第二單元細胞的基本結構和物質運輸功能學案5細胞膜——系統的邊界細胞核——系統的控制中心考綱要求1.細胞膜的結構和功能(Ⅱ)。2.細胞核的結構和功能(Ⅱ)。一、細胞膜——系統的邊界1．細胞膜的成分(1)細胞膜主要是由________和________組成，此外還含有少量的________。(2)細胞膜成分中含量最多的是________，該成分含量最豐富的是________。(3)與細胞膜功能復雜程度有關的是________的種類和數量。查一查細胞膜上與功能密切相關的成分為什么是蛋白質？2．細胞膜的功能(1)將細胞與外界環境分隔開。(2)控制物質________。(3)進行細胞間的________。3．植物細胞壁的成分和作用(1)化學成分：主要是________和________。(2)作用：________和________。想一想植物細胞等有細胞壁，在細胞最外層，為什么說細胞膜是邊界呢？二、細胞核——系統的控制中心1．功能(1)__________。(2)細胞__________的控制中心。2．結構思考大分子物質可以隨意進出核孔嗎？探究點一細胞膜的成分和功能1．如何準確理解構成細胞膜的脂質？2．不同細胞的細胞膜其組成成分既具有統一性，又具有差異性，如何解釋？3．根據圖示說明細胞膜控制物質進出細胞的相對性。4．據圖舉例描述細胞膜怎樣進行細胞間的信息交流？思維拓展細胞識別及其物質基礎“細胞識別”是細胞通過其表面的受體與胞外信號物質分子發生選擇性的相互作用，從而引起細胞內一系列生理生化的變化，最終使細胞表現出相應的生物學效應的過程。(1)細胞識別是細胞通訊的一個重要環節。細胞膜表面的受體主要是“糖蛋白”。(2)細胞間進行信息交流并不一定都用到受體，如高等植物細胞間可通過胞間連絲直接完成信息傳遞。(3)細胞膜的組分也會發生變化，如癌細胞膜上糖蛋白含量下降，產生甲胎蛋白和癌胚抗原等物質。探究示例1(·南京模擬)下列關于細胞膜的敘述，不正確的是()A．細胞膜主要是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不同C．激素與靶細胞膜上的載體蛋白結合，將信息傳遞給靶細胞D．癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜成分的改變有關聽課記錄：變式訓練1(·文昌調研)下列有關細胞間的信息交流的敘述正確的是()A．激素與靶細胞膜上的載體蛋白結合，將信息傳遞給靶細胞B．受精作用、輸血時嚴格配血型都與細胞識別有關C．高等植物細胞之間的胞間連絲只起物質通道的作用D．多細胞生物體內細胞間功能協調的實現完全依賴于信息交流探究點二細胞核的結構和功能1．觀察下列圖示實驗過程與結果，回答有關問題：①②③④(1)由①、④說明：(2)由②可以說明細胞核與細胞的分裂、發育有什么關系？(3)由③可以得出細胞核對生命活動有什么影響？(4)由四個實驗，可得出細胞核有什么功能？2．據圖思考細胞核的結構如何與其功能相適應，完成填空：(1)雙層核膜將________分成兩個獨立的區域，使其功能互不干擾，________是核質之間物質交換和信息交流的通道；在代謝旺盛的細胞中，________的數目較多。(2)________與核糖體RNA合成以及核糖體的形成有關，細胞中________越明顯，細胞的代謝功能越旺盛。(3)________________是真核細胞細胞核內特有的物質，是遺傳信息的主要載體。思維拓展1．凡是無核細胞，既不能生長也不能分裂，如哺乳動物和人的成熟紅細胞(植物的篩管細胞)；人工去核的細胞一般也不能存活太久。2．有些細胞不只具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數百個。3．核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝有關，如代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞，核孔數多，核仁較大。探究示例2下列關于細胞核的敘述正確的是()A．真核細胞的核膜上有大量的多種酶，有利于多種化學反應的順利進行B．在顯微鏡下觀察分裂間期的真核細胞，可以看到細胞核的主要結構有核膜、核仁和染色體C．真核細胞的核膜上有核孔，脫氧核糖核酸等大分子物質可以通過核孔進入細胞質D．原核細胞的擬核除沒有核膜外，其他方面與真核細胞的細胞核沒有差別聽課記錄：實驗探究制備細胞膜思考該實驗的原理及實驗步驟，完成下列填空：1．實驗原理：利用________，使紅細胞吸水漲破，除去細胞內的其他物質，制得細胞膜。2．實驗步驟選材：豬(或牛、羊、人)的新鮮的紅細胞稀釋液↓制作裝片：____________________________________，蓋上蓋玻片↓觀察：用顯微鏡觀察__________(由低倍鏡→高倍鏡)↓滴清水：在蓋玻片的一測滴，在另一側用吸水紙吸引↓觀察：__________________3．結果：凹陷消失，體積增大，細胞破裂，內容物流出，獲得細胞膜思維拓展1．上述實驗雖沒直接設置對照組，但滴清水前的觀察與之后的觀察可形成自身前后對照。2．(1)取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，目的是：①使紅細胞分散開，不易凝集成塊。②使紅細胞暫時維持原有的形態。(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，邊滴加邊用吸水紙吸引，同時用顯微鏡觀察紅細胞的形態變化。(4)如果該實驗在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，還必須經過離心、過濾才能成功。探究示例3請根據下列材料，回答問題：哺乳動物的紅細胞在發育成熟過程中，核逐漸退化，為攜帶氧的血紅蛋白騰出空間。成熟的紅細胞一般不含細胞器且取材方便，是研究細胞膜的好材料。(1)將紅細胞放入______中，一段時間后細胞將破裂，此過程依據的原理是__________。(2)紅細胞破裂后，流出細胞外的物質主要是______，用________試劑可鑒定該物質。(3)欲制備較為純凈的細胞膜，再用__________法分離提純細胞膜。(4)用口腔上皮細胞能否制備得到較純凈的細胞膜？請分析原因。聽課記錄：題后歸納一般選擇哺乳動物成熟的紅細胞作為制備細胞膜的材料，原因有二：(1)動物細胞外面沒有細胞壁，制備細胞膜相對比較容易①避免了分離細胞壁與細胞膜的麻煩。②沒有細胞壁的保護、支持，動物細胞易吸水漲破，待細胞內容物流出，即可得到細胞膜。(2)哺乳動物的成熟紅細胞具有以下優點①細胞內無細胞核和各種具有膜的細胞器，避免了細胞膜與細胞器膜的分離所帶來的麻煩，經過離心就可得到較純凈的細胞膜。②紅細胞的數量多，材料易得。變式訓練2科學家將哺乳動物的成熟紅細胞放進蒸餾水中，造成紅細胞破裂出現溶血現象，再將溶出細胞外的物質沖洗掉，剩下的結構在生物學上稱為“血影”。其主要成分是()A．無機鹽、蛋白質B．蛋白質、糖類C．脂肪、蛋白質D．磷脂、蛋白質題組一細胞膜的成分和功能1．(·鎮江調研)下列關于細胞膜的敘述，正確的是(多選)()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2．下列關于細胞膜控制物質進出細胞的功能的表述中，不正確的是()A．細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞B．細胞合成的物質如抗體、激素等可以分泌到細胞外C．細胞內的核酸等重要成分不會流失到細胞外D．環境中對細胞有害的物質不能進入細胞3．(·泰州模擬)下列不屬于細胞間信息交流實例的是()A．胰島B細胞產生的胰島素通過血液運輸到肝臟，與肝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4．科學家常用哺乳動物紅細胞作材料研究細胞膜的組成，是因為()A．哺乳動物紅細胞在水中易漲破B．此類細胞容易得到C．此類細胞在光學顯微鏡下易觀察D．此類細胞內無核膜、線粒體膜等結構題組二細胞核的結構和功能5．關于細胞核功能的敘述，下列哪一項是最本質的()A．細胞核與生命的延續性密切相關B．細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所C．細胞進行有絲分裂時，細胞核先分裂D．細胞核與生物的遺傳和變異有關6．下列有關染色質和染色體的敘述，正確的是(多選)()A．染色質是核內易被堿性顏料染成深色的物質B．染色質和染色體的主要成分是DNA和蛋白質C．染色體是由染色質高度螺旋化、縮短變粗形成的D．染色體和染色質攜帶了細胞中的所有遺傳信息7．實驗如下圖所示，將單細胞的地中海杯狀藻先在近核處切斷，再在近杯處切斷(a)，此中間的莖(b)置于海水中可再生一杯(c)，但將此杯切掉后，不能再生第二杯(d)。下面描述正確的是()A．決定杯狀藻的藻杯形態的遺傳信息來自細胞質B．杯狀藻藻杯的形態發生是由細胞核和細胞質的遺傳信息共同作用的結果C．決定杯狀藻的形態發生的遺傳信息來自細胞核D．(d)不能再生一杯是因為其內營養物質已耗盡題組三應用提升8．科學家在制備較純凈的細胞膜時，常選用哺乳動物成熟的紅細胞而一般不選用植物細胞，其原因是()①植物細胞液中的有機酸會溶解細胞膜結構②光學顯微鏡下觀察不到植物細胞的細胞膜③植物細胞的細胞膜較薄④植物細胞有細胞壁，提取細胞膜的過程比較繁瑣⑤植物細胞內有其他膜結構干擾A．①④B．②③C．②⑤D．④⑤題號12345678答案9.為了研究細胞核的作用，一位生物學家研究了100個細胞，他把每個細胞都分成含有細胞核和不含細胞核兩個部分，然后把這些細胞放在相同的條件下培養，結果如下：時間/天細胞無核部分的存活個數細胞有核部分的存活個數181792627832077407450676065(1)此實驗可用以說明細胞核的功能是________________________________________________________________________。簡要描述細胞核發揮該功能的主要途徑是____________________________________。(2)有核部分在30天內仍有21%～35%的細胞死亡，其原因是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)培養一天后的結果是否能說明在第一天中無核部分的生活力比有核部分的生活力強？______。出現這樣的結果的原因是________________________________。(4)細胞核的作用既然如此重要，那么你能針對人的成熟紅細胞沒有細胞核提供一種合理的解釋嗎？________________________________________________________________________。10．下圖是細胞間的3種信息交流方式，請據圖回答：(1)圖A表示通過細胞分泌的化學物質，隨①______到達全身各處，與靶細胞表面的②______結合，將信息傳遞給靶細胞。(2)圖B表示通過相鄰兩細胞的______________，使信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中③表示________________________________，請舉例：________________________________________________________________________。(3)圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成____________，攜帶信息的物質從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中④表示__________。(4)圖B中甲表示的是__________的細胞，乙表示的是____細胞，圖中⑤表示____細胞膜上的______，其化學本質是________________。(5)由以上分析可知：在多細胞生物體內，各個細胞之間都維持功能的協調，才能使生物體健康地生存，這種協調性的實現不僅依賴于物質和能量的交換，也依賴于信息的交流，這種交流大多與__________________有關。學案5細胞膜——系統的邊界細胞核——系統的控制中心課前準備區一、1.(1)脂質蛋白質糖類(2)脂質磷脂(3)蛋白質查一查磷脂雙分子層是作為細胞膜的基本骨架，而蛋白質則負責細胞膜的信號傳導、物質運輸等功能，不僅僅是在細胞膜上，整個細胞的各種功能都是通過蛋白質來完成的，蛋白質的種類很多，可以組成各種不同的結構來完成不同的功能。2．(2)進出細胞(3)信息交流3．(1)纖維素果膠(2)支持保護想一想由細胞膜的屏障功能所決定的，細胞膜不但有保護作用還具有選擇透過性，而細胞壁是全透性的。二、1.(1)遺傳信息庫(2)代謝和遺傳2．核膜DNA＋蛋白質同一種物質不同表現形式rRNA核糖體核孔物質交換和信息交流遺傳信息庫代謝和遺傳思考不能隨意進出，核孔并非一個簡單的孔隙，核孔實際是個十分復雜的結構，稱為核孔復合體，對進出核孔的物質具有一定的選擇性。課堂活動區探究點一1．(1)脂質是細胞膜中含量最多的成分；(2)構成細胞膜的脂質中含量最豐富的是磷脂，其次是膽固醇。2．統一性指的是化學組成中均含有脂質、蛋白質及少量的糖類；差異性主要是指不同的細胞膜，其蛋白質的種類和數量差異很大，這是不同的細胞膜功能不同的物質基礎。3．細胞需要的營養物質可以運入細胞，產生的廢物能及時排出細胞，合成的抗體、激素等可分泌出細胞，這都說明細胞膜能控制物質進出細胞。但一些病毒、病菌等病原體，苯、CO等有毒物質也能侵入細胞，所以說細胞膜對物質進出的控制作用是相對的。4．圖1：內分泌細胞分泌,激素進入,血液血液運輸,靶細胞受體信息,靶細胞。圖2：精子和卵細胞之間的識別和結合；效應T細胞與靶細胞間的識別。圖3：高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，進行細胞間的信息交流。探究示例1C[①激素與細胞膜上的糖蛋白即受體蛋白結合，將信息傳遞給靶細胞，不是與載體蛋白。②癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜上糖蛋白的減少有關。]思路導引首先明確細胞膜的成分、種類，其次明確功能差異與成分、含量是否有關，再次明確信息傳遞的方式、差異。變式訓練1B[激素與靶細胞膜上的糖蛋白即受體結合，將信息傳遞給靶細胞；精子和卵細胞之間具有識別作用；不同個體的紅細胞膜上存在的抗原不同；胞間連絲既起物質通道的作用，又具有識別作用；信息交流有助于細胞間功能協調性的實現。]探究點二1．(1)細胞核是遺傳的控制中心。(2)沒有細胞核，細胞就不能分裂、發育。(3)細胞核是細胞生命活動的控制中心。(4)細胞核具有控制細胞代謝和遺傳的功能。2．(1)核質核孔核孔(2)核仁核仁(3)染色質(或染色體)探究示例2A[核膜為酶提供了附著位點，有利于生化反應的進行；實驗中用顯微鏡無法觀察到核膜，在間期遺傳物質以染色質狀態存在，不能觀察到染色體；DNA分子不能通過核孔，而RNA及某些蛋白質分子可以通過；原核細胞的擬核不僅無核膜，而且它只是一個裸露的大型環狀DNA分子，沒有與蛋白質結合成染色質，也無核仁等結構。]實驗探究1．滲透作用2.用滴管取一滴紅細胞稀釋液滴在載玻片上紅細胞形態持續觀察細胞的變化探究示例3(1)清水滲透作用(2)血紅蛋白雙縮脲(3)差速離心(4)不能。口腔上皮細胞中有細胞核和各種細胞器，制備的生物膜除細胞膜外還有細胞器膜和核膜等。解析(1)根據滲透作用原理，將紅細胞放在低滲溶液(如清水)中，細胞會吸水漲破，可獲得細胞膜。(2)紅細胞內的主要物質是血紅蛋白，可用雙縮脲試劑鑒定。(3)欲制備較純凈的細胞膜，可通過差速離心法提純。(4)口腔上皮細胞有細胞核和細胞器，用其制備得到的生物膜除細胞膜外，還有細胞器膜和核膜等。變式訓練2D[哺乳動物的成熟紅細胞無核，無各種細胞器。吸水漲破后，去除溶出細胞外的物質，剩下的結構為細胞膜。細胞膜的主要成分為蛋白質和磷脂。]構建知識網絡①細胞核②細胞膜③核膜④染色質(體)⑤核仁⑥核孔課后練習區1．ACD[不同功能的細胞，膜上蛋白質種類和數量不同，功能越豐富，種類和數量越多。]知識鏈接細胞膜的結構和功能總結功能相應的細胞膜結構及特點物質交換細胞膜的流動性、載體細胞識別細胞膜表面的糖蛋白分泌細胞膜的流動性排泄細胞膜的流動性、載體免疫細胞膜的流動性、細胞膜表面的糖蛋白2.D[A選項體現了細胞膜的選擇透過性。B選項中的抗體和激素是細胞合成的物質，但對該細胞沒有作用，一般分泌到細胞外，隨血液運輸到它作用的部位。C選項也體現了細胞膜控制物質進出的功能，因為核酸是遺傳物質，作用重要，細胞膜不會讓其流出。D選項，環境中對細胞有害的物質在細胞膜的控制下一般不能進入細胞，但應認識到細胞膜的控制作用是相對的。]3．D[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。選項D是細胞內的信息傳遞。]4．D[哺乳動物的紅細胞在成熟的過程中，細胞核、各種細胞器均消失，細胞中的膜結構只有細胞膜。]5．B[細胞核是遺傳物質儲存和復制的主要場所，是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。]6．ABC[DNA和RNA都攜帶有遺傳信息，DNA不只存在于細胞核內，線粒體和葉綠體中也含有少量DNA分子，故D錯誤。]歸納提升(1)凡是無核細胞，既不能生長也不能分裂，如哺乳動物和人的成熟紅細胞以及植物的篩管細胞；人工去核的細胞，一般也不能存活太久。(2)有些細胞不只具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數百個。(3)原核細胞的體積較小，是因為其沒有成形的細胞核，且擬核在控制細胞的新陳代謝方面作用較弱。(4)核糖體合成的起點在細胞核