[高中生物一轮复习教学讲义 必修1]

第4讲  细胞膜及细胞核

考点一 细胞膜的结构和功能

1．细胞膜的成分及其结构

(1)制备细胞膜

①实验原理：细胞内的物质有一定的浓度，如果将细胞放入清水中，细胞就会吸水涨破，细胞内的物质就会流出来，从而得到细饱膜。即细胞吸水涨破获得细胞膜。

②实验目的：体验用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的方法和过程。

③选材：人和其他哺乳动物成熟的红细胞。原因：①无细胞壁，易吸水涨破，免去除去细胞壁的环节；②没有细胞核和众多的细胞器，这可使得到的细胞膜更为纯净。③红细胞数量众多，材料易得。

④过程

(2)细胞膜的主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类。

(3)细胞膜的流动镶嵌模型

①磷脂双分子层构成了膜的基本支架；

②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层；

③磷脂双分子层和大多数蛋白质是可以运动的。

2．细胞膜的功能

(1)将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。

(2)控制物质进出细胞

细胞膜控制物质进出细胞是一种新陈代谢现象，包括吸收、分泌、排泄。物质进出细胞实现了生物与外界环境交换物质和能量的过程，使生物体内的物质和能量的转化得以顺利进行，这种控制作用具有普遍性和相对性，如图所示：

a．①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性：细胞需要的营养物质可以进入细胞；细胞不需要或对细胞有害的物质不易进入细胞；将抗体或激素分泌到细胞外；将细胞产生的废物排出细胞。

b．④表明细胞膜的控制作用具有相对性：环境中对细胞有害的物质也有可能进入细胞，如某些病毒、病菌侵入细胞，使生物体患病。

(3)进行细胞间的信息交流。

①通过体液的作用完成间接的交流。细胞分泌的化学物质经循环系统间接传递信息，即化学物质→

靶细胞，如激素的信息传递(图A)具体过程如下：内分泌细胞激素体液运输靶细胞受体靶细胞产生特定的生物学效应。

②相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞细胞，如精子和卵细间的识别和结合(图B)。细胞识别得以实现的基础是细胞膜表面某些生物大分子(如糖蛋白、糖脂)提供的识别信息，使细胞可以识别同种与异种、同源与异源细胞。

③相邻两个细胞之间形成通道，使细胞间相互连通，通过携带信息的物质来交流信息，即细胞细胞，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流(图C)

注意说明：四种膜蛋白及其功能

①受体蛋白：接受信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质等)的糖蛋白。

②膜载体蛋白：膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。

③具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，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)。

④识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。

3．细胞膜的结构特点与功能特性

考点二 细胞核的结构及功能

1．细胞核的结构特点及各部分的功能

注意说明：核膜、核仁、核孔

①核膜、核仁在细胞周期的分裂前期消失而在分裂末期重建。

②DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外，物质进出核孔时仍消耗能量。小分子可能通过核孔，也可能通过核膜，但核膜具有选择透过性。

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。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。

2．细胞核的功能

(1)细胞核功能的实验探究

注意说明：①实验1缺乏对照实验，若增加“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”的实验，将增强结论的说服力。实验2、3、4遵循了对照原则。

②伞藻核移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，进一步证明了细胞核的功能。

(2)细胞核是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。

1．研究发现，皮肤中内皮素含量增加可导致色斑形成，内皮素拮抗剂进入皮肤后，可以阻止内皮素和黑色素细胞膜上的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞膜的哪项功能(　　)

A．细胞膜中蛋白质的含量越高，功能越复杂

B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，但具有相对性

C．细胞膜具有信息交流的功能

D．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质

[答案]C．[解析]内皮素拮抗剂进入皮肤后可阻止内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合，而细胞膜受体几乎都为蛋白质，具有识别功能，可接受外界信息，因此该材料体现了细胞膜具有信息交流的功能，故选C。

2．有关生物膜应用的叙述，正确的是(　　)

A．海水淡化中应用了生物膜的信息传递功能

B．抗旱、抗寒品种的培育，与基因有关而与生物膜无关

C．污水处理可以利用生物膜的选择透过性

D．人工膜可以模拟生物膜的能量交换功能

[答案]C．[解析]海水淡化中应用了生物膜的选择透过性功能，A错误；抗旱、抗寒品种的培育，与基因和生物膜都有关，B错误；污水处理可以利用生物膜的选择透过性，C正确；人工膜可以模拟生物膜的选择透过性功能，但不能模拟生物膜的能量交换功能，D错误。

3．核孔复合物是核内物质输送活动的看护者。如图所示，该复合物由一个核心脚手架组成，其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白质决定，这些蛋白质被称为中央运输蛋白。据此分析正确的是(　　)

A．人体成熟的红细胞代谢缓慢，核孔数目较少，影响到物质的运输

B．核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关

C．核孔复合物的存在说明核膜也具有选择性

D．mRNA在细胞核内合成后通过核孔被运出细胞核，是不需要消耗能量的

[答案]C．[解析][解析]人体成熟的红细胞没有细胞核，因此无核孔，A错误。核膜是双层膜，每层膜都有两层磷脂分子，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关，B错误。由题意知，

核孔复合物的存在使核膜具有选择性，C正确。根据题述信息不能判断mRNA被运出细胞核是否消耗能量，D错误。

4．伞藻是一种单细胞真核藻类，在形态上包括伞帽、伞柄、假根(含细胞核)三部分。科学家以伞形帽和菊花形帽两种伞藻为材料，进行了伞藻嫁接实验和核移植实验。关于实验的表述正确的是(　　)

A．伞藻嫁接实验和核移植实验没有设置对照实验

B．伞藻核移植实验的自变量是细胞核的来源，因变量是新长出的伞帽的形状

C．伞藻嫁接和核移植实验说明生物形态结构的建成主要与细胞质有关

D．伞藻核移植实验说明在细胞分化的过程中，细胞核发挥着重要的控制作用

[答案]B．[解析]实验设计必须遵循对照原则、单一变量原则、等量原则、平行重复原则和科学性原则，伞藻嫁接实验将不同来源的伞柄和假根重组，本身至少包含两个相互对照的实验组，核移植实验同样如此，A选项错误；伞藻核移植实验是为了研究细胞核对细胞的遗传和代谢过程的控制作用，实验的自变量是核移植时细胞核的来源，因变量是核移植后新长出的伞帽的形状，B选项正确；伞藻嫁接和核移植实验说明生物形态结构的建成主要与细胞核有关，C选项错误；伞藻是单细胞生物，不发生细胞分化，D选项错误。

5．下列关于细胞和细胞结构的叙述，错误的是 (　　)

A．功能不同的生物膜中，其蛋白质的种类和数量也是不同的

B．能进行光合作用的细胞可以没有叶绿体

C．被称为“软黄金”的黑枸杞，其果实呈深黑色，是由液泡中色素的种类和含量导致的

D．植物细胞的细胞膜和细胞核膜具有选择透过性，而细胞壁和核孔具有全透性

[答案]D．[解析]本题考查细胞和细胞结构等知识，意在考查考生的理解能力。生物膜的功能不同，其蛋白质的种类和数量一般也不同，A正确；蓝藻为原核生物，其细胞中没有叶绿体，但其细胞中含有叶绿素、藻蓝素以及与光合作用相关的酶，可以进行光合作用，B正确；黑枸杞果实呈深黑色，与其液泡中色素的种类和含量有关，C正确；植物细胞的细胞壁具有全透性，但核孔具有选择透过性，D错误。