第5講細胞膜和細胞核1.植物細胞壁的成分與功能2.細胞膜的結構與功能3.細胞核的結構與功能考點要求考題統計考情分析細胞膜的結構與功能2022，河北，選T1,2分2021，山東，選T3,3分2021，遼寧，選T18,3分2021，福建，選T1,3分本專題知識難度較低、基礎性強?？疾閷W生對細胞整體性的認識,或結合一些情景信息或表格信息設置題目，考查學生的應變能力、獲取信息和綜合分析能力。相關考題難度中等偏低。細胞核的結構與功能2022，廣東，選T7,2分2021，福建，選T4,2分考點一植物細胞壁的成分與功能1.成分：主要是纖維素和果膠，與其形成有關的細胞器為高爾基體和線粒體。2.功能：支持和保護。動物細胞在清水中可吸水漲破，但植物細胞不會，主要是細胞壁的作用。（1）酶解法除植物細胞壁（所用酶為纖維素酶和果膠酶）后的結構為原生質體。溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解幾丁質，所以溶菌酶能殺死細菌，卻對真菌基本沒作用。生物類型成分作用的酶或物質植物纖維素+果膠纖維素酶、果膠酶真菌幾丁質(殼多糖)幾丁質酶原核生物(除支原體等)肽聚糖溶菌酶、青霉素等（2）從細胞壁的功能上理解，由于細胞壁是全透性的，對物質沒有選擇性，故細胞壁不是系統的邊界，細胞膜才是系統的邊界。P一63（3）主要形成時期及過程：形成于有絲分裂末期，細胞板向四周擴展形成新的細胞壁。P一113考點二細胞膜的結構與功能1.對細胞膜成分與結構的探索提出假說19世紀末，歐文頓植物細胞通透性實驗（原理：相似相溶）→膜是由脂質組成的驗證、完善科學家利用動物的卵細胞、紅細胞、神經細胞作為研究材料，利用哺乳動物成熟紅細胞中分離出來。化學分析表明：膜的脂質有磷脂和膽固醇，磷脂最多①磷脂分子分析：P27朗姆瓦（美國）新的假說②根據磷脂分子的特點，推測并畫出磷脂在水空氣界面上、水中的排布方式。①②→細胞膜中的磷脂呈雙層排布驗證1925年，荷蘭科學家從紅細胞中提取脂質，在空氣水界面鋪展開成單分子層，測得單層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。→細胞膜中的脂質分子排列為連續的兩層。新的發現1935年，丹尼利和戴維森，①細胞膜的表面張力小于脂質水界面的表面張力，②油脂表面吸附有蛋白質時，表面張力會減小，①②→假說：細胞膜中含有蛋白質驗證、完善、接受成分所占比例在細胞膜中的作用主要脂質約50%其中磷脂構成細胞膜的基本支架蛋白質約40%功能越復雜的細胞膜，_蛋白質的種類和數量_越多少數糖類約2%～10%與細胞膜上部分蛋白質和脂質結合形成_糖蛋白_、_糖脂_，與_識別_等作用有關2.對細胞膜結構的探索（1）方法：提出假說：觀察發現→提出假說→觀察發現→否定修正→接受（2）過程：推測20世紀40年代，脂質的兩邊各覆蓋著蛋白質①實驗依據：1959年，羅伯特森，蛋白質電子密度高，電鏡下顯暗帶，磷脂分子電子密度低呈亮帶。觀察細胞膜有“暗亮暗”結構。提出假說②數據分析：亮帶是3.5nm,剛好符合磷脂雙分子層親水頭部之間的距離。暗帶2nm，推測是蛋白質。測定細胞膜的厚度為78nm。③提出模型假說：所有的細胞膜都由蛋白質——脂質——蛋白質三層結構構成，他把細胞膜描述為靜態的統一結構。能解釋：A.溶于脂質的物質能夠優先通過膜；B.細胞膜是細胞的邊界，可以控制物質進出細胞；C.細胞膜中的磷脂分子呈雙層排列。觀察發現20世紀60年代。質疑增多：例1：變形蟲攝食纖毛蟲；例2：受精卵卵裂；人工合成的脂雙層也呈現為“暗亮暗”結構；例4：科學家研究發現，有些膜蛋白的特定區域主要由疏水氨基酸組成，這些區域很可能與脂雙層的疏水區域結合，造成這些部分會深深插入膜的內部。......否定實驗1：冰凍蝕刻技術研究細胞膜結構實驗2：人鼠細胞融合實驗：1970年，熒光染料標記膜蛋白技術實驗1、實驗2→修正：細胞膜具有流動性接受1972年，辛格和尼科爾森提出流動鑲嵌模型發展【教材拾遺】源于必修1P42：磷脂是一種由甘油、脂肪酸、磷酸等組成的分子，磷酸“頭部”是親水的，兩個脂肪酸一端為疏水的“尾”部。（3）細胞膜成分與結構①成分②特性1：流動性(結構特點)?構成膜的磷脂分子可以側向自由移動，膜中的蛋白質大多也能運動。?②細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。特性2：不對稱性組成細胞膜的脂質、蛋白質和糖類在膜兩側的分布是不對稱的。導致了膜兩側的功能不同，導致膜具有方向性，保證了生命活動高度有序。3.細胞膜功能（1）將細胞和外界環境分開：用臺盼藍染液鑒別動物細胞是否死亡（2）控制物質進出細胞磷脂雙分子層允許弱極性或無極性分子以及極性小分子穿過，阻止離子和強極性分子通過細胞膜上的膜轉運蛋白起主要運輸作用（3）進行細胞間的信息交流①通過形成通道交流胞間連接與通訊（如胞間連絲）②電突觸：信號通過電突觸從一個細胞傳導另一個細胞，不需要進行電信號→化學信號→電信號的轉化【特別提醒】生物膜的相關實驗研究【教材拾遺】①源于必修1P45“正文小字部分”：細胞膜外表面與蛋白質或脂質結合的糖類分子叫作糖被，其與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有關。②源于必修1P45“旁欄思考”：雖然細胞膜內部分是疏水的，水分子仍能跨膜運輸的原因：一是水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產生的間隙；二是細胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過細胞膜。③源于必修1P44“科學方法”：細胞膜結構模型的探索過程，反映了科學方法——提出假說的作用?？茖W家首先根據已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說，再用進一步的觀察與實驗，對已建立的假說進行修正和補充。例1.（多選）下列關于細胞膜的說法正確的是（）A.脂質和蛋白質是組成細胞膜的主要物質B.構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇，且膽固醇最豐富C.生物膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的D.膜蛋白在細胞膜上的分布是不對稱的，不同功能的細胞膜上的蛋白質的種類和數量相同E.細胞膜上的糖類既可與蛋白質結合，又可與脂質分子結合F.細胞都具有細胞膜但不一定具有磷脂雙分子層答案：ACE解析：B.構成膜的脂質主要是磷脂、脂肪和膽固醇，磷脂最豐富D.膜蛋白在細胞膜上的分布是不對稱的，不同功能的細胞膜上的蛋白質的種類和數量不同F.細胞都具有細胞膜且具有磷脂雙分子層例2.細胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細胞分泌的雌激素作用于乳腺細胞的過程中，以及精子進入卵細胞的過程中，細胞間信息交流的實現分別依賴于（）A.血液運輸，突觸傳遞B.淋巴運輸，突觸傳遞C.淋巴運輸，胞間連絲傳遞D.血液運輸，細胞間直接接觸答案：D解析：激素通過體液運輸，受精作用是精子和卵細胞的融合，是細胞間的直接接觸例3.細胞膜的流動鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是()A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對稱的B.膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強膜的流動性C.物質進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白無關D.有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內外的化學信號答案：D解析：A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是不對稱的B.蛋白質鑲嵌或貫穿在膜中利于增強膜的流動性C.物質進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白有關答案：雙分子層兩層磷脂分子融合胞吞考點三.細胞核的結構與功能1．模型的構建（1）概念：人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性描述。（2）分類①物理模型：以實物或圖片形式直觀地表達認識對象的特征。（如：細胞亞顯微結構模式圖、DNA雙螺旋結構模型、流動鑲嵌模型等）②概念模型：用文字或符號突出表達對象的主要特征和聯系。（如：光合作用和呼吸作用、血糖平衡、體溫調節圖解等）③數學模型：用來描述一個系統或它的性質的數學形式。（如：方程式、關系式、曲線、表格等）2.細胞核的功能（1）細胞核功能的實驗探究①黑白美西螈核移植實驗①②蠑螈受精卵橫縊實驗③變形蟲切割實驗補充實驗：核移植實驗（兩組實驗）實驗結論：傘藻帽的形狀是由細胞核決定的。實驗分析：核移植實驗可（可/否）排除假根中的其他物質對傘藻帽形狀的影響，從而證明是細胞核控制傘藻“帽”的形狀。（2）2.細胞核的功能：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心?！窘滩氖斑z】1.旁欄邊角(必修1P55“思考·討論”)資料4中“嫁接”與“核移植”實驗對比,傘藻核移植實驗更具有說服力,原因是什么?提示:傘藻核移植實驗可以排除假根中其他物質的作用,從而證明細胞核控制傘“帽”的形狀。2.（真核生物）DNA分布在：主要在細胞核，其次線粒體、葉綠體染色體只分布在細胞核。哺乳動物在受精過程中，①染色體：一半來自父方，一半來自母方②核DNA：一半來自父方，一半來自母方質DNA：母方（線粒體）>父方【易錯辨析】(1)克隆牛的性狀與提供細胞核的母牛完全一樣。(必修1P54“問題探討”)(×)(2)真核細胞都有細胞核。(必修1P54正文)(×)(3)細胞核是細胞代謝和遺傳的中心。(必修1P55正文)(×)（4）細胞代謝的主要場所是細胞質，細胞核是細胞代謝的控制中心（√）例5.右圖為某同學利用同位素標記法研究變形蟲細胞核功能的實驗，據此推斷錯誤的是（）A.RNA首先在細胞核中合成，然后釋放到細胞質中B.細胞核可能通過控制RNA的合成間接控制細胞的代謝C.若核質分離較長時間后進行移植，則B組實驗細胞質中無15N的RNAD.A組培養液換用15N標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸進行實驗，可得到相同的實驗結果【答案】D解析：D.A組培養液換用15N標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸進行實驗，不能得到相同的實驗結果用15N標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，進行的是DNA的復制，DNA不能從細胞核進入到細胞質。3.細胞核的結構（1）細胞核①功能：_遺傳信息庫_和細胞_遺傳和代謝_的控制中心。②結構：核膜（a）：_雙_層膜，把核內物質與細胞質分開。核孔（d）：實現核質之間頻繁的_物質交換_和_信息交流_。核仁（c）：與某種RNA(rRNA)的合成以及_核糖體_的形成有關。染色質（b）：主要成分有_DNA_和_蛋白質_；容易被_堿_性染料染成深色；DNA上貯存著_遺傳信息_；染色質與染色體的關系：同一物質在細胞的_不同時期_的兩種存在狀態。高度螺旋化，縮短變粗組成高度螺旋化，縮短變粗組成解螺旋化染色質染色體DNA+蛋白質解螺旋化染色質染色體DNA+蛋白質（圓柱狀或桿狀）（絲狀）（圓柱狀或桿狀）（絲狀）（細胞分裂間期）（細胞分裂期）（細胞分裂間期）（細胞分裂期）?核膜、核仁在細胞周期中表現為周期性地消失和重建。?核膜和核孔都具有_選擇透過_性，核孔雖然可以允許大分子物質通過，但仍然具有選擇性。?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。?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(或植物的篩管細胞)；人工去核的細胞，一般不能存活太久。?細胞核是細胞代謝的控制中心，但不是細胞代謝的中心，因為細胞代謝的主要場所是_細胞質基質_。?并是不所有的細胞都只有一個細胞核。如雙小核草履蟲細胞中有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數百個。③染色體的類型（2）無細胞核的生物：病毒、原核生物、真核細胞中：高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核注意：真核細胞絕大多數都只有1個細胞核，有的有多個細胞核,如：骨骼肌細胞。4.細胞在生命系統中的地位例2.如圖表示細胞核結構模式圖，下列有關敘述不正確的是()A．①主要是由DNA和蛋白質組成，在分裂期會螺旋化B．②與rRNA的合成以及核糖體的形成有關C．核膜由四層磷脂分子組成，蛋白質、RNA等生物大分子可以穿過核膜進出細胞核D．核孔對物質的運輸具有選擇性答案：C解析：C．核膜由四層磷脂分子組成，蛋白質、RNA等生物大分子可以穿過核孔進出細胞核1.(2021·浙江6月選考，4改編)細胞膜的流動鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對稱的B.膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強膜的流動性C.物質進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白無關D.有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內外的化學信號答案：D.解析：磷脂雙分子層不包括膜蛋白，是在有水的環境中自發形成的，由磷脂分子的物理性質和化學性質決定的，但具有識別作用的糖脂分子只分布在細胞膜的外側，故磷脂雙分子層是不完全對稱的，A錯誤；磷脂的尾部與膽固醇一起存在于磷脂雙分子層的內部，而非鑲嵌或貫穿在膜中，且由于膽固醇是“剛性的”，會限制膜的流動性，B錯誤；物質進出細胞方式中的被動運輸包括自由擴散和協助擴散，其中協助擴散需要載體蛋白，即與膜蛋白有關，C錯誤。2.(2022·河北，1)下列關于細胞膜的敘述，錯誤的是A.細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質、蛋白質的交流B.細