1、考纲内容1细胞膜()2细胞核()命题规律1细胞膜的结构与功能2细胞核的结构和功能命题趋势1对细胞膜的考查多与物质运输结合,以选择题为主2多以图像分析,以选择题的形式考查细胞核的结构、功能知识梳理想一想一、细胞膜的制备、成分和功能1细胞膜的制备(1)实验原理:细胞_离心 获得细胞膜。(2)材料:人或其他哺乳动物的_。(3)选材原因无_和众多_,易制得纯净的细胞膜。无_,细胞易吸水涨破。吸水涨破成熟红细胞细胞核细胞器细胞壁3细胞膜的功能(1)将细胞与_分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质_。(3)进行细胞间的信息交流。脂质磷脂蛋白质外界环境进出细胞二、生物膜的流动镶嵌模型1模式图2.
2、结构特点特点:具有一定流动性因:和 大都是运动的糖蛋白磷脂双分子层蛋白质组成膜的磷脂分子蛋白质分子三、细胞核的结构和功能1结构模式图2功能(1)是_,是_的主要场所。(2)是_的控制中心。核膜核仁RNA核糖体染色质核孔遗传信息库遗传物质储存和复制细胞代谢和遗传能力排查试一试一、理解能力1判断下列有关细胞膜叙述的正误。(1)体现生物膜信息传递功能是胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取()(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同()(3)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的()(4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定()(5)具有糖蛋白的一侧为细胞膜外侧()2判断下列有关细胞核叙述的正误。(1)染色体的
3、成分是核糖核酸和蛋白质()(2)核膜上的核孔可以让蛋白质和 RNA 自由进出()(3)胰岛素基因转录的场所是细胞核()(4)将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈去核卵细胞中,最终发育形成白色美西螈()二、识图析图 伞藻嫁接实验过程(1)图中嫁接移植后的伞藻甲、乙的帽形各是怎样的?(2)该实验可以得出的结论是什么?答案(1)提示:甲是伞形帽,乙是菊花形帽。(2)提示:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。考点一细胞膜的结构和功能核心知识1细胞膜的成分、结构及功能的关系(1)不同细胞膜的成分种类相同,但各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,功能复杂的膜中,蛋白质的种类和数量多。(2)细
4、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,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。2生物膜的结构特点和功能特点(1)结构特点一定的流动性结构基础:构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。实例:质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。主要影响因素:温度,在一定温度范围内,随温度升高,膜的流动性加快。生理意义:物质运输、细胞识别、细胞融合
5、、细胞表面受体功能调节等均与之相关。(2)功能特点选择透过性表现:水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。原因;遗传性决定 载体种类、数量决定 选择性。3细胞膜的三大功能边界、运输、传递易误警示易误点 1 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,可用于确定细胞膜膜内外位置。糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。易误点 2 细胞膜的功能为将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流。细胞膜具有一定的流动性和具有选择透过性是细胞膜的结构特点和功能特性,不是细胞膜的功能。易误点 3 细胞膜的组分并
6、不是不可变的,如癌细胞膜上糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。易误点 4 不同细胞的细胞膜中各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,如功能复杂的膜中,蛋白质数量多。跟踪演练1(2016瑞安联考)如图为生物膜结构模式图,a、b 表示两种物质,下列叙述正确的是()A若该图表示质膜,则膜两侧还应分布有多糖B若 b 表示 O2,则该膜可能为叶绿体内膜C若该图表示粗面内质网膜,则 b 可能是磷脂D若 a 表示 ADP,则该膜可能为蓝细菌质膜【解析】若该图表示质膜,则只有膜的外侧还应分布有多糖,A 错误;叶绿体中光反应产生 O2的过程发生在类囊体薄膜上,B 错误;若该图表示粗面内质网膜,则 b 可
7、能是在核糖体上合成的多肽,C 错误;若 a 表示 ADP,则该膜可能为蓝细菌质膜,D 正确。【答案】D2(2016天水三中月考)有种细菌会在人类的细胞之间快速转移,使人患脑膜炎。其原因是该菌的一种名为 InIC 的蛋白可通过阻碍人类细胞中的 Tuba 蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利于细菌的转移。下列叙述正确的是()ATuba 蛋白和 InIC 蛋白的合成均需要内质网的加工B该菌使人类细胞发生变形,说明细胞膜具有一定的流动性C该菌在人类的细胞之间快速转移依赖于细胞膜的选择透过性D该菌以被动运输的形式进入人类细胞【解析】InIC 蛋白是细菌中的蛋白质,细菌没有内质网,并且人类细胞中的 Tuba
8、 蛋白是胞内蛋白,不需要内质网的加工,故 A 错误;据题意可知,该菌能使人类细胞发生变形,细胞变形就是细胞膜在运动,说明细胞膜具有一定的流动性,故 B 正确;细菌属于聚合体,相当于大分子物质,其进入人体细胞的方式是胞吞,胞吞方式只能说明细胞膜的流动性,故 C 错误;该菌以胞吞方式的形式进入人类细胞,故 D 错误。【答案】B【解题技巧】1细胞膜组成成分的鉴定用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解;脂溶性物质能够优先通过细胞膜;磷脂酶处理细胞膜,细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。2细胞膜结构特点的鉴定将膜结构中的磷脂分子提取出来,铺在空气水界面上,测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍,则
9、可说明细胞膜中磷脂分子为双层。采用荧光标记法,标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。上述实验现象可说明:细胞膜具有一定的流动性。3.细胞膜功能特性的鉴定将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起,发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合,则说明细胞膜具有识别作用。利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子,对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。该实验可用于验证:细胞膜具有选择透过性。考点二细胞核的结构和功能核心知识1细胞核的结构与功能名称特点功能核膜和核孔核膜是双层膜,外膜与内质网相连,且有核糖体附着;核膜是不连续的,其上有核孔;核膜具有选择透过性;在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建化
10、学反应的场所,核膜上有酶附着,利于多种化学反应的进行;控制物质进出,小分子、离子通过核膜进出,DNA、蛋白质等大分子物质通过核孔进出核仁折光性强,易与其他结构区分;在有丝分裂中周期性地消失和重建参与 rRNA 的合成与核糖体的形成染色质易被碱性染料染成深色;主要由 DNA 和蛋白质组成;与染色体的关系:同种物质在细胞不同时期的两种存在状态染色质染色体是遗传物质的主要载体特别提醒,(1)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,代谢越旺盛,核质之间物质交换速率越频繁,核孔数量越多;蛋白质合成旺盛的细胞,核仁较大。(2)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以及植物的筛管细胞;
11、人工去核的细胞,一般也不能存活太久。(3)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(1)黑白美西螈核移植实验实验过程:实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。实验分析: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卵细胞进行培养作为对照。(2)蝾螈受精卵横缢实验实验过程:实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。(3)伞藻嫁接实验实验过程:实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明
12、是细胞核控制伞藻“帽”的形状。(4)变形虫切割实验实验过程: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。实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。易误警示易误点 1 核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然是具有选择性的,如细胞核中的 DNA 就不能通过核孔进入细胞质。易误点 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。易误点 3 核糖体合成的起点在细胞核内,发挥作用在细胞质中。易误点 4 并非所有的真核细胞都有细胞核,如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。易误点 5 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如
13、代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。跟踪演练3(2016三明一中月考)下列有关细胞核的叙述,正确的是()A核膜不与细胞内的其他膜相连B核仁与细胞核内蛋白质的合成有关CDNA 通过核孔进入到细胞质控制细胞的代谢D细胞周期中染色体和染色质发生周期性变化【解析】内质网膜与核膜直接相连,A 错误;核仁与核糖体的形成有关,B 错误;DNA 与蛋白质组成染色体,存在于细胞核中,C错误;细胞周期中染色体和染色质发生周期性变化,D 正确。【答案】D4(2016衡阳八中月考)细胞核具有什么功能,科学家通过下列实验(见下图)进行探究:用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只是很少的细胞质
14、相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;b 部分分裂到 1632 个细胞时,将一个细胞核挤入到不能分裂的 a 部分,结果 a 部分开始分裂、分化,进而发育成胚胎。下列叙述中,不正确的是()A实验说明细胞的寿命与细胞核有关B实验中,a 部分的操作与实验中的 a 部分形成对照C该实验说明细胞核控制了生物体的所有代谢活动D实验中用头发丝将受精卵横缢,一定阻断了有核部分和无核部分的部分物质交流【解析】整个实验并没有涉及细胞的寿命,A 错误;a 部分相当于去核和重新植入核,是实验组,B 正确;这个实验说明没有细胞核的部分不能有细胞代谢,C 正确;实验中用头发丝将受精卵横缢,一定阻
15、断了有核部分和无核部分的部分物质交流所以导致两边在代谢上有很大的差异,D 正确。【答案】A【解题技巧】1.小分子物质进出细胞核是通过核膜以跨膜运输实现的,而不通过核孔。2.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。3.细胞核处在细胞质的包围中,核物质代谢所需的原料都要依赖于细胞质,核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质中的 ATP 供给。4.细胞核中的蛋白质也是在细胞质中合成的,如 DNA 聚合酶等。题组一 细胞膜的结构和功能1(2015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
16、膜需要消耗 ATPC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【解析】细胞膜的功能特点是具有选择透过性;乙醇通过细胞膜的方式是自由扩散,不消耗 ATP;氨基酸通过细胞膜的方式是主动运输或协助扩散,所以需要载体蛋白的协助;蛋白质分子可以覆盖、嵌入或贯穿磷脂双分子层。【答案】B2(2015江苏卷)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是()A内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着B白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗 ATPC黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达D白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进
17、入炎症组织【解析】内皮细胞通过白细胞膜上的受体(糖蛋白)识别白细胞并使其黏着;白细胞迁移需要消耗能量;白细胞的粘着所需的糖蛋白是基因表达的结果;白细胞利用细胞膜的流动性穿过血管壁进入炎症组织。【答案】D3关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是()A脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质B当细胞衰老时,其细胞膜的通透性会发生改变C甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜D细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递【解析】磷脂以双分子层的形式构成细胞膜的基本骨架,蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中;细胞衰老时,细胞膜通透性改变,使物质运输能力降低;甘油属于脂质,可以通过自由扩
18、散的方式通过细胞膜;细胞产生的激素与靶细胞膜上的相应受体结合,将信息传递给靶细胞,从而实现细胞间的信息传递。【答案】C4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()【解析】血红蛋白存在于红细胞内,而不是在细胞膜上;抗原对 T 淋巴细胞来说是信号分子,通过 T 淋巴细胞膜上的受体与之结合,T 淋巴细胞膜上没有抗体,抗原和抗体的免疫反应主要发生在血浆中;激素和受体的结合具有特异性,胰高血糖素应作用于胰岛 B 细胞上的胰高血糖受体,而不是胰岛素的受体;骨骼肌作用于胰岛 B 细胞上的胰高血糖受体,而不是胰岛素的受体;骨骼肌作为反射
19、弧中的效应器,骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体,同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助。【答案】D题组二 细胞核的结构和功能5下列有关细胞核的叙述,错误的是()A蛋白质是细胞核中染色质的组成成分B细胞核中可进行遗传物质的复制和转录C小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能D有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象【解析】细胞核中染色质的主要成分是蛋白质和 DNA;细胞核是遗传物质的主要储存场所,可以发生 DNA 的复制和转录;核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,如 mRNA、DNA 聚合酶等可通过核孔;有丝分裂前期核膜消失,末期核膜重新形成。【答案】C细胞膜的流动镶嵌结构模型解读典型图示信息解读(
20、1)图 1 中磷脂分子的头部亲水、尾部疏水,在空气水界面上呈单层铺展,在水中以磷脂双分子层形式形成脂质体,将药物放入脂质体内部,可利用其流动性,与膜融合后将药物运送至病变细胞。(2)图 2 中是糖蛋白,是载体蛋白,是磷脂双分子层,是嵌入磷脂双分子层中的蛋白质,据此可确定细胞膜的结构特点如下:镶嵌性:膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的。不对称性:膜两侧的分子性质和结构不相同,如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面,据此可判断细胞膜的内外侧。(3)图 2 中 a 是协助扩散,b 是自由扩散,c 是主动运输。解题技法(1)分析此类问题要明确磷脂分子的结构特点,从而理解细胞膜以磷脂双分子层为基本支架
21、的原因。(2)解答此类问题要准确判断各种组成成分,并根据是否需要能量、载体判断物质跨膜运输的方式。针对训练1下图所示脂质体是一种人工膜,主要由磷脂组成,下列说法不正确的是()A磷脂分子在水介质中可自动形成该脂质体B该脂质体可用作转基因研究C该脂质体表面交联抗体,能靶向给药治疗癌症D该脂质体交联胆固醇分子,可增强膜的流动性【解析】磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部,在水介质中可自动形成脂质体;脂质体和细胞膜能够相溶,通过胞吞进入细胞,因此可以作为基因工程的运输工具;抗体具有特异性的识别作用,所以脂质体表面交联抗体,能靶向给药治疗癌症;脂质体交联胆固醇分子不能增强膜的流动性,膜成分的流动性与温
22、度等因素有关。【答案】D2下图 1 是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图 2 表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是()A图 1 所示生物膜最可能是细胞膜B物质通过离子通道不需要消耗 ATPC由图 1 和图 2 可知,膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的D丁的化学成分为蛋白质【解析】图 1 中丁是糖蛋白,分布于细胞膜外表面,故图 1 所示生物膜最可能是细胞膜。由题干信息可知,物质顺浓度通过通道蛋白,因此不消耗 ATP。由图 1 和图 2 可知,膜的成分在膜上的分布是不对称的。【答案】D