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1、第一讲细胞膜和细胞核的结构与功能素能目标备考明确理解能力通过对细胞膜和细胞核结构和功能的复习，建立起整体观念和细胞结构与功能相适应的观点生命观念理解能力通过对细胞膜成分（主要是膜蛋白）与功能的归 纳概括，培养科学思维能力科学思维素养与能力科学探究通过对细胞膜组成和功能的实验 探究，以及细胞核功能的实验分析, 掌握实验设计的对照原那么和荧光标 记技术实验探究能力理考点提素能O考点一细胞膜的组成、结构和功能乏乏葭葭蔡三葭日必备知识1.细胞膜的功能将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定胞吞、胞吐方式被动运输主动运输控制物质进ill细胞细胞膜（功能）进行细胞间的信息交流L化学物质传递（如激
2、素、递质）类型通道传递f （如胞间连丝）接触传递（如精卵-结合、靶细胞与细 解裹性T细胞接 触）2.细胞膜的成分成分分析成分分析脂质:主要是磷脂，动物细胞膜还有胆固醇蛋白质:与膜的功能有关，功能越笈杂的细胞膜,蛋白质 的种类和数量越多糖类（少量）:主要在细胞膜外侧，与蛋白质（脂质）结合 形成糖蛋白（糖脂），是判断膜内、外的依据3.对细胞膜成分和结构的探索历程（连线）【生命观念一一阐释观点 解释现象】1.走出对细胞核结构与功能认识的四个误区(1)误认为物质进出细胞核都要通过核孔指正核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道小分子物质可通过核膜进出细胞核(2)误认为所有物质都能通过核孔指正核孔是
3、由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质(3)误认为核仁是遗传物质的储存场所指正核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分 布于染色体(染色质)上(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的指正核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强度有关，如代谢旺盛、蛋 白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大【对点落实】1. (2020淄博二模)核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层紧贴 内核膜，是一层由纤维蛋白构成的网状结构。如图示细胞周期中核被膜和核纤层的动态变化 过程，相关表达错误的选项是()A.核内合成的tRNA运出细胞核与核
4、孔复合体有关B.核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现C.分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色质周围聚集并融合成新的核膜D.核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态解析：选D 核孔复合体是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道，所以tRNA运出细 胞核与核孔复合体有关，A正确；核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与 去磷酸化修饰实现，B正确；分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色体周围聚集并 融合成新的核膜，同时染色体解螺旋恢复成染色质状态，C正确；由图示可知，核纤层蛋白 位于核膜的内膜一侧，D错误。【科学探究领悟方法
5、提升能力】细胞核功能实验探究黑白两种美西嫄核移植实验实验实验结论分析实验过程实验（卵细胞士亥移掩福发育.黑色）嵬一美西螺细胞美西螺皮肤颜色遗传受细胞核控制该实验无对照组，可将白色美西嘘胚胎细胞核移植 到黑色美西蟾去核卵细胞中进行培养作为对照,增 强实验的说服力（2）蝶蜘受精卵横缢实验信心 第横缢I一半有核f分裂包正常胚胎 噜卜3 一半无核f不分裂给分裂处域t蝶螺的细胞分裂、分化受细胞核控制该实验既有相互对照（无核与有核对照），又有自身 前后对照（对无核者重新挤入核）变形虫切割实验有核有核一半一不能摄食、不生长、不分裂、 无核对刺激无反响二手、2号去核生命活核移植生命活二篇胡一动丧失一动恢夏变形
6、虫的分裂、牛长、摄食、对刺激的反响等生命 活动受细胞核控制 该实验既有相互对照（无核与有核对照），又有自身 前后对照（进行核移植）伞藻嫁接与核移植实验伞藻嫁接实验过程伞形帽菊花形帽伞藻核移植实验过程菊花形帽伞藻f核伞形帽伞藻一去掉帽和核后的局部-为形藻育花伞发菊帽伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的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【对点落实】伞藻嫁接实验 伞藻核移植实验2.（2019黑龙江六校一模）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
7、中心D.细胞核是细胞遗传的控制中心解析：选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，A错误；伞藻 是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，C错误；该实 验说明，细胞核是细胞遗传的控制中心，D正确。O练真题备高考O一、形成生命观念.（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选项是（）选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜，识别并结合激素载体C位于类囊体膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原解析：选B 在神经调节中，位于突触后膜的受
8、体能识别并结合神经递质；在激素调节中， 位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白；在光合作用过程中，位于叶绿体 类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被 免疫系统识别，从而引起特异性免疫。1 .以下有关细胞核的表达，错误的选项是（）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膜消失和重新形成的现象解析：选C 细胞核中染色质的主要成分是蛋白质和DNA,细胞核是遗传物质的主要储存 场所，可以发生DNA复制和转录，核孔是大分子物质选择性进出细胞核的通道，如
9、mRNA、 DNA聚合酶等可通过核孔，有丝分裂前期核膜消失，末期核膜重新形成。二培养科学思维.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。以下图中，可正确解析：选D 血红蛋白存在于红细胞内，是一种可运载氧气的蛋白质，并非膜蛋白；抗体是 浆细胞分泌的一种免疫球蛋白，并非T淋巴细胞细胞膜的成分；胰岛素受体具有特异性， 只能与胰岛素特异性结合，无法与胰高血糖素结合；神经递质可以与骨骼肌细胞膜上的神经 递质受体特异性结合，葡萄糖可以借助转运葡萄糖的载体通过主动运输的方式进入骨骼肌细 胞。2 .（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
10、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 子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。5.以下过程未表达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别离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解析：选A 蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓
11、度，植物细胞失水，使洋葱细胞发生质壁别离， 和生物膜的流动性有关，未表达生物膜的信息传递功能，A项符合题意；记忆细胞具有识别 作用，识别抗原后增殖分化，能表达生物膜的信息传递功能，B项不符合题意；靶细胞外表 具有胰岛素受体，具有信息传递功能，C项不符合题意；传出神经细胞释放递质，与肌肉细 胞外表的受体结合，使肌肉收缩，可表达生物膜的信息传递功能，D项不符合题意。三、进行实验探究6. （2016海南高考）科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞外表的蛋白质分子，将这 两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞外表对等分布（即各 占半边），最后在融合细胞外表均匀分布。这一实验现
12、象支持的结论是（）A.膜蛋白能自主翻转B.细胞膜具有流动性C.细胞膜具有选择透过性D.膜蛋白可以作为载体蛋白解析：选B 两种荧光染料标记细胞外表的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细 胞外表对等分布，最后在细胞外表均匀分布，说明细胞膜具有流动性；不能说明膜蛋白能在 细胞内外翻转。该实验未涉及物质进出细胞，不能说明细胞膜的选择透过性及膜蛋白作为载 体蛋白的物质运输功能。实例（实验）结论（假说）a膜中含有蛋白质b膜是由脂质组成的c.膜的成分有磷脂和胆固醇壮细胞膜中的脂质分子排 列为连续两层e.细胞膜是由蛋白质一脂质 一蛋白质三层结构构成提出生物膜的流动镶嵌 模型g.细胞膜具有流动性糖蛋白磷脂
13、分子蛋白质分子:承当膜的主要功能糖脂磷脂双分子层: 磷脂分子疏水 “尾”相接，位于 膜中央，构成 膜的基本支架（2）细胞膜的结构特点脂溶性物质更易通过细胞膜将膜别离提纯，并进行化学分析红细胞膜中脂质铺成单分子层后是红细胞外表积的2倍细胞膜外表张力低于油水界面/ 的外表张力电镜下细胞膜呈清晰的暗一亮一暗三层结构人一鼠细胞融合实验辛格和尼科尔森不断观察和实验数据分析4.流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的结构模型内容_具有一定的流动性一 原因 构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大都结构是可以运动的特点厂 实例 质壁别离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等影响因素.温度:一定范围内，温度升高，膜流动性加
14、快【基础小题】1.判断正误细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类。（J）（2）与皮肤表皮细胞相比，浆细胞膜上蛋白质种类和数量更多。（J）糖被是细胞膜上与蛋白质和脂质结合的糖类分子。（J）同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。（义）（5）植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用。（J）两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。（J）2 .教材拾遗用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的 面积远大于胰岛B细胞外表积的2倍。请分析原因。提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。在小鼠细胞和人细胞融合实验中，假设降低温度，
15、细胞完全融合所需要的时间明显延长， 请分析原因。提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。3 .热图导析：如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：发出信号血管靶细A内分泌细胞, 洛碎 靶细胞 智激素图中物质或结构的名称：信号分子;受体;胞间连丝。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？提示：分别属于图C、图A、图B。（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：受体的化学本质是糖蛋白，和信号分子的结合具有特异性。（4）是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？提示：不是，有些小分子如脂溶性的信号分子（如性
16、激素）的受体在细胞内部。日慈慈慈慈葭慈慈核心素养【典例导引】（2016全国卷III）以下有关细胞膜的表达，正确的选项是（）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解析细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的。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。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。膜中的磷脂是由
17、甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，不 含胆固醇。答案c【生命观念阐释观点 解释现象】1 .组成细胞膜成分与功能的关系细胞膜中含有脂质，脂溶性物质能够优先通过细胞膜。糖类与细胞膜外外表上的某些蛋白质和脂质构成糖蛋白或糖脂，具有细胞间识别和信息 交流的功能。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中，糖蛋白含量下降，细胞间黏附性下 降，易于扩散和转移。2 .从三个角度理解细胞膜结构与功能的统一性广变形虫摄食运动膜蛋白、膜脂_ I膜具有I举例f细胞膜融合 分子的运动I 流动性 f胞吞、胞|止f质壁别离与复原糖蛋白、 糖脂信息举伽膜蛋白的 多样性膜功能举例多样性
18、一激素、神经递质等与细胞膜上受体 结合后改变靶细胞原有的生理活 动（通过化学物质进行信息交流）f催化（ATP水解酶等）f催化（ATP水解酶等）精卵结合、细胞毒性T细胞识别靶细 胞等（通过直接接触进行信息交流） f运输物质（表达选择透过性） f识别（糖蛋白等）_能量转换（类囊体薄膜、线粒体 内膜等）【对点落实】1.（2020洛阳三模）以下有关细胞膜结构和功能的表达，正确的选项是（）A.构成细胞膜的蛋白质分子均匀地分布在膜的两侧B.向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞C.细胞膜内部是亲水的，因此水分子可以通过细胞膜D.细胞膜的选择透过性与载体蛋白空间结构的多样性有关解析：选D 构成细胞膜的蛋
19、白质分子在膜上的分布是不均匀，不对称的，A错误；由于细 胞膜具有一定的流动性，因此向细胞内注射物质后，细胞膜上不会留下一个空洞，B错误； 细胞膜上有水通道蛋白，因此水分子可以通过细胞膜，C错误；细胞膜的选择透过性与载体 蛋白空间结构的多样性有关，D正确。2.（2020,陕西模拟）细胞是一个相对独立的单位，细胞代谢活动的正常进行与细胞膜控制物 质的进出及细胞间信息交流密切相关。以下表达合理的是（）A.磷脂单分子层构成了细胞膜的基本支架B.变形虫摄食过程中的变形表达了细胞膜的选择透过性C.细胞膜上的糖蛋白与细胞外表的识别有密切关系D.物质跨膜运输都需要膜上载体蛋白的协助解析：选C 磷脂双分子层是细
20、胞膜的基本支架，A错误；变形虫的变形运动表达了细胞膜 具有一定的流动性，B错误；糖蛋白与细胞外表的识别有密切关系，C正确；自由扩散不需 要膜上载体蛋白的协助，D错误。【科学探究领悟方法 提升能力】1 .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破坏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胭试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏2 .细胞膜结构特点流动性的验证（1）方法：荧光标记法。现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞外表的蛋白质分子，做如图实验。红色荧光人细胞小鼠细胞结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。3 .细胞膜功
21、能的探究（1）控制物质进出功能的验证煮熟的 玉米种子红墨水处理一清水冲洗1胚细胞呈红色正常的红墨水处理一清水冲洗胚细胞不呈玉米种子红色细胞膜具有控 制物质进出细 胞的功能识别功能的验证只有同种生物的精子 和卵细胞才能结合只有同种生物的精子 和卵细胞才能结合验证,细胞膜具有识别功 一能（糖蛋白的作用）4 .细胞膜功能特性选择透过性的验证| 含不同无机盐肉口的溶液不同梢物 II测定培养液中各离广的初始浓度 .培东一殁时间T次I 测定实脸结束时培养液中各离广的浓度 一室.没J比拟同植物吸收不同成子及计j I不同梢物吸收同肉子的情况思而S；LuT-i不同植物对同一离f吸收状况不同路同植物对不同闻f吸收
22、状况不同I|一时无机盐岗子吸收具布选捏件 一得出结论：细胞蟆小肉吸收具仃选界透过件|【对点落实】3.（2020合肥三模）MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种接受氢离子的染 料，活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞 无此功能。以下相关表达错误的选项是（）A. MTT是可以通过细胞膜的一种染料B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同C. MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活解析：选C 活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶, 而死细胞无此功能，可见MTT是可以通过细
23、胞膜的一种染料，A正确；活细胞内线粒体中 的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，故检测MTT结晶的量一般可间 接反映活细胞数量，B正确；结合分析可知，MTT检测的原理是酶催化产生有颜色物质， 而台盼蓝检测细胞活性的原理是膜的选择透过性，显然二者检测的原理不同，C错误；活细 胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而哺乳动物成熟红 细胞内没有线粒体，也就没有琥珀酸脱氢酶，不能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶， D正确。4. （2019全国卷HI）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回 答以下问题。（1）植物细胞内，在核糖体上合成的含
24、氮有机物是，在细胞核中合成的含氮有机物 是，叶绿体中含氮的光合色素是。农作物吸收氮元素的主要形式有核态氮（NH；）和硝态氮（NO； ）o作物甲对同一种营 养液（以硝酸筱为唯一氮源）中NH：和NO的吸收具有偏好性（NH：和NO；同时存在时， 对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验 思路、预期结果和结论。解析：（1）在植物细胞中，核糖体是生产蛋白质的机器，蛋白质是一种含氮的有机物；在细 胞核中能够通过DNA的复制和转录合成的含氮有机物是核酸（DNA和RNA）;叶绿体中含 氮的光合色素是叶绿素。（2）由于农作物对两种离子的吸收量不同，且硝酸镁溶液中NH：和N
25、O；的比例为1 ： 1,所 以用该培养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NO；和NH：的剩余量即可判断作 物甲对NH：和NO；吸收的偏好性。预期结果和结论：假设营养液中NO；的剩余量小于NH； 的剩余量，那么说明作物甲偏好吸收NO；;假设营养液中NH：的剩余量小于NO；的剩余量, 那么说明作物甲偏好吸收NH： o答案：（1）蛋白质核酸叶绿素实验思路：配制营养液（以硝酸镂为唯一氮源），用该营养液培养作物甲，一段时间后，检 测营养液中NH：和NO；剩余量。预期结果和结论：假设营养液中NO；剩余量小于NH：剩 余量，那么说明作物甲偏好吸收NO；假设营养液中NH：剩余量小于NO；剩余量，那么说明
26、作物甲偏好吸收NH4 o考点二细胞核的结构和功能必备知识1.细胞核的结构7核膜：双层膜，将核内物质与细胞质 一分开核仁：与某种RNA的合成以及核糖体 的形成有关-核孔:实现核质之间频繁的物质交换 一和信息交流组成:DNA和蛋白质与染色体关系：是同一种物质在细胞不同时 期的两种存在状态.细胞核的功能2 .模型建构类型：模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。（2）实例：DNA双螺旋结构模型是物理模型。【基础小题】.判断正误核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。（X） 染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。（J） 细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。（X）（4）所有的真核细胞
27、都有细胞核，且只有一个核。（X）核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。（X）（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。（J）1 .教材拾遗同一生物体所有细胞核内的遗传信息都一定相同吗？举例说明。提示：一般会相同，但在细胞发生基因突变或细胞癌变的情况下会有所不同。大量实验证明，但凡无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞。人工去掉细胞核的细胞，一般不能存活太久，如变形虫去掉细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，当重新移入核后，又能够恢复生命活动。这些实验说明了什么？提示：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个 生命
28、活动主要是由DNA调控和决定的，从而使细胞形成一个整体的调控系统。这些实验说 明了细胞核在生命活动中起着决定性作用。2 .热图导析：据细胞核结构示意图，回答以下问题。用以下图示表示与的关系:分裂前期：螺旋变粗 一（染色质士 4 .工二，了（染色体）J 分裂末期：解螺旋，变细变长_，图中由4一层磷脂分子构成，其外膜常与内质网相连,且有核糖体和酶附着,有利于多 种化学反响的进行。（3）以下物质能通过进出的是A、B、C。（填选项编号）A. mRNAB.蛋白质C. DNA 聚合酶D. DNA（4）图中的功能是参与某种RNA的合成及核糖体的形成。在细胞分裂中，能周期性消失和重建的结构是（填图中序号）日慈慈慈慈葭慈慈核心素养【典例导引】（2019全国卷III）以下与真核生物细胞核有关的表达，错误的选项是（）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解析染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。遗传信息的转录 主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，B项错误。细胞代谢和遗传的控制中心是细胞 核，遗传物质的合成需要消耗能量，C、D两项正确。答案B