届高考生物一轮复习第二单元第5讲细胞膜系统的边界生物膜的流动镶嵌模型细胞核系统的控制中心学案.docx
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届高考生物一轮复习第二单元第5讲细胞膜系统的边界生物膜的流动镶嵌模型细胞核系统的控制中心学案
第5讲 细胞膜——系统的边界生物膜的流动镶嵌模型细胞核——系统的控制中心
细胞膜的组成、结构和功能
1．细胞膜的成分和功能
（1）细胞膜的制备
①材料：
人或其他哺乳动物成熟的红细胞。
②原因
a．无核膜和众多的细胞器膜，易制得纯净的细胞膜。
B．无细胞壁，细胞易吸水涨破。
③实验原理：
利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制得细胞膜。
（2）细胞膜的成分
（3）细胞膜的功能[连一连]
观察下列三个图的信息交流类型，请思考：
（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？
答案：
（1）图1为通过分泌的化学物质传递信息；图2通过细胞膜直接接触传递信息；图3通过细胞通道传递信息。
（2）精卵识别属于图2类型；激素调节属于图1类型；植物细胞的胞间连丝与图3方式相吻合。
2．生物膜的结构
（1）生物膜结构的探索历程
采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞，做如图实验。
本研究所采用的方法是什么？
该实验说明了什么？
提示：
荧光标记法，细胞膜具有一定的流动性。
（2）流动镶嵌模型的基本内容
①填写组成细胞膜的物质或结构
a．糖蛋白，b.磷脂双分子层，c.蛋白质。
②图中c的分布形式
a．镶嵌在[b]磷脂双分子层的表面；
b．部分或全部嵌入b中；
c．贯穿于整个b中。
（3）模型中有关结构或功能特点
①基本支架：
磷脂双分子层。
②结构特点：
具有一定的流动性。
③生理特性：
选择透过性。
④糖蛋白分布于细胞膜的外表面，具有保护、润滑和细胞识别作用。
（4）细胞膜的结构特点与功能特性的比较
项目
内容
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、分泌蛋白与神经递质的合成与分泌等
温度：
在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越强
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＋的吸收和对Na＋的排出
①内因：
细胞膜上载体蛋白的种类和数量；
②外因：
温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素
3.植物细胞壁
（1）成分：
主要是纤维素和果胶；酶解法去除细胞壁所用酶为纤维素酶和果胶酶；与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。
（2）功能：
支持和保护。
动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是纤维素和果胶的功劳。
考向1 细胞膜的成分和功能
1．（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
解析：
选C。
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、线粒体膜和核膜的功能不同，这与各膜中所含不同功能的蛋白质有直接关系，B项错误；分泌蛋白通过胞吐分泌到细胞外，该过程是通过膜的流动性实现的，涉及膜脂的流动，C项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D项错误。
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：
膜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）。
[变式1]（2018·保定模拟）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。
下图为人体组织细胞细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。
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．若膜蛋白A具有信息传递功能，则该蛋白可能是胰岛素的受体
C．若蛋白B具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗ATP
D．若蛋白C具有催化功能，其活性的高低受温度、pH等因素的影响
答案：
A
[变式2]（细胞膜的功能）（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
解析：
选D。
雌激素由卵巢分泌后，随血液运输到达全身各处，作用于乳腺细胞的受体，将信息传递给乳腺细胞；而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合，精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞，故选D。
考向2 细胞膜的结构与功能特点
2．（2017·广州揭阳段考）如图表示细胞膜的亚显微结构，下列叙述错误的是（ ）
A．细胞膜的基本支架是②
B．细胞膜的功能复杂程度主要与①有关
C．②是静止的，但①是运动的，所以细胞膜具有流动性
D．若该膜为人体肝细胞膜，则B侧CO2浓度高于A侧
解析：
选C。
细胞膜的基本支架是②磷脂双分子层；细胞膜的功能主要与①蛋白质的种类和数量有关；①蛋白质大都是可以运动的，②磷脂双分子层都是可以运动的，因此细胞膜具有一定的流动性；由题图糖蛋白的分布可知，A为膜的外侧，B为膜的内侧，人体肝细胞内CO2浓度高于细胞外。
3．（2017·南京高三模拟）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
解析：
选B。
细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性，磷脂分子没有特异性。
考向3 细胞膜功能的探究实验分析
4．水溶性染色剂（PI）能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。
细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。
利用PI鉴别细胞的基本原理是（ ）
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同
B．死细胞与活细胞的核酸含量不同
C．活细胞能分解染色剂PI
D．活细胞的细胞膜阻止PI的进入
解析：
选D。
活细胞的细胞膜具有选择透过性以保证物质选择性地出入细胞，维持正常的生命活动。
水溶性染色剂（PI）不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜。
细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失，溶于水中的物质（如PI）都可以通过，从而使细胞核着色。
细胞核的结构、功能及实验探究
1．细胞核的结构
（1）填写图中结构名称
a．核膜，b.染色质，c.核仁，
d．核孔。
（2）写出图中结构的相应功能
①a：
把核内物质与细胞质分开。
②b：
是DNA的主要载体。
③c：
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
④d：
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2．细胞核的功能
（1）是遗传信息库，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。
[助学巧记] 细胞核结构的“二·二·四”
（1）细胞代谢的中心是细胞核吗？
（2）真核细胞都有细胞核吗？
提示：
（1）细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心是细胞质基质。
（2）真核细胞一般都有细胞核，但高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核。
3．细胞核功能的探究
（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”的形状由细胞核控制。
（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。
他得到如表实验数据，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
答案：
A
考向1 细胞核的结构和功能
1．（2018·佛山模拟）下图为细胞核结构模式图。
据图分析下列叙述中不正确的是（ ）
A．图中4由两层磷脂分子组成
B．结构3控制细胞的代谢和遗传
C．核孔对物质进出细胞核具有选择性
D．结构1与核糖体的形成有关
答案：
A
2．（2018·莆田模拟）细胞核结构与功能的统一性的叙述中，正确的是（ ）
A．真核细胞的核膜上有核孔，DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
B．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出
C．核仁中的DNA控制着细胞代谢
D．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息
答案：
D
（1）核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性消失和重建。
（2）核孔、核膜均具有选择透过性。
（3）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。
（4）核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。
（5）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。
（6）核膜通常与内质网膜直接相连，其上附着有核糖体。
考向2 细胞核功能的实验探究
3．（2018·石家庄模拟）阅读材料：
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。
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
解析：
选D。
由材料①可知，将已经分裂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，即老核转入新质中能分裂20次，新核转入老质中能分裂40次，由此可见，细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的，A项正确；由材料②中的信息可知，鸟类细胞的细胞质中缺乏细胞分裂所需要的物质，癌细胞的细胞质中存在细胞分裂所需要的物质，所以，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，即细胞质
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