2020届 一轮复习 人教版 细胞膜和细胞核 学案

2020届 一轮复习 人教版 细胞膜和细胞核 学案
1．细胞膜的三种成分和三种功能
2．生物膜结构的探索历程
3．生物膜流动镶嵌模型的基本内容
(1)结构模型(填图)
(2)结构特点
①特点：具有一定的流动性。

②原因：组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素(√)
(2018·全国卷Ⅲ，T2B)
(2)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递(2018·全国卷Ⅲ，T2C)(√)
(3)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(√)
(2013·北京卷，T1A)
(4)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(×)
(2010·山东卷，T4B)
(5)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011·海南卷，T1A)(√)
(6)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(×)
(2012·广东卷，T1D)
(7)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(√)
(2010·山东卷，T4A)
(8)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(√)
(2010·全国卷ⅠT1A)
(9)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(√)
(2011·海南卷，T1D)
2．据细胞膜结构示意图，完成下列问题
(1)图中[a]是糖蛋白，具有识别、保护、润滑等作用。

根据a可以判断细胞膜的内外侧，因为a只分布于细胞膜的外表面。

(2)图中[b]是磷脂双分子层，其疏水性“尾部”相对，亲水性“头部”向外，构成膜的基本支架。

(3)图中[c]是蛋白质，镶嵌在膜的基本支架上。

(4)不同细胞膜中的蛋白质种类和数量不同，功能越复杂的细胞中，其细胞膜上蛋白质的种类和数量越多。

3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因：________________。

提示：线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多
(2)用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。

请分析原因：____________________________
_______________________________________________________ _________________。

提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子
(3)在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因：______________________________。

提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性
4．连线对生物膜结构的探索历程
1．归纳概括细胞膜成分与功能的三个关键点
(1)不同细胞膜的成分种类一般相同，但各组分的含量不同。

功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。

(2)细胞膜的组分是可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)
等物质。

(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，都与细胞识别作用有关。

糖蛋白分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞的内外侧。

2．关注四种常考的“膜蛋白”
[对点落实]
1．下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是()
A．细胞膜上的载体蛋白具有传递信息的功能
B．细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的
C．细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度
D．胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高
解析：选A细胞膜上的载体蛋白具有控制物质运输的功能，受体蛋白具有传递信息的功能；细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，有些病毒和细菌也可以通过细胞膜，进入细胞内；蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度；胰岛素是降血糖的激素，若胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体，那么胰岛素就不能发挥作用，会引起血糖浓度升高。

2．(2018·天津高考)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。

下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是()
解析：选B在神经调节中，位于突触后膜上的受体能识别并结合神经递质；在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白；在光合作用过程中，位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被免疫系统识别，从而引起特异性免疫。

3．(2019·豫南九校联考)如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是()
A．①是糖脂，具有保护和润滑的作用
B．②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用
C．③可以是细胞器膜、核膜的主要成分
D．④由纤维素组成，能保持细胞内部结构有序性
解析：选C图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有
识别、保护和润滑的作用；②是膜蛋白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架；③是磷脂分子，是构成细胞器膜、核膜等各种生物膜的主要成分；④由蛋白质组成，能保持细胞内部结构有序性。

1．细胞膜成分的鉴定
2．细胞膜结构特点——流动性的验证
(1)方法：荧光标记法。

(2)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，做如图实验。

(3)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
(1)控制物质进出功能的验证
(2)识别功能的验证
只有同种生物的精子和卵细胞才能结合――→
验证细胞膜具有识别功能(糖蛋白的作用)
4．细胞膜功能特性——选择透过性的验证
[对点落实]
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
解析：选B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。

该实验未涉及物质进出细胞，不能说明细胞膜的选择透过性及膜蛋白作为载体蛋白的物质运输功能。

5．温热处理可使细胞膜的流动性发生改变，严重时会引起细胞死亡。

癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，43 ℃温热处理时，在100 min内随作用时间延长，膜的流动性逐渐增加且癌细胞比正常体细胞更显著，100 min后冷却到体温(37.5 ℃) 后，正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。

这成为温热治疗肿瘤的理论依据。

为验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响，请根据以下提供的实验材料，完善实验思路、预测实验结果并进行分析。

实验材料：试管若干、红细胞悬液、腹水肝癌细胞悬液、恒温箱、质膜流动性测量仪(要求与说明：质膜流动性测量的具体操作不作要求；实验条件适宜)
请回答：
(1)实验思路：
①取试管若干，均分为4组，编号为A、B、C、D。

②用质膜流动性测量仪分别测量红细胞和腹水肝癌细胞质膜的流动性，并记录。

③
___________________________________________________________ _____________。

④
___________________________________________________________ _____________。

⑤
___________________________________________________________
_____________。

⑥
___________________________________________________________ _____________。

⑦
___________________________________________________________ _____________。

(2)预测实验结果：(请在所给的坐标系中绘制实验过程中细胞膜流动性变化示意曲线，并直接标注实验变量)
(3)讨论与分析：
癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，据此推测癌细胞的代谢比正常体细胞________，容易转移。

从构成细胞膜的脂质分析，癌细胞膜流动性较大的原因可能是________________________________________。

在43 ℃下进行温热治疗而不选择更高的温度，原因是：______________________________________。

解析：(1)由题干信息可知，本实验的目的是验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响，自变量为温度和不同细胞，因变量为细胞膜流动性。

在设计对照实验时，要遵循单一变量原则和对照原则，实验思路见答案。

(2)由于癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，43 ℃温热处理时，膜的流动性逐渐增加且癌细胞比正常体细胞更显著，冷却到37.5 ℃后，正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。

据此可以预测出实验结果(见答案)。

(3)癌细胞细胞膜的流动性比
正常体细胞大，据此推测癌细胞的代谢比正常体细胞强，容易转移。

从构成细胞膜的脂质分析，癌细胞膜流动性较大的原因可能是磷脂分子的不饱和程度大、胆固醇含量低。

温度过高也会导致正常体细胞流动性增加过大，不能恢复正常状态，因此在43 ℃下进行温热治疗而不选择更高的温度。

答案：(1)③向A、B两组各试管加入适量且等量的红细胞悬液，C、D两组各试管加入适量且等量的腹水肝癌细胞悬液，将A、C两组置于37.5 ℃恒温箱中保温，B、D两组置于43 ℃恒温箱中保温④每隔一段时间用质膜流动性测量仪分别测量各组细胞质膜的流动性，并记录⑤100 min后，将B、D两组与A、C两组一起置于37.5 ℃恒温箱中保温⑥每隔一段时间用质膜流动性测量仪分别测量各组细胞质膜的流动性，并记录⑦对所获得的实验数据进行分析和处理
(2)结果预测：
(3)强磷脂分子的不饱和程度大、胆固醇含量低温度过高将导致正常体细胞流动性增加过大，不能恢复
[归纳拓展]
细胞膜流动性的实例与判断方法
考点二细胞核的结构和功能[重难深化类]
1．细胞核的结构
2．概括细胞核的功能
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道(2018·全国卷Ⅰ，T1C)(√)
(2)细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分(√)
(2018·全国卷Ⅱ，T1D)
(3)细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所(√)
(2018·北京卷，T2A改编)
(4)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质(×)
(2013·北京卷，T1B)
(5)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞(√)
(6)胰岛素基因转录的场所是细胞核(2011·福建卷，T1D)(√)
(7)真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行(√)
2．据细胞核结构示意图，完成下列问题
(1)若要检测图中①所含有的成分，应选用的试剂是双缩脲试剂、甲基绿染液；若要观察②的形态，应选用碱性染料(如龙胆紫溶液或
醋酸洋红液)染色。

(2)用下列图示表示①与②的关系：
(3)图中③由4层磷脂分子构成，其外膜常与内质网相连，且有核糖体和酶附着，有利于多种化学反应的进行。

(4)下列物质能通过④进出的是A 、B 、C 。

(填选项编号)
A ．mRNA
B ．蛋白质
C ．DNA 聚合酶
D ．DNA
(5)图中⑤的功能是参与某种RNA 的合成及核糖体的形成。

(6)在细胞分裂中，能周期性消失和重建的结构是③⑤。

(填图中
序号
)
1．归纳细胞核的结构及相应功能
2．走出对细胞核认识的四个误区
[对点落实]
1．下列关于细胞核的结构和功能的叙述，正确的是()
A．细胞核是细胞代谢和遗传物质储存的主要场所
B．衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩
C．细胞核在细胞分裂间期消失分裂末期重现
D．蓝藻能通过核孔实现核质之间的信息交流
解析：选B细胞代谢的主要场所是细胞质基质；衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩；核膜和核仁在细胞周期的分裂前期消失，分裂末期重建；蓝藻属于原核生物，无细胞核。

2．(2019·天津和平区模拟)下列有关染色体和染色质的说法正确的是()
A．染色体在解旋酶的作用下变为细丝状的染色质
B．染色体可被龙胆紫等碱性染料染成深色而染色质不能
C．线粒体和叶绿体中均含有少量的染色质
D．在盐酸的作用下染色质中DNA可与蛋白质分开
解析：选D染色体在分裂末期逐步解螺旋，变为细丝状的染色质，不需要解旋酶的作用；染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质，是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态，所以都可被龙胆紫等碱性染料染成深色；线粒体和叶绿体中均含有少量的DNA，但都不含染色质；在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用质量分数为8%的盐酸改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，并使染色质中的DNA和蛋白质分离，便于染色剂与DNA结合。

细胞核功能探究的经典实验
②伞藻核移植实验过
程：
相关实验归纳总结
[对点落实]
3．如图为用伞藻做的“嫁接”实验。

实验结论是()
A．伞藻的细胞核或细胞质都不能独立存活
B．伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状
C．伞藻的细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心
D．伞藻“足”的种类决定形成的“帽”的形状
解析：选D实验没有检验伞藻的细胞核或细胞质能不能独立存活；由图示可知，伞藻“柄”的种类不决定形成“帽”的形状；实验证明了伞藻“足”的种类决定形成“帽”的形状，但并不能说明伞藻的细胞核是代谢的控制中心。

4．(2019·安阳一模)有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。

请选出预测现象和推理均正确的一个组合() 预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；b.失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；c.失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；d.除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞
分裂将更加旺盛。

推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；②没有核的细胞也具备分裂的能力；③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。

A．a与④ B．b与③
C．c与②D．d与①
解析：选B细胞核与细胞质的关系：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。

失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸，细胞的生命活动不能正常进行，如不能摄取食物，对外界刺激也不再发生反应，因而生存几天后就会死亡。

5．下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断错误的是()
A．RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中
B．细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢
C．若核质分离较长时间后进行移植，则乙组实验细胞质中无15N 的RNA
D．甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果
解析：选D15N标记的尿嘧啶是合成RNA的原料，由图可知，在细胞核中首先发现被15N标记的RNA，然后在重组细胞的细胞质
中发现被15N标记的RNA，说明RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中。

细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成，进而控制细胞的代谢。

若核质分离较长时间，可能由于细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡，这样乙组重组细胞质中无15N的RNA。

胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料，甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，若DNA进行复制，可在细胞核中发现被15N标记的DNA，但DNA不能进入细胞质，所以在细胞质中没有被15N标记的DNA；若DNA不复制，则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。

课堂一刻钟研真题——知命题点·查薄弱点·清迷盲点
1．(2017·全国卷Ⅰ)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
解题关键——准确识记
此题是对激素作用特点和细胞间三种信息交流方式的变式考查。

解答本题的关键是准确识记细胞间信息交流方式与实例的关系。

解析：选D雌激素由卵巢细胞分泌后，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和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。

2．(2016·全国卷Ⅲ)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
命题探源——以“本”为本
本选项考查内容源自人教版必修①教材P66“思考与讨论”磷脂分子的组成的内容，同时也是对脂质种类的考查，命题人故意混淆脂质的组成种类，以考查对知识的熟练程度。

解析：选C细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，而自由扩散的结果是使膜两侧的浓度差减小。

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种类和数量不同。

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，这些过程都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。

3．(2014·全国大纲卷)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
易错探因——识记不准
核孔是大分子物质选择性进出细胞核的通道，mRNA、DNA聚合酶都能通过核孔。

解析：选C细胞核中染色质的主要成分是蛋白质和DNA；细
胞核是遗传物质的主要储存场所，可以发生DNA复制和转录；核孔是大分子物质选择性进出细胞核的通道，如mRNA、DNA聚合酶等可通过核孔；有丝分裂前期核膜消失，末期核膜重新形成。

4．(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()
解题关键——信息获取
准确获取题干、图表中的信息是解题的关键，将题干信息与已有知识建立联系是解题的突破口。

解析：选D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；抗体是由浆细胞分泌的一种免疫球蛋白，并非T 淋巴细胞细胞膜的成分；胰岛素受体具有特异性，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。

5．(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
易错探因——张冠李戴
质壁分离与细胞膜的流动性有关，而与细胞间的信息交流无关。

命题者在命制此类题目时常将生物膜的流动性、选择透过性和信息交流功能混淆，张冠李戴，以考查学生对知识掌握的精准程度。

解析：选A蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水，使洋葱细胞发生质壁分离，和生物膜的流动性有关，未体现生物膜的信息传递功能；抗原刺激记忆细胞增殖分化，胰岛素调节靶细胞摄取葡萄糖，传出神经细胞释放递质引起肌肉收缩，都可体现生物膜的信息传递功能。

[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识1.细胞膜的组成、结构和功能，其中细胞膜的结构和功能是高频考点，高考已经连续多年考查细胞膜的信息交流功能。

2.细胞核的结构和功能，其中细胞核的结构是考查的重点。

考查能力1.识记能力：主要考查对细胞膜和细胞核的结构、功能的识记能力。

2.归纳概括能力：通过总结细胞膜和细胞核的结构与功能，建立结构与功能观，并以此分析生命现象。

3.模型与构建能力：通过对细胞膜结构探索历程相关实验的分析，体会建模在生物学中的作用，并能用流动镶嵌模型的知识解释生物学现象。

二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．细胞膜
(1)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

(2)组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，决定了生物膜具有一定的流动性的结构特点。

(3)生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。

2．细胞核
(1)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。

(2)染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

(3)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。