三維設(shè)計(jì)高中生物必修① 第二單元 第一講 細(xì)胞膜與細(xì)胞核-系統(tǒng)的邊界與控制中心

第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)知識(shí)內(nèi)容考綱要求1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能A2細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能(葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、液泡、高爾基體等)B3細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能B4生物膜系統(tǒng)B5通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性b細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)知識(shí)是其他知識(shí)的基礎(chǔ)與載體，因而成為各類考試命題的關(guān)注熱點(diǎn)，在復(fù)習(xí)中需注意以下幾個(gè)方面：1．圖文結(jié)合：本單元關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的示意圖、模式圖、照片等圖片很多，它們是教材知識(shí)簡(jiǎn)單、直觀、形象的反映，承載了大量的信息，利用它們對(duì)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，不僅有利于記憶、理解，更有利于知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成。在使用中要注意將圖中信息語(yǔ)言化表達(dá)，也可將書面語(yǔ)言用圖或圖解表示出來(lái)，以提升圖文轉(zhuǎn)換能力。2．構(gòu)建模型：除教材中的模型外，還可將各種結(jié)構(gòu)或生理功能模型化，以反映細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能上的聯(lián)系，體現(xiàn)生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律和實(shí)質(zhì)，也可以優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)思維能力。3．強(qiáng)化聯(lián)系：本單元知識(shí)作為基礎(chǔ)，與其他模塊的知識(shí)的聯(lián)系十分密切，如

(1)細(xì)胞膜——構(gòu)成細(xì)胞的化合物、細(xì)胞工程等；

(2)細(xì)胞器——細(xì)胞代謝等；

(3)細(xì)胞核——原核細(xì)胞、遺傳的基本規(guī)律；

(4)細(xì)胞結(jié)構(gòu)——細(xì)胞增殖、分化、衰老、癌變。通過對(duì)以上知識(shí)的整合，有利于知識(shí)的系統(tǒng)化。1.細(xì)胞膜成分、結(jié)構(gòu)、功能的關(guān)系

2．細(xì)胞膜的功能分析(1)界膜作用由于磷脂分子有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，所以構(gòu)成細(xì)胞

膜的磷脂雙分子層之間是疏水的，能夠隔離細(xì)胞液和

外界環(huán)境溶液，保證了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。①對(duì)于原始生命，它將生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)分隔開，

使其成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。②對(duì)于原生生物，如草履蟲，由于細(xì)胞膜的作用，將

細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。(2)物質(zhì)運(yùn)輸作用(即控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用)

物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞必須通過細(xì)胞膜，細(xì)胞膜最重要特征之一是

具選擇透過性，即有選擇地吸收細(xì)胞所需要的物質(zhì)，排出

對(duì)自己有害的物質(zhì)及代謝廢物，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相

對(duì)穩(wěn)定。表現(xiàn)(如右圖)為：①細(xì)胞膜的控制作用具有普遍性可“進(jìn)”的物質(zhì)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。不易“進(jìn)”的物質(zhì)：對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)?？伞俺觥钡奈镔|(zhì)：抗體、激素等物質(zhì)，細(xì)胞產(chǎn)生的廢物。不可“出”的物質(zhì)：細(xì)胞內(nèi)的重要成分。②細(xì)胞膜控制作用的相對(duì)性環(huán)境中對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，以及病毒、病菌等病原體也能侵入細(xì)胞，使生物患病。(3)細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞間信息交流的類型如下：①信號(hào)傳導(dǎo)：信號(hào)分子(如激素、遞質(zhì))

激活靶細(xì)胞膜受體(糖蛋白等)

胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子沿信號(hào)通路傳遞

細(xì)胞產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)②胞間連接與通訊：多細(xì)胞生物體內(nèi)，細(xì)胞間通過細(xì)胞膜進(jìn)行相互作用，如動(dòng)物細(xì)胞的間隙連接；植物細(xì)胞間則借胞間連絲實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信息交流。③胞間識(shí)別：識(shí)別是指細(xì)胞對(duì)同種或異種細(xì)胞，同源或異源細(xì)胞以及自己或異己分子的認(rèn)識(shí)和鑒別，是細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號(hào)分子發(fā)生選擇性相互作用，從而引起細(xì)胞內(nèi)一系列生理生化的變化，最終使細(xì)胞表現(xiàn)出相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)的過程，如器官移植時(shí)的免疫排斥反應(yīng)，精子與卵細(xì)胞的識(shí)別和結(jié)合。(4)其它功能細(xì)胞膜還有分泌、排泄和免疫等功能。①構(gòu)成細(xì)胞膜的化學(xué)元素有C、H、O、N、P等。②糖類在細(xì)胞膜中分布很少，并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成

糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面。因此，根據(jù)糖蛋白

或糖脂的分布，可以判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)。③各種蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。④各種膜所含蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例同膜的功能有關(guān)，功能

越復(fù)雜的膜，其蛋白質(zhì)數(shù)量和種類越多。⑤正常細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜上產(chǎn)生甲胎蛋白和癌胚抗原等

物質(zhì)，以此可以作為細(xì)胞是否癌變的指標(biāo)之一。1．下圖為細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，鑒別細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè)的有

效依據(jù)是(

)

A．①

B．②

C．③D．④解析：對(duì)于細(xì)胞膜來(lái)說，糖被只能分布在外側(cè)，是區(qū)分細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)的一個(gè)依據(jù)。答案：A1.細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能名稱特點(diǎn)功能核膜和核孔①核膜是雙層膜，外膜表面有核糖體附著②核膜不是連續(xù)的，其上有核孔①化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，核膜上有酶附著，利于多種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行②控制物質(zhì)進(jìn)出，小分子、離子通過核膜進(jìn)出，大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)出名稱特點(diǎn)功能核仁折光性強(qiáng)，易與其他結(jié)構(gòu)區(qū)分參與某種RNA的合成與核糖體的形成染色質(zhì)①易被堿性染料染成深色②由DNA和蛋白質(zhì)組成③與染色體的關(guān)系：染色質(zhì)

染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體①核膜、核仁在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為周期性的消失和重建。②核膜和核孔都具有選擇透過性。③核孔的數(shù)量、核仁的大小與細(xì)胞代謝有關(guān)，如代謝旺盛、

蛋白質(zhì)合成量大的細(xì)胞，核孔數(shù)多，核仁較大。2．細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)研究序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果得出結(jié)論①黑白美西螈細(xì)胞核移植美西螈皮膚顏色的遺傳是由細(xì)胞核控制的序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果得出結(jié)論②橫縊蠑螈受精卵蠑螈的細(xì)胞分裂和分化是由細(xì)胞核控制的序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果得出結(jié)論③變形蟲切割實(shí)驗(yàn)變形蟲的分裂、生長(zhǎng)、再生、應(yīng)激性是由細(xì)胞核控制的序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果得出結(jié)論④傘藻嫁接與核移植傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)過程傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果得出結(jié)論④傘藻嫁接與核移植傘藻核移植實(shí)驗(yàn)過程傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的2．漢麥林(Hammerlim)做過如下實(shí)驗(yàn)：將單細(xì)胞的地中海杯

狀藻切成1、2、3三段(如圖A)，將這三段置于海水中培養(yǎng)

一段時(shí)間后，結(jié)果如圖B、D、G所示，將D段再切斷，E段

繼續(xù)培養(yǎng)將不能再生第二杯(如圖所示)。(1)能由F再生出一個(gè)完整細(xì)胞的原因是________________________________________________________________。(2)能由C再生一杯的原因是__________________________________________________________________________。(3)不能由E再生第二杯的原因是_______________________________________________。(4)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明__________________________________。解析：(1)F中含有細(xì)胞核，細(xì)胞核能控制生物的遺傳和代謝，因此能再生出一個(gè)完整的細(xì)胞。(2)(3)C中含有mRNA等物質(zhì)，可指導(dǎo)相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，因此可再生一杯。但mRNA在細(xì)胞內(nèi)不斷被利用和降解，由于無(wú)細(xì)胞核，不能再合成新的mRNA，因此不能再生第二杯。(4)由B、D、G對(duì)比可說明決定杯狀藻形態(tài)發(fā)生的物質(zhì)可能來(lái)自于細(xì)胞核。答案：(1)細(xì)胞核(或F部位)含有決定杯狀藻形態(tài)的全部遺傳信息(2)C內(nèi)含有決定杯狀藻形態(tài)發(fā)生的物質(zhì)(3)E內(nèi)沒有了決定杯狀藻形態(tài)發(fā)生的物質(zhì)(4)決定杯狀藻形態(tài)發(fā)生的物質(zhì)(或遺傳信息)來(lái)自于細(xì)胞核真核細(xì)胞單位面積的核孔數(shù)目與細(xì)胞類型和代謝水平有關(guān)。以下細(xì)胞中核孔數(shù)目最少的是(

)A．胰島細(xì)胞B．造血干細(xì)胞

C．效應(yīng)B細(xì)胞(漿細(xì)胞)D．口腔上皮細(xì)胞[解析]

核孔是某些大分子的運(yùn)輸孔道，包括蛋白質(zhì)和RNA等，核孔的數(shù)目與代謝水平成正相關(guān)，四個(gè)選項(xiàng)中合成蛋白質(zhì)能力最弱的是口腔上皮細(xì)胞。[答案]

D細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識(shí)別作用

B．細(xì)胞膜對(duì)膜兩側(cè)物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性

C．細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異

D．載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì).[解析]細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識(shí)別作用。細(xì)胞膜是一層選擇透過性膜，對(duì)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞具有選擇性。由于細(xì)胞膜內(nèi)外結(jié)合的蛋白質(zhì)功能有差異，可推知相關(guān)的蛋白質(zhì)種類也有差異。載體蛋白協(xié)助物質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，所以該類蛋白質(zhì)不是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)。[答案]

D生物膜在生命活動(dòng)中發(fā)揮著非常重要的作用。如圖所示的過程能體現(xiàn)生物膜(多選)

(

)A．有信息傳遞功能

B．具有一定的流動(dòng)性C．具有排泄功能

D．具有識(shí)別功能[解析]

突觸前神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突觸后神經(jīng)元電位的變化，從而完成信息的傳遞，同時(shí)也體現(xiàn)了膜的識(shí)別功能。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放是通過突觸小泡與突觸前膜的結(jié)合來(lái)完成的，該過程的完成要依賴膜的流動(dòng)性。[答案]

ABD解答此類信息題的基本程序：提取題干信息―→濾取對(duì)應(yīng)問題的有效信息―→尋求理論支持―→作出準(zhǔn)確判斷。就本題而言，題圖提供的是興奮在突觸的傳遞過程，該過程為電信號(hào)―→突觸小體―→突觸前膜釋放遞質(zhì)―→突觸間隙―→突觸后膜(受體)屬于細(xì)胞的信息傳遞功能及識(shí)別功能，體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。即該過程不是代謝產(chǎn)物的排出，不能體現(xiàn)生物膜的排泄功能。

本講實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法(1)動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，選擇動(dòng)物細(xì)胞更易制備細(xì)胞膜。(2)動(dòng)物細(xì)胞在清水(低滲溶液)中易吸水漲破，細(xì)胞內(nèi)的

物質(zhì)流出，即可得到細(xì)胞膜。(3)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核及各種具膜的細(xì)胞器，

避免了細(xì)胞膜與核膜、細(xì)胞器膜分離的麻煩，經(jīng)離心

即可得到較純凈的細(xì)胞膜。制作臨時(shí)裝片：在潔凈載玻片上滴一滴紅細(xì)胞稀釋液后，

加蓋蓋玻片

低倍鏡觀察：尋找觀察點(diǎn)，并移至視野中央，換用高倍鏡

高倍鏡觀察前測(cè)：用高倍鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)：兩面凹的圓餅狀↓引流法：在蓋玻片一側(cè)滴一滴蒸餾水，在另一側(cè)用吸水紙吸引↓后測(cè)：觀察紅細(xì)胞的變化：凹陷消失→體積增大→細(xì)胞破裂，內(nèi)溶物流出(1)取得紅細(xì)胞后應(yīng)先用適量的生理鹽水稀釋，目的是：①使紅細(xì)胞分散開，不易凝集成塊。②使紅細(xì)胞暫時(shí)維持原有的形態(tài)。(2)操作時(shí)載物臺(tái)應(yīng)保持水平，否則易使蒸餾水流走。(3)滴蒸餾水時(shí)應(yīng)緩慢，邊滴加邊用吸水紙吸引，同時(shí)

用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)變化。(4)如果該實(shí)驗(yàn)過程在試管中進(jìn)行，要想獲得較純凈的

細(xì)胞膜，紅細(xì)胞破裂后，還必須經(jīng)過離心、過濾才

能成功。請(qǐng)根據(jù)下列材料，回答問題：哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在發(fā)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(xì)胞不含細(xì)胞器且取材方便，是研究細(xì)胞膜的好材料。(1)將紅細(xì)胞放入________中，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂，此過程依據(jù)的原理是________。(2)紅細(xì)胞破裂后，流出細(xì)胞外的物質(zhì)主要是________，用________試劑可鑒定該物質(zhì)。(3)欲制備較為純凈的細(xì)胞膜，再用________方法分離提純細(xì)胞膜。(4)用口腔上皮細(xì)胞能否制備得到較純凈的細(xì)胞膜？請(qǐng)分析原因。[解析]

(1)根據(jù)滲透作用原理，將紅細(xì)胞放在低滲溶液(如清水)中細(xì)胞會(huì)吸水漲破，可獲得細(xì)胞膜。(2)(3)紅細(xì)胞內(nèi)的主要物質(zhì)是血紅蛋白，可用雙縮脲試劑鑒定。欲制備較純凈的細(xì)胞膜，可通過差速離心方法提純。(4)口腔上皮細(xì)胞有細(xì)胞核和細(xì)胞器，用其制備得到的生物膜除細(xì)胞膜外，還有細(xì)胞器膜和核膜等。[答案]

(1)清水滲透作用(2)血紅蛋白雙縮脲(3)差速離心(4)不能?？谇簧掀ぜ?xì)胞中有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，制備的生物膜除細(xì)胞膜外還有細(xì)胞器膜和核膜等。(1)細(xì)胞膜成分的實(shí)驗(yàn)探究①用溶脂劑處理細(xì)胞膜，膜被破壞，說明細(xì)胞膜中含

有脂質(zhì)成分。②用蛋白酶處理細(xì)胞膜，膜被破壞，說明細(xì)胞膜中含

有蛋白質(zhì)成分。(2)細(xì)胞膜具有識(shí)別作用的實(shí)驗(yàn)探究

可將大量的同種生物和親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的生物的精子和

卵細(xì)胞混合在一起，發(fā)現(xiàn)只有同種生物的精子和卵細(xì)

胞能結(jié)合。[隨堂高考]1．(2009·海南高考)能使植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)均破壞的

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：細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，所以用纖維素酶和果膠酶可以破壞細(xì)胞壁，蛋白酶可破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。答案：B2．(2009·廣東理基)細(xì)胞膜上一般不含(

)A．膽固醇

B．磷脂

C．血紅蛋白

D．糖蛋白解析：細(xì)胞膜主要成分為磷脂分子和蛋白質(zhì)分子，還含有少量的多糖和膽固醇，血紅蛋白存在于紅細(xì)胞內(nèi)。答案：C3．(2008·廣東高考)具有細(xì)胞壁的選項(xiàng)是(

)A．花粉

B．紅細(xì)胞

C．胰島A細(xì)胞

D．流感病毒解析：有細(xì)胞壁的為植物細(xì)胞或細(xì)菌。答案：A4．(2008·天津高考)下列有關(guān)生物膜的敘述，正確的是