内容正文:
第4讲 细胞膜和细胞核
一、细胞膜的结构与功能
知识回顾
1.细胞膜的制备
2.细胞膜的成分
3.细胞膜的结构
(1)生物膜的探索历程
(2)流动镶嵌模型
①基本内容
②特点
4.细胞膜的功能
5.植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)
重点剖析
与细胞膜相关的实验设计
(1)细胞膜成分的鉴定方法
细胞膜成分
鉴定试剂(方法)
结果
磷脂
脂溶剂处理
细胞膜被溶解
磷脂酶处理
细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验
脂溶性物质优先通过
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
蛋白酶处理
细胞膜被破坏
(2)细胞膜结构特点的鉴定
①细胞膜磷脂双分子层的鉴定
将哺乳动物成熟红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来,铺在空气—水界面上,测得磷脂占有面积是红细胞膜面积的两倍,则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。
②细胞膜流动性的鉴定
采用荧光标记法,标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。
上述实验现象以及相关的其他实验证据可说明:细胞膜具有一定的流动性。
(3)细胞膜的功能探究
①控制物质进出功能的验证
②识别功能的验证
将大量同种生物和亲缘关系较远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才能结合,则说明细胞膜具有识别作用。
考向一 细胞膜的结构和功能分析
1.下列关于细胞壁和细胞膜的叙述,正确的是( )
A.制备纯净的细胞膜的材料最好选用鸡的红细胞
B.细胞间的信息交流都是通过细胞膜上糖蛋白的识别来完成的
C.载体蛋白是镶在细胞膜内表面或外表面的蛋白质
D.细胞壁不是植物细胞的边界,但是有支持和保护作用
考向二 与细胞膜有关的实验探究
2.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( )
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜,识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜,识别并结合激素
载体
C
位于类囊体薄膜,催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜,引起特异性免疫
抗原
3.科学家经过研究提出了生物膜的流动镶嵌模型。请分析回答下列问题:
(1)在流动镶嵌模型中,构成生物膜基本支架的是______________,由于________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。
(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的_____________________,由此能较好地解释细胞膜结构的_______性。
(3)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如下表:
膜的类别
蛋白质/%
脂质(主要是磷脂)/%
糖类/%
变形虫细胞膜
54
42
4
小鼠肝细胞膜
44
52
4
人红细胞膜
49
43
8
依据表格数据,分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是,________________________,主要区别是____________________________________。
(4)科学家将哺乳动物成熟红细胞细胞膜结构中的磷脂分子提取出来,铺在水面上,测得磷脂占有面积为S,那么该细胞膜的表面积约为______。
(5)有人发现,在一定温度条件下,细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面,当温度上升到一定程度时,细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐,细胞膜厚度变小,而膜的表面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是____________________________。
二、细胞核的结构与功能
知识回顾
1.细胞核的结构
(1)上述结构中核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系:代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大。
(3)哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等无细胞核,既不能生长也不能分裂;人工去核的细胞,一般也不能存活太久。
(4)有些细胞不只具有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中的细胞核多达数百个。
2.细胞核的功能及功能探究
功能探究
1 黑白美西螈核移植实验
2 蝾螈受精卵横缢实验
3 变形虫切割实验
4 伞藻嫁接与核移植实验
考向一 细胞核的结构和功能的辨析
4.下列关于细胞核的叙述中错误的是( )
A.哺乳动物成熟红细胞寿命较短与其不含细胞核有关
B.不同细胞中核膜上的核孔数量不同,具体数量与细胞代谢旺盛程度有关
C.核膜在有丝分裂中发生周期性变化,其主要成分是磷脂和蛋白质
D.细胞核核仁与核糖体RNA及核糖体蛋白质的合成有关
5.如图所示为细胞核结构模式图,下列叙述中正确的是( )
A.高等植物成熟筛管细胞中的细胞核,控制着该细胞的代谢和遗传
B.①与②相连接,二者共同参与细胞内磷脂的加工和运输
C.③为处于凝固状态的遗传物质,不参与细胞代谢,仅起遗传物质的备份作用
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质
考向二 细胞核功能的实验探究
6.如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图,该实验结果说明( )
A.生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
B.细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
C.细胞核是细胞代谢的中心
D.细胞核是细胞遗传的控制中心
7.以动物的受精卵为实验材料进行以下实验,下列有关分析正确的是( )
A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C.该实验可以证明细胞核的功能
D.该实验结果可以说明细胞只有保持结构完整性才能正常进行各项生命活动
课堂演练
一、选择题
1.下列关于细胞的流动镶嵌模型说法正确的是( )
A.罗伯特森利用光学显微镜提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型
B.利用放射性同位素标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验,证明了细胞膜具有一定的流动性
C.细胞膜上绝大多数的蛋白质和磷脂双分子层都具有一定的流动性
D.欧文顿利用了化学上的“相似相溶原理”解决了脂溶性物质为什么更容易进入细胞,是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇
2.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,将其在空气—水界面上铺成单分子层,结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是( )
A.人的肝细胞
B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶表皮细胞
D.大肠杆菌细胞
3.下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验,不正确的是( )
A.用磷脂酶处理细胞膜,细胞膜被破坏
B.用脂溶剂处理细胞膜,细胞膜被溶解
C.比较细胞膜对脂溶性物质与非脂溶性物质的通透性
D.欧文顿提取了细胞膜并证明了膜是由脂质组成
4.如图表示细胞核的结构,下列关于细胞核结构的说法正确的是( )
A.细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心
B.处于分裂期的细胞中③可以控制物质出入
C.⑥是大分子出入的通道,具有选择性
D.细菌不具有该图所示结构,但细菌无丝分裂过程中也会出现DNA复制
二、非选择题
5.如图为细胞膜的结构模型示意图,A、B表示细胞膜的两侧。请回答下列问题:
(1)该结构模型为目前公认的细胞膜模型,名称为________________。
(2)图中1表示_________________,动物细胞吸水时1的厚度会变小,这说明1具有一定的_________。
(3)图中______(填图中字母)侧是细胞膜外侧,判断的理由是_____________________。
(4)用某种药物处理细胞膜,结果Ca2+的吸收速率大幅度降低,该药物最可能作用于______(填图中数字)。
6.如图为真核细胞的部分结构示意图,请据图分析回答下列问题:
(1)细胞核是由[②]核基质、[ ]________________、[ ]______________和[ ]________________等部分构成的。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[ ]__________。
(3)核膜由两层膜组成,其______膜与[ ]________膜相连,从而加强了________与________在生命活动过程中的联系。
(4)细胞核的生理功能是_______________________,是细胞________和________的控制中心,在细胞的各项生命活动中起着___________作用。
(5)在______(填“原核”或“真核”)细胞中,使用________显微镜可以看到此图所表示的结构。
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