细胞膜和细胞核——系统 的边界和控制中心

细胞膜的成分和功能 1．细胞膜的成分。

①载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具有重要作用 ②功能越复杂的膜中，蛋白质种类和含量越多 成分 含量 在细胞膜中的作用 脂 质 磷脂 约50% 其中磷脂构成细胞膜的基本支架 胆固醇 蛋白质 约40% ①载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具有重要作用 ②功能越复杂的膜中，蛋白质种类和含量越多 糖类 2%～10% 与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂，与细胞识别等作用有关

♨特别提醒： (1)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关， 功能越复杂的细胞膜，其蛋白质种类和数量越多，这充分 体现了细胞的结构和功能相适应的特点。 (2)糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧，细胞器 膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。

2．细胞膜的功能。

相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞―→细胞 3．细胞间的信息交流。 比较 通过“信息分子”完成间接交流 两细胞间直接交流 经特殊通道交流信息分子 方式 通过体液的作用来完成的间接交流 相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞―→细胞 相邻细胞间形成通道，使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，即 细胞 细胞 通道

精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞间的识别 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流 图解 过程 内分泌细胞 激 素 体液 靶细胞受体 靶细胞 精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞间的识别 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流 分泌 进入 体液运输 信息

4.磷脂分子及其性质。

【例1】　根据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布。内皮素 拮抗剂进入皮 用，这为美容研究机构带来了福音。分析上述 材料体现了细胞膜的哪项功能(　　) A．细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂 B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞 C．细胞膜具有信息交流的功能 D．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质

解析：① 色斑是内皮素在皮肤中分布不均匀导致的；② 内皮素拮抗剂竞争性争夺黑色素细胞膜上的受体，从而使内皮 素失去了与受体结合的机会而失去作用。该过程体现了细胞膜 具有信息交流的功能。 答案：C

常见失分探因：不能准确判断细胞膜的功能 (1)因不能准确理解题干信息，不明确内皮素与内皮素 拮抗剂的作用原理及相互关系，而不能正确选出答案。 (2)细胞膜的信息交流功能是高考考查的重点，试题多 通过列举实例，据此判断实例中体现了细胞膜的哪项功能。 除此之外，还常以实验分析题形式考查细胞膜的选择透过性 功能。

跟踪训练 (双选)下列各种生理现象中，没有涉及细胞间信息交 流的是(　　) A．精子和卵细胞相互接触完成受精作用 B．肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素 C．高等植物细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离 D．兴奋在神经纤维上的传导

解析：高等植物细胞处于高浓度的蔗糖溶液中，会 发生质壁分离现象，没有涉及细胞间的信息传递。兴奋 在神经纤维上的传导是在一个细胞上进行的，没有涉及 细胞间的信息交流。 答案：CD

①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着 细胞核的结构和功能 名称 特　　点 功　　能 核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着 ②在有丝分裂中核膜周期性消失和重建 ③核膜是不连续的，其上有核孔 ④核膜具有选择透过性 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

核仁 ①折光性强，易与其他结构区分 ②在有丝分裂中周期性消失和重现 参与某些RNA的合成及核糖体的形成 染色质 ①易被碱性染料染成深色 ②由DNA和蛋白质组成 ③与染色体的关系： 染色质 染色体 是遗传物质的主要载体 分裂前期：螺旋 变粗 分裂末期：解螺 旋，变细变长

♨特别提醒： (1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。 (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。 (4)凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和 人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞，一般也 不能存活太久。 (5)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，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。

【例2】　有人利用真核单细胞生物a、b做了如图所示实验，这个实验最能说明的问题是(　　)

A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核 B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质 C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的 D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生 解析：据图示可以看出c的性状表现取决于a的细胞核，而不是取决于b的细胞质，即细胞核是细胞遗传的控制中心。故选A。 答案：A

规律总结 (1)核孔不是核质之间物质自由通过的通道，而是具有选 择性的核质之间物质交换的通道。 (2)细胞核控制细胞质的生长及代谢，同时也接受来自细 胞质的营养物质，细胞生长发育是细胞核与细胞质共同作用 的结果。

跟踪训练 (双选)下图是细胞核的结构模式图。下列关于各结构 及功能的叙述中，正确的是(　　)

A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 B．②是遗传物质的载体 C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关 D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质 之间的物质交换 解析：①是核膜，属于生物膜；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流。 答案：AB

实验4：“体验制备细胞的方法”的实验分析

2．实验注意问题。 (1)选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因： ①动物细胞没有细胞壁； ②哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器； ③红细胞数量多，材料易得。 ♨特别提醒： 一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞作实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。

(2)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。 (3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。 (4)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。 (5)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那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。

易错警示： (1)细胞破裂后，还需经过离心、过滤才能获得较为纯净的细胞膜。 (2)制备红细胞稀释液的目的是使红细胞分散，不易凝聚。

跟踪训练 某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及功能。 请你帮忙设计一个简易实验。 (1)选取哺乳动物的________作为获取细胞膜纯净物的来源。 A．成熟红细胞　　 B．神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞 (2)将选取的材料放入________中，一段时间后细胞将破裂。 (3)再用________________法获得纯净的细胞膜，将膜成分分 离提纯后，用_____________试剂可鉴定其中的蛋白质，具 体现象是________________________。

解析：在进行细胞膜结构及功能的研究时，需制备较纯 净的细胞膜。从真核细胞中分离出纯的细胞膜较为困难，因 为会有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物(或人)的成熟的红 细胞没有各种细胞器，没有细胞核，将其特殊处理后，造成 红细胞破裂发生溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉， 剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。 蛋白质可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。 答案：(1)A　(2)蒸馏水　(3)差速离心　双缩脲　溶液变 紫色

该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞，进行培养作为对照 课题5：探究细胞核功能实验的分析 实验 内容 实验过程 实验结论 实验分析 两种 美西 螈细 胞核 移植 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的 该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞，进行培养作为对照

变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 横缢 蝾螈 受精 卵　 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 实验既有相互对照，又有自身对照 将变 形虫 切成 两半 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 该实验既有相互对照，又有自身对照

伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状 嫁接 与核 移植 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状

跟踪训练 伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10 cm。生物学上常用 它来研究细胞的有关功能。下面是伞藻嫁接实验和核移植实 验过程示意图，请完成以下各题：

(1)嫁接实验的结果可以说明什么？___________。 (2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验， 还有必要再做核移植实验吗？________。说出你的理由： _______________________________________________。 (3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成 过程中的作用。_____________________________。 (4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好 处(要求写两点)。 ①_______________________________________。 ②_______________________________________。

验证细胞核与细胞功能间的相互 关系 解析： 明确实验目的— 细胞核是遗传信息库，是细胞代 谢和遗传的控制中心 理解实验原理— 生长状况良好的伞藻、完全 培养液及嫁接工具等 了解实验材料和用具— 设计要符合单一变量，实验设 置伞藻的伞柄与假根的嫁接实 验和核移植实验，确定伞帽形 态是否由细胞核决定 书写实验步骤（分组 控制 变量 观察、记录实验结果） —

伞柄嫁接后，其所再生的伞帽 与细胞核相对应，所以伞帽的 产生是受到细胞核的控制的 分析实验结果，得实验结论— 答案：(1)伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态可能 与细胞核有关)　(2)有必要　因为嫁接后细胞中，有部分细 胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根，这样就不能肯定伞 帽形态是否由细胞核决定　(3)构建伞帽的各种物质是在细 胞质中通过多种代谢途径产生的　(4)①大型单细胞　②伞 帽形态差异明显　③不同伞藻间容易嫁接(任选两条)