沪科版生命科学高一上32《细胞核和细胞器》讲义.docx

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沪科版生命科学高一上32《细胞核和细胞器》讲义

　　　　　　　第二单元　细胞的基本结构和物质运输功能

最新考纲

1．细胞膜系统的结构和功能Ⅱ

2．主要细胞器的结构和功能Ⅱ

3．细胞核的结构和功能Ⅱ

4．物质出入细胞的方式Ⅱ

实验：

1．观察线粒体和叶绿体

2．通过模拟实验探究膜的透性

3．观察植物细胞的质壁分离和复原

考纲解读

1．细胞膜的成分特点及生物膜系统在结构和功能上的联系、应用

2．生物膜的结构特点和生理特性及相关实验验证

3．关注细胞膜在细胞间信息交流功能的方式及图像识别

4．各种细胞器的结构与功能相适应的特点及各种细胞器之间的分工合作

5．细胞核的结构与功能以及设计实验探究细胞核的功能

6．细胞吸水和失水的原理应用及实验探究设计

7．生物膜的特性在制药、人工肾等方面的应用

第1讲　细胞膜（系统的边界、流动镶嵌模型）与细胞核

知识点一　细胞膜的探索历程和制备

细胞膜的探索历程

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①________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②________

1925年

红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍

细胞膜中的脂质分子③________

1959年

电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构

罗伯特森认为生物膜由蛋白质—④________—蛋白质三层结构构成

1970年

人鼠细胞杂交实验

细胞膜具有⑤________

1972年

桑格和尼克森提出了生物膜的⑥________________________________________________________________________

细胞膜的制备

制备方法

知识点二　细胞膜的组成成分、结构和功能

　想一想：

细胞表面的糖被有何重要功能？

知识点三　细胞核的结构与功能

　思一思：

mRNA和蛋白质出入细胞核需要穿过几层膜结构？

磷脂分子及其性质

趣味实验与反思

单层磷脂分子层水界面排列

搅拌后形成脂质体

反思　①铺在水面的单层磷脂分子为什么“头”朝下？

②形成脂质体时为什么尾对尾而不是头对头？

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．细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少。

闪记：

细胞膜——一模型两特点三功能

流动镶嵌模型

流动性、选择透过性

分隔细胞与外界环境、控制物质进出、进行信息交流

细胞核——两中心、五结构

代谢和遗传的控制中心

核膜、核孔、核仁、核液、染色质

学习笔记：

自我校对：

①脂质　②脂质和蛋白质　③排列为连续的两层　④脂质　⑤流动性　⑥流动镶嵌模型　⑦哺乳动物成熟的红细胞　⑧细胞核和众多的细胞器

⑨脂质和蛋白质　

磷脂　⑪蛋白质　⑫糖蛋白　⑬磷脂双分子层　⑭蛋白质　⑮具有一定的流动性　⑯蛋白质　⑰相对稳定　⑱进出细胞　⑲营养物质　⑳抗体、激素　

相对的　

具有选择透过性　

信息交流　

结构和功能　

化学物质　

细胞膜　

通道　

核膜　

主要由DNA和蛋白质组成　

遗传信息的载体　

同样的物质在不同时期的两种存在状态　

某种RNA　

核糖体　

核孔　

物质交换和信息交流　

遗传信息库　

代谢和遗传

想一想：

①保护和润滑作用，如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白；②识别作用，如动物细胞表面的糖蛋白（又称受体蛋白）。

思一思：

通过核孔，不需穿过膜结构，故为0层。

反思：

①水为极性分子，磷脂分子“头”朝下体现了“相似相溶原理”。

②搅拌后“脂质体”的形成更能体现“相似相溶原理”。

图解细胞膜的结构、功能及特性

　流动镶嵌模型

（高考、教材渗透图示——注意加深理解模型整体结构及各种组成成分的功能）

1．细胞膜的成分

提醒　糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。

2．功能分析

3．细胞膜的结构特点、功能特性及相互关系

流动性和选择透过性的关系

（1）区别：

流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。

（2）联系：

流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。

流动性原理——构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性原理——膜上载体蛋白的种类和数量。

流动性的实例：

细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌（胞吞）、分泌蛋白的分泌（胞吐）、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。

整合归纳

★　本考点命题特点是多采用实验综合分析形式或者与细胞的生物膜系统、代谢等知识综合起来命题，中等频度，选择题、简答题均可呈现，多为选择题。

【典例1】►（2009·浙江理综，5）对某动物进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：

①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。

②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。

③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。

上述实验不能说明的是（　　）。

A．细胞膜具有流动性

B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合

C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率

D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率

解析　细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子，通过某动物进行荧光标记实验说明细胞膜具有流动性、荧光染料能与细胞膜组成成分结合、根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率。

答案　C

【训练1】►（2012·沈阳高三质检）下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述正确的是（　　）。

A．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定

B．神经细胞膜上识别递质的是①

C．b可表示肌细胞从组织液中吸收氧气

D．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关

解析　细胞膜的功能主要由膜蛋白决定；分析图形，Ⅰ为细胞膜的外侧，Ⅱ为细胞膜的内侧，肌细胞从组织液中吸收氧气，氧气只能从细胞膜外侧进入细胞膜内侧；细胞膜的选择透过性与②③都有关。

答案　B

细胞核的结构、功能及实验探究

1．细胞核的结构及其功能

名称

特　点

功　能

核膜

和核

孔　

①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着

②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建

③核膜是不连续的，其上有核孔

④核膜具有选择透过性

①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行

②控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出

核仁

①折光性强，易与其他结构区分

②在有丝分裂中周期性地消失和重现

参与某种RNA的合成及核糖体的形成

染色

质　

1易被碱性染料染成深色　

2主要由DNA和蛋白质组成

3与染色体的关系：

染色质

染色体

是遗传物质的主要载体

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。

（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，核孔数多，核仁较大。

（4）凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞（植物的筛管细胞）；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。

（5）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，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。

2．细胞核功能的实验探究

实验内容

实验过程

实验结论

实验分析

两种

美西

螈细

胞核

移植

美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的

该实验无对照组，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

横缢

蝾螈

受精

卵　

蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的

该实验既有相互对照，又有自身对照

将变

形虫

切成

两半

变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的

该实验既有相互对照，又有自身对照

伞藻

嫁接

与核

移植

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的

伞藻核移植实验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

★　本考点2011年多个省份考查，仅江苏卷同年出现三次，应引起重视，命题多围绕核孔及原核细胞与真核细胞的区别进行考查，而核仁知识还未涉及需给予关注。

【典例2】►（2011·江苏生物卷）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。

右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相同

解析　本题考查物质跨膜运输的方式，同时考查考生从图片中获取信息的能力。

由图可知，单独的亲核蛋白尾部能进入细胞核而单独的亲核蛋白头部不能进入细胞核，可以看出亲核蛋白质进入细胞核是由尾部而不是头部决定，A说法错误；亲核蛋白进入细胞核需要核孔复合体（相当于载体）协助，是一个耗能过程，与葡萄糖进入红细胞的协助扩散不同，故B、D说法错误，C正确。

答案　C

【训练2】►（改编题）如下图，用动物受精卵做下列三个实验。

以下实验不能说明的是（　　）。

A．提取受精卵的核单独培养，不久就退化消失，说明缺少细胞质的细胞核不能生存

B．去掉核的细胞单独培养，不久也消失，说明缺少细胞核的细胞也不能存活太久

C．给去核的细胞重新移入细胞核，细胞不仅能正常生活而且能进行有丝分裂，说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动

D．实验说明，细胞核是系统的控制中心，细胞质是系统的代谢中心

解析　图中所做的三个实验是：

①单独培养离开细胞的细胞核→细胞核消失；②单独培养去核的细胞→细胞消失；③给去核的细胞以新的细胞核→细胞能生存并且繁殖后代。

实验①、②分别说明细胞核和细胞质不能单独生存，实验③说明细胞保持完整性才能正常生存和繁殖。

综合分析三个实验，可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系，但不能说明细胞核和细胞质的具体功能，因此D错。

答案　D

【训练3】►大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁。

根据这一事实可以推测（　　）。

A．细胞中的蛋白质主要由核仁合成

B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关

C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质

D．DNA的转录和翻译通常发生在核仁中

解析　根据题干提供的信息，蛋白质合成与核仁有关，但蛋白质的合成是在核糖体上。

无核仁的细胞如原核细胞也进行蛋白质的合成。

对原核细胞来说，转录和翻译分别是在拟核和核糖体上进行的，而真核细胞核基因的转录和翻译分别是在细胞核和核糖体上进行的。

这样，只有B选项符合题意。

答案　B

细胞膜的制备方法及成分鉴定

一、“体验制备细胞膜的方法”的实验分析

1．实验原理、步骤及现象

2．实验注意问题

（1）选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因

①动物细胞没