2024届人教版高中生物一轮复习细胞膜和细胞核学案

第1讲　细胞膜和细胞核考点1　细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能二、细胞膜的成分1．细胞膜成分的探索2．细胞膜成分组成三、细胞膜的结构1．对细胞膜结构的探索(连线)提示：①—b　②—a　③—d　④—c2．细胞膜的流动镶嵌模型(1)填写流动镶嵌模型的基本内容(2)结构特点 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(特点：具有一定的流动性,原因：组成膜的磷脂分子和大多数,蛋白质分子是可以运动的))四、植物细胞的细胞壁1．台盼蓝染液不能将活细胞染色，而可以使死细胞染色的原因是什么？(必修1　P40“问题探讨”)提示：活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色；死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝染液能够通过细胞膜进入细胞，因此死细胞可以被染成蓝色。2．磷脂分子的“头部”和“尾部”分别由什么构成？各具有什么特性？(必修1　P42“思考·讨论”)提示：“头部”是由甘油、磷酸和胆碱构成，具有亲水性，“尾部”是由脂肪酸构成，具有疏水性。3．既然细胞膜内部是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因是什么？(必修1　P45“旁栏思考”)提示：一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白通过细胞膜。1．在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。 (×)提示：细胞膜的控制作用是相对的，对细胞有害的物质有可能进入细胞。2．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。 (×)提示：脂肪不是生物膜的成分。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．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。 (×)提示：植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，没有通过细胞膜上的受体。6．胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。 (√)1．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类；功能越复杂的细胞膜，______________________________________。提示：蛋白质的种类和数量越多2．细胞膜具有屏障作用的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过细胞膜结构特点和功能特性的比较1．如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。(1)脂质体表面抗体的作用是什么？可用激素替代吗？(2)为什么两类药物的包裹位置各不相同？(3)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？提示：(1)作为引导物，能特异性与靶器官结合；由于激素也能作用于特定的靶器官或靶细胞，因此可以用激素替代。(2)由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地被包裹其中。(3)由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。2．如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：A　　　　　　B　　　　　 C(1)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？(2)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？提示：(1)分别属于图C、图A、图B。(2)受体的化学本质是糖蛋白。受体和信号分子的结合具有特异性。考查细胞膜的结构和功能1．(2022·广东汕头期中)如图所示，图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，下列有关描述错误的是(　　)甲　　　　　　　　　　乙A．图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境B．图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C．图甲中①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递D．将图乙平展在水面上，a部分与水面接触B　[图甲中①表示多糖，②表示蛋白质，③表示磷脂双分子层，①②③共同构成了细胞膜，为细胞的生命活动提供了相对稳定的内部环境，A正确；细胞膜上的糖蛋白具有识别和传递作用，磷脂分子无此功能，B错误、C正确；图乙中a是亲水性“头”部，b是疏水性“尾”部，D正确。]2．(2022·河北选择性考试)关于细胞膜的叙述，错误的是(　　)A．细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流B．细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输C．细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中D．细胞膜上多种蛋白质参与细胞间的信息交流C　[在分泌蛋白的合成和分泌的过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程中细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C错误；细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白，糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。]　常考的“膜蛋白”考查细胞膜成分和结构的相关实验探究3．科学家经过研究提出了生物膜的流动镶嵌模型。请分析回答下列问题：(1)在流动镶嵌模型中，构成生物膜基本支架的是________，由于________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的__________________________________________，由此能较好地解释细胞膜结构的________性。(3)通过其他方法测得多种细胞膜的化学成分如下表：依据表格数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，主要区别是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)科学家将哺乳动物细胞膜结构中的磷脂分子提取出来铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为________。(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]　(1)磷脂双分子层　蛋白质　(2)蛋白质分子可以运动　流动　(3)都含有蛋白质、脂质和糖类　组成不同细胞膜的物质含量有差别　(4) eq \f(S,2) (5)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有流动性且随温度升高，细胞膜流动性升高考点2　细胞核的结构和功能一、细胞核的功能及功能探究1．实验探究(1)黑白美西螈核移植实验(2)蝾螈受精卵横缢实验(3)变形虫切割实验(4)伞藻嫁接与核移植实验2．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。二、细胞核的结构染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态，这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义？(必修1　P58“拓展应用”)提示：染色体呈高度螺旋化状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中；染色质处于细丝状，这种状态有利于细胞分裂间期完成DNA的复制和转录等生命活动。1．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。 (×)提示：核孔是选择性通道。2．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。 (√)3．核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。 (×)提示：核膜、核仁在前期消失，末期重建。4．细胞中核糖体的形成都与核仁有关。 (×)提示：原核细胞中核糖体的形成与核仁无关。5．细胞核是细胞的代谢中心。 (×)提示：细胞核是细胞代谢的控制中心。1．核膜、核孔都有选择性，试举例说明：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：小分子物质可通过核膜进出细胞核，DNA不能通过核孔进出细胞核，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质可以通过核孔进入细胞核2．真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体蛋白的合成将不能正常进行1．归纳细胞核的结构及相应功能2．关注细胞核的五个易错点(1)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，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。(2)核膜和核孔对物质的进出都具有选择性，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不能通过核孔进入细胞质。(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中，核孔数量多，核仁较大。(4)细胞核并非细胞代谢的中心，细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。(5)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(质)上。某种亲核蛋白(在细胞核内发挥作用的蛋白质)包括较大的头部和细长的尾部两个部分。利用蛋白酶水解法进行一定程度的水解，可把蛋白质的头部和尾部分开，分别将头部和尾部注入细胞质中，检测它们是否能够进入细胞核，实验结果如图所示。由实验现象得出的实验结论是什么？提示：亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。考查细胞核的结构和功能1．(2021·河北选择性考试)关于细胞核的叙述，错误的是(　　)A．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B．蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C．许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D．细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出D　[有丝分裂过程中，前期核仁解体、核膜消失，末期核膜和核仁重新出现，A叙述正确；核仁与核糖体的形成有关，蛋白质合成活跃的细胞中核糖体数量多，核仁代谢活动旺盛，B叙述正确；细胞中绝大部分的蛋白质都是在细胞质基质中的核糖体上合成的，对基因表达有调控作用的蛋白质需经核孔进入细胞核，C叙述正确；细胞质中的RNA大多数是在细胞核中合成的，还有部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的，D叙述错误。]2．(2022·广东广州模拟)核膜上有核孔，核孔构造复杂，与核纤层紧密结合，成为核孔复合体，核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白复合体。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列叙述正确的是(　　)A．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流功能B．心房颤动可能是部分mRNA输出细胞核障碍引起C．人成熟红细胞核孔复合体的数量较少，因此红细胞代谢较弱D．如果某个细胞表达了核纤层蛋白基因，说明这个细胞发生了分化B　[核膜上核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，故核质间的物质交换体现了核膜的信息交流功能，A错误；心房颤动(房颤)的致病机制是核孔复合体的运输障碍，可能导致部分mRNA不能运出细胞核，从而影响相关蛋白质的合成导致相应症状，B正确；人成熟红细胞没有细胞核，也没有核孔复合体，C错误；核纤层蛋白用于构成核孔复合体，而核孔复合体几乎存在于所有细胞中，故细胞表达了核纤层蛋白基因不能说明该细胞发生了分化，D错误。]考查细胞核功能的实验探究3．(2022·山东青岛期中)细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见图)进行探究：①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；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一部分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，发育成胚胎。下列叙述错误的是(　　)A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B．实验①中，a部分属于对照组，b部分属于实验组C．实验②中，a部分的操作与实验①中a部分的操作形成对照D．该实验不能说明细胞核与细胞的寿命有关系B　[有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关，A正确；实验①中，a部分无核不分裂也不能长大与b部分有核对照，因此b部分是对照组，B错误；实验②中，a部分植入核后开始分裂、分化，与实验①中a部分无核不分裂形成自身前后对照，C正确；整个实验并没有涉及细胞的寿命，不能证明细胞核与细胞寿命的关系，D正确。]4．生物学家把100个细胞中的每个细胞都分成两部分，一部分含细胞核，另一部分不含细胞核。再将这两部分细胞在相同且适宜的条件下培养一段时间，其实验结果如图所示。以下分析合理的是(　　)A．培养第1 d，有核细胞死亡数比无核细胞多，其原因主要与细胞核的功能有关B．从培养第2 d到第3 d，无核细胞死亡很多，其原因主要与实验中细胞膜的损伤有关C．从培养第1 d到第10 d，有核细胞每天都有死亡，其原因主要与细胞凋亡有关D．从培养第4 d到第10 d，有核细胞每天都有少量死亡，其原因可能与细胞凋亡有关D　[有核细胞出现死亡的原因可能有两个方面：一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。无核细胞随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4 d全部死亡，说明没有细胞核的细胞其生命活动无法进行。]1．核心概念(1)(必修1 P45)细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子叫作糖被，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。(2)(必修1 P57)模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。2．结论语句(1)(必修1 P40)细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。(2)(必修1 P41)多细胞生物体内各个细胞的协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。(3)(必修1 P43)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。(4)(必修1 P45)细胞膜的结构特点是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。(5)(必修1 P56)染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。(6)(必修1 P56)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(7)(必修1 P56)染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。(8)(必修1 P56)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。1．(2022·广东选择性考试)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于(　　)A．细胞核　　 B．细胞质 C．高尔基体 D．细胞膜A　[分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。]2．(2022·海南等级考)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin­1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(　　)A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核B．编码Cofilin­1的基因不表达可导致细胞核变形C．Cofilin­1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力D．Cofilin­1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力A　[核孔具有选择性，肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin­1的介导，A错误；编码Cofilin­1的基因不表达，Cofilin­1缺失，可导致肌动蛋白的结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常，B正确；Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核，从而引起细胞核变形，可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力，C正确；Cofilin­1缺失会导致染色质功能异常，染色质上含有控制细胞代谢的基因，从而影响细胞核控制细胞代谢的能力，D正确。]3．(2021·北京等级考)下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，1～4均为细胞核的结构，对其描述错误的是(　　)A．1是转录和翻译的场所B．2是核质之间物质运输的通道C．3是核质的界膜D．4是与核糖体形成有关的场所A　[1是染色质(体)，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；2是核孔，核孔是核质之间物质运输的通道，具有选择透过性，B正确；3是核膜，是核质的界膜，为细胞核提供相对稳定的环境，C正确；4是核仁，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，D正确。](教师用书独具)(2021·浙江6月选考)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性C．物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号D　[磷脂双分子层不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，其是由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的，但具有识别作用的糖脂分子只分布在细胞膜的外侧，故磷脂双分子层是不完全对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且由于胆固醇是“刚性的”，会限制膜的流动性，B错误；物质进出细胞方式中的被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关，C错误；有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。] 实验一实验方法欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验实验现象溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜实验结论推测细胞膜是由脂质组成的实验二实验目的探究细胞膜中脂质成分的类型实验方法利用哺乳动物的成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析实验结论组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多实验三实验目的英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力实验现象发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(人们已发现油脂滴表面如果附有蛋白质成分，则表面张力会降低)实验结论推测细胞膜可能还附有蛋白质项目内容原因实例影响因素结构特点一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和绝大多数蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐温度(在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大)功能特性选择透过性遗传特性↓决定载体蛋白种类、数量和磷脂双分子层疏水性↓决定选择透过性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(1)内因：细胞膜上载体蛋白的种类和数量；(2)外因：温度、pH、O2等影响细胞呼吸的因素两者关系膜的类别蛋白质/%脂质(主要是磷脂)/%糖类/%变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人红细胞膜49438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核膜和核孔对物质的进出都具有选择性①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建参与某种RNA的合成及核糖体的形成染色质遗传物质的主要载体