胞 |
细胞壁 | 有 | 有 | 无 |
叶绿体 | 部分有 | 部分有 | 无 |
中心体 | 无 | 有 | 有 |
液泡 | 成熟的植物细胞有大液泡,幼嫩的植物细胞无液泡或有小液泡 | 无 |
物质出入细胞的方式 | 被动运输 | 主动运输 | |
自由扩散 | 协助扩散 | ||
运输方向 | 高浓度到低浓度 | 高浓度到低浓度 | 低浓度到高浓度 |
是否需要载体 | 不需要 | 需要 | 需要 |
是否消耗能量 | 不消耗 | 不消耗 | 消耗 |
举例 | O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入细胞 | 红细胞吸收葡萄糖 | 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 |
知识拓展:
一、影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,不消耗能量也不需载体协助,所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测,甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低,自由扩散的速率会越来越慢。
(3)甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系,说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。
2.协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
(1)A图代表协助扩散过程,物质从高浓度向低浓度转运,不消耗能量,但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测,A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约,如B图ab段,即物质浓度再大,物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度的升高,物质运输速率逐渐加快,说明此段的限制因素是物质浓度梯度,而载体蛋白是充足的。
3.主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系
(1)由A图可判断为主动运输,因为此物质的运输是由低浓度到高浓度,并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中,a点表示氧气浓度为零时,也可发生主动运输(所需能量来自无氧呼吸);ab段表示随氧分压的升高,物质运输速率逐渐增加,此时,限制物质运输速率的直接因素是能量;bc段随氧分压的升高,物质运输速率不再增加,此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知,主动运输中物质运输的方式既可逆浓度梯度,也可顺浓度梯度。
二、物质跨膜运输层数的分析判断
1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜 O2 由产生场所到利用场所共跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题
①内质网上核糖体合成肽链后,肽链直接进入内质网中加工,不跨膜;
②蛋白质在内质网中完成初步加工后,经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合,不跨膜;
③高尔基体对蛋白质进一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并与细胞膜融合,以胞吐方式分泌出细胞,整个过程均不跨膜。
2.血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构,如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等,这些非常薄的结构有利于物质交换,物质透过这些管壁或泡壁时,要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液,经过组织处的毛细血管,至少要跨毛细血管壁(一层上皮细胞,共2层细胞膜)。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜,要分析该物质具体在细胞中被利用的场所,然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质,因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜,进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上,它要跨3层膜,进入线粒体中被利用。
3.体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆,至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞,即要跨4层膜,才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后,由循环系统转运到全身各处,该过程不是跨膜。
例 外界空气中0:进人人体细胞中被利用,至少要穿过的生物膜层数是( )
A.5层 B.10层 C.11层 D.12层
思路点拨:氧气经过肺泡壁细胞(2层膜)+肺部毛细血管壁细胞(2层膜)+红细胞进和出(2层膜)+组织处毛细血管壁细胞(2层膜)+组织细胞膜(1层膜)+线粒体(2层膜) =11层。答案C
植物细胞有丝分裂 | 动物细胞有丝分裂 | |
前期 | 纺锤体的形成方式不同 | |
由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 | 两组中心粒翻出星射线形成纺锤体 | |
末期 | 形成两个子细胞的方式不同 | |
植物细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞 | 动物细胞膜从中部向内凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞 |
细胞的分化及其意义:
1、细胞的分化的概念:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、细胞分化的基础和实质
(1)分化的基础:每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体,即携带有本物种的全部遗传信息。
(2)分化的实质:是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即基因的选择性表达。
3、细胞分化的过程
(1)从细胞水平分析:细胞形态、结构和功能改变的结果。
(2)从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
(3)从分子水平分析
①蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能改变的结果。
②基因角度:基因选择性表达的结果,这是细胞分化的根本原因。
4、细胞分化的特点
(1)持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中,在胚胎期达到最大限度。
(2)不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(3)普遍性:是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(4)遗传物质不变性:细胞分化是伴随着细胞分裂进行的,亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变,但细胞内的遗传物质却不变。
5、细胞分化的结果:形成形态、结构和功能不同的组织和器官。
6、细胞分化的意义
(1)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化,有利于提高各种生物功能的效率。
细胞增殖与细胞分化的区别分析:
细胞增殖 | 细胞分化 | |
细胞变化 | 数量增多 | 细胞形态、结构、生埋功能发生了稳定性差异,且这种差异是不可逆转的 |
发生时间 | 从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定时期停止分裂 | 持久性变化,胚胎时期达最大限度 |
在个体发育中的意义 | 保持了亲代和子代间遗传物质的稳定性 | 没有细胞分化,生物体不能进行正常发育 |
细胞分化 | 细胞全能性 | |
原理 | 细胞内基因的选择性表达 | 含本物种全套遗传物质 |
特点 | 持久性、不可逆性、普遍性 | ①高度分化的植物体细胞表达全能性需要一定的条件;②动物已分化的体细胞的全能性受到限制,但细胞核仍具有全能性 |
结果 | 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 | 形成新个体 |
大小比较 | 细胞分化程度有高低之分,如体细胞>生殖细胞>受精卵 | 细胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖细胞>体细胞 |
关系 | ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高,全能性越小 |
知识点拨:
1、过程:受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体
2、细胞分化程度由高至低的顺序是神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞;造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞,说明动物细胞也可能具有全能性,因为每个细胞都是由受精卵发育而来的,都具有全套的遗传物质。人们对干细胞的研究,可以对某些疾病进行治疗,可以进行医学上的组织修复,还可以帮助人们了解细胞的分化机制。
复制时间 | 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 | |
复制的场所 | 细胞核、线粒体和叶绿 | |
需要条件 | 模板 |
解旋后的两条DNA单链 |
原料 | 四种脱氧核苷酸 | |
能量 | ATP | |
酶 | 解旋酶、DNA聚合酶等 | |
复制模型 | ||
复制过程 | (1)解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开 (2)合成子链:以解开的每一条母链力模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链 (3)形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构.从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子 | |
复制特点 | 半保留复制;边解旋边复制 | |
复制结果 | 形成两条完全相同的DNA分子 | |
复制的意义 | ①遗传信息的传递,使物种保持相对稳定的状态 ②由于复制的差错出现基因突变,为生物进化提供原始选择材料 |
生长素的生理作用:
1.生长素的生理作用
(1)作用机理:主长素促进生长的原因主要是促进细胞的纵向伸长,不是使细胞的数目增多。
(2)作用的两重性:一般情况下,低浓度的生长素可以促进植物生长,而高浓度的生长素可以抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。例如 就植物生长来说,从图中可以知道a 点表示根生长的最适宜的浓度,b点表示低浓度和高浓度的分界点。
不同器官对生长素浓度的需求不同,从上图可以看出不同器官对生长素的敏感度:根>芽>茎。
(3)生长素生理作用两重性的实例
①顶端优势
概念:指顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽部位,顶端优先生长,侧芽生长受到抑制的现象。
原因:顶芽产生的生长素向下运输,使靠近顶端的侧芽部位生长素浓度增加,从而抑制该部位侧芽的生长。
解除:去掉顶芽,侧芽附近的生长素来源受阻,浓度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动,加快生长。 0
②根的向地性:由于根对生长素十分敏感,所以当植物横放时,在重力的作用下,生长素会向近地侧运输,导致近地侧生长素的浓度升高,抑制了根近地侧的生长,而远地侧由于生长素浓度低,促进生长,生长快,于是表现为根的向地性。
2.生长素类似物在农业主产中的应用
(1)促进扦插的枝条生根
①方法:用一定浓度的生长素溶液处理扦插枝条的形态学下端,上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。
②在扦插时,保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活,这是因为芽和幼叶在生长时能产生生长素,有利于生根。
(2)促进果实发育——获得无子果实
①原理:胚珠→发育中的种子→生长素→ 子房发育→果实(有子)。
②过程:未授粉雌蕊柱头→涂抹一定浓度生长素(或生长素类似物)→子房发育为果实(无子)。
(3)既能防止落花落果,也能疏花疏果
①在农业生产上,常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株,可以减少棉蕾棉铃脱落。
②未成熟幼果,如苹果、柑橘,常因生长素不足而大量脱落。用一定浓度的2,4-D的水溶液喷洒树冠,可大量减少落果。
实验 | 处理方法 |
暗盒开孔类 | |
云母片插入类 | |
切割移植类 | |
锡箔纸遮盖类 | |
旋转类 | |
幼苗横置类 | |
失重类 | 幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但失去了根的向重力性和茎的负向重力性 |
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