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第5讲细胞膜与细胞核考试说明 细胞核的结构和功能()。考点一细胞膜的组成、结构和功能1.细胞膜的成分和功能(1)细胞膜的制备原理:细胞获得细胞膜。材料:人或其他哺乳动物的。选材原因a.无和众多,易制得纯净的细胞膜。b.无,细胞易吸水涨破。(2)细胞膜的成分细胞膜(3)细胞膜的功能将细胞与分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。控制。进行细胞间的。2.生物膜的结构(1)对生物膜结构的探索历程(连线) (2)流动镶嵌模型的基本内容图2-5-1a.结构特点:具有一定的。原因是组成膜的和大多数都是可以运动的。b.生理特性:。3.植物细胞壁(1)成分:主要是;酶解法去除植物细胞壁所用的酶为纤维素酶和果胶酶;与其形成有关的细胞器为和线粒体。(2)功能:。理性思维模型与建模 如图2-5-2为人体内细胞间信息交流方式的示意图,请据图回答问题:图2-5-2(1)在A、B、C三图中,靶细胞对信息的接受具有相似的结构基础,即,其化学成分为,因其具有特定的空间结构而具有特异性。(2)A、B、C三种方式中,能表示脂肪细胞接受胰高血糖素的是;表示T淋巴细胞介导细胞免疫的是;肉毒杆菌通过抑制某种神经递质的作用而导致肌肉松弛,其中神经递质作用的方式是;高度紧张时心肌细胞收缩加速,其中信息传递的方式是。科学探究 图2-5-3为鉴别细胞活性的染色排除法流程。图2-5-3(1)请依次填出相关内容:;。(2)请解释染色排除法的原理:。1.利用网络图构建细胞膜成分、结构与功能之间的联系图2-5-4特别提醒(1)不同细胞膜的成分种类相同,但各组分的含量不同,这与细胞的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。(2)细胞膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。(3)糖类主要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。(4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链的位置是判断生物膜内、外侧的依据,多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧,另一侧则为细胞膜内侧。2.细胞膜的三大功能图2-5-53.细胞膜的结构特点和功能特性的比较细胞膜的结构特点细胞膜的功能特性内容具有一定的流动性选择透过性原因构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止不动的,而是运动的遗传特性载体种类、数量选择透过性实例变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐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,肾小管的重吸收作用等影响因素温度(在一定范围内,温度越高,细胞膜的流动性越大)内因:细胞膜上载体的种类和数量外因:温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素联系流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动性,才能实现选择透过性角度1考查细胞膜的组成、结构及功能1.细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用,下列相关叙述正确的是()A.载体蛋白是镶嵌在细胞膜外表面的蛋白质B.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异C.磷脂双分子层不能体现细胞膜的选择透过性D.细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流所必需的2.如图2-5-6表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述错误的是()图2-5-6A.细胞膜的基本支架是B.细胞膜功能的复杂程度主要与有关C.是静止的,但是运动的,所以细胞膜具有流动性D.若该膜为人体肝细胞膜,则B侧CO2浓度高于A侧归纳提炼4种常考的“膜蛋白”(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白: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:如好氧细菌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)。角度2考查细胞膜的流动性和选择透过性3.生物膜在生命活动过程中发挥着非常重要的作用。如图2-5-7所示的过程中,相关叙述错误的是()图2-5-7A.说明细胞膜有信息传递功能B.说明细胞膜具有一定的流动性C.图中所示细胞膜的识别功能依赖于膜上的载体蛋白D.说明细胞膜具有物质运输功能4.2017广东广州二模 下列关于选择透过性膜的叙述,正确的是()A.细胞膜是选择透过性膜,主要由磷脂和糖类组成B.植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性C.人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2+通过,属于选择透过性膜D.生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征角度3体验制备细胞膜的方法 5.科学家常用哺乳动物的成熟红细胞作为材料来研究细胞膜的组成,这是因为 ()A.哺乳动物成熟红细胞容易得到B.哺乳动物成熟红细胞在水中容易涨破C.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等D.哺乳动物成熟红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到考点二细胞核的结构与功能1.细胞核的结构(据图2-5-8填空)图2-5-8(1)填写图中结构的名称:;。(2)写出图中结构的相应功能:的功能:把物质与细胞质分开。的功能:的主要载体。 的功能:与某种的合成以及的形成有关。的功能:实现核质之间频繁的和。2.细胞核的功能(1),是遗传物质储存和复制的主要场所。(2)细胞的控制中心。理性思维归纳与概括 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?科学探究 “伞藻伞帽的形状是由细胞核还是由细胞质控制的呢?”某校生物兴趣小组模拟了科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接实验,将甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻带核的假根段上,长出了乙种伞藻的伞帽。(1)该实验所作的科学假设是。(2)为了使实验结果更具有说服力,模拟伞藻嫁接实验中应该如何设置对照实验?。1.细胞核功能的探究实验分析(1)黑白美西螈核移植实验实验过程图2-5-9实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。实验分析:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照。(2)蝾螈受精卵横缢实验实验过程图2-5-10实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。(3)变形虫切割实验实验过程图2-5-11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。实验分析:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。(4)伞藻嫁接与核移植实验伞藻嫁接实验过程图2-5-12伞藻核移植实验过程图2-5-13实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。2.从四大层面理解细胞的整体性(1)从结构上理解:细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。核膜与内质网膜、细胞膜等构成细胞完整的“生物膜系统”。(2)从功能上理解:细胞各部分结构和功能虽不同,但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动的。(3)从调控上理解:细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。因此,细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,使细胞形成一个整体调控系统。(4)从与外界的关系上看,针对多细胞生物,细胞的整体性还体现在每一个细胞都要与相邻的细胞进行物质交换与信息交流。角度1考查细胞核的结构与功能1.下列有关细胞核的叙述,错误的是()A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分之一B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录C.大分子物质可以通过核孔,小分子物质不能D.核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关2.如图2-5-14为细胞核结构模式图,下列有关叙述不正确的是()A.主要由DNA和蛋白质组成,在细胞分裂不同时期呈现不同状态图2-5-14B.是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所C.在细胞周期中发生周期性变化,其主要成分是磷脂和蛋白质D.蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量易错提醒关于细胞核结构与功能的5点提醒(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。(2)核膜和核孔都具有选择透过性,核孔虽然允许大分子物质如RNA和某些蛋白质通过,但是不允许细胞核中的DNA通过其进入细胞质。(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,核孔数多,核仁较大。(4)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(染色质)上。(5)染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同。角度2考查细胞核功能的实验探究3.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2-5-15所示。以下分析合理的是()图2-5-15A.培养第1天,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天到第3天,无核细胞死亡很多,其原因主要与实验中细胞膜损伤有关C.从培养第1天到第10天,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天到第10天,有核细胞每天只有少量死亡,其原因可能与细胞凋亡有关历年真题明考向1.2017全国卷 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2.2016全国卷 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3.2015海南卷 细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是()A.细胞膜是一种选择透过性膜B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATPC.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中4.2014福建卷 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()图2-5-16第二单元细胞的结构与物质的运输第5讲细胞膜与细胞核考点一【知识梳理】1.(1)吸水涨破成熟红细胞a.细胞核细胞器b.细胞壁(2)脂质磷脂蛋白质 (3)外界环境物质进出细胞信息交流 2.(1)-b-a-d-c-f-e(2)糖蛋白磷脂双分子层蛋白质a.流动性磷脂分子蛋白质分子b.选择透过性3.(1)纤维素和果胶高尔基体(2)支持和保护细胞理性思维(1)受体蛋白质(2)BACB、C科学探究(1)不呈红色呈红色控制物质进出细胞(2)“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。染色剂是细胞不需要的物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。而死细胞的细胞膜不再具有控制物质进出细胞的功能,所以染色剂能够进入死细胞内,使其被染色【命题角度】1.B解析 载体蛋白的作用是运输物质进出细胞,其可能是贯穿细胞膜的蛋白质,A错误;细胞膜内外两侧结合的蛋白质功能不同,种类有差异,B正确;脂溶性物质能优先通过细胞膜,主要是磷脂分子的作用,能体现细胞膜的选择透过性,C错误;有些信号是需要细胞内受体而非细胞膜上受体传递的,有些信息传递不需要受体,如高等植物细胞通过胞间连丝交流信息,D错误。2.C解析 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层;细胞膜的功能主要与蛋白质的种类和数量有关;蛋白质大都是可以运动的,磷脂双分子层也是可以运动的,故细胞膜具有一定的流动性;由题图中糖蛋白的分布可知,A侧为膜的外侧,B侧为内侧,人体肝细胞内CO2浓度高于细胞外。3.C解析 题图中所示细胞膜的识别功能是指神经递质与突触后膜上的受体蛋白结合,而不是载体蛋白。突触小泡膜与突触前膜融合将神经递质排到突触间隙,体现了细胞膜的流动性和物质运输功能。4.D解析 细胞膜能控制物质进出细胞,是选择透过性膜,细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,A错误;细胞壁具有全透性,B错误;人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2+通过,是因为人工脂双层膜没有载体蛋白,不能体现膜的选择透过性,C错误;活细胞的重要特征是生物膜的选择透过性,D正确。5.C解析 哺乳动物红细胞在发育成熟过程中,核膜逐渐退化,并从细胞中排出,因此成熟的红细胞中没有核膜,同时成熟红细胞中线粒体膜等膜结构缺乏,使成熟红细胞的结构比较简单,用蒸馏水处理后容易得到成分较单一的细胞膜。考点二【知识梳理】1.(1)核膜染色质核仁核孔(2)核内DNARNA核糖体物质交换信息交流2.(1)遗传信息库(2)代谢和遗传理性思维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。科学探究(1)伞帽的形状是由细胞核控制的(2)将乙种伞藻的伞柄嫁接到甲种伞藻带核的假根上【命题角度】1.C解析 细胞核中染色质主要由DNA和蛋白质组成,故A正确;DNA主要存在于细胞核中,遗传物质复制和转录的主要场所是细胞核,故B正确;分子直径较小的物质可通过核孔,大分子物质如酶或mRNA也能通过核孔,故C错误;核仁与某些RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,故D正确。2.B解析 是染色质,主要由DNA和蛋白质组成,在细胞分裂不同时期呈现不同形态,A项正确;是核仁,与某种RNA的合成和核糖体的形成有关,但不是合成mRNA和蛋白质的场所,B项错误;是核膜,在细胞周期中发生周期性变化,前期消失,末期重建,其主要成分是磷脂和蛋白质,C项正确;蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量,D项正确。3.D解析 从培养第4天到第10天,有核细胞每天只有少量死亡,其原因可能与细胞凋亡有关。无核细胞随着培养天数的增加,死亡个数迅速增加,第4天全部死亡,说明没有细胞核的细胞其生命活动无法进行。而有核细胞存活个数要比无核细胞多,存活时间比无核细胞长,说明细胞核对于细胞的生命活动是不可缺少的。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。历年真题明考向1.D解析 本题考查的是细胞间的信息交流。卵巢细胞分泌的雌激素通过血液的运输到达乳腺细胞处发挥作用。精子与卵细胞的结合过程即受精作用过程,精子先通过尾部的摆动到达卵细胞处,然后精子的细胞膜和卵细胞的细胞膜接触实现信息交流。2.C解析 本题考查细胞膜的成分和功能等方面的知识。主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧,以保证活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,故A项错误。细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能并不完全相同,比如细胞膜上有受体蛋白,线粒体内膜上有与有氧呼吸第三阶段有关的酶等,故B项错误。分泌蛋白以胞吐的方式分泌到细胞外,有膜的融合等现象,存在膜脂的流动现象,故C项正确。磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,故D项错误。3.B解析 本题考查细胞膜的结构与功能。细胞膜作为细胞的边界,具有选择透过性,A项正确。乙醇可以以自由扩散的方式通过细胞膜,不需要消耗ATP,故B项错误。氨基酸通过细胞膜需要载体蛋白的协助,C项正确。磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架,蛋白质镶嵌在磷脂双分子层表面或贯穿于磷脂双分子层中,D项正确。4.D解析 血红蛋白是生物体内负责运载氧的蛋白质,不属于膜蛋白;T淋巴细胞不分泌抗体,接受抗原的是其表面的受体蛋白;胰岛素的受体只能与胰岛素相识别;血糖调节为神经体液调节,骨骼肌细胞表面的神经递质受体与神经递质相结合接受调控,促进骨骼肌细胞经转运葡萄糖的载体吸收葡萄糖合成肌糖原。1.下列有关细胞核的叙述正确的是()A.是由DNA和蛋白质组成的,在细胞有丝分裂过程中发生周期性变化B.是由两层磷脂分子组成的C.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、mRNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔才能进出细胞核D.是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所解析 A分别是染色质和染色体,均是由DNA和蛋白质组成的结构,在细胞有丝分裂过程中发生周期性变化。是核膜,由两层磷脂双分子层组成。大分子物质进出细胞核都要通过核孔,但DNA例外,其不能进出细胞核。是核仁,它与核糖体的形成以及某种RNA的合成有关,核糖体是合成蛋白质的场所。2.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()A.图甲中的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.图甲中与细胞的选择吸收有关,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部分与水面接触解析 B图甲中表示多糖,表示蛋白质,表示磷脂双分子层;图乙中a是亲水性头部,b是疏水性尾部。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;细胞膜上的糖蛋白具有识别作用,磷脂分子无此功能。3.现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具,请根据以上材料,完成下列实验设计并分析有关问题:(1)为获得纯净的细胞膜,应选取上述材料中的进行实验。选用该材料的原因是它。(2)将选取的上述材料放入中,由于作用,一段时间后细胞将破裂。(3)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,细胞膜的厚度变小,而膜的面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象的合理解释是。(4)生物膜具有控制物质进出的功能,请根据以下材料设计实验,验证膜的选择透过性。材料与用具:红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒等。实验步骤:取适量的玫瑰花瓣,分别加入培养皿中;A组加入,B组加入等量的质量分数为15%的盐酸;。答案 (1)人的成熟红细胞除含细胞膜外无其他膜结构(2)蒸馏水(或清水)渗透(3)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,细胞膜具有一定的流动性(4)均分为A、B两组适量的蒸馏水观察A、B两组花瓣的颜色变化及溶液的颜色变化解析 人的成熟红细胞无细胞核,除含细胞膜外无其他膜结构,是获取纯净细胞膜的好材料。当温度升高时,磷脂分子由整齐地排列变得不整齐,可能是由磷脂分子运动造成的,细胞膜具有一定的流动性,细胞膜的厚度才会改变。活细胞的细胞膜具有选择透过性,细胞液中的色素不会从细胞中渗出;当细胞死亡后,细胞膜失去选择透过性,色素会从细胞中渗出。由题干信息可知,杀死细胞的方法是用质量分数为15%的盐酸处理。4.如图是细胞间的3种信息交流方式,请据图分析回答下列问题:(1)图A表示细胞分泌的化学物质随到达全身各处,与靶细胞表面的结合,将信息传递给靶细胞。(2)图B表示相邻两细胞的,信息从一个细胞传递给另一个细胞,图中表示,请举例:。(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成,携带信息的物质从一个细胞进入另一个细胞,图中表示。(4)在多细胞生物体内,各个细胞之间都维持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于信息的交流,这种交流大多与有关。答案 (1)血液受体(2)细胞膜接触与膜结合的信号分子精子和卵细胞之间的识别和结合(3)通道胞间连丝(4)细胞膜的结构和功能解析 图A、B、C均属于细胞间信息交流的方式,图A表示细胞分泌的化学物质随血液到达全身各处,与靶细胞表面的受体结合,将信息传递给靶细胞;图B表示相邻两细胞间直接通过细胞膜接触进行信息交流;图C表示细胞间形成通道,细胞中的信号分子由通道进入另一细胞,从而实现信息交流。13
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