还剩52页未读，
继续阅读
人教版2024届高考生物一轮复习细胞膜与细胞核教学课件
展开
这是一份人教版2024届高考生物一轮复习细胞膜与细胞核教学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，提能力精准突破，悟考情演练真题，研专项前沿命题，细胞膜的制备，成熟的红细胞，细胞核，细胞器，细胞壁等内容，欢迎下载使用。
一、细胞膜的结构与功能
特别提醒 细胞膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜上糖蛋白减少。
3.对生物膜结构的探索历程(连线)
4.流动镶嵌模型的基本内容(1)结构模型
5.细胞膜的功能及特性(1)功能
将细胞与外界环境分隔开
特别提醒 关注四种生理状态下膜成分及功能变化
6.植物细胞壁 全透性,不是植物细胞“系统的边界”
旁栏边角(必修1 P41“相关信息”)在发育成熟过程中,哺乳动物红细胞的核逐渐 ,并从细胞中 ,为能携带氧的 腾出空间。
易错辨析(1)(2021全国乙,2A)鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色。( )(2)(2021河北,4D)人体成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中。( )(3)(2020全国Ⅱ,3D)用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白。( )
(4)(2018全国Ⅲ,2C)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。( )(5)心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜不具有流动性。( )(6)膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的。( )
应用提升下图是细胞间的三种信息交流方式,据图分析并回答下列问题。
(1)写出图中物质或结构的名称:① ;② ;③ 。
(2)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?
提示 分别属于图C、图A、图B。
二、细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构和功能
2.细胞核功能实验探究(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
旁栏边角(必修1 P52“资料分析”)美西螈皮肤颜色取决于何种物质?资料1所述实验表明细胞的哪种结构控制了该物质的合成?依据科学的实验原则,本实验结论的得出尚不太严谨,请指出本实验有何欠缺,试具体说明。
提示 美西螈皮肤颜色取决于黑色素,资料1实验表明黑色素的合成受细胞核控制。依据科学的实验原则,本实验应再设置白色美西螈的细胞核与黑色美西螈的去核卵细胞构建重组细胞的实验,以便与原实验形成对照实验,若新发育成的美西螈为“白色”将更具有说服力。
易错辨析(1)(2021河北,2B)蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛。( )(2)(2020天津,8C)核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所。( )(3)(2018全国Ⅰ,1C)细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道。( )(4)(2018全国Ⅱ,1D)细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分。( )(5)细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所。( )
长句应答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什么?
提示 抗体的本质是蛋白质,在核糖体中合成。核仁与核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的合成将不能正常进行。
角度一、围绕细胞膜的组成、结构及功能,考查结构与功能观考向探究考向1细胞膜流动镶嵌模型及解读
1.(2023届河南开封开学联考)如图是细胞膜的结构模型示意图,其中④是细胞骨架。下列叙述正确的是( )
A.①是糖脂,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有关B.细胞膜具有流动性,表现为②③都可以侧向自由移动C.功能越复杂的细胞膜,②的种类和数量越多D.④由蛋白质和纤维素组成,与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关
答案 C解析 ①是糖类与蛋白质组成的糖蛋白,位于细胞膜的外侧,与细胞的识别、信息交流有关,A项错误;细胞膜具有流动性,表现为③磷脂可以侧向移动,而大多数②蛋白质可以移动,B项错误;蛋白质是生命活动的主要承担者,一般而言,功能越复杂的细胞膜,②蛋白质的种类和数量越多,C项正确;④为细胞骨架,与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关,是由蛋白质纤维构成的,D项错误。
考向2细胞膜结构和功能2.下列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的相应受体结合可实现细胞间的信息传递
答案 C解析 甘油为脂溶性小分子有机物,其可通过自由扩散的方式通过细胞膜,C项错误。
考向3磷脂分子支架构成特点及应用3.右图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列叙述错误的是( )A.能在水中结晶的药物应被包在双分子层中B.脂溶性的药物应被包在两层磷脂分子之间C.图中药物甲为能在水中结晶的药物,药物乙为脂溶性药物D.脂质体到达细胞后可依赖膜的选择透过性被释放到细胞内
答案 D解析 脂质体到达细胞后,可依赖细胞融合原理与细胞膜融合后释放到细胞中。由于脂质体由磷脂双分子层组成,细胞膜也由磷脂双分子层组成,且细胞膜具有流动性,故二者可以相互融合。
方法突破1.细胞膜的成分、结构与功能之间的内在关系整合
2.三个“决定”解读生物膜的组成、结构与功能的统一性
3.磷脂分子在空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中的分布特点
角度二、细胞膜结构、功能实验探究考向探究考向1细胞膜流动性探究1.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测猝灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列说法错误的是( )
A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
答案 B解析 由实验可知,该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性,A项正确;应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率,B项错误;降低温度,膜流动性降低,恢复时间延长,C项正确;由于实验时,一部分荧光消失,因此,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度仍小于漂白前,D项正确。
考向2细胞膜活性或细胞活性探究2.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法,MTT是一种接受氢离子的染料,活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( )A. MTT是可以通过细胞膜的一种染料B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活
答案 C解析 用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,MTT法则是活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞不着色,二者鉴别细胞死活的原理不同,C项错误。
考向3细胞膜选择透过性探究3.右图是“验证活细胞吸收物质的选择性”实验中玉米种子的纵切图,下列相关叙述错误的是( )A.实验前将玉米籽粒放在20~25 ℃温水中浸泡适当时间B.先用红墨水染色玉米籽粒,然后纵切并观察其颜色变化C.未煮熟的玉米②部位比煮熟过的颜色浅,说明活细胞对物质吸收具有选择性D.在实验中,①部位煮过的玉米与未煮过的玉米均会被染成红色
答案 B解析 玉米籽粒先要在温水里浸泡的目的是使植物细胞吸水,恢复其活性,并便于切割,A项正确;应先纵切玉米籽粒,再用红墨水染色,冲洗后观察其颜色变化,B项错误;胚细胞是活细胞,煮沸使得细胞膜失去选择透过性,颜料分子进入细胞,所以未煮熟的玉米胚比煮熟过的颜色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性,C项正确;煮过的和没有煮过的玉米胚乳着色都较深,是因为成熟的胚乳细胞已经死亡,丧失了选择性,D项正确。
考向4细胞膜对物质的选择性吸收探究方案设计4.(2019全国Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是 ,在细胞核中合成的含氮有机物是 ,叶绿体中含氮的光合色素是 。
方法突破1.细胞“活性”探究(1)台盼蓝染色法①原理:活细胞的细胞膜具有选择透过性,染料台盼蓝是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,故活细胞不被染色。然而,死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝通过细胞膜进入细胞,死细胞被染成蓝色。②方法:
(2)质壁分离法:活细胞生物膜具有选择透过性,不允许蔗糖分子等大分子透过,而水分子可透过,故一定浓度的外界溶液可引发细胞发生质壁分离或复原,而死细胞丧失选择透过性,大分子也可透入细胞,不发生质壁分离或复原。
2.细胞膜成分的鉴定
3.细胞膜结构特点——流动性的验证(1)方法:荧光标记法。(2)操作及现象:如下图所示。
(3)结论:人细胞的膜蛋白和小鼠细胞的膜蛋白最终均匀分布,说明细胞膜具有一定的流动性。
4.细胞膜功能特性——选择透过性的验证
角度一、围绕细胞核结构与功能,考查生命观念考向探究考向1细胞核的结构、功能1.(2019全国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
答案 B解析 真核生物细胞的遗传信息转录主要发生在细胞核中,但翻译的场所是细胞质内的核糖体。
2.(2022浙江6月选考)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )A.核膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
答案 B解析 核膜为双层膜,A项错误;核膜上有核孔复合体,核孔复合体具有选择性,可调控核质之间频繁的物质交换,B项正确;核仁主要与rRNA的合成有关,C项错误;染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,D项错误。
考向2借助模式图考查细胞核结构、功能3. 下图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图,下列说法错误的是( )A.图中①和⑤的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密B.图中②为核孔,通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换,还可以实现信息交流C.若该细胞核内的④被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行D.细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心
答案 D解析 细胞核是细胞生命活动和细胞代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心,D项错误。
考向3核孔及其功能4.核孔并不是一个简单的孔洞,而是一个复杂的结构,称为核孔复合体,主要由蛋白质构成。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。有关说法错误的是( )
A.不同类型的细胞中核孔数量可不同B.核孔数量与细胞代谢强弱有关C.大分子物质进出核孔需要蛋白质协助D.蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核
答案 D解析 核孔数量与细胞新陈代谢强度有关,A、B两项正确;图示信息表明大分子物质进出核孔也需要蛋白质协助,C项正确; DNA不能通过核孔进出细胞核,D项错误。
关注细胞核的五个易错点
角度二、细胞核功能实验探究与分析考向探究考向1细胞核功能探究与分析
1.(2023届“皖南八校”第一次大联考)科学家用黑白两种美西螈做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈的去核卵细胞中,移植后发育长大的美西螈全为黑色。下列相关叙述错误的是( )A.根据实验结果可初步推断美西螈的肤色是由细胞核控制的B.为使实验结论更加准确,应再增加一组对照实验C.该实验不能证明生命活动离不开细胞结构的完整性D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中不发挥作用
答案 D解析 通过美西螈的核移植实验研究细胞核的功能,应设置对照实验,需在题干已有实验基础上增加一组对照实验,即将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到黑色美西螈的去核卵细胞中,观察移植后发育长大的美西螈皮肤颜色,单独一组实验可初步说明美西螈的肤色是由细胞核控制的,A、B两项正确;该实验自变量不是细胞结构是否完整,所以不能证明生命活动离不开细胞结构的完整性,C项正确;若从分子水平推测,肤色黑色可能与黑色素形成有关,基因通过控制酶的合成控制黑色素合成过程与细胞质有关,但该实验结果无法确定细胞质在肤色形成中有无作用,D项错误。
考向2核质关系探究2.如图,用一根玻璃针将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将有核的一半的核取出,无核部分能短期生存,但不能繁殖后代。单独的细胞核则无法生存。下列相关叙述错误的是( )A.去核的部分细胞质可以生活一段时间,其原因是已合成的蛋白质或mRNA等物质仍可发挥作用B.单独的核不能生存的原因是没有营养物质和能量的供应C.本实验证明变形虫的繁殖离不开细胞核D.图中“?”处表明细胞质也可控制形成细胞核
答案 D解析 图中“?”处应为“人工植入细胞核”。
考向3细胞核对代谢的控制作用探究
海水中可再生一杯(c),但将此杯切掉后,不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是( )①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质③杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果④b能再生一杯是因为b中含有由细胞核转录而来的遗传信息A.①③ B.②③C.①④D.②④
3.汉麦林的实验如下图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),中间的茎(b)置于
答案 C解析 决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核,①正确;将c中藻杯切掉后,不能再生第二杯d,说明c中不含合成藻杯形态的遗传信息,决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不是来自细胞质,②错误;本实验没有单独取出细胞核进行实验,观察是否形成杯状藻藻杯,因此该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果,③错误;决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核,细胞核中遗传信息通过转录形成mRNA,进入细胞质中,b中含有由细胞核中遗传信息通过转录形成的mRNA,因此可以再生一藻杯,④正确。
方法突破理解细胞的“整体性” 是细胞完成各项生命活动的前提
1.(2022广东)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
答案 A解析 由题可知,拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,而核孔是RNA和蛋白质等物质运输的通道,若HPR1蛋白功能缺失,则核孔结构异常,细胞核内产生的mRNA无法通过核孔运出进入细胞质,因此会有更多mRNA分布于细胞核,A项符合题意。
2.(2019全国Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是( )A.脂质、RNAB.氨基酸、蛋白质C.RNA、DNAD.DNA、蛋白质
答案 A解析 内质网是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间”;细胞核是遗传信息储存、复制和转录的场所,能够合成DNA、RNA。
3.(2017全国Ⅰ)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )A.血液运输,突触传递B.淋巴运输,突触传递C.淋巴运输,胞间连丝传递D.血液运输,细胞间直接接触
答案 D解析 激素调节属于体液调节,激素由体液运输,作用于靶细胞或靶器官。精子与卵细胞结合依赖于细胞膜的接触。
4.(2016全国Ⅲ)下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
答案 C解析 在物质的跨膜运输中,离子主要通过主动运输的方式进出细胞,方向是从低浓度到高浓度,主动运输会使细胞内外的浓度差增大;自由扩散和协助扩散的方向是由高浓度到低浓度,结果使细胞内外的物质浓度趋于平衡,故细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,A项错误。细胞膜与线粒体膜、核膜都属于生物膜,它们所含蛋白质的功能不完全相同,B项错误。分泌蛋白分泌到细胞外的过程中存在囊泡的形成以及囊泡与其他细胞器膜、细胞膜的融合,故存在膜脂的流动,C项正确。生物膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,D项错误。
膜蛋白及其功能把握方法常考易混的几种“膜蛋白”
注:载体蛋白与通道蛋白可统称为转运蛋白。
特别提醒 链接新教材(1)胞吞也与膜蛋白有关,当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上蛋白质结合,从而引起结合部位细胞膜内陷形成小囊。(2)并非所有受体蛋白都在细胞膜上,有些受体蛋白位于细胞内,如性激素受体位于细胞质中。
专项训练1.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( )
答案 B解析 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,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。癌细胞膜上的特定抗原可引起机体发生特异性免疫,D项正确。
2.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( )
答案 D解析 血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A项不符合题意;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B项不符合题意;胰高血糖素应该与细胞膜上的胰高血糖素受体结合,C项不符合题意;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和转运葡萄糖的载体,D项符合题意。
3. 下列关于植物细胞中膜蛋白功能的描述,错误的是( )A.液泡膜上的部分蛋白质有物质运输功能B.线粒体内膜上的部分蛋白质有催化功能C.细胞膜上的部分蛋白质有信息传递功能D.叶绿体内膜上的部分蛋白质能吸收光能
答案 D解析 液泡膜上有运输无机盐离子等物质的载体蛋白,A项正确;线粒体内膜上有与有氧呼吸第三阶段相关的酶,本质为蛋白质,具有催化作用,B项正确;细胞膜上受体的化学本质为蛋白质,能传递信息,C项正确;叶绿体类囊体薄膜上的色素能吸收光能,叶绿体内膜上的蛋白质无吸收光能的功能,D项错误。
4.下列关于细胞膜蛋白的叙述,正确的是( )A.神经细胞膜上存在钾离子通道蛋白B.甲状腺细胞膜上具有促甲状腺激素释放激素的受体蛋白C.神经细胞突触前膜存在各种递质的载体蛋白,将递质运出细胞D.癌细胞膜上存在较多的糖蛋白,使癌细胞容易扩散
答案 A解析 神经细胞的细胞膜上存在K+通道蛋白,K+通过K+通道蛋白外流,形成静息电位,A项正确;甲状腺细胞膜上含有促甲状腺激素的受体蛋白,B项错误;神经递质运出细胞依赖胞吐,不需要载体蛋白,C项错误;癌细胞膜上糖蛋白减少,使癌细胞容易扩散,D项错误。
5.膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,是细胞执行各种功能的物质基础。下图为细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述错误的是( )
A.膜蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性B.如膜蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是促性腺激素的受体C.如膜蛋白B具有运输功能,其运输物质的过程中可能消耗ATPD.如膜蛋白C具有催化功能,其活性的高低受温度、pH等因素的影响
答案 A解析 磷脂双分子层内部是疏水的,所以膜蛋白A与B的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性,这样才能与脂双层牢固结合,A项错误;促性腺激素的化学本质为蛋白质,其受体位于细胞膜上,B项正确;物质进出细胞的方式中需要载体协助的有协助扩散和主动运输,后者消耗ATP,C项正确;具有催化功能的蛋白质是酶,而酶的活性受温度、pH等因素的影响,D项正确。
6.下图为部分细胞结构及胞外环境示意图,对与之相关的几种蛋白质的叙述,错误的是( )
A.若①蛋白使细胞间的黏着性增强,用胰蛋白酶处理可使细胞分散开B.若②蛋白参与跨膜运输,其方式可能是主动运输或协助扩散C.若③蛋白与多糖结合,形成的物质在细胞癌变后含量将增多D.若④蛋白具有催化功能,其有可能是将葡萄糖分解成丙酮酸的酶
一、细胞膜的结构与功能
特别提醒 细胞膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜上糖蛋白减少。
3.对生物膜结构的探索历程(连线)
4.流动镶嵌模型的基本内容(1)结构模型
5.细胞膜的功能及特性(1)功能
将细胞与外界环境分隔开
特别提醒 关注四种生理状态下膜成分及功能变化
6.植物细胞壁 全透性,不是植物细胞“系统的边界”
旁栏边角(必修1 P41“相关信息”)在发育成熟过程中,哺乳动物红细胞的核逐渐 ,并从细胞中 ,为能携带氧的 腾出空间。
易错辨析(1)(2021全国乙,2A)鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色。( )(2)(2021河北,4D)人体成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中。( )(3)(2020全国Ⅱ,3D)用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白。( )
(4)(2018全国Ⅲ,2C)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。( )(5)心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜不具有流动性。( )(6)膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的。( )
应用提升下图是细胞间的三种信息交流方式,据图分析并回答下列问题。
(1)写出图中物质或结构的名称:① ;② ;③ 。
(2)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?
提示 分别属于图C、图A、图B。
二、细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构和功能
2.细胞核功能实验探究(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
旁栏边角(必修1 P52“资料分析”)美西螈皮肤颜色取决于何种物质?资料1所述实验表明细胞的哪种结构控制了该物质的合成?依据科学的实验原则,本实验结论的得出尚不太严谨,请指出本实验有何欠缺,试具体说明。
提示 美西螈皮肤颜色取决于黑色素,资料1实验表明黑色素的合成受细胞核控制。依据科学的实验原则,本实验应再设置白色美西螈的细胞核与黑色美西螈的去核卵细胞构建重组细胞的实验,以便与原实验形成对照实验,若新发育成的美西螈为“白色”将更具有说服力。
易错辨析(1)(2021河北,2B)蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛。( )(2)(2020天津,8C)核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所。( )(3)(2018全国Ⅰ,1C)细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道。( )(4)(2018全国Ⅱ,1D)细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分。( )(5)细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所。( )
长句应答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什么?
提示 抗体的本质是蛋白质,在核糖体中合成。核仁与核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的合成将不能正常进行。
角度一、围绕细胞膜的组成、结构及功能,考查结构与功能观考向探究考向1细胞膜流动镶嵌模型及解读
1.(2023届河南开封开学联考)如图是细胞膜的结构模型示意图,其中④是细胞骨架。下列叙述正确的是( )
A.①是糖脂,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有关B.细胞膜具有流动性,表现为②③都可以侧向自由移动C.功能越复杂的细胞膜,②的种类和数量越多D.④由蛋白质和纤维素组成,与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关
答案 C解析 ①是糖类与蛋白质组成的糖蛋白,位于细胞膜的外侧,与细胞的识别、信息交流有关,A项错误;细胞膜具有流动性,表现为③磷脂可以侧向移动,而大多数②蛋白质可以移动,B项错误;蛋白质是生命活动的主要承担者,一般而言,功能越复杂的细胞膜,②蛋白质的种类和数量越多,C项正确;④为细胞骨架,与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关,是由蛋白质纤维构成的,D项错误。
考向2细胞膜结构和功能2.下列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的相应受体结合可实现细胞间的信息传递
答案 C解析 甘油为脂溶性小分子有机物,其可通过自由扩散的方式通过细胞膜,C项错误。
考向3磷脂分子支架构成特点及应用3.右图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列叙述错误的是( )A.能在水中结晶的药物应被包在双分子层中B.脂溶性的药物应被包在两层磷脂分子之间C.图中药物甲为能在水中结晶的药物,药物乙为脂溶性药物D.脂质体到达细胞后可依赖膜的选择透过性被释放到细胞内
答案 D解析 脂质体到达细胞后,可依赖细胞融合原理与细胞膜融合后释放到细胞中。由于脂质体由磷脂双分子层组成,细胞膜也由磷脂双分子层组成,且细胞膜具有流动性,故二者可以相互融合。
方法突破1.细胞膜的成分、结构与功能之间的内在关系整合
2.三个“决定”解读生物膜的组成、结构与功能的统一性
3.磷脂分子在空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中的分布特点
角度二、细胞膜结构、功能实验探究考向探究考向1细胞膜流动性探究1.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用,包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,细胞膜上呈现一定强度的绿色;激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光;检测猝灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲,结果如图乙。下列说法错误的是( )
A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C.降低实验温度,漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D.理论分析,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1
答案 B解析 由实验可知,该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性,A项正确;应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率,B项错误;降低温度,膜流动性降低,恢复时间延长,C项正确;由于实验时,一部分荧光消失,因此,漂白区域恢复足够长的时间荧光强度仍小于漂白前,D项正确。
考向2细胞膜活性或细胞活性探究2.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法,MTT是一种接受氢离子的染料,活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( )A. MTT是可以通过细胞膜的一种染料B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活
答案 C解析 用台盼蓝染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不着色,MTT法则是活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶,而死细胞不着色,二者鉴别细胞死活的原理不同,C项错误。
考向3细胞膜选择透过性探究3.右图是“验证活细胞吸收物质的选择性”实验中玉米种子的纵切图,下列相关叙述错误的是( )A.实验前将玉米籽粒放在20~25 ℃温水中浸泡适当时间B.先用红墨水染色玉米籽粒,然后纵切并观察其颜色变化C.未煮熟的玉米②部位比煮熟过的颜色浅,说明活细胞对物质吸收具有选择性D.在实验中,①部位煮过的玉米与未煮过的玉米均会被染成红色
答案 B解析 玉米籽粒先要在温水里浸泡的目的是使植物细胞吸水,恢复其活性,并便于切割,A项正确;应先纵切玉米籽粒,再用红墨水染色,冲洗后观察其颜色变化,B项错误;胚细胞是活细胞,煮沸使得细胞膜失去选择透过性,颜料分子进入细胞,所以未煮熟的玉米胚比煮熟过的颜色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性,C项正确;煮过的和没有煮过的玉米胚乳着色都较深,是因为成熟的胚乳细胞已经死亡,丧失了选择性,D项正确。
考向4细胞膜对物质的选择性吸收探究方案设计4.(2019全国Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是 ,在细胞核中合成的含氮有机物是 ,叶绿体中含氮的光合色素是 。
方法突破1.细胞“活性”探究(1)台盼蓝染色法①原理:活细胞的细胞膜具有选择透过性,染料台盼蓝是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,故活细胞不被染色。然而,死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝通过细胞膜进入细胞,死细胞被染成蓝色。②方法:
(2)质壁分离法:活细胞生物膜具有选择透过性,不允许蔗糖分子等大分子透过,而水分子可透过,故一定浓度的外界溶液可引发细胞发生质壁分离或复原,而死细胞丧失选择透过性,大分子也可透入细胞,不发生质壁分离或复原。
2.细胞膜成分的鉴定
3.细胞膜结构特点——流动性的验证(1)方法:荧光标记法。(2)操作及现象:如下图所示。
(3)结论:人细胞的膜蛋白和小鼠细胞的膜蛋白最终均匀分布,说明细胞膜具有一定的流动性。
4.细胞膜功能特性——选择透过性的验证
角度一、围绕细胞核结构与功能,考查生命观念考向探究考向1细胞核的结构、功能1.(2019全国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
答案 B解析 真核生物细胞的遗传信息转录主要发生在细胞核中,但翻译的场所是细胞质内的核糖体。
2.(2022浙江6月选考)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )A.核膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
答案 B解析 核膜为双层膜,A项错误;核膜上有核孔复合体,核孔复合体具有选择性,可调控核质之间频繁的物质交换,B项正确;核仁主要与rRNA的合成有关,C项错误;染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,D项错误。
考向2借助模式图考查细胞核结构、功能3. 下图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图,下列说法错误的是( )A.图中①和⑤的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密B.图中②为核孔,通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换,还可以实现信息交流C.若该细胞核内的④被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行D.细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心
答案 D解析 细胞核是细胞生命活动和细胞代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心,D项错误。
考向3核孔及其功能4.核孔并不是一个简单的孔洞,而是一个复杂的结构,称为核孔复合体,主要由蛋白质构成。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。有关说法错误的是( )
A.不同类型的细胞中核孔数量可不同B.核孔数量与细胞代谢强弱有关C.大分子物质进出核孔需要蛋白质协助D.蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核
答案 D解析 核孔数量与细胞新陈代谢强度有关,A、B两项正确;图示信息表明大分子物质进出核孔也需要蛋白质协助,C项正确; DNA不能通过核孔进出细胞核,D项错误。
关注细胞核的五个易错点
角度二、细胞核功能实验探究与分析考向探究考向1细胞核功能探究与分析
1.(2023届“皖南八校”第一次大联考)科学家用黑白两种美西螈做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈的去核卵细胞中,移植后发育长大的美西螈全为黑色。下列相关叙述错误的是( )A.根据实验结果可初步推断美西螈的肤色是由细胞核控制的B.为使实验结论更加准确,应再增加一组对照实验C.该实验不能证明生命活动离不开细胞结构的完整性D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中不发挥作用
答案 D解析 通过美西螈的核移植实验研究细胞核的功能,应设置对照实验,需在题干已有实验基础上增加一组对照实验,即将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到黑色美西螈的去核卵细胞中,观察移植后发育长大的美西螈皮肤颜色,单独一组实验可初步说明美西螈的肤色是由细胞核控制的,A、B两项正确;该实验自变量不是细胞结构是否完整,所以不能证明生命活动离不开细胞结构的完整性,C项正确;若从分子水平推测,肤色黑色可能与黑色素形成有关,基因通过控制酶的合成控制黑色素合成过程与细胞质有关,但该实验结果无法确定细胞质在肤色形成中有无作用,D项错误。
考向2核质关系探究2.如图,用一根玻璃针将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将有核的一半的核取出,无核部分能短期生存,但不能繁殖后代。单独的细胞核则无法生存。下列相关叙述错误的是( )A.去核的部分细胞质可以生活一段时间,其原因是已合成的蛋白质或mRNA等物质仍可发挥作用B.单独的核不能生存的原因是没有营养物质和能量的供应C.本实验证明变形虫的繁殖离不开细胞核D.图中“?”处表明细胞质也可控制形成细胞核
答案 D解析 图中“?”处应为“人工植入细胞核”。
考向3细胞核对代谢的控制作用探究
海水中可再生一杯(c),但将此杯切掉后,不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是( )①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质③杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果④b能再生一杯是因为b中含有由细胞核转录而来的遗传信息A.①③ B.②③C.①④D.②④
3.汉麦林的实验如下图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),中间的茎(b)置于
答案 C解析 决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核,①正确;将c中藻杯切掉后,不能再生第二杯d,说明c中不含合成藻杯形态的遗传信息,决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不是来自细胞质,②错误;本实验没有单独取出细胞核进行实验,观察是否形成杯状藻藻杯,因此该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果,③错误;决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核,细胞核中遗传信息通过转录形成mRNA,进入细胞质中,b中含有由细胞核中遗传信息通过转录形成的mRNA,因此可以再生一藻杯,④正确。
方法突破理解细胞的“整体性” 是细胞完成各项生命活动的前提
1.(2022广东)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
答案 A解析 由题可知,拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,而核孔是RNA和蛋白质等物质运输的通道,若HPR1蛋白功能缺失,则核孔结构异常,细胞核内产生的mRNA无法通过核孔运出进入细胞质,因此会有更多mRNA分布于细胞核,A项符合题意。
2.(2019全国Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是( )A.脂质、RNAB.氨基酸、蛋白质C.RNA、DNAD.DNA、蛋白质
答案 A解析 内质网是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的“车间”;细胞核是遗传信息储存、复制和转录的场所,能够合成DNA、RNA。
3.(2017全国Ⅰ)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )A.血液运输,突触传递B.淋巴运输,突触传递C.淋巴运输,胞间连丝传递D.血液运输,细胞间直接接触
答案 D解析 激素调节属于体液调节,激素由体液运输,作用于靶细胞或靶器官。精子与卵细胞结合依赖于细胞膜的接触。
4.(2016全国Ⅲ)下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
答案 C解析 在物质的跨膜运输中,离子主要通过主动运输的方式进出细胞,方向是从低浓度到高浓度,主动运输会使细胞内外的浓度差增大;自由扩散和协助扩散的方向是由高浓度到低浓度,结果使细胞内外的物质浓度趋于平衡,故细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,A项错误。细胞膜与线粒体膜、核膜都属于生物膜,它们所含蛋白质的功能不完全相同,B项错误。分泌蛋白分泌到细胞外的过程中存在囊泡的形成以及囊泡与其他细胞器膜、细胞膜的融合,故存在膜脂的流动,C项正确。生物膜中的磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,D项错误。
膜蛋白及其功能把握方法常考易混的几种“膜蛋白”
注:载体蛋白与通道蛋白可统称为转运蛋白。
特别提醒 链接新教材(1)胞吞也与膜蛋白有关,当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上蛋白质结合,从而引起结合部位细胞膜内陷形成小囊。(2)并非所有受体蛋白都在细胞膜上,有些受体蛋白位于细胞内,如性激素受体位于细胞质中。
专项训练1.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( )
答案 B解析 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,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。癌细胞膜上的特定抗原可引起机体发生特异性免疫,D项正确。
2.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( )
答案 D解析 血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A项不符合题意;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B项不符合题意;胰高血糖素应该与细胞膜上的胰高血糖素受体结合,C项不符合题意;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和转运葡萄糖的载体,D项符合题意。
3. 下列关于植物细胞中膜蛋白功能的描述,错误的是( )A.液泡膜上的部分蛋白质有物质运输功能B.线粒体内膜上的部分蛋白质有催化功能C.细胞膜上的部分蛋白质有信息传递功能D.叶绿体内膜上的部分蛋白质能吸收光能
答案 D解析 液泡膜上有运输无机盐离子等物质的载体蛋白,A项正确;线粒体内膜上有与有氧呼吸第三阶段相关的酶,本质为蛋白质,具有催化作用,B项正确;细胞膜上受体的化学本质为蛋白质,能传递信息,C项正确;叶绿体类囊体薄膜上的色素能吸收光能,叶绿体内膜上的蛋白质无吸收光能的功能,D项错误。
4.下列关于细胞膜蛋白的叙述,正确的是( )A.神经细胞膜上存在钾离子通道蛋白B.甲状腺细胞膜上具有促甲状腺激素释放激素的受体蛋白C.神经细胞突触前膜存在各种递质的载体蛋白,将递质运出细胞D.癌细胞膜上存在较多的糖蛋白,使癌细胞容易扩散
答案 A解析 神经细胞的细胞膜上存在K+通道蛋白,K+通过K+通道蛋白外流,形成静息电位,A项正确;甲状腺细胞膜上含有促甲状腺激素的受体蛋白,B项错误;神经递质运出细胞依赖胞吐,不需要载体蛋白,C项错误;癌细胞膜上糖蛋白减少,使癌细胞容易扩散,D项错误。
5.膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,是细胞执行各种功能的物质基础。下图为细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述错误的是( )
A.膜蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性B.如膜蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是促性腺激素的受体C.如膜蛋白B具有运输功能,其运输物质的过程中可能消耗ATPD.如膜蛋白C具有催化功能,其活性的高低受温度、pH等因素的影响
答案 A解析 磷脂双分子层内部是疏水的,所以膜蛋白A与B的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性,这样才能与脂双层牢固结合,A项错误;促性腺激素的化学本质为蛋白质,其受体位于细胞膜上,B项正确;物质进出细胞的方式中需要载体协助的有协助扩散和主动运输,后者消耗ATP,C项正确;具有催化功能的蛋白质是酶,而酶的活性受温度、pH等因素的影响,D项正确。
6.下图为部分细胞结构及胞外环境示意图,对与之相关的几种蛋白质的叙述,错误的是( )
A.若①蛋白使细胞间的黏着性增强,用胰蛋白酶处理可使细胞分散开B.若②蛋白参与跨膜运输,其方式可能是主动运输或协助扩散C.若③蛋白与多糖结合,形成的物质在细胞癌变后含量将增多D.若④蛋白具有催化功能,其有可能是将葡萄糖分解成丙酮酸的酶
相关课件
人教版2024届高考生物一轮复习细胞膜与细胞核的结构和功能教学课件： 这是一份人教版2024届高考生物一轮复习细胞膜与细胞核的结构和功能教学课件，共39页。PPT课件主要包含了2功能特性，续上表，2细胞膜的成分，②结构特点，细胞膜成分的鉴定，答案C，答案A，细胞核的结构分析，答案D，答案B等内容，欢迎下载使用。
2024届人教版高考生物一轮复习细胞膜和细胞核课件： 这是一份2024届人教版高考生物一轮复习细胞膜和细胞核课件，共60页。PPT课件主要包含了吸水涨破，成熟红细胞，细胞核，细胞器，细胞壁，蛋白质，蛋白质脂质蛋白质，连续的两层，流动镶嵌，流动性等内容，欢迎下载使用。
2024届人教版高考生物一轮复习细胞膜与细胞核课件（多项）： 这是一份2024届人教版高考生物一轮复习细胞膜与细胞核课件（多项），共60页。PPT课件主要包含了植物细胞的通透性，容易穿过细胞膜，不容易穿过细胞膜，脂质成分的类型，哺乳动物，磷脂和胆固醇，细胞膜的张力，油水界面，胆固醇，种类和数量等内容，欢迎下载使用。
