喵喵 | 3-1 細(xì)胞結(jié)構(gòu)-細(xì)胞膜和細(xì)胞核

1??細(xì)胞膜

1. 細(xì)胞膜的功能

• 將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開
• 控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞
• 進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流
• 通過體液把信號分子傳遞給靶細(xì)胞：如激素調(diào)節(jié)
• 通過細(xì)胞膜直接接觸：如精卵識別
• 相鄰細(xì)胞形成通道：如植物細(xì)胞之間的胞間連絲

2. 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

（1）探究歷程

歐文頓

• 溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜
• 相似相容原理
• 膜是由脂質(zhì)組成的

膜的分離實驗

• 膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇

荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾

• 提取脂質(zhì)在空氣與水的界面上鋪展，單分子層為紅細(xì)胞表面積兩倍
• 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層

丹妮利和戴維森

• 細(xì)胞膜的張力明顯低于油水表面張力
• 推測細(xì)胞膜表面還有蛋白質(zhì)

細(xì)胞膜成分分析

• 主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成

羅伯特森

• 電鏡下看到暗-亮-暗結(jié)構(gòu)
• 細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成

熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗

• 紅色和綠色熒光均勻分布
• 細(xì)胞膜具有流動性

辛格和尼科爾森

• 提出生物膜的流動鑲嵌模型

（2）流動鑲嵌模型

①內(nèi)容

細(xì)胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成，磷脂雙分子層是膜的基本支架，其內(nèi)部是疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過。蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層中。細(xì)胞膜具有流動性，主要表現(xiàn)為構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子可以側(cè)向自由運(yùn)動，膜中的蛋白質(zhì)大多可以運(yùn)動。

②特點(diǎn)

• 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動性
• 功能特點(diǎn)：具有選擇透過性

③糖被

• 定義：細(xì)胞膜外表面與蛋白質(zhì)和脂類結(jié)合的糖類分子
• 功能：識別、信息傳遞

注意：細(xì)胞膜的流動性主要受溫度影響。適當(dāng)溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增大，但溫度高出一定范圍，會導(dǎo)致膜被破壞。

3. 植物細(xì)胞的細(xì)胞壁

（1）化學(xué)組成：主要是纖維素和果膠。

（2）主要功能：對植物細(xì)胞有支持和保護(hù)作用。

易錯拓展

1. 植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是完全通透的，不能控制物質(zhì)的進(jìn)出，故不是細(xì)胞的邊界。
2. 細(xì)胞膜上受體的本質(zhì)是糖蛋白，受體可特異性識別和結(jié)合信號分子。
3. 一些小分子或者脂溶性信號分子的受體在細(xì)胞內(nèi)，如性激素（屬于固醇類激素）和甲狀腺激素的受體在細(xì)胞內(nèi)。
4. 細(xì)胞膜上的受體并不是細(xì)胞間信息交流所必須的，比如有些激素受體在細(xì)胞內(nèi)，而不是細(xì)胞膜上；高等植物細(xì)胞有胞間連絲的結(jié)構(gòu)，也不需要膜上受體。

考點(diǎn)Ⅰ細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

【例1】（2023·海南卷）不同細(xì)胞的幾種生物膜主要成分的相對含量見表。

下列有關(guān)敘述錯誤的是

A. 蛋白質(zhì)和脂質(zhì)是生物膜不可或缺的成分，二者的運(yùn)動構(gòu)成膜的流動性

B. 高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的信息交流與二者膜上的糖類有關(guān)

C. 哺乳動物紅細(xì)胞的質(zhì)膜與高爾基體膜之間具有膜融合現(xiàn)象【哺乳動物紅細(xì)胞沒有細(xì)胞器】

D. 表內(nèi)所列的生物膜中，線粒體內(nèi)膜的功能最復(fù)雜，神經(jīng)鞘細(xì)胞質(zhì)膜的功能最簡單【蛋白質(zhì)的含量跟功能呈正相關(guān)】

【例2】（2022·江蘇卷）下列各組元素中，大量參與組成線粒體內(nèi)膜的是

A. O、P、N

B. C、N、Si

C. S、P、Ca

D. N、P、Na

【例3】（2019·浙江卷）質(zhì)膜的流動鑲嵌模型如圖所示，①~④表示其中的物質(zhì)。下列敘述正確的是

A. ①在質(zhì)膜的內(nèi)外側(cè)均有分布，與細(xì)胞間的識別有關(guān)

B. ②可自發(fā)形成雙層結(jié)構(gòu)，與核糖體的形成有關(guān)【核糖體的形成跟核仁相關(guān)】

C. ③分布于質(zhì)膜中，能催化質(zhì)膜中發(fā)生的生化反應(yīng)【③是膽固醇，但是只有酶催化反應(yīng)】

D. ④有脂溶性和水溶性兩部分，可控制某些離子出入細(xì)胞?

考點(diǎn)Ⅱ細(xì)胞膜的功能

【例4】（2022·河北卷）關(guān)于細(xì)胞膜的敘述，錯誤的是

A. 細(xì)胞膜與某些細(xì)胞器膜之間存在脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交流【如高爾基體膜】

B. 細(xì)胞膜上多種載體蛋白協(xié)助離子跨膜運(yùn)輸【如Na?通道】

C. 細(xì)胞膜的流動性使膜蛋白均勻分散在脂質(zhì)中【不均勻】

D. 細(xì)胞膜上多種蛋白質(zhì)參與細(xì)胞間信息交流

【例5】（2017·全國卷）細(xì)胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細(xì)胞分泌的雌激素作用于乳腺細(xì)胞的過程中，以及精子進(jìn)入卵細(xì)胞的過程中，細(xì)胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于

A. 血液運(yùn)輸，突觸傳遞

B. 血液運(yùn)輸，細(xì)胞間直接接觸?【激素通過血液循環(huán)運(yùn)到靶細(xì)胞作用在乳腺細(xì)胞】

C. 淋巴運(yùn)輸，胞間連絲傳遞

D. 淋巴運(yùn)輸，突觸傳遞

【例6】（2018·天津卷）生物膜上不同類型的蛋白質(zhì)行使不同的功能。下表中依據(jù)膜蛋白功能，對其類型判斷錯誤的是

• B：受體

2??細(xì)胞核

1. 細(xì)胞核功能的實驗探究

（1）美西螈細(xì)胞核移植

結(jié)論：美西螈皮膚顏色遺傳是由細(xì)胞核控制的。

分析：該實驗無對照組，可將白色美西螈胚胎細(xì)胞核移植到黑色美西螈去核卵細(xì)胞形成重組細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)作為對照。

（2）嶸螈受精卵橫縊

結(jié)論：蝶螈的細(xì)胞分裂和分化是由細(xì)胞核控制的。

分析：該實驗既有相互對照（無核與有核），又有自身對照（對無核部分重新擠入核）。

（3）變形蟲切割實驗

結(jié)論：變形蟲的各種生命活動受細(xì)胞核控制。

分析：該實驗既有相互對照（無核與有核），又有自身對照（進(jìn)行核移植）。

（4）傘藻嫁接與核移植

結(jié)論：傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的。

分析：傘藻嫁接實驗只能證明假根決定了“帽”的形狀，核移植實驗可排除假根中其他物質(zhì)的作用，從而證明是細(xì)胞核控制傘藻“帽”的形狀。

2. 細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能

功能

• 遺傳信息庫
• 細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心

結(jié)構(gòu)

• 核膜：雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開
• 染色質(zhì)
• 主要組成成分：DNA+蛋白質(zhì)
• 與染色體是同一種物質(zhì)的不同存在形式
• 核仁：與rRNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)
• 核孔：實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息交流

注意：

①核膜、核孔都有選擇性：DNA不能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，RNA可以通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；DNA聚合酶等蛋白質(zhì)通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核。

②代謝越旺盛的細(xì)胞，核孔的數(shù)目越多，核仁的體積越大。如口腔上皮細(xì)胞與胰島B細(xì)胞相比，核孔的數(shù)目少，核仁體積小。

考點(diǎn)Ⅰ細(xì)胞核

【例1】（2022·海南卷）肌動蛋白是細(xì)胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一種能與肌動蛋白相結(jié)合的蛋白質(zhì)，介導(dǎo)肌動蛋白進(jìn)入細(xì)胞核。Cofilin-1缺失可導(dǎo)致肌動蛋白結(jié)構(gòu)和功能異常，引起細(xì)胞核變形，核膜破裂，染色質(zhì)功能異常。下列有關(guān)敘述錯誤的是

A. 肌動蛋白可通過核孔自由進(jìn)出細(xì)胞核

B. 編碼Cofilin-1的基因不表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞核變形

C. Cofilin-1缺失可導(dǎo)致細(xì)胞核失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的能力

D. Cofilin-1缺失會影響細(xì)胞核控制細(xì)胞代謝的能力

【例2】（2022·浙江卷）下列關(guān)于細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是

A. 核被膜為單層膜，有利于核內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定【雙層膜】

B. 核被膜上有核孔復(fù)合體，可調(diào)控核內(nèi)外的物質(zhì)交換?

C. 核仁是核內(nèi)的圓形結(jié)構(gòu)，主要與mRNA的合成有關(guān)【rDNA】

D. 染色質(zhì)由RNA和蛋白質(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的主要載體【DNA和蛋白質(zhì)】

【例3】（2021·河北卷）關(guān)于細(xì)胞核的敘述，錯誤的是

A. 有絲分裂過程中，核膜和核仁周期性地消失和重現(xiàn)

B. 蛋白質(zhì)合成活躍的細(xì)胞，核仁代謝活動旺盛

C. 許多對基因表達(dá)有調(diào)控作用的蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)合成，經(jīng)核孔進(jìn)入細(xì)胞核

D. 細(xì)胞質(zhì)中的RNA均在細(xì)胞核合成，經(jīng)核孔輸出【線粒體和葉綠體中DNA轉(zhuǎn)錄會生成RNA】

【例4】（2019·全國卷）下列與真核生物細(xì)胞核有關(guān)的敘述，錯誤的是

A. 細(xì)胞中的染色質(zhì)存在于細(xì)胞核中

B. 細(xì)胞核是遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所【翻譯在核糖體上】

C. 細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心

D. 細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的合成需要能量

【例5】如圖為細(xì)胞核及其周圍部分結(jié)構(gòu)的示意圖，下列說法錯誤的是

【①內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；②核孔；③染色質(zhì)；④核仁；⑤核膜】

A. ①和⑤的連通使細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密

B. ②為核孔，通過該結(jié)構(gòu)不僅可以實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換，還可以實現(xiàn)信息交流

C. 若該細(xì)胞核內(nèi)的④被破壞，該細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成將受影響

D. 細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的控制中心和細(xì)胞代謝的中心【細(xì)胞代謝的控制中心】