生物一轮复习必修①细胞膜与细胞核含生物膜流动镶嵌模型

一、细胞膜的成分和功能1．组成成分[判断正误](1)红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可用作提取细胞膜的材料。 (×)(2)细胞膜由脂质和蛋白质组成。 (×)(3)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 (√)(4)脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分。 (√)2．功能(1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对

稳定。(2)控制物质

。[填空](3)进行细胞间信息交流[连线]进出细胞二、对生物膜结构的探索历程[填表]时间实例(实验)结论(假说)19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由

组成的20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是

和

1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排列为

脂质脂质蛋白质连续的两层时间实例(实验)结论(假说)1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构罗伯特森认为生物膜由

三层结构构成1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有

1972年经不断观察及实验数据分析桑格和尼克森提出了生物膜的蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌模型三、流动镶嵌模型的基本内容1．结构模型[填图]2．结构特点[填空](1)特点：具有一定的

。(2)原因：组成膜的

和

大都是运动的。流动性磷脂分子蛋白质分子四、细胞核的结构和功能1．结构[填图]2．功能[填空](1)细胞核是

。(2)细胞核是细胞

的控制中心。遗传信息库代谢和遗传1．组成、结构与功能的关系2．功能分析1．细胞膜具有识别作用的探究思路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，观察精子和卵细胞结合情况。2．细胞膜的结构特点和功能特性(1)结构特点和功能特性分析项目特点原因实例影响因素结构特点一定的流动性构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的变形虫的变形运动，细胞融合、胞吞、胞吐、主动运输温度，在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大项目特点原因实例影响因素功能特性选择透过性遗传特性

↓决定载体种类、数量

↓决定选择透过性植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和Na＋的排出，肾小管的重吸收和分泌等①内因：细胞膜上载体的种类和数量；②外因：温度、pH、O2等影响呼吸作用的因素(2)实验验证①细胞融合实验——流动性②植物对无机盐的吸收——选择透过性[特别提醒]

①流动性是选择透过性的基础，只有具有流动性，才能实现选择透过性。②决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。③膜上蛋白质具有物质运输(载体蛋白)、信息传递(受体)、识别等作用。1．(2011·海口模拟)下列有关糖蛋白的叙述，错误的是(

)A．糖蛋白的构成元素中至少含有C、H、O、N元素B．生物之间存在生殖隔离的物质基础是细胞膜上糖蛋白

的不同C．依据细胞膜上糖蛋白的分布情况可判断细胞膜的内侧

和外侧D．癌细胞表面糖蛋白较多，导致黏着性降低，故易扩散

和转移解析：构成蛋白质的基本元素为C、H、O、N，构成糖的基本元素为C、H、O；细胞膜上糖蛋白具有识别作用，分布在细胞膜的外侧，是细胞(如精子和卵子)之间相互识别的基础，也就成了生殖隔离的物质基础。答案：D2．下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两

种运输方式，下列叙述不正确的是(

).A．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定B．神经细胞膜上识别递质的是①C．b可表示肌细胞向组织液中排出CO2D．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关解析：①为糖蛋白，具有识别作用。②为蛋白质，细胞膜功能的复杂程度主要由蛋白质的种类和数量决定，如细胞膜的选择透过性由载体蛋白决定。③为磷脂双分子层，a为主动运输，b为自由扩散，肌细胞向组织液中排出CO2属于自由扩散。答案：A1．结构与功能分析探究细胞核功能的实验分析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[特别提醒]

只有伞藻嫁接实验不能说明伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的，因无法排除假根中其他物质的作用，伞藻嫁接和核移植实验共同说明该实验结论。3．观察如图所示的模式图，相

关说法不正确的是(

).A．图中3为核仁，代谢旺盛的细胞核仁较大B．图中2为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的

物质交换，还可实现信息交流C．图中4为核模，它是一种双层生物膜，可将核内物

质与细胞质分开D．图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学

本质相同，均为DNA分子解析：图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，无蛋白质。图中2是核孔，3是核仁，4是核膜。答案：D4．阅读材料：①分别将已分裂10次和分裂30次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。②鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录，现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。以上实验不能说明的是(

)A．细胞分裂次数是由细胞核中物质决定的B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性解析：由材料①可知，选项A正确；由材料②可知，选项B正确；结合材料①、②可知选项C正确。答案：D命题角度——细胞膜的组成、结构和功能(1)细胞膜的成分、结构特点和功能的关系一直是高考的热点，如2010全国卷Ⅰ考查膜的流动性，2010年山东卷和安徽卷都考查了膜的功能。(2)结合“生物膜流动镶嵌模型”考查细胞膜的成分、结构和功能特点，仍将是高考命题的热点。图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是(

).A．图1所示生物膜最可能是细胞膜，因为有糖蛋白丁B．物质通过离子通道不需要消耗ATPC．由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是

不对称的D．若丁是受体，则丁的化学成分为蛋白质[解析]

图中丁是糖蛋白，分布于细胞膜外表面，故图1最可能为细胞膜。由题干信息可知，物质顺浓度梯度通过通道蛋白，因此不消耗ATP。由图1和图2可知，膜的成分在膜上的分布是不对称的。丁的化学成分应为糖蛋白。[答案]

D本讲实验——细胞膜成分的鉴定及功能验证1．探究思路获取细胞膜材料―→明确细胞膜的组成成分―→利用化学试剂和相关酶进行物质鉴定―→结合细胞融合和主动运输，推断细胞膜的结构和功能特点。(3)细胞膜中磷脂成分的鉴定：①用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；②脂溶性物质能够优先通过细胞膜；③用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等。(4)细胞膜中蛋白质成分的鉴定：①制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；②用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。(5)细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析。(6)物质通过细胞膜方式的探究：①自由扩散：物质进入细胞的速率随着该物质浓度的增大不断提高；②主动运输：物质进入细胞的方式受氧气浓度、呼吸抑制剂等因素的影响。(7)细胞膜选择透过性的探究：利用有颜色的植物组织，放入清水中，然后，再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。(8)温度影响物质的跨膜运输：测定不同的温度条件下，物质进入细胞速率的变化。现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。(1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的_________

做实验。选用该材料的原因是它_________________。(2)将选取的上述材料放入________中，由于__________作用，一段时间后细胞将破裂。(3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为____________。(4)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表。物质种类膜的类别蛋白质(%)脂质(%)主要是磷脂糖类(%)变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人红细胞膜49438线粒体内膜76240菠菜叶绿体片层膜70300上表数据显示，细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是______________________________________；主要区别是____________________________________。(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是______________________________。(6)生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的选择透过性。材料：红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。实验步骤：①_____________________________________________。②_____________________________________________。③_____________________________________________。[解析]

(1)人成熟的红细胞不仅无细胞核，也无其他膜结构，因此，是获取纯净细胞膜的好材料。(2)人体细胞外液的渗透压相当于0.9%的生理盐水的渗透压，当红细胞放入蒸馏水中后，会因渗透作用吸水过多而破裂。(3)细胞膜的骨架是磷脂双分子层，因此，当磷脂分子层面积为S时，磷脂双分子层(细胞膜)面积为S/2。(4)由题中表格可看出各种膜的主要组成成分相同，都是由蛋白质和脂质组成；分别比较每种成分在不同膜中的含量，可得出细胞膜与细胞器膜组成的主要区别。(5)磷脂分子由整齐的排列变得不整齐，导致细胞膜厚度改变，推测是细胞膜的骨架——磷脂分子运动造成的。因细胞膜具有一定的流动性，细胞膜的厚度才会改变。(6)活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞液中的色素不会从细胞中渗出；当细胞死亡时，细胞膜失去选择透过性，色素才会从细胞中渗出。由题干信息可知，杀死细胞的方法是用15%的盐酸处理。[答案]

(1)人的成熟红细胞除细胞膜外无其他膜结构(2)蒸馏水(清水)渗透(3)S/2

(4)主要由蛋白质和脂质组成细胞器膜蛋白质含量较高，脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不同；或细胞膜都含糖，而细胞器膜不含糖)

(5)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性(6)实验步骤：①取适量的玫瑰花瓣叶片，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为A、B

②A组加入适量的蒸馏水，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸③观察A、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化1．(2010·全国卷Ⅰ)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是 (

)A．胰岛B细胞分泌胰岛素B．吞噬细胞对抗原的摄取C．mRNA与游离核糖体的结合D．植物体细胞杂交中原生质体融合解析：A中胰岛素的分泌方式是外排；B中吞噬细胞对抗原的摄取是内吞；D中植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合；以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。C中过程是在细胞内完成的，没有涉及生物膜。答案：C2．(2010·山东高考)下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是 (

)A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成

与运输解析：构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇。有氧呼吸的三个阶段均可以产生ATP，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行；光合作用的光反应阶段可以产生ATP，而该过程在叶绿体的类囊体膜(基粒)上进行。蛋白质的合成在核糖体上进行，但核糖体没有膜结构。答案：A3．(2010·安徽高考)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是 (

)A．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体B．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构C．线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶D．核膜上的核孔可以让蛋白质和R