PAGEPAGE17第5講細胞膜和細胞核[考綱明細]1.細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)2.細胞核的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)考點1細胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能1．細胞膜的制備(1)原理：細胞eq\o(□,\s\up3(01))吸水漲破eq\o(□,\s\up3(02))離心獲得細胞膜。(2)材料：eq\o(□,\s\up3(03))人或其他哺乳動物的成熟紅細胞。(3)選材緣由①無eq\o(□,\s\up3(04))細胞核和眾多細胞器，易制得純凈的細胞膜。②無eq\o(□,\s\up3(05))細胞壁，細胞易吸水漲破。[特殊提示]有關(guān)紅細胞的常考點：(1)哺乳動物的成熟的紅細胞：①由造血干細胞分裂分化而來，無細胞核、細胞器；高度分化，不能分裂，壽命很短；②制備細胞膜的志向材料，不能用來提取DNA(不含DNA)；③無氧呼吸產(chǎn)生乳酸(無線粒體)，幫助擴散汲取葡萄糖；④含有酶，但不能合成酶(無核糖體)；⑤含血紅蛋白(C、H、O、N、Fe)(核退化之前已經(jīng)存在的)，不屬于內(nèi)環(huán)境成分；⑥鐮刀型細胞貧血癥：基因突變導致血紅蛋白結(jié)構(gòu)變更，導致紅細胞形態(tài)變更。(2)蛙的紅細胞：無絲分裂，有細胞核，DNA在分裂時發(fā)生復制均分。2．細胞膜的成分深挖教材(1)依據(jù)細胞膜的成分推想細胞膜的組成元素有哪些？提示C、H、O、N、P等。(2)細胞膜上的蛋白質(zhì)有哪些功能？試舉例說明。提示①信號分子(如激素、淋巴因子、神經(jīng)遞質(zhì))的受體蛋白——糖蛋白。②膜載體蛋白(運輸)：膜用于幫助擴散和主動運輸?shù)妮d體蛋白。③具催化作用的酶：如好氧型細菌其細胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶，此外，細胞膜上還可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主動運輸?shù)?。④識別蛋白：用于細胞與細胞間相互識別的糖蛋白(如精卵間的識別等)。3．細胞膜的三大功能(1)將eq\o(□,\s\up3(01))細胞與外界環(huán)境分隔開，保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。(2)限制eq\o(□,\s\up3(02))物質(zhì)進出細胞。(3)進行eq\o(□,\s\up3(03))細胞間的信息溝通，溝通方式如下：多細胞生物體是一個繁忙而有序的細胞社會，假如沒有信息溝通，生物體不行能作為一個整體完成生命活動。細胞間的信息溝通，大多與eq\o(□,\s\up3(10))細胞膜的結(jié)構(gòu)和eq\o(□,\s\up3(11))功能有關(guān)。4．生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程(1)19世紀末，歐文頓依據(jù)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更簡單通過細胞膜，提出膜是由eq\o(□,\s\up3(01))脂質(zhì)組成的。(2)20世紀初，化學分析表明，膜的主要成分是eq\o(□,\s\up3(02))脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。(3)1925年，荷蘭科學家得出結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必定排列為eq\o(□,\s\up3(03))連續(xù)的兩層。(4)20世紀40年頭，科學家推想脂質(zhì)兩邊各覆蓋著eq\o(□,\s\up3(04))蛋白質(zhì)。(5)1959年，羅伯特森認為生物膜由eq\o(□,\s\up3(05))蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，中間的亮層是eq\o(□,\s\up3(06))脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是eq\o(□,\s\up3(07))蛋白質(zhì)分子。(6)1970年，人鼠細胞熒光標記雜交試驗表明，細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是eq\o(□,\s\up3(08))具有流淌性。(7)1972年，eq\o(□,\s\up3(09))桑格和尼克森提出的生物膜的eq\o(□,\s\up3(10))流淌鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。深挖教材為什么脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜？提示構(gòu)成生物膜的主要成分中有磷脂，細胞膜以磷脂雙分子層為基本支架，因此脂溶性物質(zhì)簡單透過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)通過卻特別困難。5．流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容(1)結(jié)構(gòu)模型(2)流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容①基本支架：eq\o(□,\s\up3(04))磷脂雙分子層。②蛋白質(zhì)分子的分布：有的eq\o(□,\s\up3(05))鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部eq\o(□,\s\up3(06))嵌入磷脂雙分子層中，有的eq\o(□,\s\up3(07))貫穿于整個磷脂雙分子層。③磷脂分子和大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子是可以eq\o(□,\s\up3(08))運動的。(3)糖蛋白(糖被)①分布：細胞膜的eq\o(□,\s\up3(09))外側(cè)。②作用：與細胞表面的eq\o(□,\s\up3(10))識別有親密關(guān)系，同時有愛護和潤滑作用。(4)細胞膜的結(jié)構(gòu)特點與功能特性①結(jié)構(gòu)特點②功能特點③細胞膜的流淌性和選擇透過性的聯(lián)系細胞膜的流淌性是表現(xiàn)其選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎。因為只有細胞膜具有流淌性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性。相反，假如細胞膜失去了選擇透過性，細胞可能已經(jīng)死亡了。深挖教材(1)通過細胞膜的結(jié)構(gòu)模型如何區(qū)分細胞膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)？提示依據(jù)糖蛋白的位置，在細胞膜的外側(cè)分布有糖蛋白，而內(nèi)側(cè)沒有。(2)將人的肝細胞中的磷脂全部提取并鋪成單層分子，其面積是肝細胞表面積的2倍嗎？為什么？提示大大超過2倍，肝細胞具有多種具膜的細胞器。6．植物細胞壁(1)成分：主要是eq\o(□,\s\up3(01))纖維素和果膠；與細胞壁形成有關(guān)的細胞器為eq\o(□,\s\up3(02))高爾基體；酶解法去除植物細胞壁所用酶為eq\o(□,\s\up3(03))纖維素酶和果膠酶。(2)功能：eq\o(□,\s\up3(04))支持和愛護作用。動物細胞在清水中可吸水漲破，但植物細胞不會，主要是細胞壁的作用。深挖教材真菌和細菌細胞壁的成分分別是什么？提示真菌細胞壁主要成分是幾丁質(zhì)，細菌細胞壁主要成分是肽聚糖。1．(必修1P41相關(guān)信息)在發(fā)育成熟過程中，哺乳動物紅細胞的核漸漸退化，并從細胞中排出，為能攜帶氧的血紅蛋白騰出空間。2．(必修1P41與生活的聯(lián)系)①癌細胞的分散和轉(zhuǎn)移與癌細胞膜成分的變更有關(guān)。②細胞在癌變的過程中，細胞膜的成分發(fā)生變更，有的產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。題組eq\a\vs4\al(一)細胞膜的組成及結(jié)構(gòu)1．下列有關(guān)細胞膜的敘述正確的是()A．膜蛋白是細胞膜功能的主要擔當者B．制備細胞膜的材料最好選用紅細胞C．構(gòu)成細胞膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇D．細胞膜上的受體是細胞間信息溝通所必需的結(jié)構(gòu)答案A解析細胞膜的功能主要由膜蛋白確定，故膜蛋白是細胞膜功能的主要擔當者，A正確；制備細胞膜的材料最好選用哺乳動物成熟的紅細胞，B錯誤；構(gòu)成細胞膜的脂質(zhì)主要是磷脂，C錯誤；細胞間的信息溝通可通過細胞膜上的受體實現(xiàn)，也可通過其他結(jié)構(gòu)(如植物細胞的胞間連絲)實現(xiàn)，D錯誤。2．如圖為細胞膜的流淌鑲嵌模型示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是()A．①是糖蛋白，對全部的細胞只有愛護和潤滑作用B．②是蛋白質(zhì)分子，大多數(shù)是可以運動的C．③是磷脂雙分子層，構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架并不是靜止的D．不同細胞膜中，所含①②③的比例是有區(qū)分的答案A解析①是糖蛋白，消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白有愛護、潤滑作用，而有些細胞表面的糖蛋白卻有識別作用，A錯誤；②是蛋白質(zhì)分子，有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層，大多數(shù)是可以運動的，B正確；③是磷脂雙分子層，作為膜的基本支架，處于不斷流淌狀態(tài)，C正確；不同細胞膜所含化學成分基本相同，但含量卻有差異，D正確。題后歸納細胞膜的成分、結(jié)構(gòu)及功能的關(guān)系細胞膜的主動運輸和被動運輸對于細胞的生命活動而言是特別重要的，保證生命活動順當進行的結(jié)構(gòu)和功能基礎分別是膜的流淌性和選擇透過性。題組eq\a\vs4\al(二)細胞膜的功能3．下列過程未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能的是()A．蔗糖溶液使洋蔥表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分別B．抗原刺激引發(fā)記憶細胞增殖分化C．胰島素調(diào)整靶細胞對葡萄糖的攝取D．傳出神經(jīng)細胞興奮引起肌肉收縮答案A解析將洋蔥表皮細胞放在較高濃度的蔗糖溶液中，細胞可通過滲透作用失水，發(fā)生質(zhì)壁分別，此過程未體現(xiàn)生物膜的信息傳遞功能，A符合題意；記憶細胞通過細胞膜接受抗原的刺激后增殖分化，體現(xiàn)了生物膜信息傳遞功能，B不符合題意；胰島B細胞分泌的胰島素和神經(jīng)細胞釋放的神經(jīng)遞質(zhì)均屬于信息分子，可分別通過靶細胞膜受體完成信息向靶細胞的傳遞過程，C、D不符合題意。4．(2024·全國卷Ⅰ)細胞間信息溝通的方式有多種。在哺乳動物卵巢細胞分泌的雌激素作用于乳腺細胞的過程中，以及精子進入卵細胞的過程中，細胞間信息溝通的實現(xiàn)分別依靠于()A．血液運輸，突觸傳遞B．淋巴運輸，突觸傳遞C．淋巴運輸，胞間連絲傳遞D．血液運輸，細胞間干脆接觸答案D解析雌激素屬于信號分子，由哺乳動物卵巢細胞分泌后通過血液運輸?shù)饺橄俨⒆饔糜谌橄偌毎?，實現(xiàn)細胞間的信息溝通；精子進入卵細胞前須要通過干脆接觸的方式進行信息溝通。題組eq\a\vs4\al(三)與細胞膜有關(guān)的試驗探究5．水溶性染色劑(PI)能與核酸結(jié)合而使細胞核著色，可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于肯定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到活細胞中，則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是()A．死細胞與活細胞的核酸結(jié)構(gòu)不同B．死細胞與活細胞的核酸含量不同C．活細胞能分解染色劑PID．活細胞的細胞膜阻擋PI的進入答案D解析活細胞的細胞膜具有選擇透過性以保證物質(zhì)選擇性地出入細胞，維持正常的生命活動。水溶性染色劑(PI)不是細胞所需物質(zhì)，因而不能通過活細胞的細胞膜。細胞死亡后，細胞膜及其他生物膜的選擇透過性丟失，溶于水中的物質(zhì)(如PI)都可以通過，從而使細胞核著色。6．物質(zhì)通過細胞膜與膜的流淌性有親密關(guān)系，為了探究溫度對膜的流淌性的影響，有人做了下述試驗：分別用紅色和綠色熒光劑標記人和小鼠細胞膜上的蛋白質(zhì)，然后讓兩個細胞在37℃條件下融合并培育，40分鐘后，融合的細胞膜上紅色和綠色勻稱相間分布。(1)有同學認為該試驗不夠嚴密，其緣由是缺少______________________。(2)你認為該如何改進？請寫出你的改進思路：__________________________________________________________________________________________。答案(1)比照試驗(2)設置至少含低溫柔高溫兩組溫度作為比照組(合理即可)技法提升與細胞膜成分、結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)的試驗設計考點2細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1．細胞核的結(jié)構(gòu)與功能(1)結(jié)構(gòu)(2)染色質(zhì)和染色體之間的關(guān)系(3)功能：細胞核是eq\o(□,\s\up3(10))遺傳信息庫，是eq\o(□,\s\up3(11))細胞代謝和遺傳的限制中心。[特殊提示](1)核膜：①雙層膜：外膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，且有核糖體附著；②附著大量酶，利于多種化學反應的進行。(2)核孔是大分子物質(zhì)出入細胞核的通道，如mRNA、蛋白質(zhì)(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶)可以通過，但DNA不能通過，此外，物質(zhì)進出核孔時需消耗能量；而小分子物質(zhì)出入細胞核是通過跨膜運輸實現(xiàn)的，通過核膜不通過核孔。RNA和蛋白質(zhì)出入細胞核穿過0層膜。核膜和核孔都具有選擇透過性。(3)核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝有關(guān)，如代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞，核孔數(shù)多，核仁較大。原核細胞無核仁，其核糖體形成與核仁無關(guān)。(4)凡是無核細胞，既不能生長也不能分裂，如哺乳動物和人的成熟紅細胞、植物的篩管細胞等；人工去核的細胞一般也不能存活太久。(5)有些細胞不只具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數(shù)百個。2．細胞核的功能探究(1)黑白美西螈核移植試驗①試驗過程②試驗結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(01))美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核限制。(2)蠑螈受精卵橫縊試驗①試驗過程②試驗結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(02))蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核限制。(3)變形蟲切割試驗①試驗過程②試驗結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(03))變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的反應等生命活動受細胞核限制。(4)傘藻嫁接與核移植試驗①傘藻嫁接試驗過程②傘藻核移植試驗過程③試驗結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(04))傘藻“帽”的形態(tài)是由細胞核限制的。3．模型建構(gòu)(1)模型：是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對相識對象所做的一種簡化的概括性描述。(2)類型：eq\o(□,\s\up3(01))物理模型、eq\o(□,\s\up3(02))概念模型、eq\o(□,\s\up3(03))數(shù)學模型。①物理模型：以eq\o(□,\s\up3(04))實物或圖畫形式直觀地表達相識對象的特征。如：沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、動植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖。②概念模型：用eq\o(□,\s\up3(05))文字和符號突出表達對象的主要特征和聯(lián)系。如：用光合作用圖解描述光合作用的主要反應過程等。③數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。如eq\o(□,\s\up3(06))數(shù)學方程式、關(guān)系式、eq\o(□,\s\up3(07))曲線圖、表格等。[特殊提示]電鏡下拍出的細胞亞顯微結(jié)構(gòu)的照片是真實的，不是物理模型。1．(必修1P56技能訓練改編)一位生物學家做了這樣的試驗。他探討了100個細胞，把每個細胞都分成兩部分，一部分含有細胞核，另一部分沒有細胞核。全部的細胞都放在肯定的條件下培育。他得到如表試驗數(shù)據(jù)，據(jù)此不能得出的結(jié)論是()表1時間(d)1234細胞無核部分的存活個數(shù)8162200表2時間(d)12341030細胞有核部分的存活個數(shù)797877746765A．細胞無核也能存活，說明細胞的死活與細胞核無關(guān)B．有細胞核的細胞隨培育的進行大部分能存活C．沒有細胞核，細胞的生命活動就不能正常進行D．表2中有細胞死亡，可能是細胞的正常凋亡或人為因素對細胞造成了損害致死答案A2．(必修1P56拓展題改編)從母牛甲的體細胞中取出細胞核，注入到母牛乙去核的卵細胞中，融合后的細胞經(jīng)卵裂形成早期胚胎，將胚胎植入母牛丙的子宮內(nèi)。誕生小牛的各種性狀，大多像母牛甲，極少性狀像母牛乙，最不像母牛丙。請說明理由。答案因為小牛獲得的是母牛甲細胞核中的遺傳物質(zhì)，而乙牛卵母細胞細胞質(zhì)為其供應了少量的DNA，丙牛則為其供應生長發(fā)育的場所。題組eq\a\vs4\al(一)細胞核的結(jié)構(gòu)與功能1．(2024·山東齊魯名校聯(lián)考)細胞核能夠限制細胞的代謝和遺傳，是與細胞核的結(jié)構(gòu)分不開的。下列有關(guān)細胞核的結(jié)構(gòu)和功能的敘述，錯誤的是()A．核膜——雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開B．染色質(zhì)——主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，染色體與染色質(zhì)是同樣的物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)C．核仁——與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)D．核孔——是DNA、RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進出細胞核的通道答案D解析核膜是雙層膜，能將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開，A正確；染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，細胞分裂前期，細胞核解體，染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗，成為光學顯微鏡下可見的染色體，細胞分裂末期，染色體解螺旋，重新成為細絲狀的染色質(zhì)，B正確；核孔是某些大分子物質(zhì)進出細胞核的通道，DNA不能通過核孔運出細胞核，D錯誤。2．如圖為細胞核結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．①主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，在細胞分裂不同時期呈現(xiàn)不同狀態(tài)B．②是產(chǎn)生核糖體、mRNA和合成蛋白質(zhì)的場所C．③在細胞周期中發(fā)生周期性變更，其主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)和RNA等大分子物質(zhì)通過核孔進出細胞核須要消耗能量答案B解析①是染色質(zhì)，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，在細胞分裂不同時期呈現(xiàn)不同形態(tài)，間期和末期以染色質(zhì)形式存在，前期、中期和后期以染色體形式存在，A正確；②是核仁，與某種RNA的合成和核糖體的形成有關(guān)，但不是合成mRNA和蛋白質(zhì)的場所，B錯誤；③是核膜，在細胞周期中發(fā)生周期性變更，前期消逝，末期重現(xiàn)，其主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，C正確；蛋白質(zhì)和RNA等大分子物質(zhì)通過核孔進出細胞核具有選擇性，同時須要消耗能量，D正確。題組eq\a\vs4\al(二)細胞核的試驗探究3．有人利用真核單細胞生物a、b做了如下試驗，這個試驗最能說明的問題是()A．限制c性狀發(fā)生的遺傳信息來自細胞核B．限制c性狀發(fā)生的遺傳信息來自細胞質(zhì)C．c性狀的發(fā)生是由細胞核和細胞質(zhì)的遺傳信息共同確定的D．細胞核內(nèi)的遺傳信息限制生物一切性狀的發(fā)生答案A解析從圖示可看出，c由a的細胞核與b的細胞質(zhì)重組后培育得到的細胞發(fā)育而來，其性狀與細胞a的性狀保持一樣，故可說明限制c性狀發(fā)生的遺傳信息來自細胞核，A正確。4．如圖是對變形蟲進行去核和再植入核的有關(guān)試驗過程。用一根玻璃針將一個變形蟲切成兩半，有核的一半能接著生活，無核的一半死亡。假如將一個變形蟲的核取出，無核部分能短期生存，但不能繁殖后代。單獨的細胞核則無法生存。請據(jù)圖示回答下列問題。(1)去核的部分細胞質(zhì)可以生活一段時間，其緣由是__________________________________。(2)單獨的核不能生存的緣由是__________________。(3)變形蟲去除細胞核以后，新陳代謝減弱，運動停止，存活一段時間后最終死亡。但假如在去核三天后，再植入一個細胞核，其又能復原生命活動，正常生活(如圖所示)，由此可以說明______________________________。(4)正常狀況下，細胞核與細胞質(zhì)的關(guān)系是_________________________。答案(1)已合成的蛋白質(zhì)等物質(zhì)仍可發(fā)揮肯定作用(2)沒有養(yǎng)分物質(zhì)和能量供應(3)細胞核在細胞生命活動中起著確定性的作用(4)相互依存、不行分割，組成一個統(tǒng)一整體解析變形蟲在去核后仍能存活一段時間，這是因為細胞質(zhì)中已合成的蛋白質(zhì)等物質(zhì)仍能發(fā)揮肯定作用。袒露的細胞核失去了養(yǎng)分物質(zhì)和能量供應，很快死亡。變形蟲失去核以后，不能接著合成蛋白質(zhì)和酶，因此，新陳代謝減弱，運動停止，最終死亡。當重新植入細胞核后，又復原正常的生命活動，這說明細胞核在細胞生命活動中起著確定性的作用。正常狀況下，細胞核與細胞質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體。學問拓展全面理解細胞的“整體性”高考熱點突破1．(2024·天津高考)生物膜上不同類型的蛋白質(zhì)行使不同的