1、第2单元细胞的结构第4讲细胞膜和细胞核素养导读必备知识固本夯基一、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的功能2.细胞膜的成分3.细胞膜的结构(1)对细胞膜结构的探索(2)流动镶嵌模型模式图结构特点特点:具有流动性原因:构成膜的和大都能运动二、细胞核的结构和功能1.细胞核的功能(1)是遗传物质储存和复制的主要场所,是。(2)是的控制中心。2.细胞核功能的探究实验内容实验方法及结果结论实验一美西螈细胞核移植美西螈皮肤颜色遗传是由控制的实验二横缢蝾螈受精卵蝾螈的细胞分裂和分化是由控制的实验三变形虫切割变形虫的分裂、生长、再生、应激性等生命活动是由控制的实验四伞藻嫁接与核移植伞藻“帽”的形状是由控制的3.细胞
2、核的结构(1)上述结构中,原核细胞不具备的是。(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是。(3)染色质和染色体是在细胞不同时期的两种存在状态,前者呈细长丝状,后者呈圆柱状或杆状。4.细胞的整体性概念检测1.基于对细胞膜的结构和功能的理解,判断下列表述是否正确。(1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。()(2)细胞膜的成分是恒定不变的。()(3)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。()(4)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。()(5)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。()(6)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。()2.基于对细胞核的结构
3、和功能的理解,判断下列表述是否正确。(1)酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸。()(2)核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失,分裂后期重建。()(3)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。()(4)真核细胞的核膜上有多种酶,有利于多种化学反应的顺利进行。()(5)细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心。()(6)代谢越旺盛的细胞,核孔的数目越多,核仁的体积越大。()教材拓展1.(人教版必修1P43图3-4)在小鼠细胞和人细胞融合实验中,若降低温度,细胞完全融合所需要的时间会延长,请分析原因。2.(人教版必修1P46“拓展应用”)利用膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位
4、,通过小球膜与细胞膜融合,将药物送入细胞,这一过程体现了细胞膜的结构特点是。3.(人教版必修1P58“生物科技进展”)体细胞克隆就是将体细胞进行体外培养后,注入去除核遗传物质的卵母细胞内,通过人工方式激活后再送入受体,最终发育成个体的一个过程。(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞,该细胞是一已分化的体细胞,从理论上分析,它具有细胞的全能性,原因是什么?(2)科学家将79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中,最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”。“中中”和“华华”的性别是否一致?原因是什么?核心考点能力提升考点一细胞膜的结构和功能合作探究探究1细胞膜的成分和结构下图表示各种细胞膜组成成
5、分的含量,请思考回答下列问题。(1)分析该图示能得到哪些结论。(至少2点)(2)不同细胞的细胞膜成分有何差异?同一细胞的细胞膜成分及其功能是否会发生变化?(3)髓鞘膜的蛋白质种类和数量比其他细胞膜低,请从结构与功能观角度分析其原因。(4)破坏膜结构的因素有哪些?探究2细胞膜的功能(教材链接:人教版必修1P41图3-2)如图是细胞间的三种信息交流方式,据图分析回答下列问题。(1)写出图中物质或结构的名称:;。(2)人体内胰岛素的作用过程、细胞免疫中细胞毒性T细胞与靶细胞间信息交流分别属于上面的哪种方式?(3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上?解疑释惑1.细胞膜成分与功能的三个关键点(1)不同细
6、胞膜成分的种类一般相同,但各组分的含量不同。功能复杂的膜中,蛋白质的种类和数量多。(2)细胞膜的成分是可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜成分发生变化,糖蛋白含量下降,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成的糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。糖蛋白一般分布于细胞膜外侧,据此可判断细胞的内外侧。2.辨析生命系统信息传递的三个层次考向突破考向1细胞膜的成分、结构和功能1.(2021海南模拟)下列关于细胞膜的结构和功能的叙述,错误的是()A.细胞膜把细胞分隔成胞内、胞外两个不同环境B.水分进出细胞不受细胞膜的限制C.膜蛋白选择性转运离子,有利于维持细
7、胞内部环境的相对稳定D.膜多糖参与信号识别和传递,有利于细胞间的功能协调2.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是()选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜,识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜,识别并结合激素载体C位于类囊体膜,催化ATP合成酶D位于癌细胞膜,引起特异性免疫抗原【归纳总结】三种常考的“膜蛋白”及其功能(1)受体蛋白:与信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)结合后,通过一系列胞内信号传递信息的蛋白。(2)具跨膜运输作用的转运蛋白:载体蛋白(用于协助扩散和主动运输)和通道蛋白。(3)具催化作用的酶:如好氧细菌其细胞膜上可附着与
8、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)。考向2与细胞膜有关的实验探究3.下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验,不正确的是()A.用磷脂酶处理细胞膜,细胞膜被破坏B.用脂溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解C.比较脂溶性物质与非脂溶性物质透过细胞膜的速度D.欧文顿提取了细胞膜并证明了细胞膜是由脂质组成整合提升细胞膜功能特性选择透过性的验证考点二细胞核的结构和功能合作探究探究1细胞核的结构和功能根据细胞核结构示意图分析下列问题。(1)将彻底水解后,主要可得到哪些小分子?(2)的主要功能是什么?(3)在mRNA、蛋白质、DNA聚合酶、DNA中,能通过核孔进出
9、的有哪些?(4)在细胞分裂中,上图中能周期性消失和重建的结构有哪些?(5)该图能否表示人体成熟的红细胞的细胞核?为什么?探究2细胞核功能的实验探究(教材链接:人教版必修1P54“思考讨论”)根据细胞核功能的探究实验分析下列问题。(1)为消除或减少实验误差,在实验设计中通常要设置对照组,使实验具有说服力和严谨性。资料1、2、3、4中的实验是否均遵循了对照原则?(2)由资料2、3中的实验还能得出什么结论?(3)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验,还有必要再做核移植实验吗?说出你的理由。(4)根据所学知识,请你推测并简述伞藻细胞质在伞“帽”形成过程中的作用。(5)伞藻是单细胞绿藻,其高度
10、可达10 cm。生物学上常用它来研究细胞的有关功能。指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么优点(要求写两点)。考向突破考向1细胞核的结构与功能1.(2019全国)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是()A.细胞中的染色质存在于细胞核中B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D.细胞核内遗传物质的合成需要能量易错警示有关细胞核结构的五个容易忽视的问题(1)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中,核孔数量多,核仁较大。(2)染色体和染色质形态不同,而成分完全相同。(3)细胞核是细胞代谢的控制中心,而不是细胞代谢中心,细胞
11、代谢中心是细胞质。(4)物质进出细胞核不都通过核孔。(5)核膜和核孔都具有选择性,核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。考向2细胞核功能的实验探究2.(多选)下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验,据此推断正确的是()A.RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中B.细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢C.若核质分离较长时间后进行移植,则乙组实验细胞质中无含15N的RNAD.甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,可得到相同的实验结果第2单元细胞的结构第4讲细胞膜和细胞核必备知识固本夯基一、1.
12、将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞胞吞、胞吐信息交流激素调节胞间连丝精卵结合2.磷脂糖类3.(1)脂质磷脂连续的两层脂质流动性(2)糖蛋白细胞识别磷脂双分子层蛋白质磷脂分子蛋白质分子二、1.(1)遗传信息库(2)细胞代谢和遗传2.黑色细胞核能不能细胞核细胞核细胞核细胞核3.核膜DNA和蛋白质某种RNA核孔(1)核膜、核孔、核仁、染色质(2)核膜和核仁(3)同种物质染色质染色体4.核孔细胞器膜分工合作储存和复制控制中心细胞核【概念检测】1.(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.(1)(2)(3)(4)(5)(6)【教材拓展】1.提示温度会影响分子的运动,进而影响细胞膜的流动性。2.提示细胞
13、膜具有流动性3.提示(1)成纤维细胞的细胞核中含有发育成猴的全部遗传信息。(2)一致。“中中”和“华华”的细胞核中遗传物质相同。核心考点能力提升考点一【合作探究】探究1(1)提示由图可推知:细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质;不同细胞膜中蛋白质的含量有所不同,功能越复杂的细胞膜上蛋白质含量相对越高。(2)提示不同细胞的细胞膜成分差异主要在于蛋白质的种类与数量。同一细胞在不同时期,细胞膜的成分含量及其功能均会发生变化。例如,正常细胞在癌变过程中,细胞膜上会产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质,糖蛋白减少,再如衰老细胞中膜通透性会改变等。(3)提示髓鞘膜功能相对简单。膜的功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多,功
14、能越简单,所含蛋白质的种类和数量越少。(4)提示生物膜主要是由脂质、蛋白质和少许糖类组成的,凡能引起蛋白质变性、脂质溶解的因素均能导致生物膜结构破坏。破坏膜结构的因素有高温、强酸、强碱、过度低温、脂溶剂、蛋白酶等。探究2(1)提示受体与膜结合的信号分子胞间连丝(2)提示分别属于图A、图B。(3)提示不是,有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。【考向突破】1.B细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,水分子进出细胞也受到细胞膜的限制,B项错误。2.B在神经调节过程中,神经递质与突触后膜上的受体结合,将信息传递给下一个神经元细胞,A项正确。在体液调节过程中,激素与靶细胞膜上的受体结合
15、,从而改变靶细胞原有的代谢活动,B项错误。光反应在叶绿体类囊体膜上进行,在相关酶的作用下合成ATP,C项正确。癌变的细胞会成为抗原,被免疫系统识别并清除,D项正确。3.D细胞膜由磷脂、蛋白质和少量糖类构成,酶具有专一性,用磷脂酶处理细胞膜会破坏磷脂成分,细胞膜被破坏,A项正确;细胞膜含有脂质成分,脂质可以溶解在脂溶剂中,用脂溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解,B项正确;化学物质具有相似相溶的特点,脂溶性物质比非脂溶性物质更容易透过细胞膜,C项正确;欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不同,提出细胞膜是由脂质组成的,但并未将细胞膜从细胞中分离出来,D项错误
16、。考点二【合作探究】探究1(1)提示氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。(2)提示是核仁,与某种RNA的合成和核糖体的形成有关。(3)提示mRNA、蛋白质、DNA聚合酶。(4)提示。(5)提示不能。人体成熟的红细胞中没有细胞核。探究2(1)提示资料2、3、4中的实验均遵循了对照原则,资料1中的实验中缺乏对照,可增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的对照组,以增强结论的说服力。(2)提示细胞只有保持结构的完整性,才能完成正常的生命活动。(3)提示有必要。因为嫁接后的细胞中,有部分细胞质来自伞柄,部分细胞质来自假根。这样就不能确定伞“帽”形态是否由细胞核决定,而伞藻核移
17、植实验可排除假根中其他物质的影响,是对伞藻嫁接实验的补充,进一步验证了细胞核的功能。(4)提示构建伞“帽”的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的。(5)提示大型单细胞生物;伞“帽”形态差异明显;不同伞藻间容易嫁接。(任选两点)【考向突破】1.B细胞中的染色质存在于细胞核中,A项正确。真核细胞中,遗传信息的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,B项错误。细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,C项正确。细胞核内的遗传物质为DNA,DNA的合成需要消耗ATP,D项正确。2.ABC15N标记的尿嘧啶是合成RNA的原料,由图可知,在细胞核中首先发现被15N标记的RNA,然后在重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA,说明RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中。细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成,进而控制细胞的代谢。若核质分离较长时间,细胞核可能由于缺乏物质和能量供应失去活性,这样乙组实验细胞质中无含15N的RNA。胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料,甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验,若DNA进行复制,可在细胞核中发现被15N标记的DNA,但DNA不能进入细胞质,所以在细胞质中没有被15N标记的DNA;若DNA不复制,则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。