2016届高三生物一轮复习精讲精练第4讲细胞膜和细胞核

第4讲细胞膜和细胞核一、细胞膜的结构和功能1．分子组成及结构特点(1)结构特点：具有一定的流动性。(2)原因：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的。[辨析]糖蛋白分布在膜的外表面，细胞内外的信息交流主要与膜外侧的糖蛋白有关。可根据糖蛋白的分布，判断细胞膜的内外侧。[解惑](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)细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少，则在细胞膜上产生甲胎蛋白(HFP)和癌胚抗原(CEA)等物质。2．功能(1)细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开，维持了细胞自身的相对稳定，具有保护作用。(2)细胞主要通过细胞膜有选择地从周围环境中获取养料，排出代谢废物，不断地与周围环境进行物质交换。(3)可进行细胞间的信息交流(主要与糖蛋白有关)。[思考]细胞膜的结构特点和功能特点各是什么？二者有何关系？提示细胞膜的结构特点是流动性，功能特点是选择透过性，前者是后者的基础。二、细胞壁的成分和功能[判一判]1．细胞壁是植物细胞特有的结构(×)2．用纤维素酶能破坏植物细胞和细菌的细胞壁(×)3．植物细胞壁维持着细胞的正常形态，具有支持和保护的功能(√)[解惑]植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。三、细胞核的结构和功能[判一判]1．用特定的染液如甲基绿—派洛宁染液可将细胞质中的RNA和细胞核中的DNA显现出来(√)2．DNA只存在于细胞核中，RNA只分布于细胞质中(×)3．不同类型的真核细胞，其细胞核的形态、大小、位置不同，但数量均为1个(×)4．信使RNA和蛋白质出入细胞核需要穿过两层膜，四层磷脂分子(×)5．因核糖体RNA来自核仁，所以在蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁常较大(√)6．染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态，易被碱性材料染成深色(√)7．细胞核是储存和复制遗传物质DNA的主要场所(√)8．细胞核不仅是细胞遗传特性的控制中心，也是细胞代谢活动的控制中心(√)考点一分析细胞膜的成分、结构特点及功能特性的鉴定1.磷脂分子是构成生物膜的重要成分，其结构示意图(如下图)。(1)由图可知组成磷脂分子的元素有C、H、O、N、P。(2)若单层磷脂分子层水界面排列如下图，请完善搅拌后的图。2．完善细胞膜成分、结构及功能网络图并思考。(1)流动性和选择透过性的原理分别是什么？答案流动性的原理：构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性的原理：膜上的载体蛋白的种类和数量。(2)二者之间的区别和联系分别是什么？答案①区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。②联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。3．有关细胞膜的成分及功能特性的实验探究或鉴定。(1)组成成分的鉴定①实验：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。②实验：用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏；制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定，结果呈现紫色。则都说明细胞膜中含有蛋白质成分。③实验：从细胞膜中提取某种物质，经非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；加入斐林试剂并加热出现砖红色沉淀，则说明该物质为糖蛋白。(2)结构及结构特点的鉴定①实验：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。②实验：采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。上述实验现象可说明：细胞膜具有一定的流动性。(3)功能及功能特性的鉴定①实验：将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。②实验：利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子，对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。该实验可用于验证细胞膜具有选择透过性。易错警示(1)物质跨膜运输时穿膜层数的计算生物膜包括2层磷脂分子，如果通过1层生物膜就是2层磷脂分子，而穿过1个细胞就必须穿过2层生物膜、4层磷脂分子。(2)进行细胞间信息交流①通过传递信息，如图②通过细胞膜直接接触传递信息，如图③通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。如图1.如图为细胞的膜结构示意图。下列叙述错误的是()A．细胞膜中的①与细胞识别有关B．细胞膜中的②与细胞的选择吸收有关C．线粒体内膜中的②与ATP的合成有关D．叶绿体类囊体薄膜中的②的活性与温度有关2．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变紫。其主要原因是()A．细胞壁在加温过程中受到破坏B．水温升高，花青素的溶解度加大C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用D．加温使水中的化学物质发生了反应[互动探究](1)若将题干中的清水改为一定量的盐酸，现象是否相同？(2)若将萝卜块根细胞放入浓度较低的蔗糖溶液中，蔗糖分子能否进入液泡？提示(1)相同(2)不能细胞膜的选择透过性——植物对无机盐的吸收1．思路2．结果与结论同一植物对不同离子吸收情况不同，不同植物对同一离子吸收情况不同→细胞膜对离子吸收具有选择透过性。考点二聚焦细胞核的结构1．比较染色质与染色体名称项目染色质染色体同种物质[来源:Zxxk.Com][来源:学§科§网Z§X§X§K]成分相同[来源:Z+xx+k.Com]主要成分是蛋白质和DNA[来源:学_科_网][来源:学科网ZXXK]特性相同易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色功能相同遗传物质的主要载体不同时期分裂间期分裂期不同形态细长的丝状圆柱状或杆状相互转化染色质高度螺旋化、缩短、变粗解螺旋、成为细丝状染色体(间期、末期)(前期、中期、后期)2.核仁、核膜在细胞周期中的变化在细胞分裂前期消失，末期重现；原核生物无核膜、核仁。易错警示与细胞核结构有关的6个提醒(1)核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然是具有选择性的，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。(2)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。(3)核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。(4)并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。(5)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。(6)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。3．下列有关细胞核的叙述，正确的是()A．①②是由DNA和蛋白质组成的链状结构，在细胞周期中发生周期性变化B．③是由2层磷脂分子组成的C．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、信使RNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔才能进出细胞核D．⑤是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所4.如图是细胞核的结构模式图。下列关于其结构及功能的叙述正确的是()A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开B．②是遗传物质DNA和RNA的载体C．③与蛋白质的合成直接有关D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质代谢旺盛的细胞的特点1．自由水含量相对较高。2．细胞膜上蛋白质含量和种类较多。3．核质之间物质交换频繁，核孔数量多。4．蛋白质合成旺盛，核仁较大。考点三探究细胞核的功能1．实验1：黑白美西螈核移植实验(1)实验过程(2)实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。(3)实验分析：本实验中有无对照？若无，则该如何设计？答案无对照组。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。2．实验2：蝾螈受精卵横缢实验(1)实验过程(2)实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。(3)实验分析：本实验的对照类型有哪几种？答案既有相互对照，又有自身前后对照。3．实验3：变形虫切割实验(1)实验过程(2)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。(3)实验分析：本实验的对照类型有哪几种？答案既有相互对照，又有自身前后对照。4．实验4：伞藻嫁接与核移植实验(1)伞藻嫁接实验过程(2)伞藻核移植实验过程(3)实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。(4)实验分析：设计伞藻核移植实验有什么作用？答案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。5．伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10厘米。生物学上常用它来研究细胞的有关功能。如图是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下各题。(1)嫁接实验的结果可以说明什么？________________________________________________________________________。(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？______________________________。说出你的理由：______________________________。(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用：________________________________________________________________________。(4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)：①______________；②____________。6.如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是()A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同“六看”法解答实验评价题在解答实验评价题时，以实验原则为依据，做到“六看”：一看实验是否遵循单一变量原则，二看有无对照及对照设置是否合理；三看方案是否可操作、实验步骤是否完整、操作顺序是否合理；四看实验材料、仪器和药剂选择与使用是否合理；五看实验结果的预期是否合理；六看实验结论是否来源于实验现象及数据。1．细胞膜成分的比较成分在细胞膜构成中的作用所占比例蛋白质蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用约40%脂质磷脂是构成细胞膜的重要成分，在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架约50%糖类与细胞膜上的蛋白质结合成糖蛋白，分布在细胞膜的外表面，参与细胞间的识别作用2%～10%2.细胞间信息交流类型分析多细胞生物体内的各个细胞不是孤立的，它们之间必须保持功能的协调，这种协调既依赖于细胞间物质和能量的交换，也依赖于细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式如下表所示：比较通过“信息分子”完成间接交流两细胞间直接交流经特殊通道交流信息分子方式通过体液的作用来完成的间接交流相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞细胞相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，即细胞细胞图解过程或实例内分泌细胞激素体液靶细胞受体靶细胞精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞间的识别高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流3.细胞膜的流动性和选择透过性比较细胞膜的流动性细胞膜的选择透过性原因及表现构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都能进行相对运动，导致细胞膜的结构具有一定的流动性。例如细胞的外排作用和内吞作用及载体蛋白的运动等是指细胞膜对进出细胞的物质具有一定的选择性，主要表现为：水分子可以自由通过，被选择吸收的离子和小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过影响因素主要是温度主要是载体蛋白的种类和数量二者关系流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换