2024届高考生物一轮总复习必修1第3章细胞的基本结构第13节细胞膜的结构和功能细胞核的结构和功能课件

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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__________________。
2.细胞膜的成分。(1)对细胞膜成分的探索。
细胞膜可能还附有蛋白质
(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。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
转运蛋白种类、数量或转运
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。
美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
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
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验。①实验过程。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。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
身前后对照(进行核移植)。(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。
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
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。
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)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(
(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)核孔是大分子自由进出的通道。(
(5)两种去“帽”伞藻的“柄”和“足”交换嫁接实验，说明
伞藻“帽”的形状由细胞核控制。(答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
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(答案：B
3.下列关于信息交流的叙述，正确的是(
A.信息分子都是由内分泌细胞分泌的微量有机物B.高等植物细胞间的信息交流可通过胞间连丝进行C.突触后膜上的受体具有识别和转运神经递质的作用D.新型冠状病毒与人体细胞表面的 ACE2 受体结合体现了细胞间的信息交流答案：B
4.下列有关细胞核的叙述，错误的是(
A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分B.细胞核控制着细胞的代谢和遗传C.小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能D.核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关答案：C
考向 1 细胞膜的结构和功能分析[典例 1](2021 年浙江 6 月选考)质膜的流动镶嵌模型如图所示。
A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
解析：脂双层是指磷脂双分子层，不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定，但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的，A 错误。磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内
部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且胆固醇会限制膜的流动性，B 错误。物质进出细胞方式中的被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关，C 错误。有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，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)载体蛋白：协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。
(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.(2021 年山东高考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α­酮戊二酸合成酶，调控细胞内α­酮戊二酸的含量，从而促进
胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(
A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C.抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的
解析：α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解，所以其降解产物可被细胞再利用，A 正确。根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细
胞分化”，说明α­酮戊二酸含量降低促进胚胎干细胞分化，而含量升高不利于胚胎干细胞的分化，B 正确。根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解”，所以如果抑制 L 基因表达，则复合体不能与受体 L 结合，不利于降解α-酮戊二酸合成酶，细胞中α-酮戊二酸的含量会升高，C 错误。目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能，D 正确。
考向 2 与细胞膜有关的实验探究
[典例 2](2020 年黑龙江鹤岗模拟)科学家经过研究提出了生物
膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答下列问题：
(1)在“流动镶嵌模型”中，构成生物膜基本支架的是___________，由于________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的__________________，由此能较好地解释细胞膜结构的________性。
(3)通过其他方法，测得多种细胞膜的化学成分，如下表：
依据表中数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是__________________________________________________________________，主要区别是________________________________________________________。
(4)科学家将哺乳动物成熟红细胞中膜结构中的磷脂分子提取出来，铺展在水面上，测得磷脂占有面积为 S，那么该细胞膜的表面积约为______________。
(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有 75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是______
________________________________________________________
__________________________。
解析：(1)由生物膜的流动镶嵌模型可知，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架。由于蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，因而蛋白质分子在生物膜上的分布是不均匀的，进而使生物膜的结构表现出不对称性。(2)人—鼠细胞融合的实验表明细胞膜上的蛋白质是可以运动的，证明了细胞膜具有一定的流动性。(3)根据表中的数据进行分析可得，不同细胞的细胞膜的组成
积约为 。(5)温度升高到一定程度后，原来垂直排列在膜表面的磷
物质的种类相同，但物质的含量有一定的差别。(4)单层磷脂分子的面积为 S，而生物膜是由磷脂双分子层构成的，该细胞膜的表面
脂分子有 75%排列不整齐，膜的表面积变大，是因为构成细胞膜的磷脂分子可以运动，细胞膜具有一定的流动性。
答案：(1)磷脂双分子层 蛋白质(2)蛋白质分子可以运动 流动
(3)组成不同细胞膜的物质种类相同
含量有差别S(4)2(5)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性
【考向集训】2.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；激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法错误
A.该技术说明细胞膜具有一定的流动性B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C.降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到 F2 的时间将延长D.理论上，漂白区域恢复足够长的时间荧光强度 F2 仍小于 F1
解析：由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性，A 正确。应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率，B 错误。降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2 的时间延长，C 正确。由于实验过程中一部分荧光消失，所以漂白区域恢复足够长的时间荧光强度 F2 仍小于漂白前 F1，D 正确。
考向 3 细胞核的结构与功能
[典例 3](2021 年河北高考)关于细胞核的叙述，错误的是(
A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D.细胞质中的 RNA 均在细胞核合成，经核孔输出
解析：在有丝分裂前期，核膜、核仁消失，在有丝分裂后期，核膜、核仁重新出现，故在有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现，A 正确。蛋白质合成的场所是核糖体，蛋白质合成活跃的细胞，需要大量的核糖体，而核糖体的形成与核仁有关，所以核仁代谢活动旺盛，B 正确。蛋白质合成的场所是核糖体，核糖体分布在细胞质中，基因主要存在于细胞核中，故对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质中合成后，经核孔进入细胞核，C 正确。RNA 是以 DNA 为模板转录形成的，DNA 主要存在于细胞核，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的 DNA，这些 DNA 也能作为模板转录合成 RNA，所以细胞质中的 RNA 主要在细胞核中合成，经核孔输出，D 错误。
【考向集训】3.(2022 年浙江 6 月选考)下列关于细胞核结构与功能的叙述，
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