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必修① 第二单元 第一讲 细胞膜与细胞核——系统的边界与控制中心


第二单元 细胞的基本结构

知识内容 1 2 3 4 细胞膜系统的结构和功能 主要细胞器的结构和功能 细胞核的结构和功能 观察线粒体和叶绿体

考纲要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 参考考试 目标与要求

细胞作为最基本的生命系统,其结构知识是其他知

识的基础与载体,因而成为各类考试命题的关注热点,

在复习中需注意以下几个方面:

1.图文结合:本单元关于细胞结构和功能的示意图、 模式图、照片等图片很多,它们是教材知识简单、直观、 形象的反映,承载了大量的信息,利用它们对知识进行复

习,不仅有利于记忆、理解,更有利于知识结构的形成。
在使用中要注意将图中信息语言化表达,也可将书面语言 用图或图解表示出来,以提升图文转换能力。

2.构建模型:除教材中的模型外,还可将各种结构

或生理功能模型化,以反映细胞结构、功能上的联系,体
现生命活动的内在规律和实质,也可以优化知识结构,增 强思维能力。

3.强化联系:本单元知识作为基础,与其他模块的知

识的联系十分密切,如
(1)细胞膜——构成细胞的化合物、细胞工程等; (2)细胞器——细胞代谢等; (3)细胞核——原核细胞、遗传的基本规律; (4)细胞结构——细胞增殖、分化、衰老、癌变。

通过对以上知识的整合,有利于知识的系统化。

1.细胞膜成分、结构、功能的关系

2.细胞膜的功能分析 (1)界膜作用 由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团,所以构成细胞

膜的磷脂双分子层之间是疏水的,能够隔离细胞液和
外界环境溶液,保证了细胞内部环境的相对稳定。 ①对于原始生命,它将生命物质与非生命物质分隔开, 使其成为相对独立的系统。 ②对于原生生物,如草履虫,由于细胞膜的作用,将 细胞与外界环境分隔开。

(2)物质运输作用(即控制物质进出细胞的作用)

物质进出细胞必须通过细胞膜,细胞膜最重要特征之一是
具选择透过性,即有选择地吸收细胞所需要的物质,排出 对自己有害的物质及代谢废物,保障了细胞内部环境的相 对稳定。表现(如右图)为:

①细胞膜的控制作用具有普遍性 可“进”的物质:营养物质。 不易“进”的物质:对细胞有害的物质。

可“出”的物质:抗体、激素等物质,
细胞产生的废物。 不可“出”的物质:细胞内的重要成分。 ②细胞膜控制作用的相对性 环境中对细胞有害的物质,以及病毒、病菌等病原体也能

侵入细胞,使生物患病。

(3)细胞间的信息交流
细胞间信息交流的类型如下: ①信号传导:信号分子(如激素、递质) 激活 靶细胞膜受体(糖蛋白等)

胞内信号传导分子沿信号通路传递

细胞产生特定的生物学效应

②胞间连接与通讯:多细胞生物体内,细胞间通过细胞膜 进行相互作用,如动物细胞的间隙连接;植物细胞间则借 胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。 ③胞间识别:识别是指细胞对同种或异种细胞,同源或异

源细胞以及自己或异己分子的认识和鉴别,是细胞通过其
表面的受体与胞外信号分子发生选择性相互作用,从而引 起细胞内一系列生理生化的变化,最终使细胞表现出相应

的生物学效应的过程,如器官移植时的免疫排斥反应,精
子与卵细胞的识别和结合。 (4)除上述功能外,细胞膜还有分泌、排泄和免疫等功能。

①构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P等。 ②糖类在细胞膜中分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成 糖蛋白或糖脂,分布在膜的外表面。因此,根据糖蛋白

或糖脂的分布,可以判断细胞膜的内外侧。
③各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。 ④各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关,功能 越复杂的膜,其蛋白质数量和种类越多。 ⑤正常细胞癌变后,细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等

物质,以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。

1.下图为细胞膜的亚显微结构,鉴别细胞膜的内外侧的有
效依据是 ( )

A.① C.③

B.② D.④

解析:对于细胞膜来说,糖被只能分布在外侧,是区分细

胞膜内外侧的一个依据。
答案:A

1.细胞核的结构和功能
名称 特点 ①核膜是双层 核膜 和核 孔 膜,外膜表面 有核糖体附着 功能

①化学反应的场所,核膜上有酶
附着,利于多种化学反应的进行 ②控制物质进出,小分子、离子 通过核膜进出,大分子物质通过 核孔进出

②核膜不是连
续的,其上有 核孔

名称

特点
折光性强,易与其他结构区

功能
参与某种RNA的 合成与核糖体的 形成

核仁



①易被碱性染料染成深色 ②由DNA和蛋白质组成 染色质 ③与染色体的关系: 染色质 染色体

是遗传物质的主
要载体

①核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。 ②核膜和核孔都具有选择透过性。 ③核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、 蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。

2.细胞核功能的实验研究 序 实验 号 内容 黑白 美西 ① 螈细 胞核 得出结 论 美西螈 皮肤颜

实验过程与结果

色的遗
传是由 细胞核 控制的

移植

序 实验 号 内容

实验过程与结果

得出结 论 蝾螈的

横缢
② 蝾螈 受精 卵

细胞分
裂和分 化是由 细胞核 控制的

序 实验 号 内容

实验过程与结果

得出 结论 变形虫的

变形 ③ 虫切 割实

分裂、生 长、再生、 应激性是



由细胞核
控制的

序 实验 号 内容

实验过程与结果
伞藻嫁接实验过程

得出结 论

伞藻“

伞藻
④ 嫁接 与核 移植

帽”的
形状是 由细胞 核控制 的

序 实验 号 内容

实验过程与结果 伞藻核移植实验过程

得出结 论 伞藻“ 帽”的 形状是 由细胞

伞藻 ④ 嫁接 与核

移植

核控制


2.汉麦林(Hammerlim)做过如下实验:将单细胞的地中海杯 状藻切成1、2、3三段(如图A),将这三段置于海水中培养

一段时间后,结果如图B、D、G所示,将D段再切断,E段
继续培养将不能再生第二杯(如图所示)。

(1)能由F再生出一个完整细胞的原因是_________________

_______________________________________________。
(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)这个实验说明
__________________________________________________ ____________________。

解析:(1)F中含有细胞核,细胞核能控制生物的遗传和代谢, 因此能再生出一个完整的细胞。(2)(3)C中含有mRNA等物质, 可指导相关蛋白质的合成,因此可再生一杯。但mRNA在细

胞内不断被利用和降解,由于无细胞核,不能再合成新的
mRNA,因此不能再生第二杯。(4)由B、D、G对比可说明决 定杯状藻形态发生的物质可能来自于细胞核。

答案:(1)细胞核(或F部位)含有决定杯状藻形态的全部遗传 信息 (2)C内含有决定杯状藻形态发生的物质 (3)E内没有了决定杯状藻形态发生的物质 (4)决定杯状藻形态发生的物质(或遗传信息)来自于细胞核

真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平 有关。以下细胞中核孔数目最少的是 A.胰岛细胞 C.效应B细胞(浆细胞) B.造血干细胞 D.口腔上皮细胞 ( )

[解析]

核孔是某些大分子的运输孔道,包括蛋白质

和RNA等,核孔的数目与代谢水平成正相关,四个选项中 合成蛋白质能力最弱的是口腔上皮细胞。 [答案] D

细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关
叙述不正确的是 . A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用 B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 ( )

D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质

[解析] 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用。细胞膜

是一层选择透过性膜,对物质进出细胞具有选择性。由于细
胞膜内外结合的蛋白质功能有差异,可推知相关的蛋白质种 类也有差异。载体蛋白协助物质进行跨膜运输,所以该类蛋 白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。 [答案] D

生物膜在生命活动中发挥着非常重要的作用。如图 所示的过程不能体现生物膜 ( )

A.有信息传递功能
C.具有排泄功能

B.具有一定的流动性
D.具有识别功能

[解析]

突触前神经元释放的神经递质与突触后膜上

的受体结合,引起突触后神经元电位的变化,从而完成信 息的传递,同时也体现了膜的识别功能。神经递质的释放 是通过突触小泡与突触前膜的结合来完成的,该过程的完 成要依赖膜的流动性。

[答案] C

解答此类信息题的基本程序: 提取题干信息―→滤取对应问题的有效信息―→寻求

理论支持―→作出准确判断。
就本题而言,题图提供的是兴奋在突触的传递过程, 该过程为电信号―→突触小体―→突触前膜释放递质―→突 触间隙―→突触后膜(受体)属于细胞的信息传递功能及识别 功能,体现了膜的流动性。即该过程不是代谢产物的排出, 不能体现生物膜的排泄功能。

本讲实验

体验制备细胞膜的方法

(1)动物细胞没有细胞壁,选择动物细胞更易制备细胞膜。 (2)动物细胞在清水(低渗溶液)中易吸水涨破,细胞内的 物质流出,即可得到细胞膜。 (3)哺乳动物红细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器, 避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦,经离心 即可得到较纯净的细胞膜。

制作临时装片:在洁净载玻片上滴一滴红细胞稀释液后, 加盖盖玻片 低倍镜观察:寻找观察点,并移至视野中央,换用高倍镜

高 倍 镜 观 察

前测:用高倍镜观察红细胞的形态:两面凹的圆饼状 ↓? 引流法:在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水,在另一侧用吸? 水纸吸引 ↓? 后测:观察红细胞的变化:凹陷消失→体积增大→? 细胞破裂,内溶物流出

(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是: ①使红细胞分散开,不易凝集成块。 ②使红细胞暂时维持原有的形态。

(2)操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。
(3)滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,同时 用显微镜观察红细胞的形态变化。 (4)如果该实验过程在试管中进行,要想获得较纯净的 细胞膜,红细胞破裂后,还必须经过离心、过滤才

能成功。

请根据下列材料,回答问题:

哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中,核逐渐退化,
为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞不含细胞器 且取材方便,是研究细胞膜的好材料。

(1)将红细胞放入________中,一段时间后细胞将破裂,此
过程依据的原理是________。 (2)红细胞破裂后,流出细胞外的物质主要是________,用 ________试剂可鉴定该物质。 (3)欲制备较为纯净的细胞膜,再用________方法分离提纯细

胞膜。
(4)用口腔上皮细胞能否制备得到较纯净的细胞膜?请分析 原因。

[解析] (1)根据渗透作用原理,将红细胞放在低渗溶液(如 清水)中细胞会吸水涨破,可获得细胞膜。 (2)(3)红细胞内的主要物质是血红蛋白,可用双缩脲试剂鉴 定。欲制备较纯净的细胞膜,可通过差速离心方法提纯。

(4)口腔上皮细胞有细胞核和细胞器,用其制备得到的生物
膜除细胞膜外,还有细胞器膜和核膜等。

[答案] (1)清水

渗透作用

(2)血红蛋白

双缩脲

(3)差速离心

(4)不能。口腔上皮细胞中有细胞核和各种细胞器,制备的 生物膜除细胞膜外还有细胞器膜和核膜等。

(1)细胞膜成分的实验探究

①用溶脂剂处理细胞膜,膜被破坏,说明细胞膜中含
有脂质成分。 ②用蛋白酶处理细胞膜,膜被破坏,说明细胞膜中含 有蛋白质成分。 (2)细胞膜具有识别作用的实验探究 可将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和 卵细胞混合在一起,发现只有同种生物的精子和卵细

胞能结合。

[随堂高考] 1.(2009· 海南高考)能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的 一组酶是 A.淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶 ( )

B.纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C.果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D.磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶

解析:细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,细胞膜的主要 成分是磷脂和蛋白质,所以用纤维素酶和果胶酶可以破坏 细胞壁,蛋白酶可破坏细胞膜结构。 答案:B

2.(2009· 广东理基)细胞膜上一般不含 A.胆固醇 C.血红蛋白 B.磷脂 D.糖蛋白

(

)

解析:细胞膜主要成分为磷脂分子和蛋白质分子,还含 有少量的多糖和胆固醇,血红蛋白存在于红细胞内。 答案:C

3.(2008· 广东高考)具有细胞壁的选项是 A.花粉 C.胰岛A细胞 B.红细胞 D.流感病毒

(

)

解析:有细胞壁的为植物细胞或细菌。

答案:A

4.(2008· 天津高考)下列有关生物膜的叙述,正确的是 ( )

A.大鼠脾细胞与兔造血干细胞的细胞膜能够发生融合
B.用蛋白酶处理生物膜可改变其组成,不改变其通透性 C.在生长激素的合成和分泌过程中,生物膜只发生结构 上的联系 D.兴奋在神经纤维上传导和在神经元间传递时,生物膜

发生的变化是相同的

解析:生物膜主要是由脂质分子和蛋白质分子组成,蛋白质 可作为物质进出生物膜的载体,若用蛋白酶处理,会改变生

物膜的通透性。在生长激素的合成和分泌过程中,生物膜不
仅发生结构上的联系,也发生功能上的联系:如线粒体提供 能量,内质网作为“运输通道”,高尔基体加工修饰。兴奋 在神经纤维上传导时,生物膜的电位变化是兴奋部位为外负 内正,未兴奋部位为外正内负;兴奋在神经元间传递时,化

学递质经突触前膜、突触间隙,作用于突触后膜,突触后膜
上的受体接受化学信号,将其转变为电信号。 答案:A

5.(2008· 重庆高考)下列叙述错误的是
A.酵母菌有核膜,而固氮菌没有 B.酵母菌有细胞膜,而固氮菌没有 C.黑藻细胞有线粒体,而蓝藻细胞没有 D.黑藻细胞有内质网,而蓝藻细胞没有

(

)

解析:酵母菌和黑藻是真核生物,固氮菌和蓝藻是原核 生物,核膜是真核生物细胞具有的结构,原核生物细胞 不具有。只要有细胞结构,就具有细胞膜。线粒体和内 质网都是真核细胞才具有的细胞器,原核细胞中惟一的 细胞器是核糖体。

答案:B


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