高中生物第1輪總復習 第6講 細胞膜——系統(tǒng)的邊界和細胞核——系統(tǒng)的控制中心課件 湘教版必修1（湖南專版）

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1、（探究細胞核功能試驗的分析） 一、細胞膜的成分與功能 1.細胞膜的成分【友情提醒】(1)各種膜所含蛋白質與脂質的比例同膜的功能有關，功能越復雜的膜，其蛋白質含量和種類越多。(2)糖蛋白(也叫糖被)有保護和潤滑作用，還與細胞識別作用有密切關系。(3)細胞膜的組成元素有C、H、O、N、P。2細胞膜的功能(1)將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。對于原始生命，膜的出現(xiàn)起到至關重要的作用，它將生命物質與非生命物質分隔開，成為相對獨立的系統(tǒng)。對于原生生物，如草履蟲，它屬于單細胞生物，它與外界環(huán)境的分界面就是細胞膜，由于細胞膜的作用，將細胞與外界環(huán)境分隔開。（

2、2）控制物質進出細胞包括細胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相對性兩個方面，如右圖所示。物質出入細胞都要穿過細胞膜，出入的方式以自由擴散和主動運輸兩種方式為主，此外還有胞吞和胞吐等。細胞膜在控制物質的自由擴散和主動運輸時表現(xiàn)出選擇透過性的功能特點，而胞吞和胞吐作用則以細胞膜的流動性為基礎。 (3)進行細胞間的信息交流 進行細胞間的信息交流的物質是細胞膜上的糖蛋白。 細胞間信息交流的方式：方式內容舉例物質傳遞通過細胞分泌物與靶細胞膜表面的受體結合，把信息傳遞給靶細胞細胞分泌的激素隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞接觸傳遞相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳

3、遞給另一個細胞精子與卵細胞之間的識別和結合通道傳遞相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道由一個細胞進入另一個細胞高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用 【例1】下列關于細胞膜的敘述，不正確的是() A細胞膜主要由脂質和蛋白質組成 B不同功能的細胞，其細胞膜上蛋白質的種類和數量相同 C組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富 D癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜成分的改變有關B 【解析】本題是對細胞膜結構和功能的考查。解答時需要先明確細胞膜的結構特點和各項功能后，再作答。A項細胞膜主要由脂質和蛋白質組成；B項功能越復雜的細胞，其細胞膜上蛋白質的種類和數量越多；C項組成細胞膜的脂質

4、中，磷脂最豐富；D項癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜上糖蛋白減少有關。 二、植物細胞壁的結構和功能 1植物細胞壁的成分：植物細胞細胞壁的主要化學成分是纖維素和果膠。 2細胞壁的功能： (1)保護作用。 (2)支持作用：細胞壁具有較堅韌的支撐性，它對植物體起著骨架作用，以維持細胞正常的形態(tài)。 3細胞壁的特性：細胞壁是全透性的。 【例2】(2010湖北聯(lián)考)能使植物細胞壁和細胞膜結構均被破壞的一組酶是() A淀粉酶、纖維素酶、溶菌酶 B纖維素酶、果膠酶、蛋白酶 C果膠酶、溶菌酶、纖維素酶 D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶 【解析】本題考查細胞壁和細胞膜的成分。植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此可用纖

5、維素酶和果膠酶破壞；細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質，蛋白酶可使其破壞。B 三、體驗制備細胞膜的方法 1實驗原理 細胞內的物質具有一定的濃度，把細胞放入清水中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內的其他物質，得到細胞膜。 2實驗步驟 3實驗成功的關鍵 (1)取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，其目的是： 使紅細胞分散開，不易凝集成塊。 使紅細胞暫時維持原有的形態(tài)。 (2)操作時載物臺應保持水平，否則易使蒸餾水流走。 (3)滴蒸餾水時應緩慢，邊滴邊用吸水紙吸引，同時用顯微鏡觀察紅細胞的形態(tài)變化。 (4)如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作，而是在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，

6、還必須經過離心、過濾才能成功。 4選哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料的原因 (1)動物細胞沒有細胞壁，不但省去了去除細胞壁的麻煩，而且無細胞壁的支持、保護作用，細胞易吸水漲破。 (2)哺乳動物和人成熟的紅細胞，沒有細胞核和具有膜結構的細胞器，易用離心分離法得到不摻雜細胞內膜系統(tǒng)的純凈的細胞膜。 (3)紅細胞數量大，材料易得。 5研究膜的成分還可以用酶分解法，用蛋白酶處理細胞能使細胞膜破裂，說明細胞膜上有蛋白質。 【例3】閱讀下列材料后，回答問題： 科學家在進行細胞膜化學成分分析時，采用哺乳動物或人的紅細胞作為實驗材料。將其特殊處理使細胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，一些物質溶出，再將溶出細胞外的物質洗掉，

7、即可得到純凈的細胞膜(又稱血影)。有的科學家將“血影”中的脂質提取出來，使其在空氣和水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來細胞整個表面積的2倍。 (1)如何處理紅細胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象？_。把紅細胞放到蒸餾水里，使細胞吸水漲破 (2)紅細胞溶血后，溶出細胞外的主要物質應該是_，這種物質的特性是 ， 因 而 使紅細胞具有_的功能。 (3)“血影”的化學組成是_、_、_，其中的脂質主要是指_。 (4)選取雞的紅細胞驗證細胞膜具有磷脂雙分子層結構可以嗎？若選用雞的紅細胞會得到什么結論？為什么？_血紅蛋白在氧濃度高的地方易與氧結合，在氧濃度低的地方易與氧分離運輸氧蛋白質脂質糖類磷脂不可以，若

8、選用雞的紅細胞，則磷脂形成的單分子層面積大大超過膜面積的2倍。因為雞的紅細胞內含有多種具膜的細胞器，且各種細胞器的膜與細胞膜在成分上基本一致。 (5)使用下列哪種物質處理會使細胞失去識別能力() A核酸酶 B龍膽紫 C糖水解酶 D雙縮脲試劑 【解析】(1)制備細胞膜時應選用哺乳動物或人的成熟的紅細胞，因為它們沒有細胞核和眾多的細胞器，獲取的膜即為細胞膜，排除了其他膜性物質的影響，降低了實驗的難度。 (2)細胞膜的成分、特性和功能是十分重要的知識，它充分說明了生物體成分的組成、結構決定功能、結構和功能相適應的特點。C 四、細胞核的結構和功能 1細胞核的結構結構功能核膜雙層膜，外層核膜與內質網相連

9、，內質網會與細胞膜相連；核膜是真核細胞所特有的結構，原核細胞沒有核膜。外層核膜外側附著有大量的核糖體將細胞核與細胞質分隔開，具有一定的保護作用核仁 折光率較大，顏色深它與核糖體和某種RNA的合成有關結構功能核孔核膜上的一種孔道結構，隨著細胞類型的不同和細胞生長階段的不同，核孔的數目和大小都有差異能選擇性地轉運核內物質，是某些大分子物質進出的通道(RNA和蛋白質)；實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流染色質(體)成分：主要為蛋白質和DNA特性：容易被堿性染料染成深色存在：不分裂時、間期及分裂末期：染色質；分裂前、中、后期：染色體形態(tài)：染色質為絲狀物；染色體為圓柱狀或桿狀染色質是真核細胞的遺傳物質

10、即DNA的主要載體續(xù)表 【友情提醒】 染色質與染色體的比較 2.細胞核的功能 細胞核的功能：細胞核是遺傳信息庫，是細胞遺傳和代謝的控制中心。 【友情提醒】(1)原核細胞無細胞核，其遺傳物質主要分布在擬核。 (2)對真核細胞來說，染色體是DNA的主要載體，但不是惟一載體，其載體還有線粒體和葉綠體。 (3)核仁的大小、形狀和數目隨生物的種類、細胞類型和代謝狀態(tài)而變化。蛋白質合成旺盛的細胞，如分泌細胞、卵母細胞的核仁大；不具蛋白質合成能力的細胞，如休眠的植物細胞，其核仁很小。 【例4】關于細胞核結構與功能的統(tǒng)一性的敘述中，正確的是() A真核細胞核膜上有核孔，DNA等大分子物質可以通過核孔進入細胞質

11、 B原核細胞的核膜也具有兩層膜，利于控制物質的進出 C核仁中的DNA控制著細胞代謝 D染色質上的DNA貯存著大量的遺傳信息D 【解析】A項核膜上的核孔是某些大分子物質的進出通道，如蛋白質、mRNA等，但DNA不能通過其進入細胞質，細胞核內的DNA只能在細胞核中貯存、復制、轉錄；B項原核細胞無核膜，即無成形的細胞核；C項控制細胞代謝的DNA是指染色質中的DNA，核仁中有少量DNA，只與某種RNA的合成有關；D項染色質由DNA和蛋白質組成，DNA上的堿基排列順序代表著遺傳信息。染色質與染色體的比較：一、理論歸納1黑白美西螈核移植實驗(1)實驗過程(2)實驗結論：美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核控制。(3

12、)實驗分析：該實驗無對照組，可將白色美西螈胚胎細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞形成重組細胞進行培養(yǎng)作為對照。2蠑螈受精卵橫縊實驗(1)實驗過程(2)實驗結論：蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制。(3)實驗分析：該實驗既有相互對照，又有自身前后對照。3變形蟲切割實驗(1)實驗過程(2)實驗結論：變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的反應等生命活動受細胞核控制。(3)實驗分析：該實驗既有相互對照，又有自身前后對照。4傘藻嫁接與核移植實驗(1)傘藻嫁接實驗過程(2)傘藻核移植實驗過程(3)實驗結論：傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的。(4)實驗分析：傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質的作用，從而證明是細胞核

13、控制傘藻“帽”的形狀。二、演練生物學家研究發(fā)現(xiàn)，癌細胞的無限增殖受某調控基因的控制，該調控基因能激發(fā)所有動物細胞大量增殖。為探究該調控基因是存在于細胞質還是細胞核內，科研人員做了以下實驗設計。請根據以上思路，繼續(xù)完成下列實驗設計方案：(一) 實驗方案(實驗提示：癌細胞能連續(xù)培養(yǎng)，但細胞形態(tài)會發(fā)生明顯改變。對如何觀察細胞形態(tài)不作實驗設計要求)(1)用胰蛋白酶分別處理宮頸癌細胞和小鼠肝臟，使之分散成單個細胞；(2)分別使單個癌細胞和單個肝細胞的核質分離；(3) ；取癌細胞核和肝細胞質形成重組細胞甲，取癌細胞質和肝細胞核形成重組細胞乙(4)取兩只培養(yǎng)瓶分別編號A、B，各加入等量的培養(yǎng)液；(5) ；取

14、等量重組細胞甲和重組細胞乙，分別加入A、B兩個培養(yǎng)瓶中，進行細胞培養(yǎng)(6)分別觀察甲、乙兩只培養(yǎng)瓶中的細胞形態(tài)。(二)預期實驗結果及結論：實驗結果實驗結論A瓶中的細胞形態(tài)發(fā)生明顯變化，B瓶中基本無變化調控基因存在于細胞核中B瓶中的細胞(或重組細胞乙分裂產生的細胞)形態(tài)發(fā)生明顯變化，A瓶中基本無變化調控基因存在于細胞質中A、B兩瓶中的細胞(或重組細胞甲、重組細胞乙分裂產生的細胞)形態(tài)均發(fā)生明顯變化調控基因可能同時存在于細胞核和細胞質中A、B兩瓶中的細胞(或重組細胞甲、重組細胞乙分裂產生的細胞)形態(tài)均沒有發(fā)生變化調控基因的表達需要細胞核與細胞質相互作用【解析解析】本題是探究調控細胞增殖的基因是位于

15、細胞質中還是細胞核中，根據題中圖示，應先利用動物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)癌細胞和正常小鼠肝細胞。然后通過核質互移形成重組細胞，放到培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)，觀察細胞形態(tài)的改變與否，即可知道調控基因是存在于細胞核中還是細胞質中。由于是探究性實驗，因此實驗結果和結論應作出多種可能性的預測。 1.(2011四川)下列有關生物膜結構和功能的描述，不正確的是( ) A植物原生質體的融合依賴于細胞膜的流動性 B合成固醇類激素的分泌細胞的內質網一般不發(fā)達 C分泌蛋白的修飾加工由內質網和高爾基體共同完成 D生物膜之間可通過具膜小泡的轉移實現(xiàn)膜成分的更新B【解析】動、植物細胞融合的原理是細胞膜具有流動性；固醇類激素屬于脂質，在

16、細胞的內質網上合成，所以能分泌固醇類激素的細胞中內質網比較發(fā)達；分泌蛋白的合成及分泌過程為 2.(2009北京)細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用。下列相關敘述不正確的是( ) A細胞膜的糖被在細胞間具有識別作用 B細胞膜對膜兩側物質的進出具有選擇性 C細胞膜內外兩側結合的蛋白質種類有差異 D載體蛋白是鑲在細胞膜內外表面的蛋白質 D【解析】本題考查了細胞膜的結構和功能特點。細胞膜上的糖被具有識別功能；細胞膜具有選擇透過性，對進出細胞膜的物質具有選擇性；載體蛋白是跨膜蛋白而不是鑲在細胞膜內外表面。3.(2008上海)下面是兩類細胞的亞顯微結構模式圖，請據圖回答： (1)甲圖細胞屬于_細胞，判斷

17、的理由是_。 (2)甲、乙兩圖的細胞均有的結構名稱是核糖體、_和_，其中具有選擇透過性的結構是_。 (3)乙圖中，對細胞有支持和保護作用的結構，其組成物質主要是_。與細胞的分泌蛋白合成、加工和分泌有關的細胞器有(請?zhí)顚憟D中標號)_。原核無核膜(無成形細胞核)細胞壁細胞膜細胞膜纖維素8、10、11、12 【解析】原核細胞與真核細胞在結構上的主要區(qū)別是無核膜包被的細胞核。原核細胞與真核細胞都有細胞壁、細胞膜、核糖體。分泌蛋白合成、加工和分泌有關的細胞器有核糖體、內質網、高爾基體、線粒體。 4.真核細胞單位面積的核孔數目與細胞的類型和代謝水平有關。以下細胞中核孔數目最少的是( ) A胰島細胞 B造血

18、干細胞 C效應B細胞(漿細胞) D口腔上皮細胞D 【解析】本題利用題目中的核孔數目與細胞的類型和代謝水平有關的信息，間接考查了選項中各細胞的類型和代謝水平的差異。且據已有的知識知道細胞的代謝越旺盛，則核孔的數目越多。A、C中的細胞分別分泌胰島素(或胰高血糖素)和抗體，代謝旺盛。B中細胞的分裂能力很強，代謝旺盛。只有D為高度分化的細胞，代謝較弱。故而D中的口腔上皮細胞的核孔數目最少。5.下列關于細胞核的結構和功能的敘述，不正確的是( )A多利羊的產生證明了動物細胞具有全能性B除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞外，真核細胞有細胞核CmRNA等大分子物質通過核孔進入細胞質而

19、不能直接通過核膜，體現(xiàn)了核膜具有選擇透過性D細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心 A 【解析】“多利”的產生只是證明了高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性。 6.下列不屬于細胞間信息交流實例的是( ) A垂體分泌的促甲狀腺激素通過血液運輸到甲狀腺，與甲狀腺細胞膜表面的受體結合 B吞噬細胞對抗原處理后，以直接接觸方式將抗原呈遞給T細胞 C高等植物細胞之間通過胞間連絲進行物質運輸和信息交流 D細胞內通過蛋白質纖維組成的網架結構進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞D 【解析】細胞間的信息交流有三種方式，一是通過化學物質，如選項A；二是通過細胞膜直接接觸，如選項B；三是通過細胞通道，如選項C；選

20、項D是細胞內的信息傳遞。7.細胞中細胞核與細胞質之間的關系問題曾經是細胞生物學家們研究的一個熱點問題。下面是以傘藻為實驗材料所做的幾個經典的生物學實驗。請依據所提供的材料，回答下列問題。材料一：傘藻是單細胞生物。甲、乙兩種傘藻的帽形不同(如下圖)，現(xiàn)將甲傘藻的A部分與乙傘藻的B部分嫁接在一起，發(fā)現(xiàn)第一次長出的帽狀體呈中間類型，若切除這一帽狀體，第二次長出的帽狀體則與甲的帽狀體形狀相同。(1)你認為第一次長出的帽狀體呈中間類型的原因是什么？B部分含有少量的原乙細胞核轉錄的信使RNA，它能指導合成少量原乙傘藻的蛋白質。A部分則能指導合成甲傘藻的蛋白質，因而嫁接形成的帽狀體有甲、乙兩種傘藻的蛋白質，

21、故呈中間類型。 (2)第二次長出的帽狀體與甲的帽狀體形狀相同，這能說明核、質之間是一種什么關系？這說明細胞質中各種代謝活動或生命現(xiàn)象受細胞核控制，決定生物性狀的主要是細胞核。材料二：當傘藻的帽狀體長到一定大小時，就不再繼續(xù)長大，而是開始發(fā)生細胞分裂。于是有人提出了如下假說：細胞分裂與細胞核、質體積的比例有關，當細胞核的體積(h)與細胞質的體積(z)比值太小時，細胞就會發(fā)生分裂；反之，就不會發(fā)生分裂。并且，他還做了如下實驗：在傘已經長出，核將要分裂時，將傘切去，核的分裂就受到抑制，直到新的傘再生出來，核才恢復分裂。(3)請你利用傘藻，另外設計一個實驗，作為上述實驗的補充，來進一步證明上述假說。 在傘尚未長成、核不分裂時，將幼小傘切去，嫁接上一個長成的傘，這個原不該分裂的核就開始分裂了。 【解析】材料一中嫁接后第一次出現(xiàn)的中間類型，因此應考慮到遺傳信息傳遞中合成的mRNA作用的滯后。材料二中自變量為核質比，故可通過嫁接不同大小的傘以改變核質比，進而據實驗結果作出判斷。