搜索
第4讲细胞膜(含流动镶嵌模型)与细胞核[考纲要求]1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)。考点一细胞膜的结构与功能1．细胞膜的制备成熟的红细胞细胞核细胞器细胞壁[特别提醒]①滴加生理盐水的目的：稀释血液，使红细胞分散，不易凝集成块；同时维持红细胞原有的形态。②不是所有动物的红细胞都没有细胞核和众多细胞器，如蛙的红细胞、鸟的红细胞等具有细胞核和细胞器。2．细胞膜的成分磷脂糖类3．细胞膜的功能(1)将细胞与__________分隔开，保障细胞__________的相对稳定。(2)控制物质进出细胞，如图：外界环境内部环境营养物质相对性(3)进行细胞间的信息交流。①通过分泌的化学物质(如激素、神经递质)传递信息，如图：②通过________直接接触(如精子和卵细胞)传递信息，如图：细胞膜靶细胞信号分子③通过__________传递信息，如高等植物细胞之间的胞间连丝，如图：细胞通道4．生物膜结构的探索历程(连线)5．流动镶嵌模型的基本内容(1)结构模型糖蛋白蛋白质分子磷脂双分子层(2)结构特点一定的流动性磷脂分子蛋白质分子加快6．植物细胞壁纤维素高尔基体支持和保护1．细胞膜的成分、结构及功能的关系模型构建2．细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计项目设计思路细胞膜磷脂双分子层的鉴定提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子占有面积，与细胞膜面积对比分析细胞膜流动性的鉴定取A、B两种动物细胞，分别用红、绿色荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况项目设计思路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，观察精子和卵细胞结合情况细胞膜控制物质进出细胞探究可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化[教材对接高考]1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T2C)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。()探源：必修1P42图3－2。2．(2016·高考全国卷Ⅲ，T1D)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。()探源：必修1P66“思考与讨论”第3题。√×3．[必修1P41“相关信息”]哺乳动物红细胞的核排出后，相对表面积发生了怎样的变化？有什么意义？提示：相对表面积增大了，有利于红细胞运输O2。4．[必修1P41“与生活的联系”]癌细胞的转移与其细胞膜的哪种成分改变有关？提示：糖蛋白减少。思维探究1．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_____，②_____，③_____，④_____。提示：①信号分子②受体③信号分子④胞间连丝(2)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；和信号分子的结合具有特异性。(3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？提示：不是，有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。2．科学家采用了某种技术将小鼠细胞与人细胞的细胞膜进行了融合实验，如图所示：(1)本研究所采用的方法是什么？提示：荧光标记法。(2)由本实验结果可推测何种结论？提示：细胞膜具有一定的流动性。题点一细胞膜的成分与结构分析1．在“体验制备细胞膜的方法”实验中，材料常用哺乳动物的成熟红细胞，关键原因是()A．哺乳动物成熟的红细胞容易得到B．哺乳动物成熟的红细胞在水中容易涨破C．哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构D．哺乳动物成熟的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到C解析：选C。哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和各种膜结构细胞器，在蒸馏水中吸水涨破后，经离心只得到细胞膜。2．某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是()A．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内B．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内C．由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜基本相同D．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对A解析：选A。由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水，外部溶液为水溶液，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成，头部在外，尾部向着油滴。题点二细胞膜的功能分析3．(2018·高考天津卷)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，对其类型判断错误的是()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位于类囊体膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原B解析：选B。突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体，受体可以特异性的结合相应的神经递质，使下一个神经元兴奋或抑制，A正确；靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体，当激素与受体结合后，引起细胞代谢发生变化，B错误；光合作用的光反应过程中，会发生光能转变为ATP中活跃的化学能，即需要ATP的合成，因此类囊体薄膜上含有ATP合成酶，C正确；细胞癌变后，细胞膜上会产生相应的癌胚抗原，引起机体的特异性免疫反应，进而清除癌变的细胞，D正确。4．细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要的生理功能。下列图中，可正确表示不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()D解析：选D。血红蛋白存在于红细胞的内部，不属于膜蛋白，A项错误；抗体主要分布于血清中，T细胞膜上没有抗体，B项错误；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，C项错误。根据功能快速区分4种常考的“膜蛋白”(1)糖蛋白：信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白。(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：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在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)。考点二细胞核的结构与功能1．细胞核的结构与功能(1)结构DNA和蛋白质DNA某种RNA核孔核膜遗传信息库代谢和遗传细胞核结构的五个提升点(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失，分裂末期重建。(2)核膜、核孔都有选择性：小分子物质可通过核膜进出细胞核，DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外，物质进出核孔时仍消耗能量。(3)代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。(4)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。而并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。(5)核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。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[教材对接高考]1．(2018·高考全国卷Ⅰ，T1C)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道。()探源：必修1P53图3－10。2．(高考全国卷Ⅰ，T29(2))用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为：______________________________________________________________________________。探源：必修1P54原文。√细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心3．[必修1P53]核仁的功能：RNA有三种，推测核仁与哪种RNA的合成有关？提示：rRNA。4．根据教材必修1P54模型方法的叙述，判断教材必修1P52“问题探讨”中的细胞电镜照片和教材必修1P53图3－10均属于模型吗？如果是应属于哪类模型？提示：问题探讨中的细胞电镜照片不属于；图3－10属于物理模型。思维探究1．[必修1P56“拓展题”改编]从母牛甲的体细胞中取出细胞核，注入到母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，将胚胎植入母牛丙的子宫内。出生小牛的各种性状，大多像甲，极少性状像乙，最不像丙。请说明理由。提示：因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，而母牛乙卵细胞细胞质为其提供了少量的DNA，母牛丙则只为其提供生长发育的场所，因此，小牛性状绝大多数像母牛甲、少数像母牛乙、最不像母牛丙。2．蛙成熟的未受精卵具有活跃的DNA合成能力，而脑组织细胞不能分裂。科学家进行了如图所示的核移植实验，请分析回答相关问题。(1)脑细胞无核部分仍能够生活一段时间，但最终死亡的原因是什么？提示：失去细胞核的控制，细胞质无法合成新的物质和提供能量。(2)单独的细胞核不能生存的原因是什么？提示：无物质和能量的供应。(3)本实验证明了什么？提示：细胞质和细胞核是相互依存的统一整体。题点一细胞核的结构和功能的分析1．细胞核结构模式图如图所示，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B解析：选B。由图可知，①是染色质，主要由蛋白质和DNA组成，与染色体是同样的物质在细胞分裂不同时期呈现的两种不同状态；②是核仁，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．核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合物，它是细胞质与细胞核内物质输送活动的看护者。如图所示，该复合物由一个核心脚手架组成，其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白质组成，称为中央运输蛋白。有关分析正确的是()BA．人体成熟的红细胞中核孔数目较少，影响到物质的运输B．核孔复合物的存在，说明核膜也具有选择性C．mRNA在细胞核内合成后通过核膜运出细胞核是不需要消耗能量的D．核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关解析：选B。人体成熟的红细胞中没有细胞核，A错误；核孔复合物具有选择性的输送机制，其存在说明核膜也具有选择性，B正确；mRNA在细胞核内合成后通过核孔运出细胞核，是需要消耗能量的，C错误；核膜是双层膜，每层膜由两层磷脂分子组成，D错误。题点二细胞核功能的实验探究3．如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明()DA．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关B．细胞的分裂和分化是由细胞核控制的C．细胞核是细胞代谢的中心D．细胞核是细胞遗传的控制中心解析：选D。通过图示可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A错误；伞藻是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，但该实验不能说明，C错误；该实验说明，细胞核是细胞遗传的控制中心，D正确。4．亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图)得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。(