三维设计高中生物必修① 第二单元 第一讲 细胞膜与细胞核-系统的边界与控制中心

第二单元细胞的基本结构知识内容考纲要求1细胞膜的结构和功能A2细胞器的结构和功能(叶绿体、线粒体、内质网、核糖体、液泡、高尔基体等)B3细胞核的结构和功能B4生物膜系统B5通过模拟实验探究膜的透性b细胞作为最基本的生命系统，其结构知识是其他知识的基础与载体，因而成为各类考试命题的关注热点，在复习中需注意以下几个方面：1．图文结合：本单元关于细胞结构和功能的示意图、模式图、照片等图片很多，它们是教材知识简单、直观、形象的反映，承载了大量的信息，利用它们对知识进行复习，不仅有利于记忆、理解，更有利于知识结构的形成。在使用中要注意将图中信息语言化表达，也可将书面语言用图或图解表示出来，以提升图文转换能力。2．构建模型：除教材中的模型外，还可将各种结构或生理功能模型化，以反映细胞结构、功能上的联系，体现生命活动的内在规律和实质，也可以优化知识结构，增强思维能力。3．强化联系：本单元知识作为基础，与其他模块的知识的联系十分密切，如

(1)细胞膜——构成细胞的化合物、细胞工程等；

(2)细胞器——细胞代谢等；

(3)细胞核——原核细胞、遗传的基本规律；

(4)细胞结构——细胞增殖、分化、衰老、癌变。通过对以上知识的整合，有利于知识的系统化。1.细胞膜成分、结构、功能的关系

2．细胞膜的功能分析(1)界膜作用由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团，所以构成细胞

膜的磷脂双分子层之间是疏水的，能够隔离细胞液和

外界环境溶液，保证了细胞内部环境的相对稳定。①对于原始生命，它将生命物质与非生命物质分隔开，

使其成为相对独立的系统。②对于原生生物，如草履虫，由于细胞膜的作用，将

细胞与外界环境分隔开。(2)物质运输作用(即控制物质进出细胞的作用)

物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜最重要特征之一是

具选择透过性，即有选择地吸收细胞所需要的物质，排出

对自己有害的物质及代谢废物，保障了细胞内部环境的相

对稳定。表现(如右图)为：①细胞膜的控制作用具有普遍性可“进”的物质：营养物质。不易“进”的物质：对细胞有害的物质。可“出”的物质：抗体、激素等物质，细胞产生的废物。不可“出”的物质：细胞内的重要成分。②细胞膜控制作用的相对性环境中对细胞有害的物质，以及病毒、病菌等病原体也能侵入细胞，使生物患病。(3)细胞间的信息交流细胞间信息交流的类型如下：①信号传导：信号分子(如激素、递质)

激活靶细胞膜受体(糖蛋白等)

胞内信号传导分子沿信号通路传递

细胞产生特定的生物学效应②胞间连接与通讯：多细胞生物体内，细胞间通过细胞膜进行相互作用，如动物细胞的间隙连接；植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。③胞间识别：识别是指细胞对同种或异种细胞，同源或异源细胞以及自己或异己分子的认识和鉴别，是细胞通过其表面的受体与胞外信号分子发生选择性相互作用，从而引起细胞内一系列生理生化的变化，最终使细胞表现出相应的生物学效应的过程，如器官移植时的免疫排斥反应，精子与卵细胞的识别和结合。(4)其它功能细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。①构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P等。②糖类在细胞膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质结合成

糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白

或糖脂的分布，可以判断细胞膜的内外侧。③各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。④各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能

越复杂的膜，其蛋白质数量和种类越多。⑤正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等

物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。1．下图为细胞膜的亚显微结构，鉴别细胞膜的内外侧的有

效依据是(

)

A．①

B．②

C．③D．④解析：对于细胞膜来说，糖被只能分布在外侧，是区分细胞膜内外侧的一个依据。答案：A1.细胞核的结构和功能名称特点功能核膜和核孔①核膜是双层膜，外膜表面有核糖体附着②核膜不是连续的，其上有核孔①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行②控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出名称特点功能核仁折光性强，易与其他结构区分参与某种RNA的合成与核糖体的形成染色质①易被碱性染料染成深色②由DNA和蛋白质组成③与染色体的关系：染色质

染色体是遗传物质的主要载体①核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。②核膜和核孔都具有选择透过性。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。2．细胞核功能的实验研究序号实验内容实验过程与结果得出结论①黑白美西螈细胞核移植美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的序号实验内容实验过程与结果得出结论②横缢蝾螈受精卵蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的序号实验内容实验过程与结果得出结论③变形虫切割实验变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的序号实验内容实验过程与结果得出结论④伞藻嫁接与核移植伞藻嫁接实验过程伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的序号实验内容实验过程与结果得出结论④伞藻嫁接与核移植伞藻核移植实验过程伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的2．汉麦林(Hammerlim)做过如下实验：将单细胞的地中海杯

状藻切成1、2、3三段(如图A)，将这三段置于海水中培养

一段时间后，结果如图B、D、G所示，将D段再切断，E段

继续培养将不能再生第二杯(如图所示)。(1)能由F再生出一个完整细胞的原因是________________________________________________________________。(2)能由C再生一杯的原因是__________________________________________________________________________。(3)不能由E再生第二杯的原因是_______________________________________________。(4)这个实验说明__________________________________。解析：(1)F中含有细胞核，细胞核能控制生物的遗传和代谢，因此能再生出一个完整的细胞。(2)(3)C中含有mRNA等物质，可指导相关蛋白质的合成，因此可再生一杯。但mRNA在细胞内不断被利用和降解，由于无细胞核，不能再合成新的mRNA，因此不能再生第二杯。(4)由B、D、G对比可说明决定杯状藻形态发生的物质可能来自于细胞核。答案：(1)细胞核(或F部位)含有决定杯状藻形态的全部遗传信息(2)C内含有决定杯状藻形态发生的物质(3)E内没有了决定杯状藻形态发生的物质(4)决定杯状藻形态发生的物质(或遗传信息)来自于细胞核真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是(

)A．胰岛细胞B．造血干细胞

C．效应B细胞(浆细胞)D．口腔上皮细胞[解析]

核孔是某些大分子的运输孔道，包括蛋白质和RNA等，核孔的数目与代谢水平成正相关，四个选项中合成蛋白质能力最弱的是口腔上皮细胞。[答案]

D细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是(

)A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用

B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性

C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异

D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质.[解析]细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用。细胞膜是一层选择透过性膜，对物质进出细胞具有选择性。由于细胞膜内外结合的蛋白质功能有差异，可推知相关的蛋白质种类也有差异。载体蛋白协助物质进行跨膜运输，所以该类蛋白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。[答案]

D生物膜在生命活动中发挥着非常重要的作用。如图所示的过程能体现生物膜(多选)

(

)A．有信息传递功能

B．具有一定的流动性C．具有排泄功能

D．具有识别功能[解析]

突触前神经元释放的神经递质与突触后膜上的受体结合，引起突触后神经元电位的变化，从而完成信息的传递，同时也体现了膜的识别功能。神经递质的释放是通过突触小泡与突触前膜的结合来完成的，该过程的完成要依赖膜的流动性。[答案]

ABD解答此类信息题的基本程序：提取题干信息―→滤取对应问题的有效信息―→寻求理论支持―→作出准确判断。就本题而言，题图提供的是兴奋在突触的传递过程，该过程为电信号―→突触小体―→突触前膜释放递质―→突触间隙―→突触后膜(受体)属于细胞的信息传递功能及识别功能，体现了膜的流动性。即该过程不是代谢产物的排出，不能体现生物膜的排泄功能。

本讲实验体验制备细胞膜的方法(1)动物细胞没有细胞壁，选择动物细胞更易制备细胞膜。(2)动物细胞在清水(低渗溶液)中易吸水涨破，细胞内的

物质流出，即可得到细胞膜。(3)哺乳动物红细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器，

避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦，经离心

即可得到较纯净的细胞膜。制作临时装片：在洁净载玻片上滴一滴红细胞稀释液后，

加盖盖玻片

低倍镜观察：寻找观察点，并移至视野中央，换用高倍镜

高倍镜观察前测：用高倍镜观察红细胞的形态：两面凹的圆饼状↓引流法：在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引↓后测：观察红细胞的变化：凹陷消失→体积增大→细胞破裂，内溶物流出(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：①使红细胞分散开，不易凝集成块。②使红细胞暂时维持原有的形态。(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时

用显微镜观察红细胞的形态变化。(4)如果该实验过程在试管中进行，要想获得较纯净的

细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才

能成功。请根据下列材料，回答问题：哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中，核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞不含细胞器且取材方便，是研究细胞膜的好材料。(1)将红细胞放入________中，一段时间后细胞将破裂，此过程依据的原理是________。(2)红细胞破裂后，流出细胞外的物质主要是________，用________试剂可鉴定该物质。(3)欲制备较为纯净的细胞膜，再用________方法分离提纯细胞膜。(4)用口腔上皮细胞能否制备得到较纯净的细胞膜？请分析原因。[解析]

(1)根据渗透作用原理，将红细胞放在低渗溶液(如清水)中细胞会吸水涨破，可获得细胞膜。(2)(3)红细胞内的主要物质是血红蛋白，可用双缩脲试剂鉴定。欲制备较纯净的细胞膜，可通过差速离心方法提纯。(4)口腔上皮细胞有细胞核和细胞器，用其制备得到的生物膜除细胞膜外，还有细胞器膜和核膜等。[答案]

(1)清水渗透作用(2)血红蛋白双缩脲(3)差速离心(4)不能。口腔上皮细胞中有细胞核和各种细胞器，制备的生物膜除细胞膜外还有细胞器膜和核膜等。(1)细胞膜成分的实验探究①用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含

有脂质成分。②用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含

有蛋白质成分。(2)细胞膜具有识别作用的实验探究

可将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和

卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细

胞能结合。[随堂高考]1．(2009·海南高考)能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的

一组酶是(

)A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶

B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶

C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶

D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶解析：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，所以用纤维素酶和果胶酶可以破坏细胞壁，蛋白酶可破坏细胞膜结构。答案：B2．(2009·广东理基)细胞膜上一般不含(

)A．胆固醇

B．磷脂

C．血红蛋白

D．糖蛋白解析：细胞膜主要成分为磷脂分子和蛋白质分子，还含有少量的多糖和胆固醇，血红蛋白存在于红细胞内。答案：C3．(2008·广东高考)具有细胞壁的选项是(

)A．花粉

B．红细胞

C．胰岛A细胞

D．流感病毒解析：有细胞壁的为植物细胞或细菌。答案：A4．(2008·天津高考)下列有关生物膜的叙述，正确的是