第5讲 细胞膜与细胞核

基础知识巩固考点互动探究考例考法直击教师备用习题,第5讲细胞膜与细胞核,考试说明,1.细胞膜系统的结构和功能()。2.细胞核的结构和功能()。3.实验：通过模拟实验探究膜的透性。,链接教材,一、细胞膜的结构与功能1细胞膜的制备,细胞壁,吸水涨破,细胞核,成熟红细胞,细胞器,链接教材,2细胞膜的成分,脂质,磷脂,蛋白质,链接教材,3细胞膜的功能,(1)将细胞与_分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。(2)控制_。(3)进行细胞间的_。,外界环境,物质进出细胞,信息交流,(2)结构特点：具有一定的_。原因是组成膜的_和大多数_都是可以运动的。,链接教材,4生物膜的结构,磷脂双分子层,蛋白质,流动性,糖蛋白,(1)流动镶嵌模型,磷脂分子,蛋白质分子,链接教材,5对生物膜结构的探索历程(连一连),badcfe,将膜分离提纯，并进行化学分析脂溶性物质更易通过细胞膜电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构将红细胞膜中的脂质铺成单分子后是红细胞表面积的2倍人鼠细胞融合实验1972年不断观察及实验数据分析,a膜是由脂质组成的b膜的主要成分是脂质和蛋白质c细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层d生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成e提出生物膜的流动镶嵌模型f细胞膜具有流动性,二、细胞核1细胞核的结构(据图填空),链接教材,(1)填写图中结构的名称：_；_；_；_。(2)写出图中结构的相应功能：的功能：把_物质与细胞质分开。的功能：是_的主要载体。的功能：与某种_的合成以及_的形成有关。的功能：实现核质之间频繁的_和_。,图252,核膜,染色质,核仁,核孔,核内,DNA,RNA,核糖体,物质交换,信息交流,链接教材,2细胞核的功能,(1)_，是遗传物质储存和复制的主要场所。(2)细胞_的控制中心。,遗传信息库,代谢和遗传,衔接课堂,1正误辨析(1)构成生物膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。()(2)细胞膜含有糖脂和糖蛋白。()(3)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。()(4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。()(5)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。()(6)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质。()(7)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。()(8)核仁是遗传物质的储存场所，能控制rRNA和核糖体的合成。()(9)染色体和染色质的形态不同，成分也不相同。()(10)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。(),答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10),解析(1)脂肪不是构成生物膜的成分。(2)细胞膜外表面除含有糖蛋白外还含有糖脂。(3)各种生物细胞膜的基本组成成分相同，都主要是磷脂和蛋白质。(4)生物膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。(5)胰岛B细胞通过胞吐方式分泌胰岛素，依赖于细胞膜的流动性。(6)染色体的主要成分为脱氧核糖核酸和蛋白质。(7)核孔是某些蛋白质和RNA选择性进出细胞核的通道。(8)细胞核是遗传物质的储存场所，核仁与rRNA和核糖体的形成有关，但不能控制其合成。(9)染色体和染色质的成分相同。(10)细胞核是细胞代谢活动的控制中心，不是代谢中心。,衔接课堂,受体,图253,蛋白质,衔接课堂,(2)A、B、C三种方式中，能表示脂肪细胞接受胰高血糖素的是_；表示T淋巴细胞介导细胞免疫的是_；肉毒杆菌通过抑制某种神经递质的作用而导致肌肉松弛，其中神经递质作用的方式是_；高度紧张时心肌细胞收缩加速，其中信息传递的方式是_。,B,A,C,B、C,考点一细胞膜的结构和功能,1.利用网络图构建细胞膜成分、结构与功能之间的联系,图254,提醒(1)不同细胞膜的成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。(2)细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。(3)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，二者都与细胞识别作用有关。(4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断细胞膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。,图255,2.细胞膜的三大功能,3.细胞膜的结构特点和功能特性的比较,考向1细胞膜的成分、结构1将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的面积相当于原来细胞表面积的两倍。用下列细胞进行实验与此结果最相符的是()A人的肝细胞B蛙的红细胞C洋葱鳞片叶表皮细胞D大肠杆菌细胞,典例追踪,答案D,解析磷脂是细胞膜、核膜和细胞器膜的组成成分，磷脂在生物膜上是以磷脂双分子层的形式存在的，大肠杆菌细胞是原核细胞，无核膜和细胞器膜，只有细胞膜中含有磷脂双分子层，故将其中的磷脂成分全部提取出来，铺成的单分子层的面积正好相当于其细胞表面积的两倍。,2膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，它镶嵌于膜脂中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。图256为细胞膜上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(),典例追踪,图256,A膜蛋白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，则该蛋白可能是胰岛素的受体C若膜蛋白B具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗ATPD若膜蛋白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,解析磷脂双分子层内部疏水，位于其内的膜蛋白A和B的跨膜区段也应具有疏水性。,归纳提炼4种常考的“膜蛋白”(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：如好氧性细菌的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水解释放能量，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)。,考向2细胞膜的功能3蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一株油菜花的柱头上后，即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应；若将一株油菜的花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象能很好地说明细胞膜()A主要由脂质和蛋白质组成B可将细胞与外界环境分隔开C控制物质出入细胞的作用是相对的D能进行细胞间的信息交流,答案D,解析由题干信息可知，该实例可说明细胞膜的信息交流功能。,典例追踪,典例追踪,答案A,解析信号细胞是产生信号分子的细胞，靶细胞是通过受体接受信号分子的细胞，信号细胞也要接受其他信号分子才能进行正常的生命活动，所以细胞膜上也有受体；蛋白质类的信号分子需要通过胞吐方式分泌出细胞，固醇类激素进入组织液不需要通过胞吐方式；是受体蛋白，能与信号分子特异性识别并结合，但不一定是通道蛋白；胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素作用的靶细胞也可以是肌细胞。,42016丽水一模如图257表示动物细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制，则与该机制相符的是()图257A信号细胞与靶细胞膜上一定都有受体B一定通过胞吐进入组织液C若靶细胞为神经细胞，则一定为通道蛋白D若信号细胞为胰岛B细胞，则靶细胞一定为肝细胞,考向3生物膜的流动性和选择透过性5下列关于细胞膜的说法，不正确的是()A组成不同细胞膜的化学成分种类基本相同，但每种成分的含量不同B白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有一定的选择透过性C不具有流动性的细胞膜一定不具有选择透过性D不同细胞对同一种物质的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性,典例追踪,答案B,解析组成不同细胞膜的化学成分种类大体相同，即都含有脂质、蛋白质和少量的糖类，但每种成分的含量却不同；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性，功能特性是由结构特点决定的，如果细胞膜失去了流动性，也就失去了选择透过性；白细胞吞噬细菌，依赖的是胞吞作用，其结构基础是细胞膜的流动性，不能体现细胞膜的选择透过性；不同细胞对同一种物质的吸收量不同，根本原因是膜上载体蛋白的种类和数量不同，体现了细胞膜的选择透过性。,6下列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大多数蛋白质分子是运动的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,典例追踪,答案A,解析细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性，而磷脂分子没有特异性。,考点二细胞核的结构和功能,1.细胞核功能的实验探究,据以上实验归纳细胞核的部分功能：实验1与实验4可说明细胞核是细胞遗传的控制中心，实验2与实验3可说明细胞核是细胞代谢的控制中心。,2.关于细胞核结构与细胞分裂和细胞代谢的联系(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。(2)核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然允许大分子物质如RNA和某些蛋白质通过，但是细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。,(3)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。(4)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。(5)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。,3.从四大层面理解细胞的整体性(1)从结构上理解：a.细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通；b.核膜与细胞器膜、细胞膜等构成细胞完整的“生物膜系统”。(2)从功能上理解：细胞各部分结构和功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动的。,(3)从调控上理解：细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。因此，细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体调控系统。(4)从与外界的关系上看，细胞的整体性还体现在每一个细胞都要与相邻的细胞进行物质交换与信息交流，而与外界环境直接接触的细胞要与外界环境进行物质交换与信息交流。,1观察如图258所示的模式图，相关说法不正确的是()A图中3为核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大B图中2为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可图258实现信息交流C图中4为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开D图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为DNA分子,典例追踪,解析图中3是核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大，A项正确；图中2是核孔，可控制大分子物质进出细胞核，同时在核质之间进行信息交流，B项正确；图中4是核膜，为双层膜，C项正确；图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，D项错误。,答案D,2核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合物，它是细胞质与细胞核内物质输送活动的“看护者”。如图259所示，该复合物由一个核心脚手架组成，其具有选择性的输送机制，由大量贴在该脚手架内面的蛋白组成，称为中央运输蛋白。据此分析正确的是(),典例追踪,图259,A核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关B人体成熟的红细胞中核孔数目较少，影响到物质的运输C核孔复合物的存在，说明核膜也具有选择性DmRNA在细胞核内合成后通过核孔运出细胞核是不需要消耗能量的,答案C,解析核膜有内膜与外膜两层膜，共有四层磷脂分子；人体成熟的红细胞没有细胞核，无核孔；核孔运输与核孔复合物有关，说明核膜也具有选择性；mRNA在细胞核内合成后通过核孔运出细胞核是需要ATP供能的。,3图2510是对变形虫进行去核和再植入核的有关实验过程。用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代。单独的细胞核则无法生存。请据图回答下列问题：(1)去核的部分细胞质可以生活一段时间，原因是_。(2)单独的核不能生存的原因是_。,典例追踪,图2510,(3)变形虫去除细胞核以后，新陈代谢减弱，运动停止，存活一段时间后最终死亡。但如果在去核三天后，再植入一个细胞核，其又能恢复生命活动，正常生活(如图2510所示)，由此可以说明_。(4)正常情况下，细胞核与细胞质的关系是_。,答案(1)已合成的蛋白质等物质仍可发挥一定作用(2)没有营养物质和能量供应(3)细胞核在细胞生命活动中起着决定性的作用(4)相互依存、不可分割，组成一个统一整体,解析去核的部分细胞质仍能存活一段时间，这是因为细胞质中已合成的蛋白质等物质仍能发挥一定作用。裸露的细胞核失去了营养物质和能量供应，很快死亡。变形虫失去核以后，不能继续合成蛋白质和酶，因此，新陈代谢减弱，运动停止，最终死亡。若去核三天后，重新植入细胞核，其又恢复正常的生命活动，这说明细胞核在细胞生命活动中起着决定性的作用。正常情况下，细胞核与细胞质是相互依存的统一整体。,12016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,答案C,解析本题考查细胞膜的成分和功能等方面的知识。主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，故A项错误。细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能并不完全相同，比如细胞膜上有受体蛋白，线粒体内膜上有与有氧呼吸第三阶段有关的酶等，故B项错误。分泌蛋白以胞吐的方式分泌到细胞外，有膜的融合等现象，存在膜脂的流动现象，故C项正确。磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，故D项错误。,22015海南卷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ATPC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,答案B,解析本题考查细胞膜的结构与功能。细胞膜作为细胞的边界，具有选择透过性，A项正确。乙醇可以以自由扩散的方式通过细胞膜，不需要消耗ATP，故B项错误。氨基酸通过细胞膜需要载体蛋白的协助，C项正确。磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，蛋白质镶嵌在磷脂双分子层表面或贯穿于磷脂双分子层中，D项正确。,32014新课标全国卷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,答案C,解析组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质，A项正确。衰老细胞细胞膜的通透性会发生改变，B项正确。细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，依据相似相溶原理，极性分子甘油易以自由扩散的方式通过细胞膜，C项错误。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，D项正确。,42014福建卷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。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(),图2511,答案D,解析血红蛋白是生物体内负责运载氧的蛋白质，不属于膜蛋白；T淋巴细胞不分泌抗体，接受抗原的是其表面的受体蛋白；胰岛素的受体只能与胰岛素相识别；血糖调节为神经体液调节，骨骼肌细胞表面的神经递质受体与神经递质相结合接受调控，促进骨骼肌细胞经转运葡萄糖的载体吸收葡萄糖合成肌糖原。,52014全国卷下列有关细胞核的叙述，错误的是()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,解析本题考查细胞核的有关知识。细胞核中的染色体由蛋白质和DNA组成，A项正确。细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，也是转录的主要场所，B项正确。核孔允许某些大分子物质通过，而离子和比较小的分子则需要通过核膜进出细胞核，C项错误。有丝分裂的前期核膜解体，末期核膜重新出现，D项正确。,答案C,62014江苏卷生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图甲丙表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：,甲,乙,图2512,丙,(1)图甲表示的生理过程是_，其主要的生理意义在于_。(2)图乙中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明_；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是_。(3)图丙中ATP参与的主要生理过程是_。(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图_(填图序号)中的膜结构。(5)图甲丙中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是_。(6)图甲丙说明生物膜具有的功能有_(写出3项)。,解析(1)图甲中膜上发生反应2H1/2O2H2O,可判断该生理过程为有氧呼吸第三阶段反应，图甲为线粒体内膜，有氧呼吸释放大量能量为生命活动供能。(2)图乙中3种信号分子在细胞膜外，其中只有1种能与膜受体结合，说明受体蛋白具有特异性；下丘脑释放的促甲状腺激素释放激素能促使垂体释放促甲状腺激素，故靶器官为垂体。(3)图丙中膜利用光能发生了水的光解及ATP的合成，可知该膜是进行了光反应的类囊体薄膜，光反应产生的ATP将参与暗反应，为其提供能量。(4)动物和植物都具有的膜是图甲线粒体膜和图乙细胞膜，而图丙类囊体薄膜是含有叶绿体的植物所特有的。(5)各种生物膜的功能不同与其膜上蛋白质的种类和数量有关。(6)图甲和图丙的H跨膜运输，图乙的受体蛋白与外来信号分子的特异性结合，图甲和图丙膜都参与了ATP的合成，说明膜的功能有跨膜运输、信息交流、能量转换等。,答案(1)有氧呼吸第三阶段为生命活动供能(2)受体蛋白具有特异性垂体(3)暗反应(4)甲、乙(5)含有的蛋白质不同(6)跨膜运输、信息交流、能量转换等,12016聊城模拟如图表示各种膜的组成成分含量，该图不能说明的是()A构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质B膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关C膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少D膜的功能越复杂，所含糖类的种类和数量越多,解析D由图可知，构成髓鞘、人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜的成分中，脂质和蛋白质的含量都远远高于糖类，说明构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，A正确。在线粒体内膜和叶绿体片层结构中，不含糖类，但蛋白质的含量显著高于脂质，这与这些膜结构上附有大量的酶有关，B正确。对于不同的细胞膜而言，功能不同，蛋白质含量也不同，髓鞘中蛋白质含量最低，其他细胞膜中蛋白质含量较高，说明膜上的蛋白质含量与其功能复杂程度有关，功能越简单，蛋白质含量越少，反之，蛋白质的种类和含量越多，C正确，D错误。,2下列有关细胞核的叙述正确的是()A是由DNA和蛋白质组成的，在细胞有丝分裂过程中发生周期性变化B是由2层磷脂分子组成的C脱氧核苷酸、核糖核苷酸、mRNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔才能进出细胞核D是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所,解析A分别是染色质和染色体，均是由DNA和蛋白质组成的结构，在细胞有丝分裂过程中发生周期性变化。是核膜，由2层磷脂双分子层组成。大分子物质进出细胞核都要通过核孔，但DNA例外，其不能进出细胞核，而核苷酸属于小分子物质。是核仁，它与核糖体的形成以及某些RNA的合成有关。,3现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题：(1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的_进行实验。选用该材料的原因是它_。(2)将选取的上述材料放入_中，由于_作用，一段时间后细胞将破裂。(3)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%