细胞膜与细胞核的结构和功能

细胞膜与细胞核的结构和功能 第三章 第1节细胞膜结构和功能(包括流动镶嵌模型) 第3节与细胞核的结构和功能 考纲要求 1.细胞膜的结构和功能 ? 2.细胞核的结构和功能 ? 复习要求: 1 .简述细胞膜的成分和功能，理解细胞膜在组成、结构和功能之间的关系 2.体验制备细胞膜的方法 3.认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 4.简述细胞核的结构与功能 及相关实验设计分析，解释细胞是一个统一的整体 考点一;细胞膜的结构和功能 注:细胞破裂后，用什么方法才能获得较纯的‎‎细胞膜? 结构模型P68: 想一想:为什么脂溶 性物质容易透过细胞膜， 不溶于脂质的物质通过却 十分困难, 答:因为组成细胞膜的主 要成分中有磷脂，细胞膜 以磷脂双分子层为基‎‎本支 架。 [解惑] 植物细胞最外层是细胞壁， 其主要成是 。 功能是 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 。 1 考点突破 一、关于细胞膜的组成成分 1. 不同种类的细胞，细胞膜的组成成分及含量完全相同吗, ?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。 ?功能越复杂的细胞膜～其蛋白质种类和数量越多。这体现了细胞的结构和功能相适应的特点。 【特别提示】～细胞膜上蛋白质种类很多如具有运输作用的载体蛋白、有识别作用的糖蛋白、接 受信号的受体、起催化作用的酶及体现特异性的抗原等。 2.细胞膜的成分是固定不变的吗, 如细胞癌变过程中，细胞膜的组分会发生变化，如 减少。产生 (AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质～医院里经常利用这一点检测体内是否产生了癌细胞。 (P41) 二、.生物膜结构的探索历程P65--67 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 . 红细胞膜中脂质铺展成单分子层1925年 细胞膜中的脂质分子 . 后是红细胞表面积的2倍 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—罗伯特森认为生物膜由蛋白‎‎质—________—蛋白质三层结构构1959年 暗三层结构 成。( 静态模型) 1970年 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有________ 1972年 桑格和尼克森提出了生物膜‎‎的 . 【注意】1..磷脂分子是构成生物膜的重要成分，其结构示意图(如右图)。 (1)组成磷脂分子的元素有 。 (2)单层磷脂分子层水界面排列如下图，请完善搅拌后的图。 2.生物膜的流动镶嵌模型 (1)细胞膜中的脂质除磷脂外～还有胆 固醇。 (2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的 外表面。糖蛋白与细胞识别、细胞间的信【解惑】. 所有的生物膜都具有糖蛋白吗, 息交流有密切联系。 ,1,糖蛋白的位置: 。所以根据糖蛋白的位置判断细胞膜的外侧和内侧 (3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分,2,细胞识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白(糖被)。细胞膜外表面上有少量的糖类与蛋白质 布的～而是呈不对称性分布。 结合形成糖蛋白～完成细胞间信息传递功能～而细胞内的膜,细胞器膜～核膜,由于不需要进行 细胞间的信息传递～因此含有糖类很少或不含有糖类。所以～糖蛋白的含量可以作为区分细胞膜和其他生物膜的一个依据 三(细胞膜的结构特点和功能特点 答:(1)结构特点——具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可运动 的。【 例子:白细胞吞病菌、胞吞和胞吐 、 膜融合、质壁分离】 功能特性——选择透过性，原因是膜上 的种类和数量不同。 (2)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。 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。 【特别提示】?只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。?膜的流动性受温度影响，在一定温度范围 2 内，随温度升高，膜的流动性增强 例1(下列有关细胞膜制备及观察的叙述，正确的是( ) A(家鸡的红细胞是最佳的实验材料 B(若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用蛋白酶去除细胞壁 C(制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取 D(可以用高倍镜直接进行观察 例2下列关于细胞膜的叙述，不正确的是 A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同 C、组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富 D癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关 例3 .下列不属于细胞膜功能的是 ( ) A .控制物质进出细胞B .将胰岛B细胞形成的胰岛素分泌到胰岛B细胞外 C .能够合成神经递质D .作为系统的边界，维持细胞内部环境的稳定 例4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.人成熟红细胞 例5.(2014?天津联考)下图是某生物细胞中某结构的亚显微结构 模式图，图中A所示的这类物质在细胞膜上可能具有的功能是 ?能作为载体蛋白，起物质运输作用?能作为酶，催化发生在膜 上的化学反应 ?能作为受体，接受膜表面的化学信息?能作为细胞表面的标 志，被其他细胞识别 A.??? B.??? C.?? D.???? 例6.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 考点二，细胞核的结构和功能 细胞核的亚显微结构 注:核孔是大分子(如RNA、蛋白质) 物质出入细胞核的通道 功能:细胞核是 ，是细胞 和 的控制中心。 考点突破 1.物质进出细胞核都必须通过图中?吗,为什么, 核孔是大分子物质出入细胞核的通道。小分子物质出入细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔 。核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。 2.染色质和染色体的关系: 3.核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，代谢旺盛，蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。 4.核膜、核仁和染色体在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建。 提示 (1)细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。 (2)并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核。 3 例7.下列关于细胞核的叙述正确的是( ) A.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 B.在显微镜下观察分裂间期的真核细胞，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 例8.(2009?山东)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细 胞中核孔数目最少的是 A(胰岛细胞 B(造血干细胞 C(浆细胞 D(口腔上皮细胞 如图，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评例9. 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(该实验证明了细胞质是遗传的控制中心 例10.(细胞核功能分析)右图是用动物受精卵所做的实验，下列说法不正确的 是( ) A.提取受精卵的核单独培养不久就退 化，说明细胞核离开细胞质不能生存 B.把去掉核的细胞单独培养不久消失，说明细胞质离开细胞核则不能生存 C.该实验说明只要保持细胞核的完整性，细胞就能正常地进行生命活动 D.细胞核是细胞代谢的控制中心 本节目标回扣 1，细胞膜: (1)制备 【注:材料及原因 提纯方法】 (2)组成成分 【注:膜上蛋白质的作用】 (3)流动镶嵌模型的内容,【特别注意 :糖蛋白的位置、作用】 生物膜的结构特点和功能特点及原因,二者关系, (4)细胞膜的功能 【必须准确记忆，第3点的例子一定要记住】 (5)考点突破 2.细胞核 (1)亚显微结构及相应功能 (2)功能【准确记忆】 (3)考点突破内容 注意教材伞澡嫁接实验 网络构建: 细胞膜成分、结构及功能网络 4 课堂检测 1、下列元素中最可能构成细胞膜的一组是 A C、H、O B C、H、O、N C C、H、O、Fe D C、H、O、N、P 2(下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是( ) A(细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类 B(细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂 C(脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要多 D(细胞膜中不仅含有磷脂，还有少量的胆固醇 3(下列说法正确的是( ) A(细胞间的信息传递与膜上蛋白质关系密切 B(细胞膜上的蛋白质只能识别蛋白质 C(细胞间的信息传递依赖于磷脂分子 D(细胞间的识别是通过彼此细胞膜上的磷脂分子相互融合实现的 4(下列有关膜结构中蛋白质具有特异性的叙述错误的是( ) A(均与物质转运有关 B(能与某些糖结合，形成细胞与细胞间联络的文字 C(与神经递质结合，引起神经细胞的兴奋或抑制D(膜蛋白的结构具有特异性 5(下列关于生物膜的叙述，不正确的是( ) A(细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变B(膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础 (生物膜可以直接或间接相互转化 D(分泌蛋白合成越旺盛的细胞‎‎，其高尔基体膜成分的更新速度越快 C 6、在动物细胞工程中，灭活的病毒能使两种动物细胞融合，因为灭活的病毒表面的糖蛋白与细胞膜的哪种物质发生作用 A、磷脂分子 B、蛋白质分子 C、糖蛋白 D、载体蛋白 7、维生素D比水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为 A、细胞膜以磷脂双分子层作基本骨架 B、磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质 C、细胞膜是选择性透过膜 D、细胞膜的结构特点是具有一定的流动 8 .下列关于细胞膜控制物质进出细胞的功能的表述中，不正确的是( ) A .细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞 B .细胞合成的物质如抗体、激素等可以分泌到细胞外 C .细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外 D .环境中对细胞有害的物质不能进入细胞 9 .下列不属于细胞间信息交流实例的是( ) A .胰岛B细胞产生的胰岛素通过血液运输到肝脏，与肝细胞膜表面的受体结合 B .吞噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将抗原呈递给T细胞 C .高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流 D .细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递 10 .下列有关细胞核的叙述，正确的是( ) A .是细胞新陈代谢的主要场所 B .是细胞代谢和遗传的控制中心 C .DNA和RNA主要存在于细胞核中 D .没有细胞核的细胞是不能存活的 11.一同学将右图乙伞藻的细胞核与伞帽去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则存活下来的‎‎乙伞藻其外形是 5 12 .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 13 .阅读材料:?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。?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 14.实验探究 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膜中含有蛋白质成分。 (1)实验课题: (2)实验目的:利用化学试学试剂检测细胞膜中的蛋白质成分。 (3)实验原理: (4)实验材料:细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。 (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2 mL的细胞膜样液 第三步: 实验现象: 实验结论: 评价:双缩脲试剂A液和B液混合后加入细胞膜样液，同样会产生紫色反应，你赞成吗, 课后延伸 一、选择题(包括12个小题，每个小题4分，共48分) 1.(2014?衡阳模拟)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是 ( ) A.细胞膜的糖蛋白在细胞间具有识别作用 B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 D.载体蛋白是镶嵌在细胞膜内外表面的蛋白质 2.(2014?银川模拟)科学家用丙酮从细胞中提取全部的脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积是原细胞表面积的二倍，此细胞可能是 ( ) A.人的肝脏细胞 B.蛙的红细胞 C.酵母菌细胞 D.大肠杆菌细胞 3.生物体中有特殊的两类细胞:有质无核，如人成熟的红细胞;有核无质，如精子。这两类细胞经研究发现其寿命都很短，这一事实体现了 ( ) 6 A.环境因素的影响 B.功能对寿命的影响 C.遗传因素的影响 D.核、质的相互依存关系 4.(2014?聊城模拟)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 ( ) ?植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构?光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜 ?植物细胞的细胞膜较薄?植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐 ?植物细胞内会有其他膜结构干扰 A.?? B.?? C.?? D.?? 5.细胞核是细胞结构中最重要的部分，有关细胞核的叙述不正确的是 ( ) A.细胞核是具有双层膜的结构B.衰老细胞的细胞核体积增大，染色质固缩 C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D.细胞核是细胞新陈代谢的主要场所 6.性激素是一种固醇类物质，它可以优先通过细胞膜扩散到细胞内部，这主要与细胞的哪项结构有‎‎关 ( ) A.? B.? C.? D.?? 7.(2014?四平模拟)下列各项中，没有直接涉及细胞间信息交流的是 ( ) A.精子与卵细胞的结合 B.兴奋在神经元之间传递 C.吞噬细胞吞噬细菌 D.核糖体上合成分泌蛋白 8.(2014?天水模拟)若用哺乳动物成熟的红细胞获取细胞膜，可用来处理细胞的试剂是 ( ) 蛋白酶 C.磷脂酶 D.清水 A.10%盐酸 B. 9.(2014?安庆模拟)研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。 上述材料体现了细胞膜的哪项功能 ( ) A.细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂 B.细胞膜作为系统的边界，严格控制物质‎‎进出细胞 C.细胞膜具有信息交流的功能 D.细胞膜的组成成分主要为磷‎‎脂和蛋白质 10.(2014?赣州模拟)下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是 ( ) A.细胞核行使遗传功能的结构是染色质 B.与浆细胞比较，口腔上皮细胞‎‎的核孔数量较多 C.核孔是生物大分子选择性进出的通道 D.核仁与细胞内核糖体的形成有关 11.(2014?北京模拟)如图为细胞间信息传递的几种模式示意图，下列有关叙述错误的是 ( ) A.细胞1与靶细胞间的信息传递是依靠细胞1分泌的化学物质完成的 B.细胞3与细胞2间信息交流的方式与细胞1与靶细胞间的信息交流方式完全不同 C.细胞分泌的化学物质与靶细胞进行信息识别的结构基础是靶细胞表面的受体蛋白 D.若细胞4是效应T细胞，则其与靶细胞是通过细胞膜直接接触传递信息的 12.(能力挑战题)细胞核具有什么功能,科学家通过下列实验(见图)进行探 究:?用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂;?b部分分裂到16,32个细胞时，将一部分细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，发育成胚胎。下列叙述中，不正确的是 ( ) 7 A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关 B.实验?中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组 C.实验?中，a部分的操作与实验?中的形成对照 D.实验说明细胞的寿命与细胞核有关.生物膜在生命活动中发挥着非常重要的作用。 13下图所示的过程不能体现的是 ( ) A.具有信息传递功能 B.具有一定的流动性 C.具有排泄功能 D.具有物质运输功能 二、非选择题(包括3个小题，共52分) 13.(14分)阅读下列材料，回答问题: 科学家在进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物或人的成熟红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象，一些物质溶出，再将溶出细胞外的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气—水界面上铺展成单分子层。 (1)选用哺乳动物或人的成熟红细胞作为实验材料的原因是它 ______________ _________________________________________________________________ 。 (2)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象, _________________________________________________________________。 (3)科学家将膜结构中的脂质分子提取出来，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)红细胞溶血后，其“血影”的化学组成是 、 、 。其中的脂质主要是指 _。 (5)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,为什么, ____ 。 (6)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 14.(20分)如图是细胞间的三种信息交流方式，请据图分析回答下列问题: (1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随? 到达全身各处，与靶细胞表面的? 结合，将信息传递给靶细胞。 (2)图B表示通过相邻两细胞的 ，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中?表示 ，请举例_________________ 。 (3)图C表示相邻两植物细胞之间形成 ，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中?表示 。 (4)在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与 有关。 8 15.(18分)(能力挑战题)细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。 请依据所提供的材料，回答下列问题: 材料1:伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图)，现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。 (1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是 _______________________________________________________________ (2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这能说明核、质之间的关系是: 材料2:当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积与细胞质的体积比值太小时，细胞就会发生分裂;反之，就不会发生分裂。并且还做了如下实验:在伞已经长出、核将要分裂时，将伞切去，核的分裂就受到抑制，直到新的伞再生出来，核才恢复分裂。 (3)请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，进一步证明上述假说。 9