第5讲 细胞膜和细胞核 学案.docx
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第5讲细胞膜和细胞核学案
第5讲 细胞膜和细胞核
细胞膜的组成、结构和功能
1．细胞膜的成分
（1）细胞膜的制备
（2）细胞膜的成分
2．细胞膜的流动镶嵌模型
（1）生物膜结构的探索历程[连一连]
（2）流动镶嵌模型
①模式图
②结构
3．细胞膜的功能
观察下列三个图的信息交流类型，请思考回答下列问题：
（1）图1～3分别通过何种方式实现信息交流？
（2）精卵识别、激素调节，分别属于哪种方式？
植物细胞的胞间连丝与上述哪类方式吻合？
考向1 考查细胞膜的组成、结构及功能
1．下列有关细胞膜的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜的组成成分包括脂质、蛋白质和糖类
B．细胞膜上蛋白质的种类和数目越多，功能越复杂
C．细胞膜具有物质运输、能量转换、信息传递的功能
D．细胞膜两侧的离子浓度差是通过被动运输实现的
2．膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位，是细胞执行各种功能的物质基础。
下图为细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性
B．如蛋白A具有信息传递功能，则该蛋白可能是促性激素的受体
C．如蛋白B具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗ATP
D．如蛋白C具有催化功能，其活性的高低受温度、pH等因素的影响
4种常考的“膜蛋白”及其功能
（1）信号分子（如激素、淋巴因子、神经递质）的受体蛋白——糖蛋白。
（2）膜载体蛋白：
用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
（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（如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等）。
考向2 考查细胞膜的流动性和选择透过性
3.
生物膜在生命活动过程中发挥着非常重要的作用。
如图所示的过程中，相关叙述错误的是（ ）
A．说明细胞膜有信息传递功能
B．说明细胞膜具有一定的流动性
C．图中所示细胞膜的识别功能依赖于膜上的载体蛋白
D．说明细胞膜具有物质运输功能
4．下列关于选择透过性膜的叙述，正确的是（ ）
A．细胞膜是选择透过性膜，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
细胞膜结构特点和功能特性的联系
细胞核的结构、功能及实验探究
1．细胞核的结构
（1）原核细胞不具备的是。
（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。
（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：
2．细胞核的两大功能
3．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、摄食、再生、对刺激的反应等生命活动受控制。
（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”的形状是由控制的。
4．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、细胞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。
（必修1P56“技能训练”改编）一位生物学家做了这样的实验。
他研究了100个细胞，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核。
所有的细胞都放在一定的条件下培养。
他得到下表所示实验数据，据此不能得出的结论是（ ）
表1
时间（d）
1
2
3
4
细胞无核部分的存活个数
81
62
20
0
表2
时间（d）
1
2
3
4
10
30
细胞有核部分的存活个数
79
78
77
74
67
65
A.细胞无核也能存活，说明细胞的死活与细胞核无关
B．有细胞核的细胞随培养的进行大部分能存活
C．没有细胞核，细胞的生命活动就不能正常进行
D．表2中有细胞死亡，可能是细胞的正常凋亡或人为因素对细胞造成了伤害致死
下图是细胞核的结构，据图分析下列问题：
（1）将①彻底水解主要可得到的有机小分子有________________________________。
（2）②是________，与某种________的合成和核糖体的形成有关。
（3）③的功能是____________________________________，对于物质的进出具有__________。
③数目越________，细胞代谢越________。
（4）蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核是________能量的，跨膜层数为________。
考向1 考查细胞核的结构与功能
1．下列有关细胞核的叙述，正确的是（ ）
A．核孔能实现核质间物质的直接交换，不具有选择性
B．所有细胞核糖体的形成均与核仁有关
C．在细胞的生命历程中，细胞核体积不变
D．核膜可通过内质网膜与细胞膜相连
2．下列有关细胞核的叙述，正确的是（ ）
A．①主要由DNA和蛋白质组成
B．②是由2层磷脂分子组成的
C．核孔不具有选择透过性，故蛋白质、核酸等分子均可自由出入细胞核
D．③是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所
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2 考查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（ ）
A．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
4．阅读下列材料：
材料①：
分别将已分裂10次和分裂30次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。
材料②：
鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录，现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。
以上实验不能说明的是（ ）
A．细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的
B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质
C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的
D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性
[清一清]
易错点1 误认为植物细胞“系统的边界”是细胞壁
[点拨] 植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。
细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。
易错点2 误认为所有生物膜均含糖蛋白
[点拨] 糖蛋白的位置只位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜内外的位置。
易错点3 错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的中心”混淆
[点拨] 细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
易错点4 误认为核孔是随时敞开、大小分子都能进出的通道
[点拨]
（1）核孔并非是一个简单的通道而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用。
（2）物质进出细胞核并非都通过核孔。
核孔是大分子物质出入细胞核的通道。
易错点5 误认为不同细胞的细胞膜成分相同且一成不变
[点拨]
（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）细胞膜的成分并不是不可变的。
例如，细胞癌变过程中，细胞膜成分发生变化，糖蛋白含量下降。
[判一判]
（1）同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同（ ）
（2）在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富（ ）
（3）细胞融合与细胞膜的流动性有关（ ）
（4）变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同（ ）
（5）生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定（ ）
（6）胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性（ ）
（7）细胞都具有细胞核但遗传物质不一定是DNA（2016·四川，2B）（ ）
（8）肌细胞细胞核中的RNA能够传递和表达遗传信息（2015·北京，2B改编）（ ）
（9）细胞核是mRNA合成和加工的场所（ ）
（10）大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译（ ）
（11）染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同（ ）
（12）所有的真核细胞都有细胞核（ ）
（2017·高考全国卷Ⅰ）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
（2016·高考全国卷Ⅲ）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
（高考海南卷）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
（高考福建卷）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（ ）
高考应答必背
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．核膜、核孔都具有选择透过性。
5．核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关。
6．染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
7．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
[课时作业]
1．下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是（ ）
A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构
C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的
2．下图表示各种膜的组成成分含量。
图示不能说明的是（ ）
A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B．膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关
C．膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少
D．细胞膜具有信息交流的重要作用
3．下列有关细胞膜制备及观察的叙述，正确的是（ ）
A．家鸡的红细胞是最佳的实验材料
B．若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用镊子去除细胞壁
C．制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取
D．可以用高倍镜直接观察
4．如图表示相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。
下列属于图示细胞间信息交流方式的是（ ）
A．膝跳反射时，传入神经元引起传出神经元兴奋
B．受精作用时，精子和卵细胞之间的识别和结合
C．甲状腺细胞对垂体细胞分泌TSH的反馈调节
D．高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流
5．下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是（ ）
A．流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的
B．选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性
C．细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性
D．钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
6．为测量植物细胞膜的选择透过性，以红甜菜根（液泡中含有花青素）为材料进行下列实验：
将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1min取出，再分别放在清水中浸泡1h而获得不同的切片浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液的花青素含量，结果如图所示。
对这个实验方案评价的叙述，正确的是（ ）
A．缺乏对照组实验
B．缺乏对等量原则的描述
C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量
D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜选择透过性的影响
7．下列有关细胞核结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．细胞核是细胞遗传信息储存、复制和代谢的中心
B．胞间连丝和核孔都是信息交流与物质运输的通道
C．叶绿体合成的葡萄糖可以进入线粒体进行氧化分解
D．线粒体合成的ATP可以进入叶绿体供暗反应利用
8．图示为某生物的细胞核及相关结构示意图。
以下叙述错误的是（ ）
A．该生物为动物或低等植物
B．核孔是大分子物质进出的通道，具有选择性
C．染色体解螺旋形成染色质的同时，DNA分子的双螺旋结构也随之解旋
D．细胞骨架能维持细胞形态，保持细胞内部结构的有序性
9．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。
如图表示物质通过核孔复合体的核输入和核输出过程。
下列有关说法正确的是（ ）
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
10．核膜上有核孔，核孔构造复杂，与核纤层（组分为核纤层蛋白，存在于内层核膜内侧）紧密结合，称为核孔复合体。
核孔复合体在核内外的物质转运中起重要作用，下列说法正确的是（ ）
A．核孔是生物大分子进出细胞核的通道，DNA聚合酶可以通过核孔进入细胞核
B．如果某个细胞表达了核纤层蛋白基因，那么它一定已经完成了细胞分化
C．核纤层蛋白是在核仁合成的，运到核孔与其结合成核孔复合体
D．细胞核中的DNA也可以通过核孔复合体进入细胞质
11．下图是细胞间的3种信息交流方式，请据图分析回答下列问题：
（1）图A表示细胞分泌的化学物质随①________到达全身各处，与靶细胞表面的②__________结合，将信息传递给靶细胞。
（2）图B表示相邻两细胞的____________，信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示____________，请举例：
______________________________。
（3）图C表示相邻两植物细胞之间形成________，携带信息的物质从一个细胞进入另一个细胞，图中④表示________。
（4）在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。
这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与________________有关。
12．如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，请据图回答下列问题（在[ ]中填标号，在________上填相应的名称）：
（1）只有在________细胞中，使用________显微镜才能观察到该图所示的结构。
（2）[3]________主要由细胞质中翻译形成的物质以及________共同组成，前者进入细胞核的通道是[ ]________。
其在细胞内具有重要的功能。
在细胞生长、代谢旺盛但分化程度较低的细胞中，其数目________。
（3）与某种RNA的合成以及核糖体形成有关的结构是[ ]________。
（4）一同学将图乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将图甲伞藻的细胞核移入乙中，则长期存活下来的乙伞藻其外形是________。
13．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；激光照射猝灭（漂白）膜上部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速率。
实验过程如图甲，结果如图乙所示。
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
14．最新研究表明，由光驱动的分子转子被用来在单个细胞的膜上钻孔，有望将治疗试剂运送到这些细胞中，或者直接诱导这些细胞死亡，如图为钻孔过程的示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．分子转子钻孔需要钻开细胞膜上的磷脂双分子层
B．必须钻孔后才可以运送治疗试剂说明了细胞膜具有选择透过性
C．分子转子与特定细胞膜识别主要取决于细胞膜上的糖蛋白
D．分子转子的驱动需要线粒体提供ATP
15．生物学家把100个细胞中的每个细胞都分成两部分，一部分含细胞核，另一部分不含细胞核。
再将这两部分细胞在相同且适宜的条件下培养一段时间，其实验结果如图所示。
以下分析合理的是（ ）
A．培养第1天，有核细胞死亡数比无核细胞多，其原因主要与细胞核的功能有关
B．从培养第2天到第3天，无核细胞死亡很多，其原因主要与实验中细胞膜损伤有关
C．从培养第1天到第10天，有核细胞每天都有死亡，其原因主要与细胞凋亡有关
D．从培养第4天到第10天，有核细胞每天只有少量死亡，其原因可能与细胞凋亡有关
16．为探究植物细胞膜的通透性，某同学以红甜菜根（液泡中含有花青素）为材料进行下列实验：
组别
1
2
3
4
5
6
7
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
步骤一
将7组材料在各自温度下处理1分钟
步骤二
将7组材料分别在等体积的蒸馏水中浸泡1小时
步骤三
分别测量溶液中花青素的吸光度
实验结果如图：
请回答下列问题：
（1）由图中曲线可以得出的结论是_________________________。
（2）有人认为：
物质A能促进细胞膜上运载花青素的载体蛋白的活性。
请借助上述材料设计实验探究该观点是否正确。
材料用具：
略。
实验步骤：
①取两组等量的红甜菜根，分别编号为甲、乙。
在相同的温度下，甲组加入A物质，乙组不加任何物质，处理相同的时间。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
结果与结论：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
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