2022版高考生物一轮复习第2单元细胞的基本结构与物质运输第4课细胞膜和细胞核学案新人教版

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一、细胞膜
1．细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞。
(3)进行细胞间的信息交流。(将下列事例与对应的细胞交流方式连线)
提示：①—b ②—a ③—c
2．细胞膜的成分
3．细胞膜的结构
(1)细胞膜结构的探索
(2)流动镶嵌模型
①基本支架：[B]磷脂双分子层。
②图中C的分布形式
a．镶在[B]磷脂双分子层的表面；
b．部分或全部嵌入B中；
c．贯穿于整个B中。
③A为糖蛋白：分布于细胞膜的外表面，具有细胞识别和进行细胞间的信息传递等功能。
④结构特点：具有一定的流动性。
二、细胞核的结构和功能
1．细胞核的功能
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
2．细胞核功能的探究
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验过程
②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。
(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
③实验结论：伞藻“帽”的形状由细胞核控制。
3．细胞核的结构
(1)核膜：图中的a。
①结构特点：具有双层膜。
②功能：将核内物质与细胞质分开。
(2)核仁：图中的b，与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。
(3)核孔：图中的d，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
(4)染色质：图中的c。
①组成：主要是DNA和蛋白质。
②功能：其中的DNA是遗传物质。
③在细胞不同时期的存在形式
1．细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成
(1)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。(√)
(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。(×)
(3)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(×)
2．细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的
(1)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。(√)
(2)细胞膜控制物质进出的功能只能体现功能特性。(×)
(3)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(√)
(4)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(×)
3．细胞核能控制细胞的代谢和遗传，是与其结构分不开的
(1)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道。(√)
(2)细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分。(√)
(3)核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。(×)
4．细胞核是遗传信息库
(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(×)
(2)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。(×)
(3)代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大。(√)
细胞膜的结构和功能
癌细胞是由体内正常细胞产生癌变而形成的，现已经发现肿瘤细胞许多表型变化及其相随的恶性行为均与细胞表面的结构、理化性质和功能的改变有密切的关系。某些糖尿病患者是由于细胞膜表面胰岛素受体数目减少，使胰岛素不能与细胞膜受体结合而产生生物学效应，导致糖尿病的发生。
(1)结合流动镶嵌模型分析，癌细胞表面的哪些结构发生了改变，这些改变导致癌细胞具有哪些特点？(试举一例，合理即可)
答案：癌细胞细胞膜的糖蛋白减少，进而导致癌细胞之间的黏着性下降，从而使癌细胞容易扩散和转移。
(2)尝试写出探究“癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜的成分含量改变有关”实验的思路。
答案：取等量的小鼠癌细胞和正常的体细胞，分析比较二者细胞膜上糖蛋白的含量；预期结果：癌细胞膜上糖蛋白减少。
(3)胰岛素作用于细胞表面的胰岛素受体的过程体现了细胞膜的什么功能？该过程通过哪种方式实现该功能？
答案：进行细胞间的信息交流。该过程通过细胞分泌的化学物质传递信息实现信息交流的功能。
1．细胞膜成分与结构的理解
(1)细胞膜成分的特点
①细胞膜成分与功能的关系：不同细胞膜的成分种类一般相同，但各组分的含量一般不同。功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多。
②细胞膜的组分是可变的：如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(2)糖类的存在形式与分布
①存在形式：分别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。
②分布：糖蛋白分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞膜的内外侧。
2．图解细胞膜的三种成分和三大功能
3．细胞膜的结构特点与功能特性的比较
考向1| 细胞膜的成分和结构
1．细胞膜的流动镶嵌模型如图所示，①～④表示其中的物质。下列叙述正确的是( )
A．①在细胞膜的内外侧均有分布，与细胞间的识别有关
B．②可自发形成双层结构，与核糖体的形成有关
C．③分布于细胞膜中，能催化细胞膜中发生的生化反应
D．④有脂溶性和水溶性两部分，可控制某些离子出入细胞
D 解析：①糖蛋白只分布在细胞膜外侧，与细胞识别有关，细胞膜内侧无分布；②磷脂可自发形成双层结构，但核糖体无膜结构，因此与核糖体的形成无关；③胆固醇主要起稳定细胞膜结构的功能，无催化功能；④蛋白质有水溶性与脂溶性两部分，有些蛋白质为转运蛋白，可控制某些离子进出细胞。
考向2| 细胞膜的功能
2．下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是( )
A．细胞膜上的转运蛋白具有传递信息的功能
B．细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的
C．细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度
D．胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高
A 解析：细胞膜上的转运蛋白具有控制物质进出的功能，A错误；细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，如细菌、病毒等有害的物质也有可能进入细胞，B正确；细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂，C正确；胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高，D正确。
细胞核的结构和功能
1．利用“二、二、四”巧记细胞核
2．细胞核的结构及相应功能
考向1| 细胞核的结构
1．(多选)(2019·江苏卷)下图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中
B．具有单层生物膜的结构②与细胞分泌活动有关
C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同
D．④⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成
BD 解析：结构①为中心体，在有丝分裂前的间期因复制而数量倍增，A错误；结构②为高尔基体，具有单层膜，与细胞分泌物的形成有关，B正确；结构③是核孔，RNA聚合酶在核糖体中合成后穿过核孔进入细胞核，参与转录过程，而在细胞核中经转录过程形成的RNA穿过核孔进入细胞质，参与翻译过程，可见，二者穿过结构③的方向不同，C错误；④⑤分别为附着在内质网上的核糖体、游离在细胞质基质中的核糖体，核糖体由RNA和蛋白质组成，D正确。
(1)染色体和染色质的关系：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(2)核膜的结构特点是具有一定的流动性；功能特点是具有选择透过性。
(3)举例说明核孔具有选择性：细胞核转录出的RNA可以穿过核孔到细胞质中，细胞质中合成的蛋白质可以进入细胞核，但是细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(4)核仁的功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
考向2| 细胞核的功能
2．(2019·全国卷Ⅲ)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
B 解析：真核细胞中只有细胞核中有染色质，A正确；真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中，B错误；细胞核中的染色质上含有遗传物质DNA，因此细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；细胞核中的遗传物质是DNA，其通过DNA复制合成子代DNA，该过程需要消耗能量，D正确。
命题生长点1 细胞膜的组成成分
这类被镶嵌进去的物质很可能含有什么成分？你的判断依据是什么？
答案：糖类和蛋白质。因为细胞膜外的糖类分子和蛋白质分子结合形成的糖蛋白具有识别作用。
命题生长点2 细胞膜的功能
(2018·天津卷)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(B)
解析：在神经调节中，位于突触后膜的受体能识别神经递质并与之结合，A正确；在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白，B错误；在光合作用过程中，位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶，C正确；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被免疫系统识别，从而引起特异性免疫，D正确。
命题生长点3 膜结构与功能研究的应用
科研人员用单层磷脂分子包裹药物，制成微球体，通过微球体和细胞的相互作用把药物送入细胞内，该技术利用了磷脂分子的什么特点？该药物应为亲水性还是疏水性的？
答案：利用了磷脂分子的流动性；药物应为疏水性的。
4种“膜蛋白”的作用
(1)受体蛋白：信号分子(如激素、神经递质)的受体。
(2)转运蛋白：协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。
(3)具催化作用的酶：如好氧细菌的细胞膜上附着有与有氧呼吸有关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。
(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别等)。
课程标准要求
学业质量水平
1.2.1 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
1.2.3 阐明遗传信息主要储存在细胞核中
实验：尝试制作真核细胞的结构模型
1.基于对细胞膜和细胞核结构和功能的学习，能够结合具体实例说出相应的功能，认同结构与功能相适应的观点。(生命观念)
2.通过对细胞膜和细胞核结构的认知，尝试构建细胞膜和细胞核的结构模型。(科学思维)
3.学会探究细胞核的功能，并能对该实验进行设计与分析。(科学探究)
项目
结构特点
功能特性
内容
流动性
选择透过性
原因
构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
遗传特性
↓决定
转运蛋白种类、数量
↓决定
选择透过性
实例
变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐、分泌蛋白与神经递质的合成与分泌等
植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出
影响
因素
温度：在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越强
①内因：细胞膜上转运蛋白的种类和数量；
②外因：温度、pH、O2浓度等影响呼吸作用的因素
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在有丝分裂中周期性地消失和重建；
③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性
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选择性地控制物质出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞核
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
遗传物质的主要载体
学习探索情境
据报道，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。
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