2021届高考生物苏教版一轮复习学案：第2单元细胞的结构和功能第2讲细胞膜和细胞核

  第2讲　细胞膜和细胞核

细胞膜和细胞壁

1．细胞膜的成分及在细胞膜中的作用

2.细胞膜的流动镶嵌模型

(1)模式图

(2)模型特点

3．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

4．植物细胞壁

(1)成分：主要是纤维素和果胶；酶解法除去植物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。

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．细胞膜上的蛋白质分子都是运动的。(×)

[提示]　细胞膜上大多数蛋白质分子是可以运动的。

4．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。(√)

5．动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(√)

6．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。

比较细胞膜的两个特点

1．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。

2．如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：

A　　　　　　　B　　　　　　C

(1)图中物质或结构的名称：①____________________；②_________；③____________________。

(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？

(3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？

[提示]　(1)①受体　②信号分子　③胞间连丝

(2)分别属于图C、图A、图B。

(3)受体的化学本质是糖蛋白，和信号分子的结合具有特异性。

3．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。

4．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。

5．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。]

　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：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

细胞核

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。

(4)①DNA＋甲基绿→绿色；

RNA＋吡罗红→红色。

2．细胞核的功能

(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

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。

(人教版教材必修1 P52“资料分析”)

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。

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．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。

5．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。

1．代谢旺盛的细胞核仁的体积较大，请解释原因。

[提示]　核仁与rRNA和核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质是生命活动的主要承担者。

2．核孔是核膜上的“小孔”吗？为什么代谢旺盛的细胞核孔的数目多？

[提示]　核孔不是“小孔”，是一种蛋白质复合体，对进出细胞核的物质有选择性，代谢旺盛的细胞核质之间物质交换频繁，因此核孔的数目多。

3．下列物质哪些可通过核孔？通过核孔需要消耗能量吗？

①DNA　②RNA　③DNA聚合酶　④RNA聚合酶　⑤解旋酶　⑥呼吸酶

[提示]　能通过核孔的物质有②③④⑤，需要消耗能量。

4．在细胞质内合成后，进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质，称为亲核蛋白。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中，一段时间后进行放射自显影检测，放射性出现在细胞核中(如图所示)。研究发现，亲核蛋白一般都含有核定位序列(NLS)，NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。

请利用放射性同位素标记的方法，设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部。(写出实验设计思路并预期实验的结果和结论)

[提示]　实验思路：

将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；

将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；

一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位。

预期实验结果和结论：

若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其头部；

若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其尾部。

考查细胞核的结构和功能

1．(2019·潍坊期中)下列有关细胞核的叙述，正确的是(　　)

A．染色质是核内遗传信息的载体

B．DNA与蛋白质以相同的方式进出细胞核

C．细胞核是生物体代谢和遗传的主要场所  

D．若核仁被破坏，蛋白质的合成不会受影响

A　[染色质主要是由DNA和蛋白质组成，是细胞核内遗传信息的载体，A项正确；DNA不能出细胞核，B项错误；细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，不是生物体代谢的主要场所，C项错误；核糖体是蛋白质的合成场所，核仁与核糖体的形成有关，若核仁被破坏，蛋白质的合成会受到影响，D项错误。]

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。]

考查细胞核功能的相关实验探究

3．如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明(　　)

A．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关

B．细胞的分裂和分化是由细胞核控制的

C．细胞核是细胞代谢的中心

D．细胞核是细胞遗传的控制中心

D　[通过图示可以看出生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。]

4．(2019·苏州测试)以动物的受精卵为实验材料进行以下实验，有关分析正确的是(　　)

A．实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性

B．实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性

C．该实验可以证明细胞核的功能

D．该实验结果可以说明细胞只有保持结构完整性才能正常进行各项生命活动

D　[实验①和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A项错误；实验②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B项错误；该实验可以证明细胞核和细胞质都不能单独成活，细胞只有保持结构完整性才能正常进行各项生命活动，C项错误，D项正确。]

真题体验| 感悟高考　淬炼考能

1．(2019·全国卷Ⅲ)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是(　　)

A．细胞中的染色质存在于细胞核中

B．细胞核是遗传信息转录和翻译的场所

C．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心

D．细胞核内遗传物质的合成需要能量

B　[细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，真核细胞中的染色质存在于细胞核中，A、C正确；真核细胞的翻译过程发生在细胞质中，B错误；细胞核内遗传物质DNA的合成需要消耗能量，D正确。]

2．(2018·天津高考)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是(　　)

B　[突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体，受体可以特异性地结合相应的神经递质，使下一个神经元兴奋或抑制，A正确；靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体，当激素与受体结合后，引起细胞代谢发生变化，B错误；光合作用的光反应过程中，会发生光能转变为ATP中活跃的化学能，即催化ATP的合成，因此类囊体薄膜上含有ATP合成酶，C正确；细胞癌变后，细胞膜上会产生相应的癌胚抗原，引起机体的特异性免疫反应，进而清除癌变的细胞，D正确。]

3．(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。]

4．(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。]