细胞膜与细胞核35296.pdf
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1、1 细胞膜与细胞核 切片内容 学习目标 核心考点 知识重点分级 知识难度分级 细胞膜与细胞核 细胞膜与生物膜流动镶嵌模型 细胞膜的制备、成分、功能;生物膜的结构与流动镶嵌模型的基本内容 B 细胞核的结构与功能 细胞核结构特点及探究细胞核功能的实验设计 B 一、细胞膜与生物膜流动镶嵌模型 1细胞膜的制备(1)实验原理 细胞内的物质具有一定的浓度.把细胞放入清水中,细胞由于吸水涨破,除去细胞内的其他物质,得到细胞膜.(2)选取哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的原因 无细胞壁 易吸水涨破,使内容物流出避免去除细胞壁的环节 无细胞核和众多的细胞器,避免细胞膜、核膜和细胞器膜分离的环节.红细胞数量多,材料
2、易得.(3)实验过程 考情分析 知识梳理 2 (4)制备实验的注意事项 取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是:使红细胞分散开,防止凝集成块.使红细胞暂时维持原有的形态.操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走.滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,注意不要把细胞吸跑,同时用显微镜观察红细胞的形态变化.2细胞膜的成分 成分 所占比例 在细胞膜中的作用 脂质 约 50%其中磷脂构成细胞膜的基本支架 蛋白质 约 40%功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多 糖类 约 2%-10%与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与细胞识别有关 3细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开
3、“细胞的界膜”对细胞的作用:细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定.进化上的意义:对于原始生命,膜的出现起到至关重要的作用,它将生命物质与外界环境分隔开,成为相对独立的系统.(2)控制物质进出细胞“细胞的城门与卫士”3 通常情况下,图中的进行和不能通过细胞膜说明了细胞膜控制物质进出细胞作用的普遍性;图中若能进行则说明细胞膜控制物质进出细胞作用的相对性.(3)进行细胞间的信息交流 通过血液的运输作用来完成的间接交流.如:内分泌细胞 分泌 激素 进入 血液 血液运输 靶细胞膜上受体 信息 靶细胞,即(如图):相邻两个细胞的细胞膜直接接触,通过糖蛋白识别,将信息从一个细胞传递给另
4、一个细胞.如:精子和卵细胞间的识别和结合,即(如图):植物细胞间则依靠胞间连丝实现细胞间的物质转运和信息交流,即(如图):细胞通道细胞 4细胞膜的三个关键点(1)不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同.如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中含量很少或没有.(2)细胞膜的组分并不是不可变的.如细胞癌变过程中,细胞膜组成成分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质.(3)糖蛋白具有识别作用,分布于细胞膜外侧,据此可判断细胞的内外侧.5四种常考的膜蛋白 糖蛋白 信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质等)的受体蛋白 膜载体蛋白 是用于协助扩散和主动运输的
5、载体蛋白 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)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)4 6与细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计(1)细胞膜成分的鉴定 细胞膜成分 鉴定试剂(方法)结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被破坏 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 紫色 蛋白酶处理 细胞膜被破坏(2)细胞膜结构特点流动性的验证 方法:荧光标记法.现象:采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子
6、,做如图实验.结论:人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布,说明细胞膜具有一定的流动性.(3)细胞膜功能的探究 控制物质进出功能的验证:识别功能的验证:(4)细胞膜功能特性选择透过性的验证 5 4生物膜的结构(1)生物膜结构的探索历程 (2)生物膜流动镶嵌模型 流动镶嵌模型图解,如下图:6 流动镶嵌模型的主要内容 二、细胞核的结构与功能 1细胞核的结构 细胞核的结构特点 (1)核膜 结构 a双层膜,外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连.b核膜不是完全连续的,其上具有核孔.功能 7 a起屏障作用,把核内物质与细胞质分开.b控制离子和小分子物质进出细胞核.c核孔是大分子物质进出细胞核的通道.代谢旺盛的细胞中
7、,核孔数目较多.(2)核仁 a核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关.b蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁体积相对较大.(3)染色质与染色体 关系:同一种物质在不同时期的两种存在状态,转化关系为:染色质高度螺旋化、缩短变粗分裂时解螺旋、成为细丝状分裂结束染色体.2细胞核的功能(1)遗传信息库:细胞核是遗传物质(DNA)贮存和复制的场所.(2)细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心:细胞核通过控制物质合成、能量转换和信息交流,使生物体能够进行正常的细胞代谢.3细胞核的结构和功能的联系(1)核膜和核孔都具有选择透过性,无机盐、葡萄糖通过核膜进入细胞核,大分子物质(如mRNA)通过核孔进入细胞质,而 D
8、NA 则不能出来.(2)核质之间物质交换频繁的细胞,核孔数量多.(3)蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁较大.4细胞核功能探究的经典实验(1)实验一:黑白美西螈核移植实验 实验过程:实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制.(2)实验二:蝾螈受精卵横缢实验 实验过程:实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制.(3)实验三:变形虫切割实验 8 实验过程:实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制.(4)实验四:伞藻嫁接与核移植实验 伞藻嫁接实验过程:伞藻核移植实验过程:实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的.(5)相关实验归纳总结 实验一实验四 推论细胞核是遗传的控制
9、中心 实验二实验三 推论细胞核是代谢的控制中心 【易错提醒】(1)构成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,没有脂肪;(2)误认为变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同;9 (3)细胞核是代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心;(4)不是所有的真核细胞都有细胞核.正确理解细胞是一个高度有序的统一整体 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧,各组分之间分工合作成为一个整体,使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行.1从结构上看 细胞核与细胞质可以通过核孔相互沟通.细胞器膜和细胞膜、核膜等结构相互连接构成细胞完整的“生物膜系统”.2从功能上看:细胞各部分结构和功能虽不相同,但它们相互联系、分工合作
10、、协调一致地共同完成各项生命活动.3从调控上看:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心.细胞的整个生命活动主要是由 DNA 调控和决定的,整个细胞形成了一个高度有序的调控系统.【例 1】(2017全国卷)下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是()A细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 B检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D斐林试剂是含有 Cu2的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色【答案】B【解析】台盼蓝是细胞活性染料,常用于检测细胞膜的完整性与细胞的存活率,是组织和细胞培养中最常用的细胞活性鉴定染色剂.双缩脲试剂
11、的作用原理是 Cu2在碱性条件下与肽键典例精炼 题型 1:细胞膜与生物膜流动镶嵌模型 趣味生物 10 发生反应生成紫色络合物,因为氨基酸中没有肽键,故不会与双缩脲试剂发生反应,也就不能用双缩脲试剂检测氨基酸的含量.染色体可被碱性染料染成深色,常用的碱性染料为龙胆紫溶液或醋酸洋红液.斐林试剂的甲液是质量浓度为0.1 g/mL的 NaOH溶液,乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液,应现配现用,可溶性还原糖中含有的醛基或酮基具有弱还原性,在水浴加热的条件下可与 Cu(OH)2发生氧化还原反应,把 Cu2还原成砖红色的 Cu2O(氧化亚铜)沉淀.【总结】本题考察各种实验的原理及方法,此类
12、题目的综合性比较强,需要对各种实验的原理、方法理解透彻,平时的学习过程中应注意进行总结,形成网络.【练 1-1】(2017全国卷)细胞间信息交流的方式有多种.在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于()A血液运输,突触传递 B淋巴运输,突触传递 C淋巴运输,胞间连丝传递 D血液运输,细胞间直接接触【答案】D 雌激素由卵巢分泌后,随血液运输到达全身各处,作用于乳腺细胞的受体,将信息传递给乳腺细胞;而精子进入卵细胞的过程要经历精子与卵细胞之间的识别和结合,精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞.【练 1-2】(2016全
13、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】细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的.蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质功能不同.分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等,这些过程与膜脂的流动性有关.膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,不含胆固醇.强化训练 11 【练 1-3】(
14、2018湖北省三市联考)下列关于细胞间信息交流的说法中,正确的是 A 垂体分泌的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合 B 效应 T 细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,信息就从一个细胞传送给另一个细胞 C 相邻的两个植物细胞之间都可通过胞间连丝相互连接,从而进行细胞间的信息交流 D 突触前膜释放的神经递质进入突触后膜,从而实现两个神经元之间的信息交流【答案】B【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对水盐平衡调节、细胞间的信息交流、兴奋在神经细胞间传递等相关知识的识记和理解能力.下丘脑分泌经垂体释放的抗利尿激素随血液到达全身各处,与肾小管、集合管细胞表面受体结合,A
15、 错误;效应 T 细胞和相应靶细胞的细胞膜密切接触,将信息就从一个细胞传送给另一个细胞,B 正确;高等植物细胞的细胞连丝在相邻的两个细胞间形成通道,携带信息的物质可以通过该通道进入另一个细胞,从而进行细胞间的信息交流,C 错误;突触前膜释放的神经递质没有进入突触后膜,而是与突触后膜上的特异性受体结合,从而实现两个神经元之间的信息交流,D 错误.【练 1-4】(2016海南高考)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合.细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布.这一实验现象支持的结论是()A膜蛋白能自
16、主翻转 B细胞膜具有流动性 C细胞膜具有选择透过性 D膜蛋白可以作为载体蛋白【答案】B【解析】两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子,细胞刚融合时,两种荧光染料在细胞表面对等分布,最后在细胞表面均匀分布,说明细胞膜具有流动性.不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转,也不能说明细胞膜的物质运输功能.【练 1-5】(2014福建高考)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()12 【答案】D 【解析】血红蛋白存在于红细胞内,是一种可运载氧气的蛋白质,并非膜蛋白;抗体是浆细胞分泌的一种免疫球蛋白,并非 T 淋巴细胞膜的成分;胰岛素受体具
17、有特异性,只能与胰岛素特异性结合,无法与胰高血糖素结合;神经递质可以与骨骼肌细胞膜上的神经递质受体特异性结合,葡萄糖可以借助转运葡萄糖的载体通过主动运输的方式进入骨骼肌细胞.【练 1-6】(2013天津高考)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是()A蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离 B抗原刺激引发记忆细胞增殖分化 C胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩【答案】A 【解析】蔗糖溶液的浓度大于洋葱表皮细胞内细胞液的浓度,细胞失水,使洋葱表皮细胞发生质壁分离,和生物膜的流动性有关,未体现生物膜的信息传递功能;记忆细胞具有识别作用,识别抗原后增殖分化,能体现生物膜的信息传递
18、功能;靶细胞表面有胰岛素受体,具有信息传递功能;传出神经细胞释放神经递质,与肌肉细胞表面的受体结合,使肌肉收缩,可体现生物膜的信息传递功能.【练 1-7】(2018阜阳三中第三次调研)如图为物质跨膜运输示意图(甲、乙、丙代表物质,a、b、c、d、e 代表运输方式),下列叙述中错误的有几项()功能越复杂的细胞膜,甲的种类和数量越多 13 细胞间的信息交流都离不开丙 制备细胞膜可选用鸡血作实验材料 在 ae 的五种方式中,代表被动运输的是 b、c、d 图中 a 可表示葡萄糖进入所有细胞的过程 图中 b 可表示氧气进入细胞的过程 图中 c 可表示水分子通过水通道蛋白进入细胞的过程 图中 e 可表示小
19、肠上皮细胞吸收 Na+的过程 A 2 项 B 3 项 C 4 项 D 5 项【答案】C【解析】分析题图:甲表示蛋白质,乙表示磷脂双分子层,丙表示糖蛋白(膜的上方为外侧,下方为膜的内侧).a、e 的运输方向是低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体和能量,代表主动运输;b 运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要载体和能量,表示自由扩散;c、d 运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体,不需要能量,表示协助扩散.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,正确;细胞间的信息交流与糖蛋白有关,但是胞间连丝与糖蛋白无关,错误;鸡血细胞中具有细胞核和多种具膜细胞器,不适合作为制备细胞膜的实验材料
20、,错误;在 ae 的五种方式中,代表被动运输的是 b、c、d,正确;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,错误;氧气进入细胞的方式是自由扩散,正确;水分子通过水通道蛋白进入细胞是协助扩散,正确;图中 e 是主动运输出细胞的过程,错误;综上分析,本题错误选项有 4 项,选 C.【练 1-8】(2018四川省成都市七中模拟考试)我国热带植物研究所在西双版纳发现一个具有分泌功能的植物新种(高等植物),该植物细胞的亚显微结构的局部如下图 1 所示.请据图回答下列问题:14 (1)结构 A 能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,则结构 A 为_.(2)该细胞中脂质的合成场所是_(填中文名称).(3)经检验
21、该植物细胞的分泌物含有一种多肽,请写出该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”:_(用“”和字母表示).(4)该植物相邻细胞之间可通过 F 进行信息交流,则 F 代表_.(5)细胞膜是吞噬细胞的系统边界,可控制物质进出细胞.图 2 是生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性比较.与人工膜相比,H20 通过_方式通过生物膜,生物膜对 K+、Na+、Cl-的选择透过性依赖于细胞膜上的_.通 过 比 较 甘 油、C02和02的 实 验 结 果 得 出 的 实 验 结 论 是:_.【答案】核孔 内质网 BCMGN 胞间连丝 自由扩散和协助扩散(被动运输)载体蛋白的种类和数量 自由扩散的速率与分子
22、的大小呈负相关【解析】据题文的描述和图示分析可知:该题考查学生对细胞核的结构、细胞膜的功能、细胞器的功能及其细胞器之间的协调配合、物质跨膜运输等相关知识的识记和理解能力.(1)结构 A 为核孔,能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流.(2)内质网是细胞内蛋白质合成加工,以及“脂质”合成的车间,即内质网是该细胞中脂质的合成场所.(3)分泌蛋白的合成与分泌过程为:核糖体合成多肽内质网进行加工内质网“出芽”形成囊泡高尔基体进行进一步的修饰加工高尔基体“出芽”形成囊泡细胞膜.该植物细胞的分泌物含有一种多肽,该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”与分泌蛋白的15 合成与分泌过程类似,所以该“轨迹”为
23、:B 核糖体C 内质网M 囊泡G 高尔基体N 囊泡.(4)高等植物相邻的细胞之间可以通过胞间连丝进行信息交流.若该植物相邻细胞之间可通过 F 进行信息交流,则 F 代表胞间连丝.(5)分析图 2 可知:H2O 在生物膜上的通透性大于在人工膜上的通透性,说明生物膜上存在着协助 H2O 通过的物质,进而推知:与人工膜相比,H20 通过自由扩散和协助扩散(被动运输)方式通过生物膜.人工膜对 K+、Na+、Cl-的通透性相同,并且均低于生物膜对 K+、Na+、Cl-的通透性,加之生物膜对 K+、Na+、Cl-的通透性不同,说明生物膜对这些离子的通透具有选择透过性,这种选择透过性依赖于细胞膜上的载体蛋白
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- 细胞膜 细胞核 35296
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