2020版新一线高考生物（苏教版）一轮复习教学案：必修1第2单元第2讲　细胞膜和细胞核

第2讲　细胞膜和细胞核

[考纲展示]　1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)　2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)

考点一| 细胞膜的成分、结构和功能

1．细胞膜的制备

(1)实验原理：细胞吸水涨破获得细胞膜。

(2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。

(3)选材原因

①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。

②无细胞壁，细胞易吸水涨破。

(4)实验过程：选材→制片→观察→滴水→观察。

(5)原理：渗透作用。

2．细胞膜的成分及在细胞膜中的作用

3.细胞膜的结构

(1)流动镶嵌模型模式图

(2)结构特点

4．细胞膜的功能

(1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。

(2)控制物质进出细胞。

(3)进行细胞间信息交流(连线)

③植物胞间连丝               c．细胞通道传递信息

提示：①—b　②—a　③—c

5．细胞壁

植物细胞的细胞膜外还有细胞壁，其主要成分是多糖，具有维持细胞形态和保护作用。

[判断与表述]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。(×)

提示：脂肪不是生物膜的成分。

(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。(×)

提示：不同细胞细胞膜的基本组成成分都是脂质、蛋白质和少量糖类。

(3)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(×)

提示：同一生物体的不同功能的细胞膜上蛋白质的种类和数量有差异。

(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(√)

(5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(×)

提示：植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，没有通过受体。

2．思考回答(规范表述)

(1)依据细胞膜的成分推测细胞膜的组成元素有哪些。

提示：C、H、O、N、P等。

(2)细胞膜上的蛋白质有哪些功能？试举例说明。

提示：运输作用(如载体蛋白)，催化作用(如细菌细胞膜上与有氧呼吸有关的酶)，识别作用(如受体)等。

(3)通过细胞膜的结构模型如何区分细胞膜的内侧和外侧？

提示：依据糖蛋白的位置，在细胞膜的外侧分布有糖蛋白，而内侧没有。

1．比较细胞膜的两个特点

2.细胞膜的三大功能

3．细胞膜功能特点的验证实验

(1)染色剂进入实验

(2)色素透出实验

◎考法1　考查细胞膜的成分和结构

1．下列关于细胞膜的叙述，错误的是(　　)

A．细胞膜是一种选择透过性膜

B．磷脂分子的亲水端朝向外侧，亲脂端朝向内侧

C．细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都具有流动性

D．糖蛋白主要位于膜外侧，载体蛋白主要位于膜内侧

D　[细胞膜能够控制物质进出细胞，是一种选择透过性膜；磷脂分子的亲水端朝向外侧，与细胞质或细胞外液接触，亲脂端朝向内侧；构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都具有流动性，使得细胞膜具有一定的流动性；糖蛋白位于细胞膜的外侧，载体蛋白主要位于细胞膜的脂双层中。]

2．(2019·福州高三质检)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

A　[静息电位的形成与神经细胞中钾离子外流有关，神经细胞膜上存在钾离子通道蛋白，A正确；促甲状腺激素释放激素由下丘脑神经分泌细胞分泌，作用于垂体细胞，不作用于甲状腺细胞，B错误；神经递质一般通过胞吐释放到突触间隙，C错误；癌细胞膜上存在较少的糖蛋白，D错误。]

[归纳总结]  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——糖蛋白。

2．膜载体蛋白：膜上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)。

◎考法2　考查细胞膜的功能及有关实验探究

3．(2019·杭州模拟)下列有关细胞间信息交流的叙述中，正确的是(　　)

A．细胞间信息交流是细胞膜的功能之一，体现了细胞膜的选择透过性

B．神经递质与突触后膜上的受体结合后，即被受体转运到突触后膜内，使后膜兴奋或抑制

C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同

D．细胞间信息交流的方式多种多样，可以是细胞接触传递信息，也可以通过介质传递

D　[细胞间信息交流，没有体现细胞膜的选择透过性，A项错误；突触后膜上的受体没有转运递质的功能，B项错误；与胰岛素和甲状腺激素结合的受体不同，C项错误；细胞间信息交流的方式有多种，可以通过细胞接触传递信息，也可以通过信号分子传递信息，D项正确。]

4．为探究植物细胞膜的通透性，某同学以红甜菜根(液泡中含有花青素)进行下列实验；

(1)将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出。

(2)再分别放在清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。

(3)测量这些溶液的花青素吸光度，结果如图所示。

回答以下问题：

(1)上述实验操作步骤的叙述存在着一个明显的不足，没有遵循实验设计的________原则。请你对上述实验中的不准确的操作重新进行叙述：

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(2)由图中的曲线你可以得出的结论是_______________________________

_______________________________________________________________。

(3)已知物质A能促进细胞膜上载体蛋白的活性。有人认为：经过不同温度的处理影响了细胞膜上运载花青素的载体蛋白的活性。请你借助上述材料设计实验证明该观点是否正确。

材料用具：略。

实验步骤：

①______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________；

②______________________________________________________________

_______________________________________________________________；

③____________________________________________________________。

结果与结论：

①_____________________________________________________________；

②_____________________________________________________________。

解析：(1)从实验的过程看，实验的目的是探究温度对细胞膜通透性的影响，自变量是温度，可设置具有一定梯度的一系列温度相互对照。  因变量是细胞膜的通透性，可通过测量这些溶液中花青素的吸光度作为检测指标。分析修订实验方案时，首先应看有没有对照，对照设置是否合理，是否遵循实验设计的一般原则。(2)从坐标图看，10～50 ℃时，溶液中的花青素吸光度低且相同。50 ℃之后，膜的通透性增大，花青素透出细胞，溶液中的花青素吸光度增大。(3)该实验的目的是探究不同温度的处理对细胞膜上运载花青素的载体的活性的影响，根据所给物质A的作用和前面的实验方案。分析可得出结论。

答案：(1)等量　将等量的相同大小的切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出；再分别放在等量的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液

(2)50 ℃以上的温度处理后，膜的通透性大大增加

(3)取两组等量的相同大小的切片，编号，一组加入物质A处理一段时间，另一组不作处理，作为对照　将两组切片分别放在等量的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液　测量两组溶液的花青素吸光度并进行比较　如果两组溶液的吸光度相同或相近，说明上述观点不正确　如果实验组的吸光度大于对照组，说明上述观点正确

[方法规律]  细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计

考点二| 细胞核的结构和功能

1．细胞核的结构

(1)上述结构中，原核细胞不具备的是核膜、核孔、核仁、染色质。

(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。

(3)染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细长丝状，后者呈圆柱状或杆状。

2．细胞核的两大功能

(1)是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。

(2)是细胞代谢和遗传的控制中心。

3．细胞核功能的实验探究

(1)黑白美西螈核移植实验

①实验过程

②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。

(2)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。

(4)伞藻嫁接与核移植实验

①伞藻嫁接实验过程

②伞藻核移植实验过程

③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。

[判断与表述]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质。(×)

提示：染色体上含有脱氧核糖核酸和蛋白质。

(2)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(×)

提示：核孔是选择性通道。

(3)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞。(√)

(4)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。(√)

(5)核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。(×)

提示：核膜、核仁在前期消失，末期重建。

(6)细胞中核糖体的形成都与核仁有关。(×)

提示：原核细胞中核糖体的形成与核仁无关。

2．思考回答(规范表述)

(1)核孔对物质的进出是否具有选择性？物质通过核孔是否消耗能量？

提示：核孔是一个蛋白质复合体，对物质的通过具有选择性，且消耗能量。

(2)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：核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，导致抗体(蛋白)的合成不能正常进行。

◎考法1　考查细胞核的结构和功能

[解题指导]  利用“二、二、五”巧记细胞核

1．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

D　[图中①表示内质网，⑤表示核膜，内质网和核膜直接连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密；图中②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；④表示核仁，与核糖体的形成有关，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；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质基质。]

2．(2019·河南郑州月考)下列关于细胞核的叙述，正确的是(　　)

A．在电镜下观察原核细胞，可以看到细胞无核膜，但有核仁和染色体

B．真核细胞核膜上有核孔，DNA等大分子物质可通过核孔进入细胞质

C．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

D．细胞核内的液体叫细胞液

C　[原核细胞的拟核没有核膜、核仁和染色质，故在电镜下观察原核细胞，看不到核膜、核仁和染色体；真核细胞的核膜上有核孔，核孔具有选择透过性，DNA不能通过核孔进入细胞质；在有丝分裂的前期核膜和核仁消失，在有丝分裂的末期核膜和核仁重现；细胞核内的液体叫核液，液泡内的液体叫细胞液。]

◎考法2　考查细胞核功能的实验探究

3．(2019·山师附中期中)如图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断不正确的是(　　)

A．RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中

B．细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢

C．若核质分离较长时间后进行移植，则B组实验细胞质中可能无15N的RNA

D．A组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果

D　[尿嘧啶是合成RNA的原料，由图可知，在细胞核中首先发现被15N标记的RNA，然后在重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA，说明RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中；细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成，进而控制细胞的代谢；若核质分离较长时间，可能由于细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡，这样B组重组细胞质中无15N标记的RNA；胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料，A组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，若DNA进行复制，可在细胞核中发现被15N标记的DNA，但DNA不进入细胞质，所以在细胞质中没有被15N标记的DNA，若DNA不复制，则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。]

4．阅读材料：

①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，重组后的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。

②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

D　[实验①说明细胞的分裂次数由细胞核中的物质决定。实验②说明细胞质影响细胞核中的复制和转录，细胞质中存在影响细胞分裂的物质，细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的。两实验都不能说明只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

1．(2017·全国卷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

D　[本题考查细胞间信息交流的方式。雌激素属于信号分子，由哺乳动物卵巢细胞分泌后通过血液运输到乳腺并作用于乳腺细胞，实现细胞间的信息交流；精子进入卵细胞前需要通过直接接触的方式进行信息交流。]

2．(2016·全国卷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

C　[细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，故A项错误。蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质功能不同，故B项错误。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等，这些过程与膜脂的流动性有关，故C项正确。膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇属于固醇，固醇与磷脂都属于脂质，故D项错误。]

3．(2015·海南高考)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ATP

C．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

B　[细胞膜是一种选择透过性膜，其功能特点是具有一定的选择性，A正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，B错误；氨基酸跨膜运输方式为主动运输，需借助膜蛋白通过细胞膜，C正确；蛋白质分子不同程度地嵌入磷脂双分子层中，D正确。]

4．(2014·全国卷Ⅰ)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相应受体的结合可实现细胞间的信息传递

C　[A项，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；B项，细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低；C项，甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式是自由扩散；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。]