【生物】2021届 一轮复习 人教版 细胞膜和细胞核 教案 12页

第4讲　细胞膜和细胞核 ‎[目标要求]　1.简述细胞膜系统的结构和功能。2.阐明细胞核的结构与功能。‎ ‎1．细胞膜的制备 ‎2．细胞膜的成分 ‎3．细胞膜的结构 ‎(1)生物膜结构的探索历程(连线)‎ ‎(2)流动镶嵌模型 ‎①基本内容 ‎②特点 ‎4．细胞膜的功能 ‎5．细胞壁(植物细胞)‎ ‎(1)主要成分：纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器是高尔基体和线粒体。‎ ‎(2)功能：支持和保护作用。‎ 教材拾遗　(1)在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的血红蛋白腾出空间。人的红细胞只能存活120天左右。(P41“相关信息”)‎ ‎(2)细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质，可用来检测癌细胞。(P41右下图)‎ ‎(3)鉴别死细胞和活细胞通常用“染色排除法”，如台盼蓝可使死的动物细胞染色，而活的动物细胞不着色。(P43拓展题)‎ ‎1．判断关于细胞膜成分和功能说法的正误 ‎(1)细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类(　√　)‎ ‎(2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富(　×　)‎ ‎(3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　√　)‎ ‎(4)细胞膜的成分是恒定不变的(　×　)‎ ‎(5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　×　)‎ ‎2．判断关于细胞膜流动镶嵌模型说法的正误 ‎(1)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(　√　)‎ ‎(2)细胞膜的流动性与温度没有关系(　×　)‎ ‎(3)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(　√　)‎ ‎(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关(　√　)‎ 易错警示　关于细胞膜的4点说明 ‎(1)各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关：功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。‎ ‎(2)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同：如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中没有。‎ ‎(3)细胞膜是细胞的边界，因为其具有选择透过性；细胞壁是全透性的，不能作为细胞的边界。‎ ‎(4)细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。‎ 考向一　细胞膜和细胞壁的结构和功能分析 如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：‎ ‎(1)图中物质或结构的名称：①与膜结合的信号分子；②受体；③胞间连丝。‎ ‎(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？‎ 提示　分别属于图C、图A、图B。‎ ‎(3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？‎ 提示　受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有特异性。‎ ‎(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？‎ 提示　不是，有些小分子物质(如脂溶性的信号分子性激素)的受体在细胞内部。‎ ‎1．(2019·广西南宁三中开学考)下列关于细胞壁和细胞膜的叙述，正确的是(　　)‎ A．制备纯净的细胞膜的材料最好选用鸡的红细胞 B．细胞间的信息交流都是通过细胞膜上糖被的识别来完成的 C．载体蛋白是镶在细胞膜内表面或外表面的蛋白质 D．细胞壁不是植物细胞的边界，但是有支持和保护作用 答案　D 解析　常选用哺乳动物成熟的红细胞来制备纯净的细胞膜，鸡的红细胞有细胞核和各种具膜结构的细胞器，A错误；植物细胞可以通过胞间连丝完成细胞间的信息交流，不一定需要细胞膜上糖被的识别，B错误；载体蛋白或镶、或嵌、或贯穿于细胞膜，C错误；细胞的边界是细胞膜，细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用，D正确。‎ ‎2．(2018·天津，3改编)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断正确的是(多选)(　　)‎ 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A 位于突触后膜，识别并结合神经递质 受体 B 位于靶细胞膜，识别并结合激素 载体 C 位于类囊体薄膜，催化ATP合成 酶 D 位于癌细胞膜，引起特异性免疫 抗原 答案　ACD 解析　膜蛋白的功能多种多样，位于突触后膜上的受体可识别并结合神经递质；位于靶细胞膜上的受体可以识别并结合激素；位于类囊体薄膜上的酶可以催化ATP的合成；位于癌细胞膜上的抗原可以引发机体产生特异性免疫。‎ 归纳总结　4种常考的“膜蛋白”‎ ‎(1)受体蛋白：信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体。‎ ‎(2)载体蛋白：协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。‎ ‎(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。‎ ‎(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。‎ 考向二　与细胞膜有关的实验探究 细胞膜的相关实验设计思路 项目 设计思路 细胞膜磷脂分子为双层的验证 提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层占有面积，与细胞膜面积对比分析 细胞膜具有流动性的验证 取两种动物细胞，分别用发红、绿色荧光的染料标记细胞表面的蛋白质分子，进行融合实验，观察两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况 细胞膜识别作用探究 将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞的结合情况 ‎3．科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是(　　)‎ A．膜蛋白能自主翻转 B．细胞膜具有流动性 C．细胞膜具有选择通透性 D．膜蛋白可以作为载体蛋白 答案　B 解析　两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布，最后在细胞表面均匀分布，说明细胞膜具有流动性，不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转，也不能说明细胞膜的物质运输功能。‎ ‎4．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法错误的是(　　)‎ A．该技术说明细胞膜具有一定的流动性 B．应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率 C．降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长 D．理论分析，漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1‎ 答案　B 解析　由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性；应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间延长；由于实验过程中一部分荧光消失，所以漂白区域恢复足够长的时间荧光强度仍小于漂白前。‎ ‎1．细胞核的结构与功能 ‎(1)结构 ‎(2)‎ ‎2．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：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。‎ ‎(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。‎ 教材拾遗　(1)高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。(P52第一段)‎ ‎(2)模型方法 ‎①模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构的挂图或实物模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。(P54模型方法)‎ ‎②在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是美观与否。(P55模型建构)‎ ‎③洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片不是物理模型(模型是简化的、概括的)。(P56课后习题)‎ ‎(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(　×　)‎ ‎(2)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同(　√　)‎ ‎(3)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心(　×　)‎ ‎(4)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核(　×　)‎ ‎(5)蓝藻无细胞核，也无核糖体(　×　)‎ ‎(6)细胞是生物体代谢和遗传的基本单位(　√　)‎ ‎(7)细胞核是细胞的控制中心，所以要在细胞的最中央(　×　)‎ 易错警示　关于细胞核的5点辨析 ‎(1)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。‎ ‎(2)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。‎ ‎(3)核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。‎ ‎(4)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中，核孔数量多，核仁较大。‎ ‎(5)染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。‎ 考向一　细胞核的结构和功能的辨析 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主要小分子物质有氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。‎ ‎(2)②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所吗？‎ 提示　不是，②是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。‎ ‎(3)蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核是否需要能量？有没有选择性？‎ 提示　需要能量，具有选择性。‎ ‎(4)代谢旺盛的细胞中，核孔的数目、核仁的大小有何变化？‎ 提示　核孔的数目会增加，核仁会增大。‎ ‎5．(2019·全国Ⅲ，2)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 答案　B 解析　染色质存在于细胞核中，A正确；真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中的核糖体上，B错误；细胞核中的染色质上含有遗传物质DNA，因此细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；细胞核中的遗传物质是DNA，其通过DNA复制合成子代DNA，该过程需要消耗能量，D正确。‎ ‎6．如图是细胞核模型图，①～⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦是两种细胞器。下列说法正确的是(多选)(　　)‎ A．②③是生物膜的一部分 B．⑦的形成与结构⑤无关 C．⑥可以与②直接相连 D．分泌蛋白的形成离不开⑥和⑦‎ 答案　ACD 解析　图中②和③分别表示核膜的外膜和内膜，属于生物膜的一部分；⑤是核仁，与核糖体(⑦)的形成有关；由图可知，内质网(⑥)与②直接相连；分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，经内质网、高尔基体加工后，分泌到细胞外。‎ 考向二　细胞核功能的实验探究 ‎7．(2019·安徽合肥九中检测)如图表示伞藻的核移植实验过程和结果。以下分析正确的是(　　)‎ A．细胞核能通过细胞分裂控制生物的遗传 B．细胞核能通过控制代谢，进而控制生物的性状 C．细胞核重要作用的发挥与细胞质没有关系 D．细胞核在该实验中表现出全能性特点 答案　B 解析　该实验中没有涉及细胞的分裂，A错误；该实验表明伞藻的伞帽形状由细胞核控制，因此细胞核能控制生物的性状，B正确；细胞核重要作用的发挥与细胞质有关，C错误；本实验所用的伞藻是单细胞生物，不涉及细胞的分化，所以不能通过本实验看出细胞核的全能性，D错误。‎ ‎8．(2020·诸暨模拟)汉麦林的实验如下图，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断(a)，中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后，不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是(　　)‎ ‎①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核 ‎②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质 ‎③杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果 ‎④(b)能再生一杯是因为(b)中含有由细胞核转录而来的遗传信息 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④‎ 答案　C 解析　决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核，①正确；将(c)中藻杯切掉后，不能再生第二杯(d)，说明(c)中不含合成藻杯形态的遗传信息，决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不是来自细胞质，②错误；本实验没有单独拿出细胞核进行实验，看是否形成杯状藻藻杯，因此该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果，③错误；决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核，细胞核中遗传信息通过转录形成mRNA，进入细胞质中，(b)含有细胞核中遗传信息通过转录形成的mRNA，因此可以再生一藻杯，④正确。综上所述，正确的是①④。‎ ‎1．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。‎ ‎2．组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。‎ ‎3．生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。‎ ‎4．染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。‎ ‎5．染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。‎ ‎6．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。‎ ‎1．(2017·全国Ⅰ，1)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性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 答案　D 解析　细胞间信息交流的方式主要有三种，分别为通过体液运输、细胞间的直接接触及植物细胞之间通过胞间连丝交流信息。内分泌腺细胞分泌激素作用于靶细胞，如哺乳动物卵巢细胞分泌的雌性激素，信号由分泌细胞通过血液循环运输传递到靶细胞，进行细胞间的信息交流；精子与卵细胞结合时，两者细胞膜表面直接相互接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，进行细胞间信息交流。‎ ‎2．(2016·全国Ⅲ，1)下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　　)‎ A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的 B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同 C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象 D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的 答案　C 解析　主动运输可以使离子从低浓度一侧向高浓度一侧运输，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B项错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇属于固醇，固醇与磷脂都属于脂质，D项错误。‎ ‎3．(2015·海南，1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述，错误的是(　　)‎ A．细胞膜是一种选择透过性膜 B．乙醇通过细胞膜需要消耗ATP C．氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜 D．蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中 答案　B 解析　细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，A项正确；水、氧气、二氧化碳及甘油、乙醇、苯等物质可以通过自由扩散进出细胞，自由扩散不需要消耗能量，B项错误；氨基酸、葡萄糖、核苷酸、氢离子等进出细胞需要借助载体蛋白，C项正确；生物膜的流动镶嵌模型认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，D项正确。‎ ‎4．(2014·全国Ⅰ，1)关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是(　　)‎ A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质 B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变 C．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜 D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递 答案　C 解析　细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，A项正确；细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低，B项正确；甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式是自由扩散，C项错误；细胞产生的激素随血液循环到达全身各处，与靶细胞表面的相应受体结合，实现了细胞间的信息传递，D项正确。‎ ‎5．(2019·宁夏银川质检)下列关于细胞膜结构和功能的叙述，正确的是(　　)‎ A．细胞膜表面的糖类只能与蛋白质结合 B．相邻细胞间的信息传递一定是通过细胞膜的接触来实现的 C．在组成细胞膜的分子中只有蛋白质分子是可以运动的 D．在没有内质网的细胞中，蛋白质分子仍可具备复杂的空间结构 答案　D 解析　细胞膜上的糖类可以与蛋白质相连，也可以与脂质相连，A错误；相邻细胞间的信息传递可以通过细胞膜的直接接触，植物细胞也可以通过胞间连丝实现，B错误；组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，C错误；原核生物没有内质网、高尔基体等结构，仍然可以合成结构复杂的蛋白质，D正确。‎