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第二单元细胞的结构与物质的输入和输出第一讲细胞膜与细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型)对应学生用书P24[循着图示·想一想]知识点一细胞膜的成分和功能知识点二生物膜的结构1．生物膜的探索历程2．生物膜的流动镶嵌模型知识点三细胞核的结构和功能[结合题目·试一试]1．判断有关细胞膜叙述的正误(1)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(2013·北京卷T1A)(√)(2)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(2010·山东卷T4B)(×)(3)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011·海南卷T1A)(√)(4)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012·广东卷T1D)(×)(5)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(2010·山东卷T4A)(√)(6)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(2010·全国卷ⅠT1A)(√)(7)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(2011·海南卷T1D)(√)2．连线细胞间信息交流的实例3．连线生物膜结构探索历程中的实验与结论4．填写生物膜流动镶嵌模型结构示意图5．判断有关细胞核叙述的正误(1)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质(2013·北京卷T1B)(×)(2)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(2010·安徽卷T1D)(×)(3)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞(2009·山东卷T1D改编)(√)(4)胰岛素基因转录的场所是细胞核(2011·福建卷T1D)(√)(5)真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行(2015·嘉兴模拟)(√)6．填写细胞核结构模式图对应学生用书P25考点一细胞膜的组成、结构和功能[必备知能]1．细胞膜的结构特点与功能特性项目特点原因实例影响因素结构特点一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐温度：在一定范围内，细胞膜的流动性随温度升高而增大功能特性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Na＋的排出①内因：细胞膜上载体的种类和数量；②外因：温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素[归纳串记]细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系2．细胞膜的功能及实验验证(1)功能：(2)实验验证：①控制物质进出功能的验证：②识别功能的验证：只有同种生物的精子和卵细胞才能结合验证⇨细胞膜具有识别作用糖蛋白的作用[易误提醒]关于细胞膜成分的两点提醒(1)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，而植物细胞膜中含量很少或没有。(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。[必明考向]考向一考查细胞膜的组成、结构及特性1．(2015·广州模拟)下列关于生物膜的叙述，正确的是()A．细胞完成分化以后，细胞膜的通透性不会发生改变B．膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础C．糖蛋白主要位于细胞膜外侧，载体蛋白主要位于细胞膜内侧D．维生素D能以自由扩散的方式优先通过细胞膜，是因为维生素D与细胞膜的主要成分均是磷脂解析：选B细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性有可能发生改变，如衰老细胞的细胞膜的透性会改变。膜的流动性指的是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质均可做相对运动，正是基于这点，各种生物膜可借助分子的运动进行转化。载体蛋白或嵌插在细胞膜中，或贯穿细胞膜，这样才有利于被运载物质从细胞膜的一侧运至另一侧。维生素D属于脂质中的固醇类物质。2．(2015·江西四校联考)细胞膜的亚显微结构模式如下图甲，图甲细胞膜的磷脂分子结构模式如下图乙，下列有关描述错误的是()A．图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境B．图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C．图甲中②与细胞的选择吸收有关，①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递D．将图乙平展在水面上，a部分与水面接触解析：选B图甲中①表示多糖，②表示蛋白质，③表示磷脂双分子层；图乙中a是亲水性头部，b是疏水性尾部。①②③共同构成了细胞膜，为细胞提供了相对稳定的内部环境，细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，而磷脂分子无此功能。考向二考查细胞膜的功能3．(2014·福建高考)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()解析：选D血红蛋白存在于红细胞内部，不属于膜蛋白；抗体主要分布于血清中，T淋巴细胞膜上没有抗体；胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合；骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋，产生收缩，也可以吸收葡萄糖，所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体。4．(2013·天津高考)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是()A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩解析：选A将洋葱表皮细胞放在高浓度的蔗糖溶液中，细胞可通过渗透作用失水，发生质壁分离，此过程未体现生物膜的信息传递功能；记忆细胞通过细胞膜接受抗原的刺激后增殖分化；胰岛B细胞分泌的胰岛素和神经细胞释放的神经递质均属于信息分子，可分别通过靶细胞膜受体完成信息向靶细胞的传递过程。考点二细胞核的结构和功能[必备知能]1．细胞核的结构及相应功能名称特点功能核膜·核孔①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行②选择性地控制物质出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞核仁①折光性强，易与其他结构区分②在有丝分裂中周期性地消失和重现参与某种RNA的合成及核糖体的形成染色质①易被碱性染料染成深色②由DNA和蛋白质组成③与染色体的关系：染色质螺旋变粗解螺旋，变细变长染色体遗传物质的主要载体[易误提醒]关于细胞核的四个易误点(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。①核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。②小分子物质进出细胞核是通过核膜以跨膜运输实现的，而不通过核孔。(2)并不是所有物质都能进出核孔。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。(3)核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。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，核孔数多，核仁较大。2．细胞核的功能及实验验证(1)细胞核功能①是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主要场所②是细胞代谢和遗传的控制中心(2)实验验证：[必明考向]考向一以模型图为载体，考查细胞核的结构1.细胞核结构模式如右图所示，下列有关叙述不．正确的是()A．①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的状态B．②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所C．③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质D．④是内质网，其上附有核糖体解析：选B由图可知，①是染色质，由蛋白质和DNA构成，与染色体是同种物质在细胞分裂不同时期呈现的两种不同状态；②是核仁，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质的合成场所是核糖体；③是核膜，在细胞周期中发生周期性变化(前期消失，末期重现)，构成核膜的主要成分是磷脂和蛋白质；图中④为内质网，其上附有核糖体。2．(原创题)核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个复杂的结构，称为核孔复合体，主要由蛋白质构成。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。有关说法正确的是()A．不同类型的细胞中核孔数量都相同B．离子和小分子物质都不能通过核孔C．大分子物质进出核孔需要载体蛋白协助D．蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核解析：选C代谢越旺盛的细胞中核孔数量越多；部分离子小分子也能通过核孔；DNA不能通过核孔进出细胞核。考向二结合实验分析，考查细胞核的功能3．(2010·江苏高考)核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。如图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是()A．亲核蛋白进入细胞核由头部决定B．亲核蛋白进入细胞核不需要载体C．亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量D．亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞的方式相同解析：选C第一组为对照组，注入的物质既有亲核蛋白的头部也有尾部，被注入细胞的细胞核中有放射性。第二组只注入了亲核蛋白的放射性尾部，结果与对照组相同，第三组只注入了亲核蛋白的放射性头部，结果是细胞核中无放射性，由此可知，亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的；由题意可知，细胞核吸收物质仍具有选择性，决定物质运输选择性的是不同物质运输的载体不同；大分子物质的运输根据细胞的需要进行，且需要能量；葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，不消耗能量，与亲核蛋白进入细胞核的方式不同。4．(2015·安阳一模)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理均正确的一个组合()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④B．b与③C．c与②D．d与①解析：选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。对应学生用书P27细胞膜的流动镶嵌结构模型解读[典型图示][信息解读](1)图1中磷脂分子的头部亲水、尾部疏水，在空气—水界面上呈单层铺展，在水中以磷脂双分子层形式形成脂质体，将药物放入脂质体内部，可利用其流动性，与膜融合后将药物运送至病变细胞。(2)图2中①是糖蛋白，②是载体蛋白，③是磷脂双分子层，④是嵌入磷脂双分子层中的蛋白质，据此可确定细胞膜的结构特点如下：镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的。不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，据此可判断细胞膜的内外侧。(3)图2中a是协助扩散，b是自由扩散，c是主动运输。[解题技法](1)分析此类问题要明确磷脂分子的结构特点，从而理解细胞膜以磷脂双分子层为基本支架的原因。(2)解答此类问题要准确判断各种组成成分，并根据是否需要能量、载体判断物质跨膜运输的方式。[针对训练]1．下图所示脂质体是一种人工膜，主要由磷脂组成，下列说法不．正确的是()A．磷脂分子在水介质中可自动形成该脂质体B．该脂质体可用作转基因研究C．该脂质体表面交联抗体，能靶向给药治疗癌症D．该脂质体交联胆固醇分子，可增强膜的流动性解析：选D磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部，在水介质中可自动形成脂质体；脂质体和细胞膜能够相溶，通过胞吞进入细胞，因此可以作为基因工程的运输工具；抗体具有特异性的识别作用，所以脂质体表面交联抗体，能靶向给药治疗癌症；脂质体交联胆固醇分子不能增强膜的流动性，膜成分的流动性与温度等因素有关。2．下图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不．正确的是()A．图1所示生物膜最可能是细胞膜B．物质通过离子通道不需要消耗ATPC．由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细