第2单元细胞的基本结构 细胞的物质输入和输出第5讲细胞膜和细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型)1.概述质膜的功能。2.阐明遗传信息主要贮存在细胞核中。3.活动:尝试制作真核细胞的结构模型。必备知识梳理关键能力突破细胞膜结构和功能1.细胞膜的成分(1)细胞膜的制备(2)细胞膜的成分4必备知识梳理关键能力突破2.细胞膜的流动镶嵌模型(1)生物膜结构的探索历程(连线)5必备知识梳理关键能力突破(2)流动镶嵌模型模式图6必备知识梳理关键能力突破3.细胞膜的功能 7必备知识梳理关键能力突破4.细胞壁(植物细胞)8必备知识梳理关键能力突破凝练核心素养凝练核心素养1.生命观念通过分析细胞膜的化学组成、所处位置(决定了其是细胞的边界),与其控制物质进出、进行细胞间信息交流功能,建立起结构与功能相适应的观念。2.科学思维运用演绎与推理的方法分析蛋白质是生命活动的主要承担者,所以细胞膜上蛋白质种类越丰富,其功能就越复杂。3.科学探究能够选择合适的实验材料和方法制备纯净的细胞膜,理解材料选择和实验操作方法的理论依据。9必备知识梳理关键能力突破(科学思维)观察下列三个图的信息交流类型,请思考并回答下列问题。(1)图13分别通过何种方式实现信息交流?(2)精卵识别、激素调节,分别属于哪种方式?植物细胞的胞间连丝与上述哪类方式吻合?10必备知识梳理关键能力突破答案 (1)图1为通过分泌的化学物质传递信息;图2通过细胞膜直接接触传递信息;图3通过细胞通道传递信息。(2)精卵识别属于图2类型;激素调节属于图1类型;植物细胞的胞间连丝与图3方式相吻合。11必备知识梳理关键能力突破考向1考查细胞膜的组成、结构及功能1.(2019河北武邑中学开学考试)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。下图细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述错误的是()12必备知识梳理关键能力突破A.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.如膜蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是促性激素的受体C.如蛋白质B具有运输功能,其运输物质的过程中可能消耗ATPD.如蛋白C具有催化功能,其活性的高低受温度、pH等因素的影响 答案解析解析关闭磷脂双分子层内部是疏水性的,所以A与B两种蛋白的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性,这样才能与脂双层牢固结合,A项错误;促性激素的受体本质为蛋白质,位于细胞膜上,B项正确;物质进出细胞需要载体协助的有协助扩散和主动运输,其中后者消耗ATP,C项正确;具有催化功能的蛋白质是酶,而酶的活性受温度、pH等因素的影响,D项正确。 答案解析关闭A13必备知识梳理关键能力突破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:膜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)。14必备知识梳理关键能力突破考向2考查细胞膜的流动性和选择透过性2.(2018河北唐山一中强化提升考)下列关于选择透过性膜的叙述,正确的是()A.细胞膜是选择透过性膜,主要由磷脂和糖类组成B.植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性C.人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2+通过,属于选择透过性膜D.生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征 答案解析解析关闭细胞膜能控制物质进出细胞,是选择透过性膜,细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,A项错误;细胞壁具有全透性,B项错误;人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2+通过,是因为人工脂双层膜没有载体蛋白,不能体现膜的选择透过性,C项错误;活细胞的重要特征是生物膜的选择透过性,D项正确。 答案解析关闭D15必备知识梳理关键能力突破细胞膜结构特点和功能特性的联系 16必备知识梳理关键能力突破细胞核的结构和功能及相关实验探究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。17必备知识梳理关键能力突破(3)染色质和染色体是同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。2.细胞核的两大功能(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。18必备知识梳理关键能力突破3.细胞核功能的实验探究(1)实验及结论19必备知识梳理关键能力突破20必备知识梳理关键能力突破(2)理解细胞的“整体性”21必备知识梳理关键能力突破凝练核心素养凝练核心素养1.生命观念通过分析细胞核中贮存着细胞的遗传物质DNA,从而控制着生命活动,是细胞生命系统的控制中心,建立起结构与功能相适应的观念。2.科学思维运用模型建构的方法,依据真核细胞的结构组成及其特点,建构真核细胞的亚显微结构物理模型。3.科学探究基于实验设计的对照原则和单一变量原则,设计合理的对照实验,探究细胞核是遗传性状的控制中心和细胞是一个统一整体。22必备知识梳理关键能力突破(生命观念)下图是细胞核的结构,据图分析下列问题。23必备知识梳理关键能力突破(1)将彻底水解主要可得到的有机小分子有。(2)是,与某种的合成和核糖体的形成有关。(3)的功能是,对于物质的进出具有。数目越,细胞代谢越。(4)蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核是能量的,跨膜层数为。答案 (1)氨基酸、脱氧核糖、含氮碱基(2)核仁RNA(3)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流选择性多旺盛(4)需要零24必备知识梳理关键能力突破考向1利用模型考查细胞核的结构和功能1.(2018山东济南一中期末)下列有关细胞核的叙述,正确的是()A.核孔能实现核质的物质直接交换,不具有选择性B.所有细胞核糖体的形成均与核仁有关C.在细胞的生命历程中,细胞核体积不变D.核膜可通过内质网膜与细胞膜相连 答案解析解析关闭核孔是大分子物质出入细胞核的通道,对物质的进出具有严格调控作用,即具有选择性,A项错误;原核细胞没有细胞核,也就没有核仁,因此原核细胞核糖体的形成与核仁无关,B项错误;在细胞的生命历程中,衰老细胞的细胞核体积增大,C项错误;内质网膜内与核膜相连,外与细胞膜相连,D项正确。 答案解析关闭D25必备知识梳理关键能力突破有关细胞核结构的6个容易忽视的问题(1)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中,核孔数量多,核仁较大。(2)染色体和染色质形态不同,而成分完全相同。(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(染色质)上。(4)细胞核是细胞代谢的控制中心,而不是细胞代谢中心,细胞代谢中心是细胞质基质和细胞器。(5)物质进出细胞核不都通过核孔。(6)核膜和核孔都具有选择性,核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。26必备知识梳理关键能力突破考向2考查细胞核功能的探究实验2.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 答案解析解析关闭通过图示可以看出,生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,A项错误;伞藻是单细胞生物,不会涉及细胞分化,B项错误;细胞核是细胞代谢的控制中心,但该实验不能说明,C项错误;该实验说明,细胞核是细胞遗传的控制中心,D项正确。 答案解析关闭D2712 31.下列有关细胞膜的叙述,正确的是()A.细胞膜是植物细胞的边界,也是该细胞最外层的结构B.组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子均是运动的C.细胞间的信息交流一定是在细胞膜的参与下完成的D.细胞膜上可附着与有氧呼吸、ATP水解有关的酶45 答案解析解析关闭细胞膜具有选择透过性,细胞壁具有全透性,细胞膜是植物细胞的边界,细胞壁是植物细胞最外层的结构;组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的;细胞间的信息交流不一定需要细胞膜参与,如植物的胞间连丝的信息交流功能;蓝藻等细胞膜上可附着与有氧呼吸、ATP水解有关的酶。 答案解析关闭D2812 32.下列有关生物膜结构和功能的叙述,错误的是()A.动物细胞融合与细胞膜具有一定流动性有关B.肝细胞膜上存在协助葡萄糖跨膜转运的载体C.蛋白质在细胞膜内侧和外侧的分布是对称的D.生物膜间可通过囊泡的转移实现其成分更新45 答案解析解析关闭动物细胞融合时细胞膜首先融合,体现了细胞膜的流动性;葡萄糖进入肝细胞属于主动运输,即肝细胞膜上存在协助葡萄糖跨膜转运的载体;蛋白质在细胞膜内侧和外侧的分布是不对称的;生物膜间可通过囊泡的转移实现其成分更新。 答案解析关闭C2912 33.大量事实表明,在蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。这可支持以下哪种说法()A.核仁为细胞中蛋白质的合成提供能量B.核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关C.无核仁的细胞往往不能合成蛋白质D.蛋白质的合成一定在核仁内45 答案解析解析关闭核糖体参与蛋白质的合成,蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。 答案解析关闭B3012 3 454.对某动物细胞进行荧光标记实验,如图所示,其基本过程是:用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点。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)。停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()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 答案解析解析关闭对某动物细胞膜进行荧光标记,实验现象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可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率。 答案解析关闭C3112 3 455.下图甲为细胞中某一结构的模式图,图乙表示图甲中“3”的成分及其各级结构。据图回答下列问题。3212 3 45(1)图甲所示结构为结构。图甲中1所示的结构由层磷脂分子构成。(2)图甲中2所示结构是。单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关,你认为人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目(填“多”“少”或“相同”)。(3)细胞有丝分裂过程中出现周期性变化的结构是(用图甲中数字表示)。(4)图乙中控制的合成,是分子,鉴定的试剂为。(5)图乙中转化成发生在细胞有丝分裂的期。遗传物质呈状态时,不能发生DNA分子转录的原因是。(6)图乙中在动物细胞中除了在(或)上,还分布在中。3312 3 45答案 (1)细胞核的亚显微4(2)核孔多(3)1、4(4)DNA双缩脲试剂(5)末染色体高度螺旋化,DNA不能解旋(6)线粒体解析 (1)图甲表示真核细胞细胞核的亚显微结构,1表示核膜,为双层膜结构,由4层磷脂分子组成。(2)图甲中2表示核孔,根据题意,代谢旺盛的细胞核孔数目多,胰岛B细胞分泌胰岛素,代谢旺盛;口腔上皮细胞为高度分化的细胞,代谢较弱。(3)在有丝分裂前期,核膜消失,核仁解体;在末期,又重新形成新的核膜和核仁。(4)染色体主要由蛋白质和DNA组成,DNA控制蛋白质的合成,图乙中是双螺旋结构的DNA,为蛋白质,常用双缩脲试剂鉴定蛋白质。(5)染色体变成染色质这一过程发生在有丝分裂的末期。在染色体状态时,染色体高度螺旋化,DNA分子结构稳定,不能解旋,故不能转录。(6)DNA主要分布在细胞核中,在动物细胞的线粒体中也含有DNA。34