第二單元細胞的結構和物質運輸第4講細胞膜與細胞核【課標要求】

1.概述細胞都由細胞膜包裹，細胞膜將細胞與其生活環境分開，能控制物質進出，并參與細胞間的信息交流。2.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。考點一01考點一細胞膜的成分、結構和功能

1．細胞膜的功能[易錯提醒]植物細胞系統的邊界是細胞膜，而不是細胞壁。將細胞與外界環境分隔開內分泌細胞分泌的激素2．對細胞膜成分和結構的探索[連一連]3．細胞膜的成分[易錯提醒]不同種類的細胞，細胞膜的成分及含量不完全相同，如動物細胞膜中含有一定量的膽固醇，而植物細胞膜中不含膽固醇。磷脂膽固醇種類與數量蛋白質或脂質4．細胞膜流動性的驗證(1)方法：__________法。(2)現象：采用熒光標記法標記小鼠細胞與人細胞表面的蛋白質分子，做下圖實驗。(3)結論：人、鼠細胞膜上的蛋白質分子最終均勻分布，說明________________。熒光標記細胞膜具有流動性5．流動鑲嵌模型(1)基本內容。糖蛋白磷脂雙分子層蛋白質分子(2)特點。流動性蛋白質加快選擇透過性載體種類、數量[教材命題點思考]1．細胞膜上的蛋白質種類較多，主要的功能有___________________(答出2點即可)。提示：催化、運輸、識別2．谷氨酸是中樞神經系統主要的興奮性神經遞質。谷氨酸與突觸后膜上的受體結合，使突觸后神經元膜電位變為外負內正，導致突觸后神經元興奮。該過程體現了細胞膜具有的功能是_________________________。提示：進行細胞間的信息交流、控制物質進出細胞3．胰高血糖素能作用于乳腺細胞，這與其細胞膜上具有________________有關，根本原因是________________________________________。提示：胰高血糖素受體基因的選擇性表達4．在小鼠細胞和人細胞融合實驗中，若降低溫度，則細胞完全融合所需時間明顯延長，請分析原因：________________。提示：溫度會影響分子的運動，進而影響細胞膜的流動性[情境命題點思考]5．鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。這種鑒別動物細胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？______________________________________________________________________________________________________________________提示：臺盼藍染液是細胞不需要的物質，不易通過細胞膜進入細胞，所以活細胞不會被染色。死細胞的細胞膜失去控制物質進出細胞的功能，所以臺盼藍染液能夠進入死細胞內，使死細胞被染色。6．下圖為人工構建的一種脂質體，主要由磷脂組成，能將藥物運送到特定的細胞發揮作用。脂質體表面交聯抗體的作用是什么？為什么兩類藥物包裹的位置不同？推測脂質體到達特定的細胞后，藥物如何進入細胞內發揮作用。______________________________________________________________________________________________________________________提示：脂質體表面交聯抗體利于靶向治療。由雙層磷脂分子構成的脂質體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性的藥物能被穩定地包裹在其中；脂質體的內部是水溶液的環境，水溶性的藥物可被穩定地包裹在其中。脂質體是由磷脂雙分子層構成的，到達細胞后可能會與細胞膜融合，以被細胞胞吞的方式進入細胞，從而使藥物在細胞內發揮作用。1．常考的膜蛋白2．驗證細胞膜成分和功能的實驗方法(1)細胞膜成分的檢測方法。細胞膜的成分檢測試劑(方法)結果結論脂質用脂溶劑處理細胞膜被溶解細胞膜中含有脂質用磷脂酶處理細胞膜被破壞脂溶性物質透過實驗脂溶性物質優先通過細胞膜的成分檢測試劑(方法)結果結論蛋白質雙縮脲試劑發生紫色反應細胞膜中含有蛋白質用蛋白酶處理細胞膜被破壞糖類斐林試劑，水浴加熱出現磚紅色沉淀細胞膜中含有還原糖(2)細胞膜功能的驗證實驗。①染色劑進入實驗。②色素透出實驗。√考向1細胞膜的結構和功能1．(2021·浙江6月選考)細胞膜的流動鑲嵌模型如右圖所示。下列敘述正確的是(

)A．磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對稱的B．膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強膜的流動性C．物質進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白無關D．有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內外的化學信號解析：兩層磷脂分子形成磷脂雙分子層，細胞膜上的糖脂分布在細胞膜的外側，其分布是不完全對稱的，進而導致磷脂雙分子層也是不完全對稱的，A項錯誤；膽固醇相比磷脂分子來說較小，可鑲嵌在磷脂分子的尾部，從而參與細胞膜流動性的調節，但膽固醇含量過高會導致細胞膜流動性降低，B項錯誤；被動運輸包括自由擴散和協助擴散兩種方式，自由擴散不需要細胞膜上轉運蛋白的協助，而協助擴散需要細胞膜上轉運蛋白的協助，C項錯誤；細胞膜上分布著大量的受體蛋白，這些受體蛋白可識別并接受來自細胞內外的化學信號，D項正確。2．(2023·廣州高三二模)胞間連絲是貫穿兩個相鄰細胞細胞壁的圓柱形細胞質通道。高等植物大多數相鄰的細胞間能形成胞間連絲。初生胞間連絲是在形成細胞板時因內質網膜插入而形成的；次生胞間連絲是因一些水解酶的作用使完整的細胞壁穿孔而形成的(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是(

)√A.體細胞的初生胞間連絲在有絲分裂中期形成B．次生胞間連絲的形成與纖維素酶、果膠酶等有關C．胞間連絲使相鄰細胞的生物膜形成了結構上的聯系D．胞間連絲有利于相鄰細胞間的物質交換和信息交流解析：初生胞間連絲是在形成細胞板時因內質網膜插入而形成的，體細胞的初生胞間連絲在有絲分裂末期形成，A項錯誤；次生胞間連絲是因一些水解酶的作用使完整的細胞壁穿孔而形成的，水解細胞壁需要纖維素酶和果膠酶，故次生胞間連絲的形成與纖維素酶、果膠酶等有關，B項正確；胞間連絲使相鄰細胞的生物膜形成了結構上的聯系，C項正確；胞間連絲是細胞壁、細胞膜上的通道，有利于相鄰細胞間的物質交換和信息交流，D項正確。√考向2細胞膜的相關實驗探究3．MTT法是一種檢測細胞是否存活的方法，MTT是一種能接受氫離子的染料，活細胞內線粒體中的琥珀酸脫氫酶能將淡黃色的MTT還原為藍紫色的結晶，而死細胞無此功能。下列相關敘述錯誤的是(

)A．MTT是一種可以通過細胞膜的染料B．檢測MTT結晶的量一般可間接反映活細胞的數量C．MTT與臺盼藍染液檢測細胞是否存活的原理相同D．MTT法不能檢測哺乳動物的成熟紅細胞是否存活4．(2024·茂名高三檢測)熒光漂白恢復技術在細胞生物學中具有重要的應用價值，其包括三個步驟：綠色熒光染料與膜上的蛋白質結合，使細胞膜上呈現一定強度的綠色→用激光照射膜上某綠色熒光區，使該區域內標記的熒光分子不可逆地淬滅(漂白)→檢測淬滅部位的熒光再現速率。實驗過程如圖甲所示，結果如圖乙所示。下列說法錯誤的是(

)A．被激光照射淬滅部位的細胞膜失去了流動性B．淬滅部位的熒光再現速率會受溫度的影響C．若不用激光照射淬滅，而是細胞膜的兩部分分別被綠色和紅色熒光染料標記，則一段時間后兩種顏色的熒光會均勻分布D．F2后若再進行一次激光照射淬滅，一段時間后檢測的淬滅部位的熒光強度會更低解析：被激光照射淬滅部位過一段時間熒光再現，表明其細胞膜沒有失去流動性，A項錯誤。√考點二02考點二細胞核的結構和功能

1．細胞核的功能(1)細胞核功能的探究實驗。①黑白美西螈核移植實驗。美西螈皮膚顏色的遺傳受細胞核控制②蠑螈受精卵橫縊實驗。蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制③變形蟲切割實驗。細胞核④傘藻嫁接與核移植實驗。菊花細胞核(2)細胞核的功能。[易錯提醒]細胞核是細胞代謝的控制中心，不是細胞代謝的中心。細胞代謝的主要場所是細胞質基質。遺傳信息庫代謝和遺傳2．細胞核的結構[易錯提醒]核孔主要是對大分子物質的運輸具有選擇性。RNA核糖體核孔DNA和蛋白質3．細胞在生命系統中的地位生命系統一個統一的整體基本單位代謝和遺傳[教材命題點思考]1．核孔的功能是什么？核孔具有選擇性嗎？舉例說明。______________________________________________________________________________________________________________________提示：功能：實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流。核孔具有選擇性，如細胞核內的DNA不能通過核孔進入細胞質基質。2．代謝旺盛的細胞中，細胞核會發生什么變化？___________________________________________________________提示：代謝旺盛的細胞中，細胞核核仁較大，核孔數量增多。3．哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，存活時間很短，為什么？______________________________________________________________________________________________________________________提示：細胞核是細胞的控制中心，細胞是一個統一的整體。[模型命題點思考]4．據下圖分析細胞核的結構和功能。(1)將①徹底水解得到的小分子主要有______________________________。(2)②是產生核糖體、mRNA和合成蛋白質的場所嗎？___________________________________________________________(3)蛋白質和RNA等大分子物質通過核孔進出細胞核________(填“需要”或“不需要”)能量，________(填“具有”或“不具有”)選擇性。提示：(1)氨基酸、磷酸、脫氧核糖、含氮堿基(2)不是，②是核仁，是核糖體RNA合成、加工和核糖體裝配的重要場所。(3)需要具有√考向1細胞核的結構和功能1.(2024·深圳高三模擬)真核細胞內的部分結構如右圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A．④中物質可以通過①進出細胞核B．②是雙層膜結構C．高爾基體和溶酶體中的物質直接來自③D．②中的主要成分之一在④中合成解析：④(核糖體)中物質(蛋白質)能通過①(核孔)進出細胞核，A項正確；②是核膜，是雙層膜結構，B項正確；溶酶體起源于高爾基體，因此溶酶體中的物質不是直接來自③(粗面內質網)，C項錯誤；②是核膜，其主要成分是脂質和蛋白質，其中蛋白質在④(核糖體)中合成，D項正確。2．(2022·海南選擇考)肌動蛋白是細胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一種能與肌動蛋白相結合的蛋白質，介導肌動蛋白進入細胞核。Cofilin-1缺失可導致肌動蛋白結構和功能異常，引起細胞核變形，核膜破裂，染色質功能異常。下列有關敘述錯誤的是(

)A．肌動蛋白可通過核孔自由進出細胞核B．編碼Cofilin-1的基因不表達可導致細胞核變形C.Cofilin-1缺失可導致細胞核失去控制物質進出細胞核的能力D．Cofilin-1缺失會影響細胞核控制細胞代謝的能力√解析：肌動蛋白不能通過核孔自由進出細胞核，肌動蛋白進入細胞核需要Cofilin-1介導，A項錯誤；Cofilin-1缺失可導致肌動蛋白結構和功能異常，引起細胞核變形，核膜破裂(失去控制物質進出細胞核的能力)，染色質功能異常(染色質上的基因可控制細胞代謝)，B項、C項、D項正確。考向2實驗探究細胞核的功能3．(2024·佛山高三一模)將變形蟲培養在含有3H標記的膽堿(一種構成磷脂的成分)的培養基中。一段時間后，將帶有放射性標記的變形蟲的細胞核取出，移植到未標記的去核變形蟲中，追蹤觀察一個細胞周期，發現原有的放射性標記平均分配到了子細胞的核膜上。下列敘述正確的是(

)A．細胞核供體變形蟲中含有放射性標記的結構只有細胞核B．在重組變形蟲細胞分裂的中期、后期檢測不到放射性C．在前期核膜消失后，其結構成分磷脂分子也會被分解D．該實驗證明母細胞解體的核膜參與了子細胞核膜的重建√解析：3H標記的膽堿是一種構成磷脂的成分，在培養基中培養后，供體變形蟲細胞中所有的膜結構都有放射性標記，A項錯誤；雖然細胞分裂前期核膜逐漸消失，但其結構成分磷脂分子不會被分解，核膜的成分沒有消失，所以在重組變形蟲細胞分裂的中期、后期能檢測到放射性，B項、C項錯誤；根據題干信息“將帶有放射性標記的變形蟲的細胞核取出，移植到未標記的去核變形蟲中，追蹤觀察一個細胞周期，發現原有的放射性標記平均分配到了子細胞的核膜上”可推測，母細胞解體的核膜參與了子細胞核膜的重建，D項正確。4．下圖為傘藻嫁接實驗與傘藻核移植實驗示意圖，該實驗結果說明(

)A．生物體形態結構的建成主要與細胞質有關B．細胞的分裂和分化是由細胞核控制的C．細胞核是細胞代謝的中心D．細胞核是細胞遺傳的控制中心解析：通過題圖可以看出，生物體形態結構的建成主要與細胞核有關，A項不符合題意；傘藻是單細胞生物，不會發生細胞分化，B項不符合題意；細胞核是細胞代謝的控制中心，C項不符合題意；該實驗說明細胞核是細胞遺傳的控制中心，D項符合題意。√高考真題體驗1．(2022·廣東選擇考)擬南芥HPR1蛋白定位于細胞核孔結構，功能是協助mRNA轉移。與野生型相比，推測該蛋白功能缺失的突變型細胞中，有更多mRNA分布于(

)A.細胞核B．細胞質C．高爾基體D．細胞膜解析：mRNA的合成主要發生在細胞核中，由題干可知擬南芥HPR1蛋白定位于細胞核孔結構，功能是協助mRNA轉移，據此可推測HPR1蛋白功能缺失的突變型細胞中mRNA轉移受阻，導致mRNA滯留在細胞核中，A項符合題意。√2．(2020·天津等級考)完整的核糖體由大、小兩個亞基組成。下圖為真核細胞核糖體大、小亞基的合成、裝配及運輸過程示意圖，相關敘述正確的是(

)A．如圖所示過程可發生在有絲分裂中期B．細胞的遺傳信息主要儲存于rDNA中C．核仁是合成rRNA和核糖體蛋白的場所D．核糖體亞基在細胞核中裝配完成后由核孔運出√解析：有絲分裂中期無核膜和核仁，A項錯誤；細胞的遺傳信息儲存在DNA分子中，而不是主要儲存于核仁中的rDNA中，B項錯誤；據題圖可知，核仁是合成rRNA的場所，但核糖體蛋白的合成在細胞質中的核糖體上，C項錯誤；據題圖分析可知，核糖體亞基的組裝