細(xì)胞膜與細(xì)胞核(含生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型)

第1講細(xì)胞膜與細(xì)胞核(含生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型)2015備考·最新考綱1．細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)。2.細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)。3.實(shí)驗(yàn)：通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性。2．流動(dòng)鑲嵌模型(識(shí)圖領(lǐng)悟)3．細(xì)胞膜的成分

特別提醒糖蛋白的位置只位于細(xì)胞膜的外側(cè)，細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)不存在，可用于確定細(xì)胞膜膜內(nèi)外位置。一、細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)(50%)主要是磷脂，還有糖脂和膽固醇。蛋白質(zhì)(40%)種類和數(shù)量越多，功能就越復(fù)雜。糖類(50%)形成糖脂或糖蛋白,與信息交流有關(guān)。膽固醇磷脂蛋白質(zhì)糖脂4．功能分析5．細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能特性及相互關(guān)系

流動(dòng)性和選擇透過性的關(guān)系 (1)區(qū)別：流動(dòng)性是生物膜的_________，選擇透過性是生物膜的_________。 (2)聯(lián)系：_______是___________的基礎(chǔ)，膜只有具有_______，才能實(shí)現(xiàn)___________。

流動(dòng)性原理——構(gòu)成膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是_______；選擇透過性原理——膜上載體蛋白的_____________。

流動(dòng)性的實(shí)例：細(xì)胞融合、變形蟲變形、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時(shí)膜的厚度改變、動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹或失水皺縮等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特性流動(dòng)性選擇透過性選擇透過性流動(dòng)性運(yùn)動(dòng)的種類和數(shù)量整合歸納關(guān)鍵語句時(shí)時(shí)記1.細(xì)胞膜的功能有：①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)---一定的流動(dòng)性。3.細(xì)胞膜的功能特性---選擇透過性。4.細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層。5.蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的分布方式有：鑲在外面、嵌在內(nèi)部和貫穿雙分子層。1．(2013·天津理綜，1)下列過程未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能的是 (

)。 A．蔗糖溶液使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離 B．抗原刺激引發(fā)記憶細(xì)胞增殖分化 C．胰島素調(diào)節(jié)靶細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取 D．傳出神經(jīng)細(xì)胞興奮引起肌肉收縮

解析將洋蔥表皮細(xì)胞放在較高濃度的蔗糖溶液中因滲透失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，體現(xiàn)生物膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能，選A。B、C、D中的抗原、胰島素、神經(jīng)遞質(zhì)都是通過細(xì)胞膜表面的受體接受信息而引發(fā)相應(yīng)生理效應(yīng)的。

答案

A互動(dòng)探究

下圖是動(dòng)物體內(nèi)某組織細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)你所掌握的膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，請(qǐng)確認(rèn)①～④哪一項(xiàng)正確？

提示磷脂雙分子層中，親水頭部位于膜的內(nèi)外表面，糖蛋白的糖基團(tuán)位于膜的外表面。故②圖示正確。

細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能特性實(shí)驗(yàn)探究2．對(duì)某動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，如圖所示，其基本過程如下：

①用某種熒光染料標(biāo)記動(dòng)物細(xì)胞．細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)。

②用激光束照射該細(xì)胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅

(消滅)。

③停止激光束照射一段時(shí)間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點(diǎn)。上述實(shí)驗(yàn)不能說明的是 (

)。A．細(xì)胞膜具有流動(dòng)性B．熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合C．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔇．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動(dòng)

速率解析本實(shí)驗(yàn)證明的是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——流動(dòng)性，同時(shí)也說明熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合。C中物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸體現(xiàn)的是細(xì)胞膜的功能特性——選擇透過性，流動(dòng)性和選擇透過性兩者不是一回事。答案

C互動(dòng)探究 (1)本實(shí)驗(yàn)是否需設(shè)定適宜溫度？ (2)你能否列舉2～3個(gè)實(shí)例說明細(xì)胞膜的確是“流動(dòng)的”而不是“靜止的”？

(3)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)是用帶有不

同熒光染料的抗體標(biāo)記兩種細(xì)胞的

膜蛋白，一段時(shí)間后兩種膜蛋白能

在雜種細(xì)胞膜上均勻分布形成嵌合

體。如圖是相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，

據(jù)此哪項(xiàng)結(jié)論不能成立？

①溫度增加到15℃以上，細(xì)胞膜流動(dòng)性增強(qiáng)②該實(shí)驗(yàn)證明膜蛋白能夠運(yùn)動(dòng)③溫度對(duì)膜蛋白的運(yùn)動(dòng)有影響④圖中數(shù)據(jù)說明融合時(shí)間越長形成的嵌合體越多提示

(1)膜的流動(dòng)性受溫度影響，因此本實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)定適宜的溫度。(2)胞吞和胞吐、變形蟲的運(yùn)動(dòng)及吞噬、分泌蛋白和神經(jīng)遞質(zhì)的合成與分泌等均表明膜具有流動(dòng)性。(3)嵌合體的形成是兩種細(xì)胞的膜蛋白發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，溫度增加到15℃以上時(shí)，形成嵌合體的比例明顯增大，說明溫度對(duì)膜蛋白的運(yùn)動(dòng)有影響。溫度升高，膜蛋白相對(duì)運(yùn)動(dòng)加劇，表明細(xì)胞膜流動(dòng)性增強(qiáng)。根據(jù)圖示數(shù)據(jù)只能說明：溫度增加到15℃以上，溫度越高，形成的嵌合體越多。故④不成立。如圖是生物膜的結(jié)構(gòu)模型，下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)及功能的敘述正確的是 (

)。A．線粒體、葉綠體膜是由雙層磷脂分子構(gòu)成的，細(xì)胞膜是由單層磷脂分子構(gòu)成的B．衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，使物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸能力增強(qiáng)[對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化]C．膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用，能夠?qū)⑿畔⒎肿愚D(zhuǎn)

移到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用D．膽固醇是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，在人體內(nèi)還參與血液

中脂質(zhì)的運(yùn)輸解析各種膜結(jié)構(gòu)均是由雙層磷脂分子構(gòu)成的，線粒體、葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu)，含四層磷脂分子，細(xì)胞膜由單層膜構(gòu)成，含兩層磷脂分子；衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，使物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸能力降低；膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用，但信息傳遞并不都是將信息分子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，如大分子的信息分子與膜上相應(yīng)的糖蛋白結(jié)合，通過糖蛋白將信息傳到細(xì)胞內(nèi)。答案

D考點(diǎn)2細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)、功能及實(shí)驗(yàn)探究1．結(jié)構(gòu)3．細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究遺傳信息庫代謝和遺傳實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析兩種美西螈細(xì)胞核移植美西螈皮膚顏色遺傳是由細(xì)胞核控制的該實(shí)驗(yàn)無對(duì)照組，可將_____美西螈胚胎_______移植到_____美西螈__________形成重組細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)作為對(duì)照白色細(xì)胞核黑色去核卵細(xì)胞橫縊蠑螈受精卵蠑螈的細(xì)胞____________是由_______控制的該實(shí)驗(yàn)既有相互對(duì)照，又有____對(duì)照將變形蟲切成兩半變形蟲的分裂、生長、再生、應(yīng)激性是由_______控制的該實(shí)驗(yàn)既有相互對(duì)照，又有____對(duì)照分裂和分化細(xì)胞核自身細(xì)胞核自身傘藻嫁接與核移植傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的傘藻_______實(shí)驗(yàn)可排除假根中_________的作用，從而證明是細(xì)胞核控制傘藻“帽”的形狀核移植其他物質(zhì)1．(2013·淄博市月考)如圖為細(xì)胞核

的結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述不

正確的是 (

)。

A．①主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，

在細(xì)胞分裂的不同時(shí)期呈現(xiàn)不

同的狀態(tài)

B．②是產(chǎn)生核糖體、mRNA和合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所

C．③在細(xì)胞周期中發(fā)生周期性變化，其主要成分是磷

脂和蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)和RNA等大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核需要消耗能量解析由圖可知，①是染色質(zhì)，由蛋白質(zhì)和DNA構(gòu)成，染色質(zhì)和染色體是同樣的物質(zhì)在細(xì)胞分裂不同時(shí)期呈現(xiàn)的兩種不同狀態(tài)；②是核仁，核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)，蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所是核糖體；③是核膜，在細(xì)胞周期中發(fā)生周期性變化(前期消失，末期重現(xiàn))，構(gòu)成核膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)；核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，蛋白質(zhì)和RNA等大分子通過核孔的過程需要消耗能量。答案

B互動(dòng)探究

研究表明，細(xì)胞核的核孔數(shù)目多少及核仁大小均與細(xì)胞代謝旺盛程度有關(guān)，據(jù)此，請(qǐng)推測(cè)下列①～⑤細(xì)胞中哪種細(xì)胞核孔數(shù)量最少？

①胰島細(xì)胞②造血干細(xì)胞③效應(yīng)B細(xì)胞(漿細(xì)胞)

④口腔上皮細(xì)胞⑤唾液腺細(xì)胞

提示細(xì)胞核的核孔是核質(zhì)之間物質(zhì)運(yùn)輸和信息交流的通道，其數(shù)目多少與蛋白質(zhì)的合成等代謝活動(dòng)密切相關(guān)，唾液腺細(xì)胞需合成并分泌唾液淀粉酶，造血干細(xì)胞分裂旺盛，胰島細(xì)胞需合成激素，漿細(xì)胞需合成抗體，它們均需較多核孔。口腔上皮細(xì)胞主要起保護(hù)作用，代謝活動(dòng)水平在5種細(xì)胞中最低。

細(xì)胞核的功能實(shí)驗(yàn)探究2．(經(jīng)典題)細(xì)胞核具有什么功能？科學(xué)家通過下列實(shí)驗(yàn)(見下圖)進(jìn)行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只是很少的細(xì)胞質(zhì)相連，結(jié)果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續(xù)分裂；②b部分分裂到16～32個(gè)細(xì)胞時(shí)，將一個(gè)細(xì)胞核擠入到不能分裂的a部分，結(jié)果a部分開始分裂、分化，進(jìn)而發(fā)育成胚胎。下列敘述中，不正確的是 (

)。A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有關(guān)B．實(shí)驗(yàn)①中，b部分細(xì)胞屬于對(duì)照組，a部分屬于實(shí)驗(yàn)組C．實(shí)驗(yàn)②中，a部分的操作與實(shí)驗(yàn)①中的a部分形成對(duì)照D．實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞的壽命與細(xì)胞核有關(guān)解析整個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒有涉及細(xì)胞的壽命，故D錯(cuò)誤。有核或植入核的部分能分裂、分化，無核的部分則停止分裂，說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有關(guān)。a部分相當(dāng)于去核和重新植入核，是實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)②中，a部分植入核，與實(shí)驗(yàn)①中的無核形成對(duì)照。答案

D歸納提升 (1)凡是無核細(xì)胞，既不能生長也不能分裂，如哺乳動(dòng)物和人的成熟紅細(xì)胞以及植物的篩管細(xì)胞；人工去核的細(xì)胞，一般也不能存活太久。 (2)細(xì)胞核是細(xì)胞代謝的控制中心，但不是細(xì)胞代謝的中心，因?yàn)榧?xì)胞代謝的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (3)核膜、核仁在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為周期性消失和重建。 (4)核孔、核膜均具有選擇透過性。 (5)核仁不是遺傳物質(zhì)的儲(chǔ)存場(chǎng)所。細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)分布在染色體(染色質(zhì))上。(6)核糖體合成的起點(diǎn)在細(xì)胞核內(nèi)，發(fā)揮作用在細(xì)胞質(zhì)中。(7)并非所有的真核細(xì)胞都有細(xì)胞核，如高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等沒有細(xì)胞核。(8)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。易錯(cuò)點(diǎn)1離子要通過細(xì)胞膜都必須進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸

點(diǎn)撥實(shí)際上“通過細(xì)胞膜上的通道蛋白協(xié)助進(jìn)行的運(yùn)輸就是被動(dòng)運(yùn)輸。如靜息電位狀態(tài)下神經(jīng)纖維膜上“Na＋通道”關(guān)閉，“K＋通道”打開，部分K＋外流(由細(xì)胞內(nèi)K＋高濃度向細(xì)胞外K＋低濃度運(yùn)輸)，造成膜外正電位，膜內(nèi)負(fù)電位；相反，神經(jīng)受刺激動(dòng)作電位的形成則是“Na＋通道”打開，Na＋快速內(nèi)流(被動(dòng)運(yùn)輸)的結(jié)果。易錯(cuò)點(diǎn)2誤認(rèn)為核孔數(shù)量及核仁大小是固定不變的

點(diǎn)撥核孔的數(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。易混點(diǎn)1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特性

點(diǎn)撥細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(流動(dòng)性)≠功能特性(選擇透過性)，很多題目設(shè)計(jì)故意混淆，要注意。易混點(diǎn)2誤認(rèn)為核孔是隨時(shí)敞開，大小分子都能進(jìn)出的通道

點(diǎn)撥

(1)核孔并非是一個(gè)簡單的通道而是由多種蛋白質(zhì)組成的一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)出核孔的物質(zhì)具有嚴(yán)格調(diào)控作用。(2)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核并非都通過核孔。核孔是大分子物質(zhì)出入細(xì)胞核的通道，而小分子物質(zhì)出入細(xì)胞核是通過跨膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，不通過核孔。1.(原創(chuàng)題)下列對(duì)相關(guān)知識(shí)的描述錯(cuò)誤的是 (

)。 A.陰、陽離子跨膜運(yùn)輸未必是主動(dòng)運(yùn)輸 B.細(xì)胞膜只允許被選擇的小分子物質(zhì)和離子通過，不被

選擇的小分子、離子及大分子不能通過體現(xiàn)了細(xì)胞膜

的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

C.核孔對(duì)進(jìn)出的物質(zhì)具有嚴(yán)格的調(diào)控 D.代謝旺盛的細(xì)胞、核孔數(shù)目多、核仁較大

答案

B糾錯(cuò)演練2.(2011·江蘇單科，8)核孔是具有選擇性的核質(zhì)交換通道，親核蛋白需通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮功能。如圖為非洲爪蟾卵母細(xì)胞親核蛋白注射實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是 (

)。A.親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核由頭部決定B.親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核不需要載體C.親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核需要消耗能量D.親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核的方式與葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞相同解析本題考查物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?，同時(shí)考查考生從圖片中獲取信息的能力。由圖可知，單獨(dú)的親核蛋白尾部能進(jìn)入細(xì)胞核而單獨(dú)的親核蛋白頭部不能進(jìn)入細(xì)胞核，可以看出親核蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核是由尾部而不是頭部決定，A說法錯(cuò)誤；親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核需要核孔復(fù)合體(相當(dāng)于載體)協(xié)助，是一個(gè)耗能過程，與葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的協(xié)助擴(kuò)散不同，故B、D說法錯(cuò)誤，C正確。答案

C網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建案例投影強(qiáng)化審答規(guī)范解題規(guī)范審答甲圖的特征甲中有葉綠體A玉米的葉肉細(xì)胞沒有結(jié)合乙圖識(shí)別出葉綠體DNA和蛋白質(zhì)答案不全，忽視了蛋白質(zhì)磷脂雙分子層沒有看清A所表示的部分流動(dòng)性不理解流動(dòng)性和選擇透過性的區(qū)別強(qiáng)化審答規(guī)范解題規(guī)范審答B(yǎng)是什么？基本單位是什么？蛋白質(zhì)氨基酸沒有理解在丙圖中B只表示蛋白質(zhì)圖示丁細(xì)胞的特點(diǎn)？參與特異性免疫反應(yīng)的細(xì)胞？參與免疫具有分泌功能的細(xì)胞是T或漿細(xì)胞抗體或淋巴因子表述范圍過寬，不準(zhǔn)確強(qiáng)化審答規(guī)范解題磷脂雙分子層細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型【例】如圖是生物膜的結(jié)構(gòu)模型，下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)及功能的敘述正確的是(

)。A．線粒體、葉綠體膜是由雙層磷脂分子構(gòu)成的，細(xì)胞膜是由單層磷脂分子構(gòu)成的B．衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，使物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸能力增強(qiáng)C．膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用，能夠?qū)⑿畔⒎肿愚D(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用D．膽固醇是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸流動(dòng)鑲嵌模型各種膜結(jié)構(gòu)均是由雙層磷脂分子構(gòu)成的，衰老細(xì)胞的物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸能力降低；膜上的糖蛋白具有信息傳遞的作用，但并不都是將信息分子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。答案：D糖蛋白蛋白質(zhì)磷脂膽固醇(2013·天津理綜，1)下列過程未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能的是(

)。A．蔗糖溶液使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離B．抗原刺激引發(fā)記憶細(xì)胞增殖分化C．胰島素調(diào)節(jié)靶細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取D．傳出神經(jīng)細(xì)胞興奮引起肌肉收縮洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，體現(xiàn)生物膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，未體現(xiàn)生物膜信息傳遞功能。答案：A訓(xùn)練