新2017高考生物一轮复习 第二单元 细胞的结构与细胞内外的物质交换 第5讲 细胞膜与细胞核学案（含解析）北师大版

第5讲 细胞膜与细胞核考点一细胞膜的结构与功能1细胞膜的分子组成(1)细胞膜的主要化学组成是磷脂分子和蛋白质分子。除此之外，还含有少量的胆固醇与多糖等成分。(2)磷脂分子(如图所示)2细胞膜的结构模型(1)结构模型液态镶嵌模型(2)结构特点特点：具有一定的流动性。原因：组成膜的蛋白质分子和脂质分子大多不是静止的，是可以流动的。3细胞膜的功能(如图所示)(1)使细胞具有相对稳定的内部环境。(2)能选择性地控制物质出入细胞。(3)可以实现细胞间的信息交流功能。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同()(2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富()(3)细胞膜的成分是恒定不变的()(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关()(5)植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用()(6)细胞膜的流动性与ATP没有关系()2根据细胞膜的物质组成，推测细胞膜的组成元素有哪些？提示有C、H、O、N、P等。3用“”表示磷脂分子，“”表示蛋白质分子，“”表示糖蛋白，请构建细胞膜的结构模型。提示如图所示4观察下列图示，写出三个图的信息交流类型。提示图1通过分泌的化学物质(如激素、神经递质)传递信息；图2通过细胞膜直接接触(如精子和卵细胞)传递信息；图3通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。题组一分析细胞膜的组成、结构与功能1(2014新课标，1改编)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蛋白质分子构成了细胞膜的基本骨架D细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递答案C解析A项，细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成。B项，细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低。C项，细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。D项，细胞产生的激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的相应受体结合，实现细胞间的信息传递。2(2014福建，4)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A项，运输O2的血红蛋白分布在红细胞的细胞质中，不是在细胞膜上。B项，T细胞不能分泌抗体。C项，胰岛素受体具有特异性，只能与胰岛素特异性结合，不能与胰高血糖素结合。题组二区分细胞膜“流动性”与“选择透过性”的不同3如图表示细胞膜的亚显微结构，下列叙述错误的是()A细胞膜的基本骨架是B细胞膜的功能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侧答案C解析细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层；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，磷脂双分子层都是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性；由题图糖蛋白的分布可知，A为膜的外侧，B为内侧，人体肝细胞内CO2浓度高于细胞外。4(2015四川，2)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()A顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B精子游向卵子所需的能量来自线粒体和胞质溶胶C顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性D受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方答案B解析顶体内储存的溶酶体酶的化学本质是蛋白质，是在精子的核糖体上合成的，A错误；精子游向卵子所需能量由细胞呼吸产生的ATP供给，而细胞呼吸的场所为胞质溶胶和线粒体，B正确；顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性，C错误；受精卵的染色体一半来自于父方，另一半来自母方，核基因父母方各占一半，但受精卵的细胞质几乎全部来自于母方，质基因也几乎全部来自于母方，D错误。题组三细胞膜的探究实验分析5下列生理过程与细胞膜的流动性无直接关系的是()A噬菌体侵染细菌B动物细胞的有丝分裂C植物细胞的质壁分离和复原D胰岛素的合成和分泌答案A解析噬菌体侵染细菌是通过注射方式将DNA注入细菌中的，不存在膜的变形等问题，故与膜的流动性无关。6人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂交细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是()A当温度增加到15以上时，膜的流动性发生变化B该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动C温度对膜蛋白的扩散有影响D图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多答案D解析构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性；嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响；温度升高，膜蛋白相对运动加剧，细胞膜流动性增强；图示数据能说明温度增加到15以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。7水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是()A死细胞与活细胞的核酸结构不同B死细胞与活细胞的核酸含量不同C活细胞能分解染色剂PID活细胞的细胞膜阻止PI的进入答案D解析活细胞的细胞膜具有选择透过性以保证物质选择性地出入细胞，维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失，溶于水中的物质(如PI)都可以通过，从而使细胞核着色。1利用网络图构建细胞膜成分、结构与功能之间的联系2生物膜的流动性与选择透过性的关系(1)区别：具有一定的流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。(2)联系：只有生物膜具有流动性，是运动的，才能运输物质，表现出选择透过性。3细胞膜成分的鉴定细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂呈现紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏4控制物质进出功能的验证(1)染色剂进入实验(2)色素透出实验正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，若将有颜色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活，此时色素分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：考点二细胞核的结构与功能1细胞核的功能(1)伞藻嫁接与核移植实验伞藻嫁接实验过程伞藻核移植实验过程实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。(2)细胞核的主要功能贮存和复制遗传信息，在很大程度上控制着细胞的分裂、生长、分化、衰老与凋亡等生命活动。2细胞核的结构(1)填写图中字母对应的结构名称a核被膜，b.染色质，c.核仁，d核孔。(2)写出图中结构的相应功能b的功能：是DNA的主要载体。c的功能：合成rRNA。d的功能：是核与胞质之间进行大分子物质交换的通道。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)核被膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出()(2)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同()(3)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心()(4)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核()(5)核被膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建()(6)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()2黑白美西螈核移植实验(1)实验过程(2)实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。3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。题组一利用模型分析细胞核的结构1如图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B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答案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，间期和末期以染色质形式存在，前期、中期和后期以染色体形式存在，A项正确；是核仁，与某种RNA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；是核被膜，在细胞周期中发生周期性变化，前期消失，末期重现，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具有选择性，同时需要消耗能量，D项正确。2如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图中和的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密B图中为核孔，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解析图中表示内质网，表示核被膜，和的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密，A项正确；图中为核孔，通过核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，B项正确；表示核仁，与核糖体的形成有关，若该细胞核内的被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行，C项正确；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，D项错误。题组二细胞核功能的实验探究3科学家在单细胞伞藻幼体嫁接的实验中，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评价合理的是()A该实验证明了细胞核是遗传的控制中心B该实验证明了细胞核是代谢的调控中心C欲证明细胞核的功能，需进一步进行实验D该实验证明了细胞质是遗传的控制中心答案C解析假根中既有细胞核，也有细胞质，该实验不能排除细胞质的影响。应该进一步进行伞藻核移植实验，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。4核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。如图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是()A亲核蛋白进入细胞核由头部决定B亲核蛋白进入细胞核不需要载体C亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量D亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞的方式相同答案C解析由图可知，放射性的亲核蛋白能从细胞质通过核孔进入细胞核中，放射性的尾部也能从细胞质通过核孔进入细胞核中，但放射性的头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中，可见亲核蛋白进入细胞核是由放射性尾部决定的，A项错误；亲核蛋白需与特定的载体结合后才能通过核孔进入细胞核，消耗能量，方式类似主动运输，B项错误，C项正确；葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，需要载体蛋白协助，不消耗能量，D项错误。关于细胞核结构的5个易错点(1)核被膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。(2)核被膜和核孔都具有选择透过性，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就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，核孔数多，核仁较大。(4)核仁不是遗传物质的贮存场所，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。知识网络答题语句网络构建要语强记1功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。2组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。3生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。4染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。5染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。6细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。探究高考明确考向1(2011海南，1)关于动物细胞膜的叙述，错误的是 ()A细胞膜含有糖脂和糖蛋白B细胞融合与细胞膜的流动性有关CATP为CO2分子通过细胞膜提供能量D细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的答案C解析细胞膜由脂质、蛋白质和糖类组成，其中有些蛋白质和糖结合形成糖蛋白，有些脂质和糖结合形成糖脂；细胞膜上的磷脂分子和大部分蛋白质分子都是可以运动的，使得细胞膜具有一定的流动性，细胞融合首先是膜发生融合，这与细胞膜的流动性密切相关；CO2通过自由扩散的方式进出细胞膜，不需要消耗ATP。2(2012广东，1)有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是()A膜载体蛋白的合成不需要ATPB葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白C线粒体外膜与内膜的主要功能不同D变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同答案C解析蛋白质等物质的合成都需消耗能量ATP，A项错误；葡萄糖进入细胞的方式有两种，即主动运输和协助扩散，两种运输方式都需要载体蛋白的协助，B项错误；线粒体外膜的作用是将线粒体与胞质溶胶分隔开，而线粒体内膜向内折叠形成嵴，大大增加了内膜面积，其上面分布有许多与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第三阶段进行的场所，C项正确；变形虫和草履虫细胞膜的基本组成成分相同，主要成分都是脂质和蛋白质，D项错误。3(2013天津，1)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是()A蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩答案A解析洋葱表皮细胞在较高浓度的蔗糖溶液中渗透失水而发生质壁分离，体现生物膜控制物质进出的功能，未体现生物膜的信息传递功能，选A。4(2014大纲，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B细胞核中可进行遗传物质的复制和转录C小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能D有丝分裂过程中存在核被膜消失和重新形成的现象答案C解析A项，细胞核中的染色质主要是由DNA和蛋白质组成的。B项，细胞核是遗传物质贮存、复制和转录的主要场所。C项，核孔具有选择透过性，大分子物质如蛋白质、mRNA等能通过。D项，有丝分裂过程中核被膜的消失和重建分别发生在前期和末期。5(2014江苏，27)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图13表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：(1)图1表示的生理过程是_，其主要的生理意义在于_。(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明_；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是_。(3)图3中ATP参与的主要生理过程是_。(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图_(填图序号)中的膜结构。(5)图13中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是_。(6)图13说明生物膜具有的功能有_(写出3项)。答案(1)有氧呼吸第三阶段为生命活动供能(2)受体蛋白具有特异性垂体(3)碳反应(4)1、2(5)含有的蛋白质不同(6)跨膜运输、信息交流、能量转换等解析(1)图1所示过程中消耗O2产生H2O和ATP，可知为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段，此阶段产生大量的ATP，能为生物体的生命活动提供能量。(2)图2中只有1种信号分子能与受体蛋白结合，说明受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，能促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。(3)图3所示过程需利用光能，分解H2O产生O2和H，同时形成ATP，是光合作用的光反应阶段。光反应阶段产生的ATP将参与碳反应中C3的还原。(4)图1、2、3所示的生物膜依次是线粒体内膜、细胞膜和叶绿体的类囊体膜，人体肝脏细胞中没有叶绿体。(5)细胞的结构与功能相统一，不同功能的生物膜中蛋白质的种类和数量不同。(6)图1和图3说明生物膜有能量转换和跨膜运输的功能，图2说明生物膜有信息交流的功能。13