【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版质膜(细胞膜)与细胞核教案 16页

第4讲　质膜(细胞膜)与细胞核 单科命题 备考导航 核心素养解读 命题趋势 ‎(1)概述质膜的功能 ‎(2)阐明遗传信息主要贮存在细胞核中 ‎(1)能运用结构和功能观阐明质膜的结构与功能,认同质膜对细胞这个生命系统的重要意义 ‎(2)能够用结构与功能观阐明细胞核的结构与功能,认同细胞核是细胞生命活动的调控中心 ‎◆题型内容:质膜与细胞核的结构与功能 ‎◆考查形式:多以图像分析形式考查 考点一　质膜的结构和功能 ‎　　1.质膜的成分 ‎(1)质膜的制备 ‎(2)质膜的成分 ‎2.质膜的流动镶嵌模型 ‎(1)生物膜结构的探索历程(连线)‎ ‎(2)流动镶嵌模型 ‎①模式图 ‎②结构 　特点 ‎3.质膜的功能 ‎(1)功能 ‎①将细胞与　外界环境分隔　开,保证细胞内环境的相对稳定。 ‎ ‎②控制　物质进出细胞　。 ‎ ‎③进行细胞间的　信息交流　。 ‎ ‎(2)功能特性 ‎①内容:具有　选择透过性　。 ‎ ‎②表现:水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。‎ ‎4.细胞壁(植物细胞)‎ ‎1.构成质膜的磷脂分子是不断运动的,而蛋白质是静止不动的。(✕)‎ ‎2.糖类在质膜上以糖脂和糖蛋白的形式存在,且糖蛋白只分布在膜外侧。(√)‎ ‎3.磷脂分子以亲水性头部相对的方式构成磷脂双分子层。(✕)‎ ‎4.植物相邻细胞之间可通过细胞之间的直接接触进行信息交流。(✕)‎ ‎5.各种膜所含蛋白质与脂质的比例与膜的功能有关。(√)‎ ‎6.吞噬细胞的吞噬作用体现了质膜的功能特点。(✕)‎ ‎7.胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于质膜的流动性。(√)‎ ‎8.同一生物体的质膜中蛋白质的种类和数量相同。(✕)‎ ‎　　观察下列图示,写出三个图的信息交流类型,请思考:‎ ‎(1)图1~3分别通过何种方式实现信息交流?‎ ‎(2)效应T细胞识别靶细胞、淋巴因子对B细胞的调节,分别属于哪种方式?植物维管束之间的胞间连丝与上述哪类方式吻合?‎ 答案　(1)图1细胞分泌的化学物质(如激素)通过体液运输传递信息;图2通过细胞膜直接接触(如精子和卵细胞)传递信息;图3通过细胞通道传递信息,如高等植物细胞的胞间连丝。‎ ‎(2)图2方式、图1方式,图3方式。‎ ‎　　1.利用网络图构建质膜成分、结构与功能之间的联系 ‎(1)不同质膜的成分种类相同,但各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,功能越复杂的质膜,蛋白质的种类和数量越多。‎ ‎(2)质膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,质膜组分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。‎ ‎(3)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。‎ ‎(4)质膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链的位置是判断生物膜内、外侧的依据,多糖侧链所在的一侧为质膜外侧,另一侧则为质膜内侧。‎ ‎2.质膜的三大功能 ‎3.质膜的结构特点和功能特性的比较 项目 内容 原因 实例 影响因素 结构特点 一定的流 动性 变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐 温度(在一定范围内,温度越高,质膜的流动性越大)‎ 构成质膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的,而是可以运动的 功能特性 选择透过 性 遗传特性 载体种类、数量 选择透过性 植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出 ‎(1)内因:质膜上载体蛋白的种类和数量 ‎(2)外因:温度、pH、O2等影响细胞呼吸的因素 两者关系 流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动性,才能实现选择透过性 考向一　考查质膜的组成、结构及功能 ‎1.(2020福建莆田仙游一中高三月考)下列有关质膜的叙述,不正确的是(　　)‎ A.质膜主要由脂质和蛋白质组成 B.不同功能的细胞,其质膜蛋白质的种类和数量相同 C.组成质膜的脂质中,磷脂最丰富 D.质膜在细胞的物质交换、信息交流等方面发挥重要作用 ‎1.答案　B　质膜主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量的糖类,A正确;蛋白质在质膜行使功能时起重要的作用,不同功能的细胞,其质膜蛋白质的种类和数量不相同,B错误;组成质膜的脂质中,磷脂最丰富,C正确;质膜作为细胞的边界,能够将细胞与外界环境分隔开,此外,在细胞的物质交换、信息交流等方面也发挥重要作用,D正确。‎ ‎2.(2019黑龙江哈师大附中高三开学考试)下列有关细胞间信息交流的叙述中,正确的是(　　)‎ A.细胞间信息交流是质膜的功能之一,体现了质膜的选择透过性 B.神经递质与突触后膜上的受体结合后,即被受体转运到突触后膜内,使后膜兴奋或抑制 C.与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同,也可能不同 D.细胞间信息交流的方式多种多样,可以是细胞接触传递信息,也可以通过介质传递 ‎2.答案　D　细胞间信息交流不能体现细胞膜的选择透过性,A错误;神经递质与受体结合时产生的电信号继续传导信息,引起抑制或兴奋,大部分神经递质与受体结合后被迅速分解,B错误;受体具有特异性,故与胰岛素和甲状腺激素结合的受体不同,C错误;细胞间信息交流的方式多种多样,可以是细胞接触传递信息,如精子与卵细胞,也可以通过介质传递,如激素通过血液运输,D正确。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　3种常考的“膜蛋白”及其功能 ‎(1)膜载体蛋白:膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。‎ ‎(2)具有催化作用的酶:如好氧型细菌其质膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,质膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。‎ ‎(3)识别蛋白:a.信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白——糖蛋白。b.用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精、卵间的识别等)。‎ 考向二　考查质膜的流动性和选择透过性 ‎3.对某动物细胞进行荧光标记实验,如图所示,其基本过程:①用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点;②用激光束照射该细胞表面的某一区域,该区域荧光淬灭(消失);③停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。上述实验不能说明的是(　　)‎ A.质膜具有流动性 B.荧光染料能与质膜组成成分结合 C.根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 ‎3.‎ 答案　C　用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点,说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合,B正确;用激光束照射该细胞表面的某一区域,这个区域的荧光消失,停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,说明被荧光标记的某种化学成分在运动,故可说明细胞膜具有流动性,A正确;由此也可根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率,D正确;不能根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率,C错误。‎ ‎4.下列关于选择透过性膜的叙述正确的是(　　)‎ A.质膜是选择透过性膜,主要由磷脂和糖类组成 B.植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性 C.人工脂双层膜能让O2通过而不能让Ca2+通过,属于选择透过性膜 D.生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征 ‎4.答案　D　质膜能控制物质进出细胞,是选择透过性膜,质膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,A错误;细胞壁具有全透性,B错误;人工脂双层膜能让O2通过而不能让Ca2+通过,是因为人工脂双层膜没有生物活性,不能体现膜的选择透过性,C错误。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　质膜结构特点和功能特性的联系 考点二　细胞核的结构和功能 ‎　　1.细胞核的结构 上述结构中 ‎(1)原核细胞不具备的是　核膜、核仁、染色质　。 ‎ ‎(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是　核膜和核仁　。 ‎ ‎(3)染色质和染色体是　同种物质　在细胞不同时期的两种存在状态,前者呈细长丝状、后者呈圆柱状或杆状,即: ‎ ‎　 染色质(间期、末期)　　染色体(前期、中期、后期)‎ ‎2.细胞核的两大功能 ‎(1)细胞核是　遗传信息库　。 ‎ ‎(2)细胞核是细胞　代谢和遗传　的控制中心。 ‎ ‎1.细胞核是mRNA合成和加工的场所。(√)‎ ‎2.细胞核是遗传信息储存和细胞代谢的主要场所。(✕)‎ ‎3.大肠杆菌的遗传信息在细胞核中转录,在细胞质中翻译。(✕)‎ ‎4.植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是细胞核。(√)‎ ‎5.染色质和染色体物质组成上相同,空间结构上不同。(√)‎ ‎6.核孔是细胞核膜上的孔道,物质通过核孔不具有选择性。(✕)‎ ‎7.胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞。(√)‎ ‎　　据图分析细胞核的结构和功能:‎ ‎(1)将①彻底水解主要可得到的小分子物质有哪些?‎ ‎(2)②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所吗?‎ ‎(3)说出蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核的几个特点。‎ 答案　(1)氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。(2)不是,②是核仁,与某种RNA的合成和核糖体的形成有关。(3)需要能量,具有选择性。‎ ‎　　1.细胞核的功能探究 ‎(1)黑白美西螈核移植实验 ‎①实验过程 ‎②实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。‎ ‎(2)蝾螈受精卵横缢实验 ‎①实验过程 ‎②实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。‎ ‎(3)变形虫切割实验 ‎①实验过程 ‎②实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。‎ ‎(4)伞藻嫁接与核移植实验 ‎①伞藻嫁接实验过程 ‎②伞藻核移植实验过程 ‎③实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。‎ ‎2.从四大层面理解细胞的整体性 ‎(1)从结构上理解:‎ ‎①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。‎ ‎②核膜与内质网膜、质膜等构成细胞完整的“生物膜系统”。‎ ‎(2)从功能上理解:细胞各部分结构和功能虽不同,但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动的。‎ ‎(3)从调控上理解:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。因此,细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,使细胞形成一个整体调控系统。‎ ‎(4)从与外界的关系上看,针对多细胞生物,细胞的整体性还体现在每一个细胞都要与相邻的细胞进行物质交换与信息交流。‎ 考向一　考查细胞核的结构与功能 ‎1.(2019福建龙岩期末)下列有关人体细胞核结构和功能的叙述正确的是(　　)‎ A.肝脏细胞的核孔数量比口腔上皮细胞的少 B.肌肉细胞的染色质主要分布在核仁上 C.细胞核是细胞代谢、遗传物质储存和复制的中心 D.小肠上皮细胞的核膜与内质网膜相连有利于物质的运输 ‎1.答案　D　与口腔上皮细胞相比,肝脏细胞代谢旺盛,因此肝脏细胞的核孔数量多,A错误;肌肉细胞的染色质是细胞核的一种结构,不在核仁上,B错误;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,是细胞的遗传信息库,C错误;核膜的外膜可以直接与内质网膜相连,有利于细胞核和细胞质的物质运输,D正确。‎ ‎2.(2019江苏盐城模拟)如图甲为细胞中某一结构的模式图,图乙表示图甲中3的成分及其各级结构。下列叙述正确的是(　　)‎ A.图甲所示结构为细菌的细胞核亚显微结构图 B.人的胰岛细胞比口腔上皮细胞中甲图2结构的数目多 C.图乙中①为蛋白质分子,检测②的试剂为斐林试剂 D.图乙中③转化成④发生在细胞有丝分裂的间期 ‎2.答案　B　图甲为细胞核亚显微结构图,细菌为原核生物,无成形的细胞核,A错误;甲图2结构为核孔,代谢旺盛的细胞中核孔数目较多,胰岛B细胞分泌胰岛素,代谢旺盛,口腔上皮细胞只有保护作用,代谢较弱,故胰岛B细胞比口腔上皮细胞的核孔数目多,B正确;图乙中①为DNA分子,②为蛋白质分子,检测②蛋白质分子的试剂为双缩脲试剂,C错误;图乙中③染色质转化成④染色体,发生在细胞有丝分裂的前期,D错误。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　关于细胞核结构与功能的5点提醒 ‎(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。‎ ‎(2)核膜和核孔都具有选择透过性,核孔虽然允许大分子物质如RNA和某些蛋白质通过,但是不允许细胞核中的DNA通过其进入细胞质。‎ ‎(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量多,核仁较大。‎ ‎(4)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。‎ ‎(5)染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同。‎ 考向二　考查细胞核功能的实验探究 ‎3.(2019甘肃甘谷一中月考)伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻,由伞帽、伞柄和假根三部分构成,细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图)。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止 B.图2中③与图1中①的帽形相同,都是菊花形帽 C.图1中①②的帽形因嫁接而改变 D.上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 ‎3.答案　C　细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,故移去细胞核的甲伞藻的生命活动逐渐减缓直至停止,A正确;图2中的③与图1中的①的细胞核相同,两者都是菊花形帽,B正确;图1中①②嫁接的是伞柄,属于细胞的细胞质部分,故不会引起帽形的改变,C错误;题中嫁接实验及核移植实验可说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,D正确。‎ ‎4.有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验,该实验最能说明的问题是(　　)‎ A.控制c性状发生的遗传信息来自细胞核 B.控制c性状发生的遗传信息来自细胞质 C.细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生 D.c性状的发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的 ‎4.答案　A　由实验可知,控制c性状发生的遗传信息来自细胞核。‎ ‎1.(2019课标全国Ⅲ,2,6分)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是(　　)‎ A.细胞中的染色质存在于细胞核中 B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所 C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 D.细胞核内遗传物质的合成需要能量 ‎1.答案　B　本题借助细胞核的结构与功能,考查考生理解所学知识,作出合理判断的能力;试题通过基础判断的形式体现了生命观念素养中的结构与功能观。真核细胞的DNA与蛋白质等结合形成染色质,存在于细胞核中,A正确;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,是DNA复制和转录的主要场所,翻译的场所是核糖体,B错误,C正确;细胞核内DNA的复制(遗传物质的合成)需要消耗能量,D正确。‎ ‎2.下列有关细胞的结构和生命活动的叙述,错误的是(　　)‎ A.成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量 B.细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素 C.两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递 D.哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆 ‎2.答案　A　本题考查生物膜的结构和功能及细胞增殖、分化等相关知识。细胞增殖过程是消耗能量的过程,A错误;核膜、内质网膜和细胞膜属于生物膜,生物膜的成分中有磷脂,所以三者都含有磷元素,B正确;相邻两个细胞的细胞膜接触,可以使信息从一个细胞传递给另一个细胞,例如精子与卵细胞的识别和结合,C正确;哺乳动物造血干细胞分化形成的成熟红细胞无细胞核,将一直保持分化后的状态,D正确。‎ ‎3.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于(　　)‎ A.血液运输,突触传递 ‎ B.淋巴运输,突触传递 C.淋巴运输,胞间连丝传递 ‎ D.血液运输,细胞间直接接触 ‎3.答案　D　本题主要考查细胞间进行信息交流的方式。细胞分泌的激素随血液循环到达全身各处,与靶细胞的受体结合,将信息传递给靶细胞;精子和卵细胞通过直接接触完成信息传递,从而实现了细胞间的识别和结合,D正确。‎ ‎4.有人把变形虫的核取出,观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后,预测出a~d四个现象,并提出相应的推测理由①~④。请选出预测现象和推测理由均正确的一个组合(　　)‎ ‎　　预测现象:a.失去核的变形虫,虽然停止伸出伪足,但几天后核将再生,能正常活动;b.失去核的变形虫,细胞质功能逐渐衰退,几天内将死亡;c.失去核的变形虫,虽然会反复进行数次无丝分裂,但结果还是死亡;d.除去核以后,细胞质活动反而暂时提高,因此细胞分裂将更加旺盛。‎ ‎　　推测理由:①核能抑制细胞的过度分裂;②没有核的细胞也具备分裂的能力;③如果没有核,就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸;④许多生物结构都有再生能力,核也能再生。‎ A.a与④ B.b与③ ‎ C.c与② D.d与①‎ ‎4.答案　B　细胞核与细胞质的关系:细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸,细胞的生命活动不能正常进行,如不能摄取食物,对外界刺激也不再发生反应,因而生存几天后就会死亡。‎ ‎5.端粒存在于真核生物染色体的末端,是由DNA序列及其相关的蛋白质所组成的复合体。端粒酶是一种逆转录酶,由蛋白质和RNA构成。由此可知,属于核膜、端粒和端粒酶共同点的是(　　)‎ A.都存在于所有生物细胞中 B.都含有C、H、O、N、P等元素 C.都与遗传信息的传递无关 D.都含有遗传物质 ‎5.答案　B　由于原核生物没有核膜和染色体,故没有端粒;核膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质,端粒是由DNA和蛋白质组成的复合体,端粒酶由蛋白质和RNA构成,三者组成元素都有C、H、O、N、P等;端粒存在于染色体的末端,端粒酶是一种逆转录酶,都与遗传信息的传递有关;端粒酶和核膜中都没有DNA。‎ ‎6.【不定项选择题】如图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验,据此推断正确的是(　　)‎ A.RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中 B.细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制蛋白质的合成 C.若核质分离较长时间后进行移植,则乙组实验细胞质中无15N标记的RNA D.甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,可得到相同的实验结果 ‎6.答案　ABC　15N标记的尿嘧啶核苷酸是合成RNA的原料,由图可知,在细胞核中首先发现被15N标记的RNA,然后在重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA,说明RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中。细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成。若核质分离较长时间,可能由于细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡,这样乙组重组细胞质中无15N标记的RNA。胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料,甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,若DNA进行复制,可在细胞核中发现被15N标记的DNA,但DNA不能进入细胞质,所以在细胞质中没有被15N标记的DNA;若DNA不复制,则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。‎ ‎7.【不定项选择题】研究发现,抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9(FGF9)是一种分泌蛋白,含量远高于正常人。下列判断错误的是(　　)‎ A.抑郁症患者含有较多FGF9的根本原因是合成FGF9的酶的活性较高 B.可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症 C.FGF9的分泌过程体现了质膜的功能特点——流动性 D.FGF9通过胞吐方式从细胞中出来作用于靶细胞,属于细胞间直接信息传递 ‎7.答案　ACD　抑郁症患者大脑中FGF9含量远高于正常人,其根本原因是控制合成FGF9的基因过量表达;FGF9是一种分泌蛋白,在X细胞的核糖体内合成,因此,可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症;FGF9的化学本质是蛋白质,以胞吐方式分泌,其分泌过程体现了质膜的结构特点——具有一定的流动性;FGF9通过胞吐方式从细胞中出来,需要经过体液运输作用于靶细胞,不属于细胞间直接信息传递。‎