秋新版高中生物必修一《第3章细胞的基本结构》课后习题与探讨答案.docx
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秋新版高中生物必修一《第3章细胞的基本结构》课后习题与探讨答案
第三章细胞的基本结构
1
教材旁栏问题和练习及答案
2
第1节细胞膜的结构和功能
问题探讨
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。
用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色。
讨论
1.为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?
【答案】活细胞的细胞膜具有选择透过性,染料台盼蓝是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。
死细胞的细胞膜失去控制物质出入细胞的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色。
2.据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?
【答案】细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出细胞的功能。
思考•讨论
1.最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析,还是通过对膜成分的提取与检测?
【答案】最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析得出的。
2.根据磷脂分子的特点解释,为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层?
科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的?
【答案】因为磷脂分子的“头部”亲水,尾部疏水,所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气的一面。
科学家因测得从红细胞中提取的脂质,铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
3.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层,你如何解释这一现象?
由此,你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析?
【答案】由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”,在水溶液中,朝向水的是“头部”,“尾部”受水的排斥。
当磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧,“头部”则分别朝向两侧水的环境,形成磷脂双分子层。
细胞的内外环境都是水溶液,所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧,形成磷脂双分子层。
4.如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中,磷脂分子将会如何分布?
【答案】如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中,磷脂的“头部”将与水接触,“尾部”与苯接触,磷脂分子分布成单层。
旁栏思考
既然膜内部分是疏水的,水分子为什么能跨膜运输呢?
【答案】一是因为水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;二是因为膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白通过膜。
练习与应用
一、概念检测
1.基于对细胞膜结构和功能的理解,判断下列相关表述是否正确。
(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不动的。
(×)
(2)细胞膜是细胞的一道屏障,只有细胞需要的物质才能进入,而对细胞有害的物质则不能进入。
( ×)
(3)向细胞内注射物质后,细胞膜上会留下一个空洞。
( ×)
2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。
下列相关叙述错误的是(B)
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的,因此水分子不能通过细胞膜
C. 细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D. 细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
二、拓展应用
1.在解释不容易理解的陌生事物时,人们常用类比的方法,将陌生的事物与熟悉的事物作比较。
有人在解释细胞膜时,把它与窗纱进行类比:
窗纱能把昆虫挡在外面,同时窗纱的小洞又能让空气进岀。
你认为这种类比有什么合理之处,有没有不妥当的地方?
【提示】把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。
这样的类比也有不妥之处。
例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程,而窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。
2.下图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将其运送到特定的细胞发挥作用。
在脂质体中,能在水中结晶的药物被包在双分子层中,脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同?
【答案】由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
(2)请推测:
脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?
【答案】由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合,也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。
第2节细胞器之间的分工合作
问题探讨
1.如果缺少其中的某个部门,C919飞机还能制造成功吗?
【答案】研制大飞机是一个复杂的系统工程,需要不同部门的分工与合作,缺少任何一个部门都难以完成研制工作。
2.细胞中是否也具有多种不同的“部门”?
这些“部门”也存在类似的分工与合作吗?
【提示】细胞是一个更复杂的系统,细胞内分布着诸多的“部门”,它们既有分工又有合作,共同配合完成着生命活动。
例如,分泌蛋白质的合成中,细胞核是遗传信息库,蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行,核糖体是合成蛋白质的场所同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。
这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。
探究•实践
1.叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系?
【答案】叶绿体的形态和分布有利于接受光照,进行光合作用,例如,叶绿体大多呈椭球形,在不同光照条件下会改变方向。
在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源,在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。
这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照,在强光下能避免叶绿体被灼伤。
又如,叶片细胞的栅栏组织(接近上表皮)中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)中的多,这使得叶片的叶绿体能够接收更多的光照进行光合作用。
2.植物细胞的细胞质处于不断流动的状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义?
【提示】细胞质是细胞代谢的主要场所。
细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的酶和细胞器等。
细胞质的流动,为细胞内物质运输和结构移动创造了条件,从而保障了细胞生命活动的正常进行。
思考•讨论
1.分泌蛋白是在哪里合成的?
【答案】分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。
2.分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器或细胞结构?
尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。
【提示】分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。
分泌蛋白在核糖体上合成,在内质网内加工,由囊泡运输到高尔基体做进一步的加工,再由囊泡运输到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
3.分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗?
能量由哪里提供?
【提示】需要,如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量,囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外去的过程也需要能量。
这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。
练习与应用
一、概念检测
1.基于对细胞器的理解,判断下列相关表述是否正确。
(1)细胞质由细胞质基质和细胞器两部分组成。
(√)
(2)生物膜系统由具膜结构的细胞器构成。
(×)
2. 基于对动植物细胞结构的比较,可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是(A)
A.高尔基体 B.叶绿体 C.液泡 D.中心体
3.在唾液腺细胞中,参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有 (C )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
4.在成人体内,心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中数量的细胞器是 (B)
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
5.找出下图中的错误,并在图中改正。
【提示】上图是动物细胞的亚显微结构图,细胞右下方的叶绿体应该去掉;图中标注的内质网与高尔基体反了,应该对调图中标注的染色质应改为核仁,下图为成熟植物细胞的亚显微结构图。
图中标注的核糖体是中心粒,高等植物细胞中不含有中心粒,应该去掉;图中标注的核仁应改为叶绿体;标注的叶绿体应该改为线粒体。
二、拓展应用
溶酶体内含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?
尝试提出一种假说,解释这种现象。
如有可能,通过查阅资料验证你的假说。
【答案】溶酶体中含有多种水解酶,但溶酶体膜却不会被水解。
根据这一事实,可以作出多种合理假说,例如,膜的成分可能被修饰,使得酶不能对其发挥作用;溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身;可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用;等等。
第3节细胞核的结构和功能
问题探讨
克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的,这说明了什么?
【答案】说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。
思考•讨论
1.美西嫄的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系?
这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的?
【答案】美西螈皮肤的颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。
表皮细胞内合成了黑色素,使皮肤呈黑色,不能合成黑色素的,皮肤呈白色。
细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
2.从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系?
【答案】没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。
3.分析资料3你可以得出什么结论?
【答案】细胞核是细胞生命活动的控制中心。
4.资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质?
【答案】伞藻的形态结构取决于细胞核。
5.结合克隆牛的实例,你认为生物体性状的遗传与细胞核有什么关系?
克隆牛所有细胞的细胞核,是否都来源于母牛乙体细胞的细胞核?
【提示】克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。
重组细胞包含了母牛乙的细胞核,母牛甲的细胞质。
由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样,这说明性状是由细胞核决定的。
克隆牛所有的细胞都来自于重组细胞的细胞分裂,其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。
6.你认为细胞核具有什么功能?
【答案】细胞核具有控制细胞代谢与遗传的功能。
旁栏问题
同一生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗?
如果是一样的,为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样?
【提示】同一生物体内的所有细胞都来自于受精卵的分裂,细胞内的“蓝图”都是一样的。
体内细胞的形态、结构和功能多样,是细胞分化的结果。
练习与应用
一、概念检测
1.细胞核的结构与功能有密切的联系,据此判断下列相关表述是否正确。
(1)控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令,主要通过核孔从细胞核送到细胞质。
( √)
(2) 细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关。
( √)
2.细胞核内行使遗传功能的结构是 ( C)
A.核膜 B.核孔 C.染色质 D.核仁
3.细胞核是细胞的控制中心,下列各项不能作为这一结论的论据的是( D)
A.DNA主要存在于细胞核内
B.细胞核控制细胞的代谢和遗传
C.细胞核是遗传物质储存和复制的场所
D.细胞核位于细胞的正中央
二、拓展应用
1.染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义?
【提示】染色体呈高度螺旋状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核,从而使后代的遗传物质同亲代相比,既有继承,又有变化。
从这个角度看,你能找出不支持克隆人的论据吗?
你还能说出其他论据吗?
【提示】有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息,在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合,从而大大增加了生物变异,增加了适应多变环境的能力,也为进化提供了原材料。
克隆是无性繁殖的产物,克隆人与亲代相比,遗传物质是一样的,没有什么变化,因而降低了适应环境的能力。
还有,如果克隆人对某种疾病具有易感性,就可能带来灾难性的后果;在社会学意义上,克隆人是没有传统意义上的父亲和母亲,这可能会冲击原有的家庭和社会观念,等等。
复习与提高
一、选择题
1.下列各项表示细胞结构与其主要组成成分的对应关系,错误的是 (C)
A.染色体—DNA B.细胞膜—磷脂
C.细胞骨架—多糖 D.细胞壁—纤维素
2.细胞内运输物质的具膜囊泡可以与细胞膜融合,由此可以推测囊泡膜的主要成分是(C)
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