2022高考生物一輪復習 第05講 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 生物膜的流動鑲嵌模型 細胞核——系統(tǒng)的控制中心教案 新人教版必修1

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1、2022高考生物一輪復習 第05講 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 生物膜的流動鑲嵌模型 細胞核——系統(tǒng)的控制中心教案 新人教版必修1 　1.細胞膜系統(tǒng)的結構和功能(Ⅱ)　2.細胞核的結構和功能(Ⅱ) 　細胞膜的組成、結構和功能 1．細胞膜的成分和功能 (1)細胞膜的制備 ①材料：人或其他哺乳動物成熟的紅細胞。 ②原因 a．無核膜和眾多的細胞器膜，易制得純凈的細胞膜。 b．無細胞壁，細胞易吸水漲破。 ③實驗原理：利用滲透作用，使紅細胞吸水漲破，除去細胞內的其他物質，制得細胞膜。 (2)細胞膜的成分 (3)細胞膜的功能[連一連] 2．生物膜的結構 (1)生物膜結構的探

2、索歷程 (2)流動鑲嵌模型的基本內容 ①填寫組成細胞膜的物質或結構 a．糖蛋白，b.磷脂雙分子層，c.蛋白質。 ②圖中c的分布形式 a．鑲嵌在[b]磷脂雙分子層的表面； b．部分或全部嵌入b中； c．貫穿于整個b中。 (3)模型中有關結構或功能特點 ①基本支架：磷脂雙分子層。 ②結構特點：具有一定的流動性。 ③生理特性：選擇透過性。 ④糖蛋白分布于細胞膜的外表面，具有保護、潤滑和細胞識別作用。 細胞膜“一、二、三” 3．植物細胞壁 (1)成分：主要是纖維素和果膠；酶解法去除細胞壁所用酶為纖維素酶和果膠酶；與其形成有關的細胞器為高爾基體和線粒體。

3、(2)功能：支持和保護。動物細胞在清水中可吸水漲破，但植物細胞不會，主要是纖維素和果膠的功勞。 1．(必修1 P41左上圖改編)如圖是制備純凈細胞膜的流程，以下說法正確的是(　　) A．圖示顯示紅細胞在濃鹽水中漲破 B．人的紅細胞無核糖體，因而無蛋白質 C．紅細胞漲破后，需經離心才能獲得細胞膜 D．紅細胞漲破后，無法用光鏡觀察到 答案：C 2．(深入追問)如圖是動物體內某組織細胞的細胞膜結構模式圖，據你所掌握的膜結構特點，請確認①～④哪一項正確。 提示：②。磷脂雙分子層中，親水頭部位于膜的內外表面，糖蛋白的糖基團位于膜的外表面，故②正確。 1．細胞膜的結構特點

4、與功能特性的比較 項目 內容 原因 實例 影響因素 結構 特點 一定的 流動性 構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子不是靜止的，而是可以運動的 變形蟲的變形運動、細胞融合、胞吞、胞吐、分泌蛋白與神經遞質的合成與分泌等　 溫度：在一定范圍內，溫度越高，細胞膜的流動性越強 功能特性 選擇透 過性 遺傳特性 載體蛋白種類、數量 選擇透過性 植物對離子的選擇性吸收、神經細胞對K＋的吸收和對Na＋的排出 (1)內因：細胞膜上載體蛋白的種類和數量； (2)外因：溫度、pH、O2等影響呼吸作用的因素 2.細胞膜功能的實例分析 (1)能夠說明細胞膜具有控制物質

5、出入細胞功能的實例跨膜運輸(自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸)、膜泡運輸(胞吞、胞吐)。 (2)能夠說明細胞膜具有信息交流功能的實例 ①內分泌細胞分泌的蛋白質類激素(胰島素、胰高血糖素、生長激素等)與靶細胞細胞膜表面的受體結合。 ②神經遞質與突觸后膜上遞質受體結合。 ③精子與卵細胞、T淋巴細胞與B淋巴細胞、效應T細胞與靶細胞間的識別與信息傳遞等。 (3)能夠體現(xiàn)細胞膜具有一定流動性的實例 膜泡運輸、細胞融合、細胞縊裂。 【感知考題】 (2016·高考全國卷丙，1)下列有關細胞膜的敘述，正確的是(　　) A．細胞膜兩側的離子濃度差是通過自由擴散實現(xiàn)的 B．細胞膜與線粒體膜、核

6、膜中所含蛋白質的功能相同 C．分泌蛋白分泌到細胞外的過程存在膜脂的流動現(xiàn)象 D．膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的 [解析]　細胞膜兩側的離子濃度差是通過主動運輸實現(xiàn)的，A項錯誤；細胞膜、線粒體膜和核膜的功能不同，這與各膜中所含不同功能的蛋白質有直接關系，B項錯誤；分泌蛋白通過胞吐分泌到細胞外，該過程是通過膜的流動性實現(xiàn)的，涉及膜脂的流動，C項正確；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的，D項錯誤。 [答案]　C 高分點撥——類題通法 1．4種?？嫉摹澳さ鞍住奔捌涔δ? (1)信號分子(如激素、淋巴因子、神經遞質)的受體蛋白——糖蛋白。 (2)膜載體蛋白：膜用于

7、協(xié)助擴散和主動運輸的載體蛋白。 (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，用于主動運輸等)。 (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、免疫細胞對抗原的特異性識別等)。 2．不同生理狀態(tài)下細胞膜的成分及功能分析 (1)衰老細胞的細胞膜的通透性發(fā)生改變，物質運輸功能下降。 (2)代謝旺盛的細胞，物質運輸速度快，需要的載體種類和數目多，細胞膜上的蛋白質種類和含量較多。 (3)癌細胞的細胞膜上的糖蛋白減少，細胞之間黏著性降低，易于擴散和轉移。 (4)死亡細胞的細胞膜沒有選擇透過性。

8、 【跟進題組】 命題1　分析細胞膜的組成、結構及功能 1．(高考新課標全國卷Ⅰ改編)關于細胞膜結構和功能的敘述，錯誤的是 (　　) A．脂質和蛋白質是組成細胞膜的主要物質 B．當細胞衰老時，其細胞膜的通透性會發(fā)生改變 C．甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜 D．細胞產生的激素與靶細胞膜上相應受體的結合可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞 解析：選C。A項，細胞膜主要由脂質和蛋白質組成；B項，細胞衰老的主要特征之一是細胞膜的通透性改變，物質運輸功能降低；C項，甘油是脂溶性小分子，其通過細胞膜的方式是自由擴散；D項，細胞產生的激素隨血液到達全身各處，與靶細胞表面的相應受體結合，實

9、現(xiàn)細胞間的信息傳遞。 2．(高考福建卷改編)細胞的膜蛋白具有物質運輸、信息傳遞、免疫識別等重要生理功能。下列圖中，可正確示意不同細胞的膜蛋白及其相應功能的是(　　) 解析：選D。A項，運輸O2的血紅蛋白分布在紅細胞的細胞質中，不是在細胞膜上。B項，T淋巴細胞不能分泌抗體。C項，胰島素受體具有特異性，只能與胰島素特異性結合，不能與胰高血糖素結合。 命題2　區(qū)分細胞膜的“流動性”與“選擇透過性” 3．(2017·廣東實驗中學一調)下列關于生物膜系統(tǒng)的敘述中，錯誤的是(　　) A．突觸前膜乙酰膽堿的釋放體現(xiàn)膜的流動性 B．相對于骨骼肌細胞，胰島細胞中高爾基體膜成分的更新速度更快

10、C．龍膽紫溶液能將洋蔥根尖細胞內的染色體染色，體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性 D．構成動物細胞膜的脂質有磷脂和固醇 解析：選C。突觸前膜釋放乙酰膽堿是突觸小泡和突觸前膜融合的過程，體現(xiàn)了膜的流動性，A正確；高爾基體參與細胞分泌過程，胰島細胞是分泌細胞，比骨骼肌細胞更快更新高爾基體膜的成分，B正確；在用龍膽紫溶液對洋蔥根尖細胞染色體染色之前，先要解離，此時細胞已經被殺死，C錯誤；磷脂和膽固醇都是動物細胞膜的重要組成成分，D正確。 4．(2017·南京高三模擬)下列關于細胞膜的流動性和選擇透過性的敘述，不正確的是(　　) A．流動性的基礎是組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大多是流動的 B．選擇

11、透過性的基礎是細胞膜上的載體蛋白和磷脂分子具有特異性 C．細胞的胞吞和胞吐體現(xiàn)了細胞膜的流動性 D．鉀離子通過主動運輸的形式進入細胞體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性 解析：選B。細胞膜的選擇透過性的基礎是細胞膜上的載體蛋白具有特異性，磷脂分子沒有特異性。 命題3　細胞膜的實驗探究 5．(2017·黃岡中學模擬)一種聚聯(lián)乙炔細胞膜識別器已問世，它是通過物理力把類似于細胞膜上具有分子識別功能的物質鑲嵌到聚聯(lián)乙炔囊泡中，組裝成納米尺寸的生物傳感器。它在接觸到細菌、病毒時可以發(fā)生顏色變化，用以檢測細菌、病毒。這類被鑲嵌進去的物質很可能含有(　　) A．磷脂和蛋白質　　　　　　 B．多糖和蛋白質

12、 C．膽固醇和多糖 D．膽固醇和蛋白質 解析：選B。細胞膜上具有識別作用的是糖蛋白，糖蛋白是多糖和蛋白質結合形成的。 6．現(xiàn)有人的成熟紅細胞、人的口腔上皮細胞、蛙的紅細胞、雞肝研磨液等生物材料及相關用具，請根據以上信息，完成下列實驗設計并分析有關問題： (1)為獲得純凈的細胞膜，應選取上述材料中的________做實驗。選用該材料的原因是它 ________________________________________________________________________。 (2)將選取的上述材料放入________中，由于________作用，一段時間后細胞將破裂

13、。 (3)科學家將細胞膜中的磷脂分子提取出來，鋪在空氣—水界面上成單分子層，測得磷脂單分子層面積為S，那么該細胞膜的表面積約為________。 (4)通過有關方法，測得多種膜的化學成分如表所示： 物質種類 膜的類別 蛋白質(%) 脂質(%) 糖類(%) 變形蟲的細胞膜 54 42 4 小鼠肝細胞膜 44 52 4 人紅細胞膜 49 43 8 線粒體內膜 76 24 0 菠菜葉綠體片層 結構薄膜 70 30 0 如表數據顯示，細胞膜與細胞器膜在化學物質組成上的共同點是 ___________________________

14、_____________________________________________ ________，主要區(qū)別是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)有人發(fā)現(xiàn)，在一定溫度條件下，細胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。當溫度上升到一定程度時，細胞膜中的磷脂分子有75%排列不整齊，細胞膜厚度變小，而膜的表面積擴大，膜對離子

15、和分子的通透性提高。對上述實驗現(xiàn)象合理的解釋是 ________________________________________________________________________ ________________________。 (6)生物膜具有控制物質進出的功能，請根據以下材料設計實驗，驗證生物膜的選擇透過性。 材料：紅玫瑰、質量分數為15%的鹽酸、蒸餾水、培養(yǎng)皿、量筒。 實驗步驟： ①________________________________________________________________________； ②______________

16、__________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 解析：人的成熟紅細胞不僅無細胞核，也無眾多的細胞器等膜結構，所以是獲取純凈細胞膜的好材料。將紅細胞放入蒸餾水中，紅細胞會因滲透作用吸水過多而破裂。細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，因此，當磷脂單分子層面積為S時，細胞膜表面積約為S/2。由題表中數據可以看出各種膜的主要組成成分相同，即都主要由蛋白質和脂質組成；分別比較每種成分在

17、不同膜中的含量，可得出細胞膜與細胞器膜在物質組成上的主要區(qū)別。磷脂雙分子層由整齊排列變得不整齊，導致細胞膜厚度改變，可推測這是由細胞膜的支架——磷脂雙分子層的運動造成的。因細胞膜具有一定的流動性，細胞膜的厚度才會改變?；罴毎募毎?、液泡膜具有選擇透過性，細胞液中的色素不會從細胞中滲出；當細胞死亡時，細胞膜、液泡膜失去選擇透過性，色素才會從細胞中滲出。殺死細胞的方法是用質量分數為15%的鹽酸處理。 答案：(1)人的成熟紅細胞　除細胞膜外無其他膜結構　(2)蒸餾水(清水)　滲透　(3)S/2　(4)主要由蛋白質和脂質組成　細胞器膜上蛋白質含量較高，脂質含量較低(蛋白質和脂質的比例不同或細胞膜都

18、含糖類，而細胞器膜不含糖類)　(5)構成細胞膜的磷脂分子是可以運動的，細胞膜具有一定的流動性　(6)①取適量的紅玫瑰花瓣，均分為兩部分，分別放入培養(yǎng)皿中，編號為A、B?、贏組加入適量的蒸餾水，B組加入等量的質量分數為15%的鹽酸?、塾^察A、B兩組花瓣的顏色變化及溶液的顏色變化 控制物質進出功能的驗證 正常情況下紫色洋蔥細胞、各色各樣的花瓣顯現(xiàn)出顏色都是因為細胞液中含有某種色素分子，若將有顏色的植物組織放入清水中，色素分子不能透出；若用高溫、強酸或強堿處理則可導致原生質層失活，此時色素分子就會從細胞液中透出，外界溶液將呈現(xiàn)色素顏色。如： 　細胞核的結構、功能及實驗探究 1．細

19、胞核的結構 (1)填寫圖中結構名稱 a．核膜，b．染色質，c．核仁， d．核孔。 (2)寫出圖中結構的相應功能 ①a：把核內物質與細胞質分開。 ②b：是DNA的主要載體。 ③c：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。 ④d：實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流。 2．細胞核的功能 (1)是遺傳信息庫，遺傳物質儲存和復制的主要場所。 (2)是細胞代謝和遺傳的控制中心。 細胞核結構的“二·二·四” 3．細胞核功能的探究 實驗內容 實驗方法及結果 結論 實驗一 兩種美西 螈細胞核 移植 美西螈皮膚顏色遺傳是由細胞核控制的 實驗二

20、 橫縊蠑螈 受精卵 蠑螈的細胞分裂和分化是由細胞核控制的 實驗三 將變形蟲 切成兩半 變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的 實驗四 傘藻嫁接 與核移植 傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的 1．(必修1 P56技能訓練改編)一位生物學家做了這樣的實驗。他研究了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。所有的細胞都放在一定的條件下培養(yǎng)。他得到如表實驗數據，據此不能得出的結論是(　　) 表1 時間(d) 1 2 3 4 細胞無核部分的存活個數 81 62 20 0 表2 時間(d) 1 2

21、 3 4 10 30 細胞有核部分的存活個數 79 78 77 74 67 65 A．細胞無核也能存活，說明細胞的死活與細胞核無關 B．有細胞核的細胞隨培養(yǎng)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傷害致死 答案：A 2．(深入追問)(1)細胞代謝的中心是細胞核嗎？ 提示：細胞核是細胞代謝的控制中心，不是細胞代謝的中心，細胞代謝的中心是細胞質基質。 (2)真核細胞都有細胞核嗎？ 提示：真核細胞一般都有細胞核，但高等植物成熟的篩管細胞、哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞沒

22、有細胞核。 細胞核的結構和功能 名稱 結構特點 功能 核膜和核孔 (1)核膜是雙層膜，外膜與內質網相連，且有核糖體附著； (2)核膜是不連續(xù)的，其上有核孔； (3)核膜具有選擇透過性 (1)細胞內化學反應的場所。核膜上有酶附著，利于多種化學反應的進行； (2)控制物質進出，小分子、離子通過核膜進出；大分子物質通過核孔進出 核仁 折光性強，易與其他結構區(qū)分 參與某些RNA的合成及核糖體的形成 染色質 (1)易被堿性染料染成深色； (2)主要由DNA和蛋白質組成； (3)與染色體的關系： 是遺傳物質的主要載體 【感知考題】 下列關于細胞核的敘

23、述，正確的是(　　) A．酵母菌的細胞核內含有DNA和RNA兩類核酸(2016·全國乙，1B) B．細胞都具有細胞核但遺傳物質不一定是DNA(2016·四川，2B) C．肌細胞細胞核中的RNA能夠傳遞和表達遺傳信息(2015·北京，2B改編) D．小分子物質可以通過核孔、大分子物質不能通過(2014·大綱卷，1C改編) [答案]　A 高分點撥——類題通法 細胞核相關知識大匯聚 (1)細胞核是細胞代謝的控制中心，但不是細胞代謝的中心，因為細胞代謝的主要場所是細胞質基質。 (2)核膜、核仁在細胞周期中表現(xiàn)為周期性消失和重建。 (3)核孔、核膜均具有選擇透過性。 (4)核仁不

24、是遺傳物質的儲存場所。細胞核中的遺傳物質分布在染色體(染色質)上。 (5)核糖體合成的起點在細胞核內，發(fā)揮作用在細胞質中。 (6)核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝有關，如代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞，核孔數多，核仁較大。 (7)核膜通常與內質網膜直接相連，其上附著有核糖體。 【跟進題組】 命題1　細胞核的結構和功能 1．(2017·濟南月考)下列有關細胞核的敘述，正確的是(　　) A．①、②是由DNA和蛋白質組成的鏈狀結構，在細胞周期中發(fā)生周期性變化 B．③是由2層磷脂分子組成的 C．脫氧核苷酸、核糖核苷酸、信使RNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、組成染色質的蛋白質、

25、脫氧核糖核酸等物質必須通過核孔才能進出細胞核 D．⑤是細胞代謝活動的控制中心 解析：選A。①、②分別是染色質和染色體，均是主要由DNA和蛋白質組成的鏈狀結構，隨細胞周期而發(fā)生周期性變化。③是核膜，為雙層膜，由4層磷脂分子組成。大分子物質進出細胞核都要通過核孔，但DNA(脫氧核糖核酸)例外，不能進出細胞核，而核苷酸屬于小分子物質，可通過核膜進出細胞核。⑤是核仁，它與核糖體的形成以及某些RNA的形成有關，細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。 2．心血管疾病目前是發(fā)達國家所有疾病中的頭號殺手。最新研究表明，其致病機制是核孔復合物的運輸障礙。據此分析正確的是(　　) A．核孔是細胞核與細胞質之間

26、任何物質進行運輸的通道 B．人體成熟的紅細胞中核孔數目很少，因此紅細胞代謝較弱 C．核孔運輸障礙的直接原因可能是核孔復合物發(fā)生改變 D．tRNA在細胞核內合成，運出細胞核發(fā)揮作用與核孔復合物無關 解析：選C。核孔是細胞核與細胞質之間進行物質交換和信息交流的通道，DNA主要存在于細胞核內，一般不經核孔進行運輸，A項錯誤；人體成熟的紅細胞中沒有細胞核，更沒有核孔，B項錯誤；核孔運輸障礙的直接原因可能是核孔復合物發(fā)生改變，運輸能力改變，C項正確；tRNA在細胞核內合成，通過核孔運出細胞核發(fā)揮作用，所以tRNA運出細胞核與核孔復合物有關，D項錯誤。 誤認為核孔是隨時敞開、大小分子都能進出

27、的通道 [點撥]　(1)核孔并非是一個簡單的通道而是由多種蛋白質組成的一個復雜而精細的結構，對進出核孔的物質具有嚴格調控作用。 (2)物質進出細胞核并非都通過核孔。核孔是大分子物質出入細胞核的通道。 命題2　細胞核功能的實驗驗證 3．(2017·貴州貴陽監(jiān)測)傘藻是一種能進行光合作用的單細胞綠藻，由傘帽、傘柄和假根三部分構成，細胞核在假根內?？茖W家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實驗(如圖)。下列相關敘述錯誤的是(　　) A．圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止 B．圖2中③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽 C．圖1中①②的帽形因嫁接而改變 D．

28、上述實驗說明生物體形態(tài)結構的建成主要與細胞核有關 解析：選C。細胞核是細胞遺傳和代謝活動的控制中心，故移去細胞核的甲傘藻的生命活動逐漸減緩直至停止，A正確；圖2中的③與圖1中的①的細胞核相同，故兩者都是菊花形帽，B正確；圖1中①②嫁接的是傘柄，屬于細胞的細胞質部分，故不會引起帽形的改變，C錯誤；題中嫁接實驗及核移植實驗可說明生物體形態(tài)結構的建成主要與細胞核有關，D正確。 4．(經典題)細胞核具有什么功能？科學家通過下列實驗(如圖)進行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核 和無核的兩半，中間只有很少的細胞質相連，結果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續(xù)分裂；②b部分分裂到16

29、～32個細胞時，將一個細胞核擠入不能分裂的a部分，結果a部分開始分裂、分化，進而發(fā)育成胚胎。下列敘述中不正確的是(　　) A．實驗結果可以說明細胞核與細胞的分裂、分化有關 B．實驗①中，b部分細胞屬于對照組，a部分屬于實驗組 C．實驗②中，a部分的操作與實驗①中的a部分形成對照 D．實驗說明細胞的壽命與細胞核有關 解析：選D。整個實驗并沒有涉及細胞的壽命，故D項錯誤。有核或植入核的部分能分裂、分化，無核的部分則停止分裂，說明細胞核與細胞的分裂、分化有關，故A項正確。a部分相當于去核和重新植入核，是實驗組，故B項正確。實驗②中，a部分植入核，與實驗①中的無核形成對照，故C項正確。

30、 [核心體系構建] [填空]?、倭字⒌鞍踪|、糖類等?、谝欢ǖ牧鲃有浴、圻x擇透過性?、軐⒓毎c外界環(huán)境分隔開?、菘刂莆镔|進出細胞?、捱M行細胞間的信息交流?、哌z傳信息庫?、嗉毎x和遺傳的控制中心　⑨核膜、核孔等　⑩核仁、染色質等 [規(guī)范答題必備] 1．細胞膜結構和功能的3個“三” (1)三種成分：脂質、蛋白質、糖類。 (2)三個功能：將細胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質進出細胞、進行細胞間的信息交流。 (3)信息交流的三種形式：分泌化學物質、通過細胞膜的直接接觸、通過細胞間的通道。 2．本質相同的兩種物質 染色體和染色質都是由DNA和蛋白質組成的，是同一種物質在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。 3．細胞核結構和功能的“二、二、四” 二場所——遺傳物質的復制場所、儲存場所。 二中心——細胞代謝和遺傳的控制中心。 四結構——核膜、核孔、核仁、染色質。