高三生物一轮复习课件【知识精研+拓展提升】第6讲+细胞膜与细胞核

第2单元

细胞的基本结构和物质的运输第6讲

细胞膜与细胞核课标要求

概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。阐明遗传信息主要储存在细胞核中。考点一

细胞膜的结构和功能（1）将细胞和外界环境分开用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡死细胞活细胞1.细胞膜的功能（2）控制物质进出细胞控制物质进出细胞功能的验证正常的玉米种子煮熟的玉米种子红墨水处理清水冲洗正常的玉米胚细胞不呈红色红墨水处理清水冲洗煮熟的玉米胚细胞呈红色细胞膜具有控制物质进出细胞的功能（1）将细胞和外界环境分开1.细胞膜的功能（2）控制物质进出细胞判断细胞死活的方法体液的传送化学信号传导（如激素）内分泌细胞分泌的激素与靶细胞膜上的受体结合，将信息传递给靶细胞靶细胞靶细胞发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递到另一个细胞胞间识别（如精、卵结合）糖蛋白细胞器膜有没有糖？（3）进行细胞间的信息交流1.细胞膜的功能胞间连接与通讯（如胞间连丝）（3）进行细胞间的信息交流1.细胞膜的功能是否都需要受体？是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？注意:高等植物细胞之间通过胞间连丝进行交流时，不需要细胞膜上的受体。因此，细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的结构必备知识·整合1.细胞膜的功能除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。细胞膜的控制作用是相对的,对细胞有害的物质可能进入，有些病毒、病菌也能侵入细胞。主要是纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。植物细胞壁成分

细胞壁功能

支持和保护。从细胞壁的功能上理解，由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。主要形成时期及过程：形成于有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。注意植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。生物类型成分作用的酶或物质植物纤维素+果胶纤维素酶、果胶酶真菌几丁质(壳多糖)几丁质酶原核生物(除支原体等)肽聚糖溶菌酶、青霉素等2.细胞膜成分的探索研究阶段实验现象结论1895年欧文顿发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜推测：细胞膜是由______组成的—利用哺乳动物的红细胞，通过一定方法制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析组成细胞膜的脂质有磷脂和________，其中磷脂含量最多1925年戈特和格伦德尔人红细胞中提取的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，是红细胞表面积的2倍推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为____________

脂质胆固醇

连续的两层1935年丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，结合前人经验（油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低）推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有________蛋白质S2=2S11.选材：选用哺乳动物成熟红细胞的原因？2.如何获得细胞膜？（即细胞膜制备原理？）3.课本中提到的几种红细胞使红细胞吸水涨破。（渗透作用）哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和细胞器，排除其他膜的干扰；动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水涨破。细胞膜的制备（1）蛙的红细胞：（2）鸡的红细胞：（3）哺乳动物成熟的红细胞：①研究细胞膜的化学组成的材料、研究动物细胞失水吸水②疾病③无细胞核和众多的细胞器：能否合成蛋白质？呼吸类型是怎样的？产物是什么？原料进入该细胞的方式？运输物质与氧气浓度有无关系？④来源（骨髓中的造血干细胞）⑤精子和哺乳动物成熟的红细胞寿命短，体现了核质依存关系无丝分裂。但不只是蛙的红细胞进行无丝分裂有细胞核，DNA的粗提取与鉴定可选的材料3.细胞膜的成分有哪些蛋白质？受体/识别/载体/通道/酶4.细胞膜结构的探索研究阶段模型实验结论1959年罗伯特森静态的统一结构电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构细胞膜由______________________三层结构构成1970年膜的动态模型人鼠细胞荧光标记融合实验细胞膜具有________1972年辛格和尼科尔森不断观察及实验分析提出生物膜的_________模型

蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌静态的三明治模型37℃提出假说：膜的成分和结构的初步阐明，最初都是先根据实验现象和有关知识，提出假说，而不是通过实验观察直接证实的。5.流动镶嵌模型的基本内容（1）流动镶嵌模型胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜稳定性及降低水溶性物质通透性低温增加流动性；高温限制流动性蛋白质:承担细胞膜的主要功能;功能越复杂，蛋白质种类和数量越多分布于细胞膜的

外表面（2）磷脂双分子层内部是磷脂分子的________，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。（3）蛋白质分子不对称分布，以不同方式______在磷脂双分子层中，这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。（4）参与形成糖蛋白、糖脂的糖类分子称为______，具有识别、信息传递等功能。疏水端镶嵌糖被1988年，Simons胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”载着执行特定生物学功能膜蛋白6.细胞膜的特点影响因素：内因是生物膜（如细胞膜）上载体的种类和数量；外因主要是温度、O2、pH等影响呼吸作用的因素。动物细胞分裂时缢裂；动物细胞融合、受精；植物细胞质壁分离与复原；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩教材基础诊断1.

在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质、病菌、病毒都不能进入细胞。(

)×2.

没有信息交流,多细胞生物体也能完成生命活动。(

)×3.

磷脂分子头部亲水、尾部疏水,在空气—水界面上自发排成双分子层。(

)×4.

糖蛋白分布于细胞膜的内侧，细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关。(

)×教材深度拓展1.

“台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法,其原理是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的功能,台盼蓝是细胞不需要的物质,不能进入细胞,活细胞不被染色,而死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝可进入细胞内,使其被染色2.

受体和信号分子的结合____（有/无）特异性，信号的识别场所不一定位于细胞膜表面，原因与受体的分布有关：________________________________________________________________________________________________________________________。有

一部分信息分子（如蛋白质类激素、神经递质等）的受体在细胞膜上，有些小分子物质（如性激素、甲状腺激素）的受体在细胞内部3.

膜内部是疏水的,但水分子能跨膜运输通过细胞膜,原因是__________________________________________________;_____________________________________________________。

水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙

细胞膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白通过膜重难突破1.磷脂分子在空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中的分布特点磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层。磷脂头部亲水,尾部由疏水的脂肪酸构成，在空气—水界面，头部与水接触，而尾部位于空气中,如右图_______________________________________________在水中，朝向水的是“头部”，“尾部”疏水。当磷脂分子的内外两侧都是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则朝向两侧水环境中,形成磷脂双分子层，如右图______________________________________________将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，如右图_________________________________________续表拓展应用脂质体：由磷脂分子构成的脂质体可以作为药物的运载体，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。脂质体到达特定细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。2.红细胞的特点归纳3.验证细胞膜成分和功能的实验方法（1）细胞膜成分的检测方法细胞膜成分检测试剂（方法）结果脂质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发生紫色反应蛋白酶处理细胞膜被破坏糖类（还原糖）斐林试剂，水浴加热出现砖红色沉淀（2）细胞膜功能的验证实验①染色剂进入实验②色素透出实验关键能力·提升考向一

考查细胞膜的成分、结构和功能

A.

蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中B.

鞘磷脂具有两个疏水的尾和一个亲水的头C.

脂筏可以参与细胞之间的信息传递

D.

各种细胞的细胞膜上均含有胆固醇D[解析]

蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，可见蛋白质以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，A正确；由题意可知，鞘磷脂属于磷脂的一种，也具有两个疏水的尾和一个亲水的头，B正确；由题意可知，一些信号转导单元可以在脂筏中组装，可见脂筏可以参与细胞之间的信息传递，C正确；动物细胞的细胞膜上才含有胆固醇，而植物等细胞的细胞膜上没有胆固醇，D错误。2.

（2022山东菏泽模拟）细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是(

)甲乙

D[解析]

有些细胞间的信息交流可以不经过细胞膜上的受体，如植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，动物细胞的性激素的受体存在于细胞内，D错误。3.

（2022山东青岛高三调研）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。如图表示细胞A

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。下列相关叙述不正确的是

(

)[解析]

磷脂双分子层内部是疏水的，所以A与B两种蛋白质的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性，这样才能与磷脂双分子层牢固结合，A错误。

考向二

考查验证细胞膜特点的实验4.

对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程为：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点；②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）；③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了荧光斑点。该实验不能说明(

)A.

细胞膜具有流动性

B.

荧光染料能与细胞膜组成成分结合C.

根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D.

根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率C[解析]

用激光束照射某区域，该区域荧光消失，过一段时间后荧光又出现，说明细胞膜具有流动性，荧光染料能与细胞膜组成成分结合；根据荧光恢复的速率只能推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，不能推算出物质跨膜运输的速率。5.

以玉米籽粒为实验材料进行“验证活细胞吸收物质的选择性”活动，下列叙述错误的是(

)

A

考点二

细胞核的结构和功能美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。（1）黑白美西螈核移植实验1.细胞核的功能探究蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的。（2）蝾螈受精卵横缢实验1.细胞核的功能探究（3）变形虫切割实验变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动由细胞核控制。自身前后1.细胞核的功能探究核死亡不做移植细胞质最终死亡细胞质为细胞核活动提供营养物质和能量。细胞质和细胞核关系：相互依存、不可分割的统一整体。（4）伞藻嫁接与核移植实验①伞藻嫁接实验过程：相互对照。伞藻嫁接实验甲乙

甲乙甲柄乙柄伞形帽伞藻菊花形帽伞藻“帽”柄核假根实验结论？1.细胞核的功能探究伞藻嫁接实验甲乙

甲乙甲柄乙柄伞藻核移植实验除掉核移植核排除假根中其他物质对实验结果的影响。③实验结论:伞藻“帽”的形状是由________控制的。细胞核（4）伞藻嫁接与核移植实验1.细胞核的功能探究实验名称实验结论涉及功能美西螈核移植实验蝾螈受精卵横缢实验变形虫切割及核移植实验伞藻嫁接与核移植实验遗传生物体性状的遗传主要是由细胞核控制细胞核与细胞的分裂分化有关代谢细胞核控制着细胞的生命活动代谢生物体形态结构的建成主要与细胞核有关遗传2.细胞核的功能（1）是____________。（2）是________________的控制中心。遗传信息库细胞代谢和遗传注意：细胞代谢的主要场所是细胞质。3.细胞核的结构(大分子进出的通道)分裂期螺旋化、变粗、变短解螺旋染色质[丝状]染色体[杆状]同一物质在细胞的不同时期的两种存在状态。分裂间期前期中期分裂后期分裂末期3.细胞核的结构DNA组蛋白染色质染色体高度螺旋：利于细胞分裂过程中移动并分配；细丝状：利于DNA完成复制、转录等活动。功能：核孔负责核质之间频繁的物质交换和信息交流代谢旺盛的细胞中，核质之间物质交换和信息交流尤其频繁，核孔数量较多，核仁体积越大。特点：核孔允许小分子物质自由通过。核孔对大分子物质的进出具有选择性。注意：核膜和核孔都具有选择透过性。

在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。3.细胞核的结构

核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；

②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动

运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。4.细胞是基本的生命系统教材基础诊断1.

获得的克隆牛的性状与核供体母牛几乎一模一样，说明克隆牛的性状完全由核供体母牛的细胞核控制。(

)×2.

染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，细胞分裂时，染色质成为染色体。细胞分裂结束时，染色体重新成为染色质。(

)√3.

细胞依据遗传信息进行物质合成、能量转化和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。(

)√4.

真核细胞核内的核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的合成将不能正常进行。(

)√教材深度拓展1.

伞藻“嫁接”与“核移植”实验对比,伞藻核移植实验更具有说服力,原因是_____________________________________________________________________________。

伞藻核移植实验可以排除假根中其他物质的作用,从而证明细胞核控制伞“帽”的形状2.

模型分为物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,属于物理模型。电子显微镜下拍摄的细胞结构照片是否属于物理模型？说明理由：________________________________________________________________________________________________________。

不属于。模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述，而照片是认识对象的真实反映1.模型类型：物理模型、概念模型、数学模型等。

物理模型：以实物或图画形式直观表达认识对象的特征.如：DNA双螺旋结构模型,细胞膜的流动镶嵌模型；

概念模型：指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型.如：对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等；

数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式.如：酶活性受温度（PH值）影响示意图,不同细胞的细胞周期持续时间等。可以是实物和图画形式，但不能是照片。重难突破归纳细胞核的结构及相应功能名称特点功能核膜和核孔①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着②在细胞分裂中核膜周期性地消失和重建③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性①核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行②控制物质选择性地出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞核核仁①折光性强，易与其他结构区分②在细胞分裂中周期性地消失和重现参与某种RNA的合成及核糖体的形成染色质主要由DNA和蛋白质组成。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态遗传物质的主要载体关键能力·提升考向一

考查细胞核的结构与功能1.

（2021河北，2，2分）关于细胞核的叙述，错误的是

(

)A.

有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.

蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C.

许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D.

细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出D[解析]

有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失，在末期重现，在细胞分裂过程中周期性地消失和重现，A正确；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞中核糖体的形成和核仁有关，因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛，B正确；蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成，而基因表达中转录的场所主要为细胞核，对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成，经核孔进入细胞核起调控作用，C正确；细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的，但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA，D错误。2.

（2022江苏苏州二模）心房颤动是危害严重的心律失常疾病，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白组成，是物质进出细胞核的通道。下列叙述错误的是(

)

C

题后悟道关于细胞核的结构和功能的易错点归纳①有的细胞有多个细胞核，如骨骼肌细胞、双小核草履虫等。有的真核细胞没有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞。②细胞核并非细胞代谢的中心,细胞核是细胞代谢的控制中心,是DNA复制和转录的主要场所。细胞代谢的中心是细胞质基质。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（质）上。考向二

考查探究细胞核功能的相关实验3.

（2022江苏连云港考前模拟）核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道。下列说法错误的是(

)A.

不同类型的细胞中核孔复合体数目有所不同B.

核孔复合体的双向性是指物质均可以双向进出核孔C.

核孔复合体是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构基础D.

若组成核孔复合体的蛋白质结构改变，可能会使核孔出现运输障碍B[解析]

蛋白质合成旺盛的细胞中核孔复合体数量较多，所以不同类型的细胞中核孔复合体数目有所不同，A正确；核孔复合体的双向性是指核内合成的RNA等物质可以运出细胞核，核外某些蛋白质（如DNA聚合酶）、小分子物质等可以运进细胞核，但DNA不能经核孔复合体运出细胞核，核孔复合体具有选择性，B错误；核孔复合体是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构基础，C正确；由于结构与功能相适应，因此若组成核孔复合体蛋白质结构改变，可能会使核孔出现运输障碍，D正确。4.

（2022福建漳州高三期末）以动物受精卵为实验材料进行以下实验，下列有关图中的分析正确的是(

)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.

实验①说明了细胞核对细胞质的重要性，实验②说明了细胞质对细胞核的重要性D.

该实验结果可以说明细胞是最基本的生命系统D[解析]

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，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，A、B、C错误；该实验结果可以说明细胞是最基本的生命系统，细胞结构完整才能进行各项生命活动，D正确。题后悟道细胞是一个完整的系统，细胞核和细胞质相互依存、相