第二单元第5讲.docx

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第二单元第5讲

1．涵盖范围

本单元包括必修1中第三、四两章内容，即细胞的基本结构及细胞的物质输入和输出两大方面内容。

2．考情分析

（1）考查力度：

所占分值2～10分。

（2）考查内容

①细胞膜的结构与功能

以细胞膜的图解作载体，综合考查细胞膜的组成成分、结构、结构特点、功能、功能特性、物质进出细胞的运输方式等知识。

②细胞吸水和失水的原理及应用

关注对渗透作用原理的相关实验设计，渗透作用原理的实践应用。

（3）考查题型

①以图解形式考查动植物细胞亚显微结构和细胞膜结构、分泌蛋白合成、分泌过程。

②以曲线形式考查跨膜运输方式。

③以实验设计题考查质壁分离和复原。

3．复习指导

（1）复习线索：

①以动植物细胞亚显微结构图解为纽带，系统复习细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核的结构与功能。

②以物质进出细胞为主线，系统复习细胞膜的结构与功能及物质输入、输出的比较。

（2）复习方法

①列表比较法：

物质的输入和输出方式的比较。

②图示法：

动植物细胞的亚显微结构图，细胞膜、分泌蛋白的合成与分泌及质壁分离和质壁分离复原图解。

第5讲　细胞膜与细胞核

[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[重要程度：

★★★☆☆]

1．制备细胞膜

（1）实验原理：

动物细胞放在蒸馏水中，细胞吸水涨破，细胞内物质流出即可得到细胞膜。

（2）材料：

人或其他哺乳动物的成熟红细胞。

（3）过程：

选材→制片→观察→滴水→再观察。

2．细胞膜的成分

主要包括蛋白质和脂质，其中脂质约占细胞膜总量的50%，蛋白质约占40%。

此外还有少量的糖类。

功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

3．细胞膜的功能：

将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。

1．生物膜结构的探索历程

时间

实例（实验）

结论（假说）

19世纪末

脂溶性物质更易通过细胞膜

欧文顿认为膜是由脂质组成的

20世纪初

将膜分离提纯，并进行化学分析

膜的主要成分是脂质和蛋白质

1925年

红细胞膜中脂质铺展成单分子层后面积是红细胞表面积的2倍

细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层

1959年

电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构

罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成

1970年

人、鼠细胞杂交实验

细胞膜具有流动性

1972年

流动镶嵌模型

桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型

2．细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型

（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架。

（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运动的。

（3）细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，其分布特点是糖蛋白只分布在细胞膜的外侧。

3．细胞膜的三大功能

4．细胞间的信息交流

（1）图1体现了通过体液运输实现细胞间的间接交流，图2体现了细胞与细胞间的直接交流。

图3体现了通过细胞通道传递信息。

（2）细胞识别的物质基础是：

细胞膜上的糖蛋白（糖被）。

5．探究细胞膜的结构特点与功能特性的不同点

（1）结构特点是具有一定的流动性，温度对此特点的影响是在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大。

（2）功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。

（3）二者存在的关系是：

流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能表现出选择透过性。

易错警示　规避与细胞膜结构与功能相关的4个失分点

（1）不同细胞膜的组成成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，如功能越复杂的膜中，蛋白质数量越多。

（2）细胞膜的组分并不是不可变的，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。

（3）糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，二者都与细胞识别作用有关。

（4）细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。

1．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

答案　C

解析　家鸡的红细胞为正常细胞，有细胞核和各种细胞器，因此不能用家鸡的红细胞做实验材料；去除植物细胞的细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶；用显微镜观察时，需先在低倍镜下找到要观察的目标，然后再用高倍镜观察。

2．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，有关说法错误的是

（　　）

A．②与③是静止不动的

B．③构成细胞膜的基本支架

C．葡萄糖通过细胞膜需要②的协助

D．细胞识别与糖蛋白①有关

答案　A

解析　由图可知，①是糖蛋白，②是蛋白质，③是磷脂双分子层，其中磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，细胞膜中蛋白质和磷脂大部分是可以流动的，这体现了细胞膜的结构特点，即流动性，故A错误，B正确；葡萄糖通过细胞膜是主动运输或者协助扩散，这二者都需要载体蛋白（②），即C正确；细胞膜上的糖蛋白具有识别功能，即D正确。

解题技巧　解答细胞膜试题的技巧

解答有关细胞膜的试题，理顺知识关系，遵循“成分→结构→功能→特性”这条主线，并理解掌握特殊成分的分布、作用；熟悉掌握细胞膜的结构所体现出来的功能特性。

在熟练掌握有关知识的基础上，看清图形、抓住要点、合理分析、准确作答。

　图解法整合细胞膜成分、结构、功能的关系

考点二　细胞核的结构与功能[重要程度：

★★★☆☆]

1．细胞核的结构

（1）填写图中字母对应的结构名称

a．核膜，b.染色质，c.核仁。

（2）写出图中结构的相应功能

①b功能：

是DNA的主要载体。

②c功能：

与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

③d功能：

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，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。

1．细胞核的结构

下图为细胞核结构模式图，据图回答相关问题：

（1）①是染色体（质），是由DNA和蛋白质组成的。

（2）②在有丝分裂过程中周期性消失和重建的时期分别是前期和末期。

（3）单位面积③的数目与代谢水平存在的相关性是：

细胞代谢越旺盛、蛋白质合成越旺盛，核孔数目越多。

（4）小分子物质出入细胞核还可以通过跨膜运输实现，不通过核孔。

（5）mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核共穿过0层磷脂分子层。

2．细胞核的功能

（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

菊花形帽伞藻核移植,

伞形帽伞藻→去掉帽和核后的部分

③实验结论：

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。

易错警示　与细胞核有关的3个易错点

（1）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。

（2）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。

（3）染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。

1．下列有关细胞核的叙述，正确的是（　　）

A．真核细胞都有细胞核

B．细胞核是系统的控制中心

C．有丝分裂过程中，核仁的解体发生在中期

D．核膜主要由糖类和蛋白质组成

答案　B

解析　大部分真核细胞内都有一个细胞核，少数细胞内有多个细胞核，如骨骼肌细胞，还有个别细胞在细胞分化过程中细胞核退化消失，如哺乳动物的成熟红细胞、植物的筛管细胞；细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心；有丝分裂的前期，核仁、核膜消失解体；核膜的主要组成成分是磷脂和蛋白质。

2．以下是有关细胞核功能探究的实验，回答下列问题。

（1）下列为黑白美西螈核移植实验流程示意图

①该实验能否说明黑色美西螈的肤色是由细胞核控制的？

请说明理由。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②若给该实验设置对照实验，该怎样设置？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）蝾螈受精卵横缢实验是否设置了对照实验？

如果设置了，属于哪种对照？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）变形虫切割实验属于哪种对照？

__________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，请分析说明理由。

________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）①不能，缺少对照实验

②可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养，作为对照

（2）设置了对照实验，既有相互对照，又有前后自身对照

（3）既有相互对照，又有前后自身对照

（4）可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状

3．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

答案　C

解析　A错：

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；B错：

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；C正确，D错误：

大分子物质的运输根据细胞的需要进行，且需要能量；而葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，不消耗能量，故亲核蛋白进入细胞核的方式与其不同。

对于考查细胞核结构、功能的试题，只要熟悉掌握细胞核的有关知识，一般就能够轻

松作答。

对于考查探究细胞核的有关实验，首先要明白实验要探究的目的，找到合适

的材料；再弄清楚实验思路、操作过程；根据实验结果，结合实验目的和假设，作出

科学、合理的实验结论。

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．染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。

5．染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

高考模拟　提能训练

高考题组

1．（2013·天津理综，1）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

答案　A

解析　洋葱表皮细胞在较高浓度的蔗糖溶液中渗透失水而发生质壁分离，体现了生物膜控制物质进出的功能，未体现生物膜的信息传递功能，选A。

B、C、D中的抗原、胰岛素、神经递质都是通过细胞膜表面的受体接受信息而引发相应生理效应的。

2．（2012·广东卷，1）有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是（　　）

A．膜载体蛋白的合成不需要ATP

B．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白

C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同

D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同

答案　C

解析　蛋白质等物质的合成都需消耗能量ATP，A项错误；葡萄糖进入细胞的方式有两种，即主动运输和协助扩散，两种运输方式都需要载体蛋白的协助，B项错误；线粒体外膜的作用是将线粒体与细胞质基质分隔开，而线粒体内膜向内折叠形成嵴，大大增加了内膜面积，其上面分布有许多与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第三阶段进行的场所，C项正确；变形虫和草履虫细胞膜的基本组成成分相同，主要成分都是脂质和蛋白质，D项错误。

3．判断正误

（1）叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核（2011·北京，3A）（　　）

（2）在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见

（2011·江苏，10D）（　　）

（3）氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜（2011·重庆卷，1A）（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

模拟题组

4．人鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。

如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是（双选）（　　）

A．当温度增加到15℃以上时，膜的流动性发生变化

B．该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动

C．温度对膜蛋白的扩散无影响

D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多

答案　CD

解析　构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性。

嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。

温度升高，膜蛋白相对运动加剧，细胞膜流动性增强。

图示数据能说明温度增加到15℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。

5．真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。

以下细胞中核孔数目最少的是（　　）

A．胰岛细胞B．造血干细胞

C．浆细胞（效应B细胞）D．口腔上皮细胞

答案　D

解析　细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。

A、C项的细胞分别分泌胰岛素（或胰高血糖素）和抗体，代谢旺盛。

B项中的细胞分裂能力很强，代谢旺盛。

只有D项为高度分化的细胞，代谢较弱，故D项口腔上皮细胞的核孔数目最少。

6．读图回答问题：

Ⅰ.图1为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。

（1）只有在____________细胞中，使用________显微镜才可以看到此图所表示的结构。

（2）结构4是________。

（3）[3]______________的主要成分是蛋白质和__________。

____________类物质通过[2]运出细胞核。

Ⅱ.为了研究细胞核的功能，用动物受精卵按图2所做的三个实验。

（1）提取受精卵的核单独培养不久就退化，说明__________________________________。

（2）把去掉核的细胞单独培养不久消失，说明____________________________。

（3）该实验说明细胞核的功能是______________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　Ⅰ.

（1）真核　电子　

（2）核仁

（3）染色质　DNA　RNA

（4）内质网　核膜

Ⅱ.

（1）细胞核离开细胞质不能生存

（2）细胞质离开细胞核不能生存

（3）是细胞代谢的控制中心

一、单项选择题

1．从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入苏丹Ⅳ试剂出现红色。

该成分是（　　）

A．糖脂B．磷脂C．糖蛋白D．脂蛋白

答案　D

解析　蛋白质与双缩脲试剂反应出现紫色，脂肪与苏丹Ⅳ试剂反应出现红色。

故该物质成分是脂蛋白。

2．一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。

它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。

这类被镶嵌进去的物质很可能含有（　　）

A．磷脂和蛋白质B．多糖和蛋白质

C．胆固醇和多糖D．胆固醇和蛋白质

答案　B

解析　从题意中可以看出，识别器具备的应该是细胞膜的识别功能，在细胞膜上具有识别功能的是糖蛋白。

3．如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．a是指磷脂分子的尾部，具有疏水性

B．c指磷脂分子的头部，具有亲水性

C．细胞膜内外侧结构具有对称性

D．细胞膜具有一定的流动性，主要是因为构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多可

以运动

答案　C

解析　图中细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，磷脂双分子层构成基本支架，其中a为磷脂分子的尾部，具有疏水性，c为磷脂分子的头部，具有亲水性。

蛋白质镶嵌、贯穿或覆盖磷脂双分子层。

构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的，所以细胞膜具有一定的流动性。

细胞膜外侧往往分布有由糖类和蛋白质结合形成的糖蛋白，而内侧没有，所以细胞膜具有不对称性。

4．下列没有涉及细胞间信息交流过程的是（　　）

A．花粉与柱头相结合

B．高等植物细胞间依靠胞间连丝相互交换某些物质

C．甲状腺细胞表面的糖蛋白结合垂体细胞分泌的促甲状腺激素

D．抗体与异物蛋白结合

答案　D

解析　A、B、C选项内容都涉及细胞间的信息交流，而D项中的异物蛋白是物质，其与抗体结合不涉及细胞间的信息交流。

5．将生物材料进行处理后制成临时装片，在普通光学显微镜下观察不到的现象是（　　）

A．胰腺腺泡细胞中发达的内质网与细胞核的外层核膜相连

B．洋葱根尖伸长区细胞中被龙胆紫染成深色的细胞核

C．花生子叶细胞中被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色的脂肪颗粒

D．口腔上皮细胞的细胞质中被吡罗红染成红色的区域

答案　A

解析　内质网外连细胞膜内连外层核膜，在电子显微镜下才可观察到；洋葱根尖伸长区细胞核内的染色质易被碱性染料染成深色，可在普通光学显微镜下观察到；花生子叶细胞内含脂肪，经苏丹Ⅲ染色后在普通光学显微镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒；口腔上皮细胞细胞质中的RNA被吡罗红染成红色，可在普通光学显微镜下观察到。

6．如图中a代表某信号分子，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能

B．图中乙细胞表示靶细胞

C．图中a可能是某种氨基酸的衍生物

D．图中b表示细胞膜上的受体，是细胞间进行信息交流所必需的结构

答案　D

解析　图中显示的是细胞膜进行细胞间信息交流的过程，甲细胞释放激素类物质a，通过血液循环的运输，然后与乙细胞膜上的受体b结合，将信息传递给细胞乙，调节该细胞的代谢。

细胞间信息交流的方式还有胞间连丝等形式，所以细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的。

7．将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（　　）

A．红细胞膜具有水溶性

B．红细胞的液泡体积增大

C．蒸馏水大量进入红细胞

D．低温时红细胞膜的流动性增大

答案　C

解析　红细胞细胞膜的基本支架为磷脂双分子层，故细胞膜不具有水溶性；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有大的液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞质溶液的浓度，红细胞在4℃的蒸馏水中吸水涨破；低温时红细胞膜的流动性减小。

因此只有C项是正确的。

8．有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是（　　）

A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核

B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质

C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的

D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生

答案　A

解析　由题中实验可知，a细胞的细胞核放入经人工处理后去核的b细胞中，培养一段时间后形成的c细胞表现出a细胞的性状；将b细胞经人工处理后得到的细胞培养一段时间，表现出b细胞的性状。

显然细胞核决定性状，即控制c性状发生的遗传信息来自细胞核，与细胞质无关。

本实验中的观察目标是细胞，并不能代表生物体的一切性状。

9．核孔是细胞核与细胞质之间进行物质运输的通道。

下列物质中，一般不经核孔进行运输的是（　　）

A．DNAB．DNA聚合酶

C．RNAD．RNA聚合酶

答案　A

解析　核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的通道，DNA主要存在于细胞核内，一般不经核孔进行运输。

二、双项选择题

10．下列关于细胞膜的说法，不正确的是（　　）

A．组成不同细胞膜的化学成分种类基本相同，各成分的含量也相同

B．白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有一定的选择透过性

C．不具有流动性的细胞膜一定不具有选择透过性

D．不同细胞对同一种物质的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性功能

答案　AB

解析　不同细胞膜的化学成分种类大体相同，即都含有脂质、蛋白质和少量的糖类，但每种成分的含量却不同。

细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。

功能特性是由结构特点决定的，如果细胞膜失去了流动性，也就失去了选择透过性；白细胞吞噬细菌，依赖的是胞吞作用，其结构基础是细胞膜的流动性，不能体现细胞膜的选择透过性；不同细胞对同一种物质的吸收量不同的根本原因是膜上载体的种类和数量不同，体现了细胞膜的选择透过性。

11．下列有关细胞核的叙述，正确的是（　　）

A．染色后的口腔上皮细胞中细胞核清晰可见

B．核膜上的核孔只能实现核质之间频繁的物质交换

C．用甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的