高考生物一轮复习必修1第3章第1、3节细胞膜的结构和功能、细胞核的结构和功能课件
展开考点一 细胞膜的功能和成分
1.细胞膜的功能(也称质膜,是细胞的边界)。(1)将________与外界环境分隔开。
(2)控制________________。
(3)进行___________________。
(1)对细胞膜成分的探索。
细胞膜可能还附有蛋白质
3.细胞膜的结构。(1)生物膜结构的探索历程。
②结构模型(流动镶嵌模型)。
(3)功能特点:______________。
①表现:水分子、被选择的离子和小分子__________,大分
子、不被选择的离子和小分子__________。
②原因:遗传性―→结构基础:_________________________
_______________________―→选择性。
转运蛋白种类、数量或转
④影响因素。内因:膜上蛋白质的种类和数量不同;外因:温度、pH、O2 浓度等。
③实例:植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K+的吸收和
考点二 细胞核的结构和功能1.细胞核的功能探究。(1)黑白美西螈核移植实验。
②实验结论:__________________________________。
③实验分析: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中进行培养作为对照,增强实验的说服力。
美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验。
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
②实验结论:______________________________________。③实验分析:该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自身前后对照(对无核者重新挤入核)。
(3)变形虫切割实验。
变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反
②实验结论:__________________________________________________________________。③实验分析:该实验既有相互对照(无核与有核对照),又有自
身前后对照(进行核移植)。
应等生命活动受细胞核控制
(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:___________________________________。证明细胞核是遗传的控制中心。④实验分析: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。
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
2.细胞核的结构与功能。
(2)功能:①是遗传物质储存和复制的主要场所,是_______________;②是细胞________________的控制中心。
(1)核膜和核孔都具有选择性。
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。小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的,而不通过核孔。
(2)核仁不是遗传物质的储存场所。
核仁参与 rRNA 的合成及核糖体的形成,细胞核中的遗传物
质分布于染色体(染色质)上。
(3)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。
核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强度有关,如代谢旺盛、
蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。
【基础测评】1.易错诊断(1)用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标
(2)细胞膜内部是磷脂分子的疏水端,水分子不能自由通过。
)(3)细胞产生的激素与靶细胞上相应受体结合可实现细胞间的
(4)哺乳动物成熟红细胞中的核孔数量少,因此该细胞核质间
(5)核仁中的遗传物质控制着细胞的代谢和遗传。(
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜
蛋白功能,对其类型判断错误的是(
3.胞间连丝常见于某些高等植物细胞之间。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的,其结构如图。下列说法错
A.胞间连丝是细胞间物质运输和信息交流通道B.相邻植物细胞间的胞间连丝是可以流动的C.胞间连丝主要的化学成分是纤维素和果胶D.胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成结构上的联系答案:C
4.(2022 年广东高考)拟南芥 HPR1 蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助 mRNA 转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的
突变型细胞中,有更多 mRNA 分布于(
A.细胞核C.高尔基体答案:A
考向 1 细胞膜的结构和功能分析
[典例 1](2022 年河北高考)关于细胞膜的叙述,错误的是(A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
解析:细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,如囊泡运输蛋白质,A 正确。在细胞膜上,有蛋白质起载体作用,参与运输过程,协助离子跨膜运输,B 正确。蛋白质在细胞膜上的位置有三种,镶在磷脂双分子层表面、嵌入磷脂双分子层、贯穿于磷脂双分子层,并不是均匀地分散在脂质中,C 错误。细胞膜上多种蛋白质与糖类结合,形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系,参与细胞间的信息交流,D 正确。
(1)受体蛋白:信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体。(2)转运蛋白:协助跨膜运输(载体蛋白和通道蛋白)。
(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还存在 ATP 水解酶(催化 ATP 水解,用于主动运输等)。
(4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细
胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
【考向集训】1.(2023 年广东联考)荣归广东深圳的青年科学家颜宁攻克了膜蛋白研究领域 50 年不解的科学难题,在人类治疗癌症与糖尿病
的征程中迈出了关键的一步。下列有关说法错误的是(
A.生物膜功能不同主要与蛋白质的种类和数量有关B.细胞膜上的蛋白质具有运输、识别和催化等功能C.叶绿体内膜上含有催化合成 NADPH 和 ATP 的酶D.物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程需要膜蛋白参与
解析:生物膜的功能主要与蛋白质的种类和数量有关,蛋白质是生物膜功能的主要承担者,A 正确。细胞膜上的蛋白质具有运输(如通道蛋白)、识别(糖蛋白)和催化(ATP 水解酶)等功能,B正确。叶绿体内膜上不含催化合成NADPH和ATP(光反应的产物)的酶,这些酶分布在类囊体薄膜上, C 错误。 物质通过胞吞和胞吐过程进出细胞需要细胞膜上蛋白质的识别作用,因此需要膜蛋白的参与,D 正确。
考向 2 与细胞膜有关的实验探究
[典例 2](2023 年山东济南入学考试)学者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使膜发出荧光,再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。一段时间后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如图 1。检测被激光照射的区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线,如图 2。回答下列问题。
(1)细胞膜以__________为基本支架,此外还含有蛋白质等成分,实验中通常对膜蛋白进行荧光标记。
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光得以恢复,推测其可能的原因:①被漂白区域内细胞膜成分分子带有的荧光染料的荧光会_______________;②被漂白区域内外的细胞膜成分分子_____________________________。
(3)研究发现,如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,使膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,漂白区域荧光恢复所需的时间缩短,说明胆固醇对组成细胞膜成分分子的运动具有________(填“促进”或“限制”)作用,该结果________(填“支持”或“不支持”)推测②。此项研究说明细胞膜具有________性。
(4)最终漂白区域恢复的荧光强度比初始强度低,推测可能的原因:①荧光染料的荧光强度会随着时间流逝自主__________;②漂白区域外某些被荧光染料标记的分子处于__________ 的状态。若要证明推测①的成立,可以设计一个对照组,该组用荧光染料对细胞膜进行相同的处理,再对细胞膜上某一区域进行高强度激光照射,同时______________________________,预期结果是____________________________________。
解析:(1)细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,此外还含有蛋白质和糖类等成分。(2)细胞膜上被漂白区域的荧光得以恢复,可能的原因有,①被漂白区域内细胞膜成分分子上带有的荧光染料的荧光会自行恢复;②细胞膜具有一定的流动性,被漂白区域内外的细胞膜成分分子发生了位置互换。(3)去除细胞膜中的胆固醇,使膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,则蛋白质分子运动加快,漂白区域荧光恢复所需的时间缩短,这说明胆固醇对膜中分子的运动具有限制作用,该结果支持推测②,此项研究结果
说明细胞膜具有一定的流动性。(4)漂白区域最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能是因为随着时间流逝,荧光染料的荧光强度会自主下降,或漂白区域外某些被荧光染料标记的分子处于静止状态。为证明推测①的成立,对照组细胞膜用荧光染料进行相同处理后,应对细胞膜上的某一区域用高强度激光照射,同时限制细胞膜上分子的运动,预期结果是漂白区域最终恢复的荧光强度比初始强度低。
答案:(1)磷脂双分子层(2)自行恢复 位置互换(3)限制 支持 流动
限制细胞膜上分子的运动
复的荧光强度比初始强度低
【考向集训】2.(2023 年山东济南三模)在分别用红色荧光和绿色荧光标记的人、小鼠细胞融合实验中,当两种荧光分布均匀后继续观察,会发现荧光重新排布,聚集在细胞表面的某些部位(成斑现象)。在细胞中加入阻断细胞骨架形成的药物细胞松弛素,膜蛋白流动性
大大增加。下列叙述错误的是(
A.降低实验温度,红色荧光和绿色荧光混合均匀所用的时间
B.在细胞中加入呼吸抑制剂会影响某些膜蛋白的流动性C.成斑现象进一步证明了膜蛋白的流动性
D.膜蛋白与细胞内细胞骨架结合导致流动性增强
解析:该实验中用红色荧光和绿色荧光分别标记人、小鼠细胞表面的蛋白质分子,由于温度会影响物质的运动,所以降低实验温度,蛋白质运动的慢,红色荧光和绿色荧光混合均匀所需时间可能会延长,A 正确。由于某些膜蛋白参与物质的主动运输、胞吞、胞吐,这些过程都需要消耗细胞呼吸提供的能量,所以细胞中加入呼吸抑制剂会影响某些膜蛋白的流动性,B 正确。两种荧光分布均匀后再观察,会发现荧光重新排布,聚集在细胞表面的某些部位(成斑现象),这进一步说明了膜蛋白是可以运动的,具有流动性,C 正确。细胞中加入阻断细胞骨架形成的药物细胞松弛素,膜蛋白流动性大大增加。所以膜蛋白与细胞骨架结合会导致膜蛋白流动性降低,D 错误。
考向 3 细胞核的结构与功能[典例 3](2022 年海南高考)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cfilin-1 是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cfilin-1 缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码 Cfilin-1 的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cfilin-1 缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的
D.Cfilin-1 缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
解析:核孔具有选择透过性,肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,肌动蛋白进入细胞核需要 Cfilin-1 的介导,A 错误。编码 Cfilin-1 的基因不表达,Cfilin-1 缺失,可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常,B 正确。Cfilin-1 缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核,从而引起细胞核变形,可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力,C 正确。Cfilin-1 缺失会导致染色质功能异常,染色质上含有控制细胞代谢的基因,从而影响细胞核控制细胞代谢的能力,D 正确。答案:A
【考向集训】3.(2022 年浙江月考)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确
A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构,主要与 mRNA 的合成有关D.染色质由 RNA 和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
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