高考生物一轮复习系统的边界与控制中心-细胞膜与

高考生物一轮复习系统的边界与控制中心—细胞膜与第1页/共92页第2页/共92页脂质

蛋白质

糖类

磷脂

蛋白质

第3页/共92页问题探究1：根据细胞膜的物质组成，思考细胞膜的元素组成？提示：C、H、O、N、P。哺乳

成熟的红

细胞核和众多的细胞器

第4页/共92页外界环境

营养物质

抗体

激素

相对的

第5页/共92页化学物质

细胞膜

通道

第6页/共92页问题探究2：设计一个简单的实验，证明细胞膜具有识别功能？提示：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。第7页/共92页双

细胞质

物质交换

信息交流

RNA

核糖体

DNA

遗传信息

蛋白质

染色质

染色体

第8页/共92页2．功能细胞核是

库，是细胞

和

的控制中心。问题探究3：为什么哺乳动物的红细胞和精子寿命都比较短？提示：前者无细胞核，后者基本上无细胞质。遗传信息

代谢

遗传

第9页/共92页【答案】×2．细胞膜由脂质和蛋白质组成。 (

)【答案】×第10页/共92页3．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。(

)【答案】√4．脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分。(

)【答案】√5．核膜上具有核孔，因此核膜不具有选择透过性。(

)【答案】×第11页/共92页6．染色体和染色质是同一种物质在细胞周期中的不同表现形式。 (

)【答案】√第12页/共92页二、选择题7．细胞膜上一般不含 (

)A．胆固醇 B．磷脂C．糖蛋白 D．血红蛋白【解析】

细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，其次还含有少量糖类。血红蛋白分布于红细胞内。【答案】

D第13页/共92页8．下列叙述中不属于细胞间信息交流方式的是(

)A．高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接B．高等植物细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离C．精子和卵细胞相互接触完成受精作用D．胰岛细胞形成的胰岛素通过血液运输作用于组织细胞【解析】高等植物细胞处于高浓度的蔗糖溶液中，会发生质壁分离现象，没有体现细胞间的信息传递。【答案】B第14页/共92页第15页/共92页【解析】根据甲乙图分析，甲伞藻的细胞核移入去掉核与伞部的乙伞藻中，因伞藻的伞形主要由细胞核控制，故存活下来的乙伞藻其外形与B选项图形最相似。【答案】B第16页/共92页三、非选择题11．如图为真核细胞的部分结构示意图，请据图分析回答下列问题： (

)第17页/共92页(1)核膜由_____层磷脂分子组成，其外层核膜与_______膜相连，从而加强了细胞核与细胞质的联系。(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[

]________。(3)与RNA合成及核糖体组装有关的结构是[

]______。(4)图中2的主要成分是__________，可用__________来鉴定。(5)若该细胞为皮肤生发层细胞，则该细胞处于有丝分裂的__________期。第18页/共92页【解析】图中1是核糖体，2是染色质，3是高尔基体，4是核仁，5是核膜，6是核孔，7是中心体，8是内质网。核膜是双层膜，每层膜由2层磷脂分子组成，外层核膜与内质网相连。核孔是大分子物质进出的通道。核仁与核糖体的形成有关。染色质的主要成分是DNA和蛋白质。在细胞周期中，只有间期才能有完整的核膜、核仁存在。【答案】(1)4内质网(2)[6]核孔(3)[4]核仁(4)蛋白质和DNA双缩脲试剂、甲基绿(5)间第19页/共92页第20页/共92页第21页/共92页2．细胞膜的结构(见第二单元第2讲)3．细胞膜的功能分析(1)界膜作用由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团，所以构成细胞膜的磷脂双分子层之间是疏水的，能够隔离细胞液和外界环境溶液，保证了细胞内部环境的相对稳定。①对于原始生命，它将生命物质与非生命物质分隔开，使其成为相对独立的系统。②对于原生生物，如草履虫，由于细胞膜的作用，将细胞与外界环境分隔开。第22页/共92页(2)物质运输作用(即控制物质进出细胞的作用)物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜最重要特征之一是具选择透过性，即有选择地吸收细胞所需要的物质，排出对自己有害的物质及代谢废物，保障了细胞内部环境的相对稳定。表现(如下图)为：第23页/共92页①细胞膜的控制作用具有普遍性可“进”的物质：营养物质。不易“进”的物质：对细胞有害的物质。可“出”的物质：抗体、激素等物质，细胞产生的废物。不可“出”的物质：细胞内的重要成分。②细胞膜控制作用的相对性环境中对细胞有害的物质，以及病毒、病菌等病原体也能侵入细胞，使生物患病。第24页/共92页(3)细胞间的信息交流细胞间信息交流的类型如下：①信号传导：信号分子(如激素、递质)第25页/共92页②胞间连接与通讯：多细胞生物体内，细胞间通过细胞膜进行相互作用，如动物细胞的间隙连接；植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。③胞间识别：识别是指细胞对同种或异种细胞，同源或异源细胞以及自己或异己分子的认识和鉴别，是细胞通过其表面的受体与胞外信号分子发生选择性相互作用，从而引起细胞内一系列生理生化的变化，最终使细胞表现出相应的生物学效应的过程，如器官移植时的免疫排斥反应，精子与卵细胞的识别和结合。第26页/共92页(4)除上述功能外，细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。第27页/共92页第28页/共92页A．膝跳反射时，传入神经元引起传出神经元兴奋B．受精作用时，精子和卵细胞之间的识别和结合C．甲状腺细胞对垂体细胞分泌TSH的反馈调节D．高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流第29页/共92页【解析】题图表示相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。膝跳反射时，传入神经元引起传出神经元兴奋是通过分泌的物质神经递质完成的，A项错误；受精作用时，精子和卵细胞之间的识别和结合是通过细胞膜的直接接触完成的，B项正确；甲状腺细胞对垂体细胞分泌TSH的反馈调节是通过甲状腺细胞分泌的甲状腺激素来完成的，C项错误；高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，与图示的动物细胞之间的细胞膜直接接触进行信息交流不符，D项错误。【答案】B第30页/共92页1.糖类在细胞膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白或糖脂的分布，可以判断细胞膜的内外侧。2．各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。3．各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质数量和种类越多。4．正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。第31页/共92页第32页/共92页【解析】抗体为大分子而不是细胞，抗原也不一定是细胞，故抗体与抗原结合不涉及细胞间的信息交流。【答案】D第33页/共92页2．(2012·浙江温州十校联合体期初调研)将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气－水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是 (

)A．人的肝细胞 B．蛙的红细胞C．洋葱鳞片叶表皮细胞D．大肠杆菌细胞第34页/共92页【解析】磷脂是细胞膜、核膜和细胞器膜的组成成分，磷脂在生物膜上是以磷脂双分子层的形式存在，大肠杆菌细胞是原核细胞，无核膜和细胞膜，只有细胞膜中含有磷脂双分子层，故将其中的磷脂成分全部提取出来，铺成单分子层的表面积正好相当于细胞膜表面的两倍。【答案】D第35页/共92页3．一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有 (

)A．磷脂和蛋白质B．多糖和蛋白质C．胆固醇和多糖D．胆固醇和蛋白质第36页/共92页【解析】从题意中可以看出，识别器具备的应该是细胞膜的识别功能，在细胞膜上具有识别功能的是糖蛋白。【答案】B第37页/共92页1.细胞核的结构和功能名称特点功能核膜和核孔①核膜是双层膜，外膜表面有核糖体附着②核膜不是连续的，其上有核孔①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行②控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出核仁折光性强，易与其他结构区分参与某种rRNA的合成与核糖体的形成第38页/共92页第39页/共92页

2.实验研究实验内容实验过程实验结论实验分析两种美西螈细胞核移植美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照第40页/共92页实验内容实验过程实验结论实验分析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该实验既有相互对照，又有自身对照将变形虫切成两半变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的该实验既有相互对照，又有自身对照第41页/共92页实验内容实验过程实验结论实验分析伞藻嫁接与核移植伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状(1)伞藻嫁接实验过程(2)伞藻核移植实验过程第42页/共92页时间(天)1234561细胞无核部分的存活个数8162200002细胞有核部分的存活个数797877746765第43页/共92页(1)此实验可用以说明细胞核的什么功能？_______；简要描述细胞核发挥该功能的主要途径。___________。(2)有核部分在30天内仍有21%～35%的细胞死亡率，其原因是①____________________________；②_____________________________。(3)细胞核的作用既然如此重要，那么你能对人的成熟红细胞没有细胞核提供一种合理的解释吗？_______________。

第44页/共92页【解析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，表中数据显示，细胞核的有无与细胞存活有关，故可确定该实验说明细胞核具有控制细胞代谢的功能。【答案】(1)控制代谢通过转录产生mRNA，指导有关结构蛋白或酶蛋白的合成，进而控制细胞代谢(2)①实验操作使部分细胞损伤，进而导致其中一些细胞死亡②部分细胞正常衰老、凋亡(3)为红细胞中大量的血红蛋白提供必要的空间，以加强血红蛋白对氧气的运输(或红细胞在形成时，其代谢程序已由有核的造血干细胞确定)第45页/共92页1.核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。2．核膜和核孔都具有选择透过性。3．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，核孔数多，核仁较大。4．凡是无核细胞，即不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。第46页/共92页5．有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。6．细胞核功能的实验充分说明细胞核在细胞中的主导地位。第47页/共92页特别提醒：对于细胞核，有一些易混易错的内容：(1)细胞核的功能要能全面阐述：一是遗传信息库，二是细胞遗传和代谢的控制中心。(2)不能混淆细胞代谢的控制中心(细胞核)与细胞代谢的中心(细胞质基质)。(3)核孔并非任意物质都可以随意通过，其也是具有选择性的。如在细胞核中转录产生的mRNA可通过核孔进入细胞质中，细胞质中合成的DNA聚合酶等可通过核孔进入细胞核中，但DNA分子不能通过核孔进入细胞质。代谢旺盛的细胞中核孔数目较多。第48页/共92页(4)细胞核中行使遗传功能的结构是染色质，因为染色质的主要成分是DNA和蛋白质。(5)核仁的功能是许多考生不易记住的，其实理解了也就能记住了。核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关，其中“某种RNA”指的是核糖体RNA(rRNA)，核糖体RNA是核糖体的重要组成成分。蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。(6)核膜是具有双层膜的结构，但不属于具有双层膜的细胞器。外层核膜与内质网相连，故上面也会附着一些核糖体和多种酶。第49页/共92页第50页/共92页【解析】细胞核有两个功能：遗传物质的储存和复制场所，生命活动的控制中心。题干的实例说明细胞核是细胞生命活动的控制中心。【答案】A第51页/共92页2．下列关于细胞核的结构与功能的叙述不正确的是(

)A．多利羊的产生证明了动物细胞具有全能性B．除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核C．mRNA等大分子物质通过核孔进入细胞质而不能直接通过核膜，体现了核膜具有选择透过性D．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心第52页/共92页【解析】“多利”的产生只是证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性。【答案】A第53页/共92页第54页/共92页A．亲核蛋白进入细胞核由头部决定B．亲核蛋白进入细胞核不需要载体C．亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量D．亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同第55页/共92页【解析】本题考查核孔的功能，意在考查考生的识图分析能力和提取信息的能力。由图示可知，放射性亲核蛋白和放射性尾部均能从细胞质通过核孔进入细胞核中，而放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中，可见亲核蛋白进入细胞核是由放射性尾部决定的，A项错误。亲核蛋白通过核孔需要载体的协助并消耗能量，与葡萄糖进入红细胞的方式(协助扩散)不同，B、D项错误。【答案】C第56页/共92页1.实验原理(1)动物细胞没有细胞壁，选择动物细胞更易制备细胞膜。(2)动物细胞在清水(低渗溶液)中易吸水涨破，细胞内的物质流出，即可得到细胞膜。(3)哺乳动物红细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器，避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦，经离心即可得到较纯净的细胞膜。第57页/共92页第58页/共92页第59页/共92页(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？_________。(2)红细胞溶血后，溶出细胞外的主要物质应该是____，这种物质的特性是__________，因而使红细胞具有__________的功能。(3)“血影”的化学组成是__________、__________、__________，其中的脂质主要是指__________。(4)选取鸡的红细胞验证细胞膜具有磷脂双分子层结构可以吗？若选用鸡的红细胞会得到什么结论？为什么？_____。第60页/共92页(5)使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力(

)A．核酸酶 B．龙胆紫C．糖水解酶 D．双缩脲试剂【解析】

此题主要应从制备细胞膜的方法的角度来回答，同时需要结合细胞膜成分的相关知识。(1)制备细胞膜时应选用哺乳动物或人的成熟的红细胞，因为它没有细胞核和众多的细胞器，获取的膜即为细胞膜，排除了其他膜性物质的影响，降低了实验的难度，提高了实验的技巧和科学性。(2)细胞膜的成分、特性和功能是十分重要的知识，它充分说明了生物体成分的组成结构、结构决定功能、结构和功能相适应的特点。第61页/共92页【答案】(1)把红细胞放到清水里，细胞吸水涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到细胞膜了(2)血红蛋白在氧浓度高的地方易与氧结合，在氧浓度低的地方易与氧分离运输氧(3)脂质蛋白质糖类磷脂(4)不可以。若选用鸡的红细胞，则磷脂形成的单分子层面积大大超过膜面积的2倍。因为鸡红细胞内有细胞和各种细胞器(5)C第62页/共92页1.取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：(1)使红细胞分散开，不易凝集成块。(2)使红细胞暂时维持原有的形态。2．操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。3．滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。4．如果该实验过程在试管中进行，要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心，过滤才能成功。第63页/共92页第64页/共92页【解析】制备细胞膜选择的材料是哺乳动物成熟的红细胞，常采用差速离心法；研究细胞膜的主要成分利用化学分析法；研究分泌蛋白的合成与分泌利用放射性同位素标记法，实验中常用3H标记亮氨酸；观察DNA和RNA在细胞中的分布用甲基绿、吡罗红混合染色剂染色，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。【答案】C第65页/共92页2．科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是 (

)①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构②光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜③植物细胞的细胞膜较薄④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰A．①④

B．②③

C．②⑤

D．④⑤第66页/共92页【解析】制备较纯净的细胞膜时，要求所选材料的细胞容易破裂，同时不含各种细胞器膜，植物细胞不符合这两项要求。【答案】D第67页/共92页3．人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。①实验课题：________________________。②实验目的：利用化学试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。③实验原理：____________________________。④实验材料：细胞核核膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。第68页/共92页⑤实验步骤：第一步：取洁净的试管2支，编号为甲、乙；第二步：向甲试管中滴加2mL的细胞核核膜样液，___；第三步：________________________。⑥实验现象：___________________。⑦实验结论：___________________。第69页/共92页【答案】①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分③蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈现紫色⑤向乙试管中滴加2mL的蒸馏水向甲、乙两试管中各滴加等量的双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化⑥甲试管中液体变为紫色，乙试管中液体无颜色变化⑦细胞核核膜中含有蛋白质成分第70页/共92页第71页/共92页A．将细胞与外界环境分开B．控制物质进出细胞C．进行细胞间信息交流D．促进物质的运输【错因分析】错选B项和D项的原因主要是：(1)看图识图的能力不够。错误地认为激素分子进出血管就是细胞膜控制物质进出细胞或促进物质的运输。该图主要表达的是内分泌细胞分泌的激素作用于靶细胞的途径，而非激素的运输过程。(2)忽略了题干中的关键信息。该题干的关键信息是“细胞膜的功能”。第72页/共92页【正确解答】内分泌细胞和靶细胞间通过激素的交流体现的是细胞膜进行细胞间信息交流的作用。选C第73页/共92页第74页/共92页【解析】本题主要考查细胞膜的结构与功能的相关知识。细胞膜内外两侧的蛋白质功能有差异：细胞膜外侧的蛋白质常与识别、保护等作用有关，内侧的蛋白质常常为附着的一些酶等，由于功能上存在差异，蛋白质的种类也存在差异。载体蛋白属于跨膜蛋白质，它与被传递的分子特异结合使其透过细胞膜，因此，载体蛋白不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质，而是贯穿膜的蛋白质。【答案】D第75页/共92页第76页/共92页【解析】植物体细胞杂交中原生质体的融合包括细胞膜、细胞质和细胞核的融合；胰岛B细胞分泌胰岛素属于外排作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于内吞作用，都与细胞膜的物质运输有关；mRNA与游离核糖体的结合发生在细胞质中，与细胞膜的流动性无关。【答案】B。第77页/共92页第78页/共92页A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开B．②是所有生物遗传物质的载体C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换第79页/共92页【错因分析】错选C项和D项的原因主要是：易错选项错因分析C项对细胞核的结构及功能理解不透、思维混乱。由于在利用“核仁与核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质合成的场所”进行推理时，得出了错误的结论——“核仁与蛋白质的合成有关”，从而导致错选CD项受思维定势的影响。错误地认为核孔可以允许大分子进出，DNA和mRNA是生物大分子，因而其可以进出核孔。忽略了DNA作为遗传物质的相对稳定性第80页/共92页下列关于细胞核的叙述正确的是 (

)A．真核细胞的核膜上有多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行B．在电镜下观察原核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别第81页/共92页【解析】B项，原核细胞没有由核膜围成的细胞核，只有由裸露DNA分子构成的拟核，所以电子显微镜下观察不到核膜、核仁和染色体；C项，核孔是大分子进出细胞核的通道，如RNA，而脱氧核糖核酸即DNA，主要存在于细胞核，复制也是在细胞核，不必进入细胞质；D项，原核细胞除了没有核膜外，还没有由膜所围成的复杂的细胞器。【答案】A第82页/共