1、1第 5 讲 细胞膜系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 细胞核系统的控制中心1.细 胞 膜 系 统 的 结 构 和 功 能 （ ） 2.细 胞 核 的 结 构 和 功 能 （ ）细胞膜的组成、结构和功能1细胞膜的成分和功能(1)细胞膜的制备材料：人或其他哺乳动物成熟的红细胞。原因a无核膜和众多的细胞器膜，易制得纯净的细胞膜。B无细胞壁，细胞易吸水涨破。实验原理：利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制得细胞膜。(2)细胞膜的成分细 胞 膜 脂 质 （ 约 50%） 磷 脂 （ 主 要 ）胆 固 醇 （ 主 要 是 动 物 细 胞 膜 具 有 ） )蛋 白 质 （ 约 40%） ：
2、 与 细 胞 膜 功 能 密 切 相 关糖 类 （ 约 2% 10%） )(3)细胞膜的功能连一连观察下列三个图的信息交流类型，请思考：(1)图 13 分别通过何种方式实现信息交流？(2)精卵识别、激素调节，分别属于哪种方式？植物细胞的胞间连丝与上述哪类方式吻合？答案：(1)图 1 为通过分泌的化学物质传递信息；图 2 通过细胞膜直接接触传递信息；图 32通过细胞通道传递信息。(2)精卵识别属于图 2 类型；激素调节属于图 1 类型；植物细胞的胞间连丝与图 3 方式相吻合。2生物膜的结构(1)生物膜结构的探索历程采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞，做如图实验。本研究所采用的方法是什么？该实验说
3、明了什么？提示：荧光标记法，细胞膜具有一定的流动性。(2)流动镶嵌模型的基本内容填写组成细胞膜的物质或结构a糖蛋白， b.磷脂双分子层，c.蛋白质。图中 c 的分布形式a镶嵌在b磷脂双分子层的表面；b部分或全部嵌入 b 中；c贯穿于整个 b 中。(3)模型中有关结构或功能特点基本支架：磷脂双分子层。结构特点：具有一定的流动性。生理特性：选择透过性。3糖蛋白分布于细胞膜的外表面，具有保护、润滑和细胞识别作用。(4) 细胞膜的结构特点与功能特性的比较高 分 进 阶 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
4、合、胞吞、胞吐、分泌蛋白与神经递质的合成与分泌等温度：在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越强功能特性 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 的排出内因：细胞膜上载体蛋白的种类和数量；外因：温度、pH、O 2等影响呼吸作用的因素3.植物细胞壁(1)成分：主要是纤维素和果胶；酶解法去除细胞壁所用酶为纤维素酶和果胶酶；与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。(2)功能：支持和保护。动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是纤维素和果胶的功劳。考向 1 细胞膜的成分和功能1(2016高考全国卷)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
5、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解析：选 C。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、线粒体膜和核膜的功能不同，这与各膜中所含不同功能的蛋白质有直接关系，B 项错误；分泌蛋白通过胞吐分泌到细胞外，该过程是通过膜的流动性实现的，涉及膜脂的流动，C 项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D 项错误。4 种常考的“膜蛋白”及其功能(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。
6、4(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)。变式 1 (2018保定模拟)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。下图为人体组织细胞细胞膜上 3 种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。相关叙述错误的是( )A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若膜蛋白 A 具有信息传递功能，则该蛋白可能是
7、胰岛素的受体C若蛋白 B 具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗 ATPD若蛋白 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变式 2 (细胞膜的功能)(2017高考全国卷)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，细胞间直接接触解析：选 D。雌激素由卵巢分泌后，随血液运输到达全身各处，作用于乳腺细胞的受体，将信息传递给乳腺细胞；而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合，精子通过
8、与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞，故选 D。考向 2 细胞膜的结构与功能特点2(2017广州揭阳段考)如图表示细胞膜的亚显微结构，下列叙述错误的是( )A细胞膜的基本支架是5B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 侧解析：选 C。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，磷脂双分子层都是可以运动的，因此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 为膜的内侧，人体肝细胞内CO2浓度高于细胞外。3(2017南京高三模拟)下列
9、关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是( )A流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的B选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性C细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性D钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性解析：选 B。细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性，磷脂分子没有特异性。考向 3 细胞膜功能的探究实验分析4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
10、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 的进入解析：选 D。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。细胞核的结构、功能及实验探究1细胞核的结构(1)填写图中结构名称6a核膜， b.染色质，c.核仁，d核孔。(2)写出图中结构的相应功能a：把核内物质与细胞质分开。b：是 DNA 的主要载体。c：
11、与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。d：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。2细胞核的功能(1)是遗传信息库，遗传物质储存和复制的主要场所。(2)是细胞代谢和遗传的控制中心。助学巧记 细胞核结构的“二二四”(1)细胞代谢的中心是细胞核吗？(2)真核细胞都有细胞核吗？提示：(1)细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心是细胞质基质。(2)真核细胞一般都有细胞核，但高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核。3细胞核功能的探究(1)黑白美西螈核移植实验实验过程实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。(2)蝾螈受精卵横缢实验实验过程7实验结
12、论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。(3)变形虫切割实验实验过程实验结论：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。(4)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”的形状由细胞核控制。(必修 1 P56 技能训练改编)一位生物学家做了这样的实验。他研究了 100 个细胞，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核。所有的细胞都放在一定的条件下培养。他得到如表实验数据，据此不能得出的结论是( )表 1时间(d) 1 2 3 4细胞无核部分的存活个数 81 62 20 0表 2时间(d) 1 2 3 4 10 30细胞有核部分
13、的存活个数 79 78 77 74 67 65A.细胞无核也能存活，说明细胞的死活与细胞核无关B有细胞核的细胞随培养的进行大部分能存活8C没有细胞核，细胞的生命活动就不能正常进行D表 2 中有细胞死亡，可能是细胞的正常凋亡或人为因素对细胞造成了伤害致死答案：A 考向 1 细胞核的结构和功能1(2018佛山模拟)下图为细胞核结构模式图。据图分析下列叙述中不正确的是( )A图中 4 由两层磷脂分子组成B结构 3 控制细胞的代谢和遗传C核孔对物质进出细胞核具有选择性D结构 1 与核糖体的形成有关答案：A2(2018莆田模拟)细胞核结构与功能的统一性的叙述中，正确的是( )A真核细胞的核膜上有核孔，D
14、NA 等大分子物质可以通过核孔进入细胞质B原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出C核仁中的 DNA 控制着细胞代谢D染色质上的 DNA 贮存着大量的遗传信息答案：D(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性消失和重建。(2)核孔、核膜均具有选择透过性。(3)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。(4)核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。(5)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。(6)核膜通常与内质网膜直接相连，其上附着有核糖体。 考向 2 细胞核功能的实验探究3(2018石家庄模拟)阅
15、读材料：分别将已分裂 10 次和分裂 30 次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂 20 次和 40 次。9鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录，现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。以上实验不能说明的是( )A细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的B细胞质中存在影响细胞分裂的物质C细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的D只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性解析：选 D。由材料可知，将已经分裂 10 次和分裂 30 次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂 2
16、0 次和 40 次，即老核转入新质中能分裂 20 次，新核转入老质中能分裂 40 次，由此可见，细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的，A 项正确；由材料中的信息可知，鸟类细胞的细胞质中缺乏细胞分裂所需要的物质，癌细胞的细胞质中存在细胞分裂所需要的物质，所以，将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录，即细胞质中存在影响细胞分裂的物质，B 项正确；综合材料和可以看出，细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的，C 项正确；材料和都只说明细胞分裂次数与细胞核、细胞质的关系，并没有体现细胞的全能性，D 项错误。4某兴趣小组用蛙受精卵做如图所示实验，以下实验不能说明的是( )A实验中提取受
17、精卵的核单独培养的结果，说明缺少细胞质的细胞核不能生存B实验中去掉核的细胞单独培养的结果，说明缺少细胞核的细胞质也不能存活太久C实验中给去核的细胞重新移入细胞核，细胞能正常增殖，说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动D上述实验说明，细胞核是系统的控制中心，细胞质是系统的代谢中心解析：选 D。图中所做的实验：单独培养离开细胞的细胞核细胞核消失；单独培养去核的细胞细胞质消失；给去核的细胞重新移入细胞核细胞能生存并且能增殖。实验分别说明细胞核和细胞质不能单独生存，实验说明细胞只有保持完整性才能正常增殖。综合分析三个实验，可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系，但不能说明细胞核和细胞质的具体功
18、能，因此 D 错误。清一清10易错点 1 误认为植物细胞“系统的边界”是细胞壁点拨 植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。易错点 2 误认为所有生物膜均含糖蛋白点拨 糖蛋白的位置只位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜膜内外位置。易错点 3 错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的中心”混淆点拨 细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。易错点 4 误认为核孔是随时敞开、大小分子都能进出的通道点拨 (1)核孔并非是一个简单的通道而
19、是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用。(2)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子物质出入细胞核的通道。易错点 5 误认为不同细胞的细胞膜成分相同且一成不变点拨 (1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。(2)细胞膜的成分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜成分发生变化，糖蛋白含量下降。判一判(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)细胞融合与细胞膜的流动性有关( )(4)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分
20、不同( )(5)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定( )(6)胰岛 B 细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性( )(7)酵母菌的细胞核内含有 DNA 和 RNA 两类核酸(2016全国，1B)( )(8)细胞都具有细胞核但遗传物质不一定是 DNA(2016四川，2B)( )(9)肌细胞细胞核中的 RNA 能够传递和表达遗传信息(2015北京，2B 改编)( )(10)细胞核是 mRNA 合成和加工的场所( )(11)核膜上的核孔可以让蛋白质和 RNA 自由进出( )(12)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译( )(13)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同( )(14)所有的真核细胞都有细胞核( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
