2021高考生物一轮复习第二单元细胞的结构和物质的输入和输出第5讲细胞膜和细胞核学案新人教版

-1-第5讲细胞膜和细胞核最新考纲高频考点核心素养1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)2．细胞核的结构和功能(Ⅱ)1.细胞膜的结构与功能2．细胞核的结构与功能1.生命观念——通过对细胞膜和细胞核结构和功能的复习，建立起整体观念和细胞结构与功能相适应的观点2．科学探究——通过对细胞膜组成和功能的实验探究，以及细胞核功能的实验分析，掌握实验设计的对照原则和荧光标记技术考点1细胞膜的成分、结构和功能1．细胞膜的制备(1)(2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。(3)选材原因①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。②无细胞壁，细胞易吸水涨破。2．细胞膜的成分和功能(1)细胞膜的成分①成分脂质约磷脂主要胆固醇动物细胞膜具有蛋白质约：与细胞膜功能密切相关糖类～②特点：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。(2)细胞膜的功能①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。②控制物质进出细胞。③进行细胞间信息交流。a．间接交流：细胞分泌的化学物质(如激素)随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体(本质：糖蛋白)结合，将信息传递给靶细胞。-2-b．直接接触：相邻两个细胞的细胞膜直接接触，从而传递信息。例如精子和卵细胞之间的识别与结合。c．形成通道交流信息：例如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，交流信息。3．生物膜的结构(1)生物膜结构的探索历程(2)生物膜的结构①结构模型②基本内容-3-生物膜磷脂双分子层构成基本支架，如图中a蛋白质镶在a的表面，如图中b部分或全部嵌入a中，如图中c有的贯穿于整个a中，如图中d③糖被分布：位于细胞膜的外表面主要成分：糖蛋白功能：保护、润滑、细胞识别等(3)结构特点：流动性①原因：膜结构中的磷脂双分子层和大多数蛋白质是可以运动的。②影响因素：主要受温度影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，则导致膜的结构被破坏。(4)功能特点：选择透过性原因：遗传物质决定了载体蛋白的种类和数量，从而也决定了生物膜的选择透过性。(5)细胞膜的流动性和选择透过性的关系①区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜生理功能方面的特性。②联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。巧学助记巧记细胞膜“一、二、三”-4-4．细胞壁(1)存在部位：植物细胞的最外层，细胞膜外面。(2)主要成分：纤维素和果胶。(3)主要功能：对植物细胞起保护和支持作用。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．糖类在细胞膜上以糖脂和糖蛋白的形式存在，且糖蛋白只分布在膜外侧。(√)2．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(×)3．在细胞膜的控制下，环境中的有害物质不能进入细胞。(×)4．磷脂分子以亲水性头部相对的方式构成磷脂双分子层。(×)5．细胞膜的结构特点是具有选择透过性。(×)6．同一生物个体的细胞膜中蛋白质种类和数目相同。(×)观察下列图示，写出三个图的信息交流类型，请思考：-5-(1)图Ⅰ～Ⅲ分别通过何种方式实现信息交流？(2)效应T细胞识别靶细胞、淋巴因子对B细胞的调节，分别属于哪种方式？植物微管束之间的胞间连丝与上述哪类方式吻合？提示：(1)图Ⅰ细胞分泌的化学物质(如激素)通过体液运输传递信息；图Ⅱ通过细胞膜直接接触(如精子和卵细胞)传递信息；图Ⅲ通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。(2)图Ⅱ方式、图Ⅰ方式。图Ⅲ方式。【深挖教材】(必修1P41“与生活的联系”)癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。1．利用网络图构建细胞膜成分、结构与功能之间的联系(1)不同细胞膜的成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。-6-(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)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，二者都与细胞识别作用有关。(4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链的位置是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。2．细胞膜的三大功能3.细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计项目设计思路组成成分鉴定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分子。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细胞膜磷脂双分子层的鉴定提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层占有面积，与细胞膜面积对比分析细胞膜流动性的鉴定取A、B两种动物细胞，分别用红、绿色荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况细胞膜识别作用探究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细胞膜控制物质进出细胞探究①可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化；②将种子切开，放入红墨水中，胚部-7-分不被染红，而胚乳部分被染红●考向突破1细胞膜的成分、结构1．(2019·浙江选考)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示，①～④表示其中的物质。下列叙述正确的是(D)A．①在细胞膜的内外侧均有分布，与细胞间的识别有关B．②可自发形成双层结构，与核糖体的形成有关C．③分布于细胞膜中，能催化细胞膜中发生的生化反应D．④有脂溶性和水溶性两部分，可控制某些离子出入细胞解析：本题主要考查细胞膜流动镶嵌模型。①糖蛋白分布在细胞膜的外侧，与细胞间的识别有关，A错误；核糖体的形成与核仁有关，与磷脂分子无关，B错误；③是胆固醇，分布于细胞膜中，但不具有催化功能，C错误；④蛋白质有脂溶性和水溶性两部分，作为载体时，可控制某些离子出入细胞，D正确。2．(2020·湖北黄梅模拟)下列叙述中，错误的是(D)A．生物膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的B．原核细胞没有生物膜系统，真核细胞具有生物膜系统C．植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁D．吞噬细胞吞噬病菌体现了细胞膜的功能特点解析：本题主要考查细胞膜的功能特点及生物膜系统。磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子，是生物膜的主要成分之一，A正确；生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成，原核生物只有细胞膜，没有细胞器膜和核膜，故没有生物膜系统，真核细胞具有细胞膜、细胞器膜和核膜，故具有生物膜系统，B正确；植物细胞壁具有全透性，细胞膜具有选择透过性，-8-因此，植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁，C正确；吞噬细胞吞噬病菌依赖于细胞膜的流动性，这体现了细胞膜的结构特点，D错误。3．(2020·福建龙岩模拟)下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验，不正确的是(D)A．用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏B．用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解C．比较脂溶性物质与非脂溶性物质透过细胞膜的速率D．欧文顿提取了细胞膜并证明了膜是由脂质组成的解析：本题主要考查细胞膜的组成成分。磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏，A正确；磷脂属于脂质，用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解，B正确；根据相似相溶的原理，一般脂溶性物质比非脂溶性物质更容易透过细胞膜，C正确；19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出膜是由脂质组成的，但后人证明细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，D错误。归纳提升细胞膜的成分、结构及功能的关系细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的，保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是膜的流动性和选择透过性。●考向突破2细胞膜的功能4．(2020·广西河池月考)下列关于细胞的信息分子以及细胞间信息交流的叙述，正确的是(D)A．信息分子可直接参与靶器官和靶细胞内的多种生理过程-9-B．细胞间信息交流都需要依赖细胞膜上的糖蛋白才能实现C．胰岛素、性激素可作为信息分子，其受体均在细胞膜上D．精子和卵细胞之间的识别和结合是通过直接接触实现的解析：本题主要考查细胞间的信息交流。信息分子起调节作用，并不直接参与靶器官和靶细胞内的生理过程，A错误；高等植物细胞间的信息交流可通过胞间连丝来实现，不一定依赖细胞膜上糖蛋白的参与，B错误；胰岛素、性激素可作为信息分子，其中胰岛素的受体在细胞膜上，而性激素的受体在细胞内，C错误；精子和卵细胞之间的识别和结合是通过直接接触实现的，D正确。5．(2020·新疆乌鲁木齐一中质检)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能，下列关于膜蛋白的叙述，错误的是(B)A．位于突触后膜的受体蛋白，能识别并结合特定神经递质B．位于靶细胞膜上的受体蛋白，只能识别并结合特定的激素分子C．位于细胞膜上的载体蛋白，能够协助一些物质跨膜运输D．位于异体组织细胞膜表面的蛋白质，能引起特异性免疫反应解析：本题主要考查不同种类的膜蛋白的功能。突触前膜释放的神经递质可以与突触后膜上的受体特异性结合，A正确；位于靶细胞膜上的受体蛋白，只能识别并结合特定的信息分子，如激素、神经递质等，B错误；葡萄糖、氨基酸、钾离子等进入细胞需要细胞膜上载体蛋白的协助，C正确；位于异体组织细胞膜表面的蛋白质，进入机体后，作为抗原能引起特异性免疫反应，D正确。6．(2020·安徽六安模拟)关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是(C)A．信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性B．与不同激素分子结合的受体是不同的C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同D．细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关解析：本题主要考查细胞间的信息交流。靶细胞上起识别作用的物质是糖蛋白，糖蛋白识别信号分子具有专一性，A正确；细胞分泌的激素，与靶细胞细胞膜表面的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞，所以与不同激素分子结合的受体是不同的，B正确，C错误；细胞膜的功能之一是进行细胞间的信息交流，而细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关，D正确。整合提升五种常考的“膜蛋白”及其功能-10-●考向突破3与细胞膜有关的实验探究7．(2020·黑龙江大庆实验中学模拟)对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点；②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)；③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是(A)A．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合C．细胞膜具有流动性D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率解析：本题主要结合荧光标记实验考查细胞膜的结构特性。该实验过程中并没有发生物质的跨膜运输，所以从荧光恢复的速率无法推算出物质跨膜运输的速率，A错误；用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点，说明荧光染料能与细胞膜上的某种组成成分结合，B正确；据题意可知，用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域的荧光淬灭后会逐-11-渐恢复，说明被荧光标记的某种化学成分在运动，证明细胞膜具有流动性，C正确；可以根据从荧光消失到恢复的时间计算出荧光恢复的速率，同时也可以根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，D正确。8．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照