課程標準要求核心素養(yǎng)解讀1.概述細胞都由質膜包裹，質膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質進出，并參與細胞間的信息交流生命觀念通過對細胞膜和細胞核結構和功能的復習，強化細胞膜、細胞核的結構都與其功能相適應的觀點科學思維運用歸納與概括、演繹與推理、建模等方法解釋和解決細胞生物學領域的實際問題課程標準要求核心素養(yǎng)解讀2.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中科學探究建立細胞膜流動鑲嵌模型，分析探究細胞膜組成和功能以及細胞核功能的相關實驗分析，掌握實驗設計的步驟、原則，了解蛋白質熒光標記技術社會責任關注人工合成的膜材料在疾病治療中的應用，關注動物細胞克隆技術續(xù)表基礎知識自查一、細胞膜的成分、結構和功能1.細胞膜的功能夯實必備知識相對穩(wěn)定

外界環(huán)境

進出細胞信息交流胞間連絲2.對細胞膜成分和結構的探索核心問題實驗處理和實驗現(xiàn)象分析或推測1.細胞膜的成分有哪些

歐文頓用不同的化學物質做植物細胞的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質容易穿過細胞膜細胞膜的主要組成成分中有______用

制備純凈的細胞膜進行化學分析組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中

含量最多戈特和格倫德爾從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的磷脂分子排列為___丹尼利和戴維森研究細胞膜的張力時，發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力細胞膜的成分中含有_______

哺乳動物的紅細胞脂質磷脂連續(xù)的兩層蛋白質核心問題實驗處理和實驗現(xiàn)象分析或推測2.細胞膜的結構是怎樣的羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗—亮—暗三層結構細胞膜的靜態(tài)統(tǒng)一結構：細胞膜由________________________三層結構構成科學家將小鼠細胞和人細胞融合，并用不同的熒光染料標記人細胞和小鼠細胞表面的蛋白質，一段時間后，人細胞和小鼠細胞的熒光標記均勻分布細胞膜具有_________

辛格和尼科爾森分析新的實驗證據(jù)提出流動鑲嵌模型

蛋白質—脂質—蛋白質流動性續(xù)表3.細胞膜的成分磷脂膽固醇糖類糖蛋白糖脂4.流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜主要由

構成。

是膜的基本支架，其內部

。蛋白質分子以不同方式

在磷脂雙分子層中。細胞膜不是靜止不動的，而是具有

。磷脂分子和蛋白質分子磷脂雙分子層磷脂分子的疏水端鑲嵌流動性【易錯易混自糾】(1)鑒別細胞的死活時，臺盼藍能將代謝旺盛的動物細胞染成藍色。()提示：細胞膜具有控制物質進出細胞的功能，活細胞不會被臺盼藍染成藍色，死細胞才會被染成藍色。(2)植物細胞壁具有全透性，不是植物細胞的邊界。()(3)羅伯特森在電鏡下觀察到細胞膜的暗—亮—暗三層結構，說明膜蛋白在細胞膜上的分布是完全對稱的。()提示：暗—亮—暗三層結構能說明膜的兩側有蛋白質，但無法說明蛋白質的分布是完全對稱的。×√×××(4)糖蛋白分布于細胞膜的外側，細胞識別與糖蛋白中蛋白質有關，與糖鏈無關。()提示：細胞識別與糖蛋白中蛋白質和糖鏈都有關。(5)細胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白質分子共同形成的。()提示：細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層。二、細胞核的結構與功能1.細胞核功能實驗探究(1)黑白美西螈核移植實驗①實驗過程②實驗結論：

。③實驗分析：該實驗無

，可將白色美西螈胚胎細胞核移植到黑色美西螈的

中進行培養(yǎng)作為對照，增強實驗的說服力。美西螈皮膚顏色的遺傳受細胞核控制對照組去核卵細胞(2)蠑螈受精卵橫縊實驗①實驗過程②實驗結論：

。③實驗分析：該實驗既有相互對照（無核與有核對照），又有_______________（對無核的一半重新擠入核）。蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制

自身前后對照(3)變形蟲切割實驗①實驗過程②實驗結論：________________________________________________________________。③實驗分析：該實驗既有相互對照（無核與有核對照），又有自身前后對照（進行核移植）。

變形蟲的分裂、生長、攝食、對刺激的反應等生命活動受細胞核控制(4)傘藻嫁接與核移植實驗①傘藻嫁接實驗過程②傘藻核移植實驗過程③實驗結論：

。④實驗分析：傘藻核移植實驗可排除

的作用，從而證明是

控制傘藻“帽”的形狀。傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的假根中其他物質細胞核2.細胞核的功能細胞核是

，是

和

的控制中心。遺傳信息庫細胞代謝遺傳3.細胞核結構雙某種RNADNA和蛋白質

同種物質在細胞不同時期的兩種存在形式物質交換和信息交流【易錯易混自糾】(1)RNA和蛋白質可以自由進出核孔。()提示：RNA和蛋白質不能自由進出核孔，而是有選擇性的。(2)染色體和染色質形態(tài)不同，成分相同。()(3)細胞核是細胞代謝的控制中心，也是細胞代謝的中心。()提示：細胞代謝主要發(fā)生在細胞質中。(4)細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，所以一般都位于細胞的最中央。()提示：控制中心不一定位于最中央。(5)原核細胞中核糖體的形成與核仁有關。()提示：原核細胞中無核仁?！痢痢獭痢粱A知識自查跟教材學長句1.（必修1P42）將人的肝細胞中的磷脂全部提取并鋪成單層分子，其面積是肝細胞表面積的2倍嗎？為什么？________________________________________________________________________________________________。2.（必修1P40問題探討改編）鑒別動物細胞是否死亡通常用“染色排除法”，如臺盼藍可將死的動物細胞染成藍色，而活的動物細胞不著色?！叭旧懦ā钡脑硎莀_________________________________________________________。大大超過2倍，因為肝細胞不僅有細胞膜還有核膜和多種細胞器膜，這些膜的基本支架都是磷脂雙分子層

活細胞的細胞膜能夠控制物質進出細胞，表現(xiàn)出選擇透過性3.線粒體內膜的蛋白質種類和數(shù)量比外膜高，請從結構與功能觀角度分析原因：_____________________________________________________________________________。

線粒體內膜中進行著有氧呼吸的第三階段，較外膜功能復雜，蛋白質的種類和數(shù)量多

糖蛋白基礎知識自查教材拾遺1.（必修1P44）細胞膜結構模型的探索過程，反映了

這一科學方法的作用。2.（必修1P45）細胞膜外表面有糖類分子，它和蛋白質分子結合形成__________，或與脂質結合形成

，這些

分子叫作糖被。糖被與

、細胞間的

等功能有密切關系。提出假說糖脂糖類細胞表面的識別信息傳遞3.（必修1P57）模型的形式很多，包括

、

、____________等。以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，這種模型就是

模型。沃森和克里克制作的著名的DNA雙螺旋結構模型是

模型。在設計并制作細胞模型時，

應該是第一位的，其次才是模型的美觀與否。物理模型概念模型數(shù)學模型物理物理科學性考點1 細胞膜的成分、結構和功能12考點2 細胞核的結構與功能考點1細胞膜的成分、結構和功能素養(yǎng)全面提升1.與細胞膜相關的實驗設計實驗設計思路細胞膜磷脂分子為雙層的驗證提取細胞膜中的磷脂分子，單層鋪在水面上，測磷脂單分子層占有的面積，與細胞膜面積對比分析細胞膜具有流動性的驗證取兩種動物細胞，分別用發(fā)紅色、綠色熒光的染料標記細胞表面的蛋白質分子，進行融合實驗，觀察兩種顏色的熒光在細胞膜上的分布情況細胞膜識別作用探究將大量的同種生物和親緣關系較遠的生物的精子和卵細胞混合在一起，觀察精子和卵細胞的結合情況實驗設計思路細胞膜控制物質進出細胞功能的驗證染色劑進入實驗：用紅墨水處理縱切的正常玉米種子和煮熟的玉米種子，一段時間后，用清水沖洗表面，觀察胚細胞著色情況。正常的玉米種子，絕大多數(shù)胚細胞不呈紅色，煮熟的玉米種子胚細胞呈紅色說明活細胞的細胞膜具有控制物質進出細胞的功能色素透出實驗：將等量的紅色花瓣分為甲、乙兩組，將甲組浸泡在清水中，將乙組浸泡在稀鹽酸中。一段時間后，甲組花瓣顏色不變，清水無色，乙組花瓣褪色，溶液變紅續(xù)表續(xù)表實驗設計思路細胞膜成分的鑒定用脂溶劑處理，細胞膜被溶解；進行脂溶性物質透過實驗，脂溶性物質優(yōu)先通過；用磷脂酶處理，細胞膜被破壞，說明細胞膜中有磷脂用雙縮脲試劑進行鑒定，呈紫色；用蛋白酶處理，細胞膜被破壞，說明細胞膜中有蛋白質2.細胞膜的結構特性和功能特性的區(qū)別和聯(lián)系(1)結構特性——流動性①原因：構成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子可以運動。②實例：質壁分離、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞的吞噬作用等。③影響因素：溫度。一定范圍內，溫度升高，膜的流動性增強。但溫度超過一定范圍，會導致細胞膜被破壞。(2)功能特性——選擇透過性①表現(xiàn)：水分子、被選擇的離子和小分子可以通過，大分子、不被選擇的離子和小分子不能通過。②實例：植物對離子的吸收具有選擇性，神經(jīng)細胞對Na＋、K＋的吸收和排出，腎小管的重吸收等。③3.細胞間信息交流的方式舉例(1)圖中物質或結構的名稱：①信號分子；②受體。(2)圖A代表通過體液運輸?shù)幕瘜W物質傳遞（間接交流），如激素隨血液將信息傳遞給靶細胞、突觸前膜釋放神經(jīng)遞質通過突觸間隙與突觸后膜的受體結合；圖B代表細胞間的直接接觸傳遞，如精子和卵細胞之間的識別與結合、細胞毒性T細胞與靶細胞接觸；圖C代表細胞間形成通道傳遞，如高等植物細胞之間的胞間連絲（圖中③）。(3)并不是所有信號分子的受體都在細胞膜上，如有些小分子物質（如脂溶性的信號分子性激素）的受體在細胞內部。1.（2024·山東月考）科學家對于細胞膜成分和結構的探索經(jīng)歷了漫長的歷程，在這個過程中科學家們經(jīng)歷了無數(shù)次提出假說和科學驗證的過程。下列說法正確的是()A.利用蛙的成熟紅細胞制備純凈細胞膜是因為其沒有細胞核和各類復雜的細胞器B.在證明細胞膜中的磷脂分子為兩層的實驗中利用了磷脂分子頭部的疏水性C.羅伯特森把電鏡下觀察到的細胞膜結構描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構，不能很好地解釋細胞的生長等問題D.科學家利用同位素標記技術證明了細胞膜具有流動性熱點考向點撥考向1結合細胞膜的探究歷程，考查科學思維C【解析】C蛙的成熟紅細胞含有核膜和細胞器膜，因此不用蛙的成熟紅細胞制備純凈細胞膜，A錯誤；磷脂分子頭部具有親水性，B錯誤；細胞的生長意味著體積增大，細胞膜變大，若細胞膜為靜態(tài)統(tǒng)一結構，則無法實現(xiàn)細胞生長，因此羅伯特森所描述的細胞膜的靜態(tài)統(tǒng)一結構模型不能很好地解釋細胞的生長等問題，C正確；科學家將小鼠細胞和人細胞融合，利用不同顏色的熒光染料標記人細胞和小鼠細胞膜上的蛋白質，最終證明了細胞膜具有流動性，D錯誤。2.（2022·河北卷）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.細胞膜上多種載體蛋白協(xié)助離子跨膜運輸C.細胞膜的流動性使膜蛋白均勻分散在脂質中D.細胞膜上多種蛋白質參與細胞間信息交流C考向2結合細胞膜的結構和功能，考查結構與功能觀【解析】C膜蛋白在磷脂雙分子層中的分布是不對稱、不均勻的，C錯誤。小結五種?？嫉摹澳さ鞍住奔捌涔δ?1)受體蛋白：信號分子（如激素、細胞因子、神經(jīng)遞質）的受體。(2)載體蛋白：協(xié)助跨膜運輸（協(xié)助擴散和主動運輸）。(3)“酶”蛋白：如好氧細菌的細胞膜上可附著與有氧呼吸相關的酶，此外，細胞膜上還存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主動運輸?shù)龋?4)識別蛋白：用于細胞與細胞間相互識別的糖蛋白（如精子和卵細胞間的識別、免疫細胞對抗原的特異性識別等）。(5)通道蛋白：通過打開或關閉通道控制物質通過。如水通道蛋白；神經(jīng)傳導時，Na＋、K＋通道蛋白等。3.（2024·河南四市三模）細胞膜作為生命系統(tǒng)的邊界，其結構模型如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.①是糖蛋白，有糖蛋白的一側為細胞膜的外表面B.②是膜的基本支架，其內部是疏水的，水溶性分子或離子不能自由通過C.細胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關，與②無關D.細胞膜結構模型的探索歷程，反映了提出假說這一科學方法的作用答案：C【解析】C①是糖蛋白，在細胞膜的外側，A正確；②表示磷脂雙分子層，是膜的基本支架，其內部是疏水的，水溶性分子或離子不能自由通過，B正確；②表示磷脂雙分子層，能起到屏障的作用，③為蛋白質，細胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關，與②也有關，C錯誤；圖示為細胞膜的流動鑲嵌結構模型，該模型的研究過程反映了提出假說這一科學方法的作用，D正確?？键c2 細胞核的結構與功能素養(yǎng)全面提升1.細胞核的結構結構特點功能核膜雙層膜，外層核膜與內質網(wǎng)膜相連；核膜是真核細胞所特有的結構，原核細胞沒有核膜；外層核膜外側附著有大量的核糖體將細胞核與細胞質分隔開，具有一定的保護作用核仁折光率較大，顏色深與核糖體的形成和某種RNA的合成有關結構特點功能核孔核膜上的一種孔道結構，不同類型的細胞和不同生長階段的細胞，核孔的數(shù)目和大小都有差異能選擇性地轉運核內物質，是某些大分子物質（RNA和蛋白質）進出細胞核的通道；實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流染色質（染色體）特性：容易被堿性染料染成深色；存在時期：間期—絲狀染色質；分裂期—染色體染色質（體）是真核細胞內的遺傳物質——DNA的主要載體核液細胞核內的液體構成核內的液體環(huán)境續(xù)表2.細胞核與紅細胞熱點考向點撥考向1結合細胞核的結構，考查結構與功能觀1.（2024·八省聯(lián)考）核膜上的核孔不是簡單的直接開孔，而是由多種蛋白質共同構成的復雜結構——核孔復合物，其結構如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A.核膜的基本支架是磷脂雙分子層B.一般不同細胞核核孔數(shù)量不同C.DNA分子和RNA聚合酶均可以通過中央運輸?shù)鞍走\出細胞核D.外核膜表面附有核糖體，有些部位與內質網(wǎng)相連答案：C【解析】C核孔運輸物質有選擇性，DNA分子不能通過中央運輸?shù)鞍走\出細胞核，RNA聚合酶可以通過中央運輸?shù)鞍走\進細胞核，C錯誤。2.有人把變形蟲的核取出，觀察無核變形蟲短期的一系列生理變化特點后，預測出a～d四種實驗現(xiàn)象，并提出相應的推測理由①～④。預測現(xiàn)象和推測理由均正確的組合是()預測現(xiàn)象：a.失去核的變形蟲，雖然停止伸出偽足，但幾天后核將再生，能正?；顒?；b.失去核的變形蟲，細胞質功能逐漸衰退，幾天后將死亡；c.失去核的變形蟲，雖將會反復進行數(shù)次分裂，但結果還是死亡；d.除去核以后，細胞質活動反而暫時提高，因此細胞分裂將更加旺盛?？枷?結合細胞核的功能，考查科學思維和科學探究推測理由：①核能抑制細胞的過度分裂；②沒有核的細胞也具備分裂的能力；③失去核就失去了細胞代謝的控制中心；④許多生物結構都有再生能力，核也能再生。A.a—④B.b—③C.c—② D.d—①答案：B【解析】B失去核的變形蟲，能暫時伸出偽足，細胞核不會再生，細胞會死亡，預期的現(xiàn)象錯誤，細胞核不能再生，推理錯誤，A錯誤；失去核的變形蟲，細胞質功能逐漸衰退，幾天內將死亡，原因是如果沒有核，就失去了細胞代謝的控制中心，細胞最終死亡，預期現(xiàn)象和推理都正確，B正確；失去細胞核的變形蟲不進行細胞分裂，沒有核的細胞不具備分裂的能力，預期的現(xiàn)象和推理都錯誤，C錯誤；除去細胞核以后細胞質短時間內可以持續(xù)其生命活動，但細胞不能進行分裂，沒有細胞核的細胞不能進行分裂，預期現(xiàn)象和推理都錯誤，D錯誤。1.（2024·湖南卷）細胞膜上的脂類具有重要的生物學功能。下列敘述錯誤的是()A.耐極端低溫細菌的膜脂富含飽和脂肪酸B.膽固醇可以影響動物細胞膜的流動性C.糖脂可以參與細胞表面識別D.磷脂是構成細胞膜的重要成分真題引領知新高考真題體驗A【解析】A飽和脂肪酸的熔點較高，容易凝固，若富含飽和脂肪酸則不能耐受極端低溫，A錯誤。2.（2023·江蘇卷改編）植物細胞及其部分結構如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A.主要由DNA和蛋白質組成的①只存在于細胞核中B.核膜及各種細胞器膜的基本結構都與②相似C.③的主要成分是多糖D.植物細胞必須具備①②和③才能存活D【解析】D①是染色質，主要是由DNA和蛋白質組成的，只存在于細胞核中，A正確；②是細胞膜，核膜和細胞器膜的基本結構和細胞膜相似，均以磷脂雙分子層為基本支架，并分布有蛋白質，B正確；③是細胞壁，主要成分是纖維素和果膠，它們都是多糖，C正確；部分植物細胞并沒有細胞核，即并不具有①染色質，也可以存活，例如植物的篩管細胞，D錯誤。3.（2022·浙江卷）膜蛋白的種類和功能復雜多樣，下列敘述正確的是()A.質膜內、外側的蛋白質呈對稱分布B.溫度變化會影響膜蛋白的運動速率C.葉綠體內膜上存在與水分解有關的酶D.神經(jīng)元質膜上存在與K＋、Na＋主動轉運有關的通道蛋白B【解析】B蛋白質分子以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中，在膜內、外兩側分布不對稱，A錯誤；溫度變化會影響膜蛋白的運動速率，B正確；水的分解發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，C錯誤；神經(jīng)元質膜上存在與K＋

、Na＋主動轉運有關的載體蛋白，而通道蛋白參與的是協(xié)助擴散，D錯誤。4.（2021·北京卷）如圖是馬鈴薯細胞局部的電鏡照片，1～4均為細胞核的結構，對其描述錯誤的是()A.1是轉錄和翻譯的場所B.2是核與質之間物質運輸?shù)耐ǖ繡.3是核與質的界膜D.4是與核糖體形成有關的場所A【解析】A1是染色質，細胞核是DNA復制和轉錄的主要場所，翻譯的場所是核糖體，A錯誤；2是核孔，核孔是核與質之間物質運輸?shù)耐ǖ溃哂羞x擇透過性，B正確；3是核膜，是核與質的界膜，為細胞核提供了一個相對穩(wěn)定的環(huán)境，C正確；4是核仁，真核細胞中核仁與核糖體的形成有關，D正確。真題引領知新新情境新命題（2024·福建月考改編）將哺乳動物的成熟紅細胞放入低滲溶液中，細胞吸水漲破，內容物流出，其細胞膜又會重新封閉起來，這種結構稱為紅細胞血影。用不同試劑處理紅細胞血影，去除部分膜蛋白，觀察細胞形態(tài)變化，結果如下?；卮鹣铝袉栴}：實驗處理膜蛋白種類處理后紅細胞形態(tài)血型糖蛋白帶3蛋白帶4.1蛋白錨蛋白血影蛋白肌動蛋白試劑甲＋＋＋＋－－變得不規(guī)則試劑乙－－＋＋＋＋還能保持注：“＋”表示有，“－”表示無。(1)根據(jù)以上結果推測，對維持紅細胞形態(tài)起重要作用的蛋白質是_________________________。(2)構成紅細胞細胞膜的基本支架