高三生物一輪復習課件 細胞膜、細胞核的結構與功能

第4講：細胞膜、細胞核的結構與功能04一、細胞膜二、細胞核生物類型成分水解作用的酶或物質植物真菌原核生物一.細胞壁1.成分

2.功能

支持和保護。動物細胞在清水中可吸水漲破，但植物細胞不會，細胞體積基本不變，主要是細胞壁的作用。纖維素+果膠纖維素酶、果膠酶幾丁質(殼多糖)幾丁質酶肽聚糖溶菌酶、青霉素等1.將細胞與外界環(huán)境分隔開（1）質膜的功能①對進化的意義將生命物質與外界環(huán)境分隔開，產生了原始細胞，并成為相對獨立的系統(tǒng)。②對細胞的作用

保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。電子顯微鏡下的細胞膜（1）功能2.控制物質進出細胞不需要、有害的物質（如細菌、病毒等）_____________細胞膜的控制作用是相對的細胞營養(yǎng)物質（水、氨基酸、無機鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）不容易進入抗體、激素等細胞合成并分泌細胞代謝產生（DNA等）×侵入【拓展應用】如何用“染色排除法”鑒別死細胞和活細胞？

活細胞的細胞膜可控制物質進出細胞，臺盼藍染料是細胞不需要的物質，不易通過細胞膜。因此活細胞不能被染色，死細胞的細胞膜不能控制物質進出細胞，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。死細胞死細胞死細胞活細胞（1）功能3.進行細胞間的信息交流①通過分泌化學物質交流①需要通過血液運輸(遠距離)②、③、④不需要血液運輸，通過組織液運輸(近距離)④化學突觸體液運輸（1）功能3.進行細胞間的信息交流②細胞膜接觸交流靶細胞發(fā)出信號的細胞受體（蛋白質）信號分子吞噬細胞與輔助性T細胞之間的識別細胞毒性T細胞與靶細胞之間的識別。吞噬細胞T細胞精子和卵細胞之間的識別和結合。（1）功能3.進行細胞間的信息交流③細胞膜通道交流胞間連絲高等植物細胞之間的通道——胞間連絲：兩個細胞的內質網膜之間相連形成的通道。實現物質交換與信息交流1.對細胞膜成分的探索生命現象：生物膜對物質進出具有

選擇

性。提出問題：為什么生物膜能夠控制物質進出？這與細胞膜有何關系？設計并進行：對細胞膜通透性研究實驗序號實驗過程與結果做出假說11895年歐文頓多種物質對膜的通透性實驗，溶于脂質的物質容易通過細胞膜。，不容易脂質的物質，不容易通過細胞膜。細胞膜由脂質組成(1)對生理功能現象進行推理相似相溶原理(2)化學成分分析法材料：①無細胞核和眾多細胞器，易制得純凈的細胞膜；②無細胞壁，不但省去了去除細胞壁的麻煩，且細胞易吸水漲破。③紅細胞數量多且易獲得。人或其他哺乳動物的成熟紅細胞。如果實驗材料只有細菌該如何操作？結果：主要成分是磷脂，還有少量膽固醇動物細胞、高等植物細胞、細菌細胞為何不可以？頭部親水尾部疏水2.對細胞膜由幾層磷脂分子構成？實驗及其結果：1925年，科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人紅細胞中提取脂質，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積為紅細胞的表面積的2倍。做出假設：磷脂在水中的分布情況脂質體脂單分子層水水脂雙層細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。A.用除哺乳動物成熟紅細胞外的其他真核細胞做上述實驗，若細胞表面積為S，則磷脂單分子層的表面積_______(”大于“、”小于“、”等于“)2S。B.用細菌細胞做上述實驗，若細胞表面積為S，則磷脂單分子層的表面積_______2S(”大于“、”小于“、”等于“)等于大于C.如果將磷脂分子置于水——苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何分布？磷脂的頭部將與水接觸，尾部與苯接觸，磷脂分子分布成單層。丹尼利和戴維森：研究了膜的張力，發(fā)現細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。而此時，人們已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低。3.細胞膜只由脂質構成嗎？作出假設：細胞膜除含有脂質分子外，還可能附有蛋白質。4.對細胞膜結構的探索電子顯微鏡下看到清晰的暗—亮—暗三層結構，暗層為蛋白質分子，亮層為脂質分子。①1959年，羅伯特森（1）實驗：（2）結論：所有的細胞膜都是由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，是靜態(tài)的統(tǒng)一結構。②對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質疑如果是靜態(tài)的，細胞膜的功能將難以實現，細胞的生長、變形蟲的運動等現象難以解釋。不符合結構和功能相適應的觀點變形蟲攝取草履蟲酵母菌出芽生殖③1970年，費雷和埃迪登的人鼠細胞融合實驗方法：現象：如圖結論：熒光標記法這一實驗及相關的其他實驗證據表明，細胞膜具有流動性。熒光猝滅法細胞膜中的蛋白質具有流動性。④1972年，辛格和尼科爾森：流動鑲嵌模型______模型物理動物細胞膜特有功能；調節(jié)膜的流動性，保持膜結構的穩(wěn)定性。磷脂分子，膜的基本支架磷脂雙分子層(屏障)鑲在、嵌入、貫穿蛋白質分子，承擔膜的主要功能糖蛋白糖脂糖被：膜外側的糖類分子。識別、保護、潤滑、免疫、信息傳遞等細胞膜外細胞膜內脂質和蛋白質分子呈不均勻分布；脂質和蛋白質分子是可以運動的。膜的組分不是不變的，如細胞癌變過程中，細胞膜組分發(fā)生變化，糖蛋白含量下降，產生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質。④1972年，辛格和尼科爾森：流動鑲嵌模型對細胞膜探索歷程小結：細胞膜的成分→細胞膜的結構歐文頓戈特和格蘭德爾丹尼利和戴維森羅伯特森費雷和埃迪登辛格和尼科爾森成分所占比例在細胞膜中的作用脂質約50%蛋白質約40%糖類約2%～10%主要是磷脂，動物細胞膜還有膽固醇。磷脂構成的基本支架，沒有物種特異性。功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多，具有物種的特異性。轉運蛋白（載體蛋白和通道蛋白）、酶、受體與細胞膜上部分蛋白質和脂質結合形成_糖蛋白_、_糖脂_，與_識別_等作用有關結構特點：①特點：具有

。②原因：a.組成膜的

側向自由移動；b.

大都是可以運動的。③實例：④影響因素：流動性磷脂分子蛋白質分子①草履蟲取食②變形蟲運動③胞吞，如：白細胞吞噬細菌⑤精子與卵細胞融合⑥質壁分離與復原⑦細胞吸水膨脹時，磷脂雙分子層變?、馨?，如：分泌蛋白質的分泌溫度：一定范圍內，溫度升高，膜流動性加快功能特性：①特點：具有

。②原因：a.組成膜的

有屏障作用；b.

具有特異性。③實例：④影響因素：二者聯(lián)系：細胞膜的流動性是表現其選擇透過性的結構基礎。只有活細胞才具有膜的流動性和選擇透過性。選擇透過性磷脂分子蛋白質分子①水分子、被選擇吸收的離子和小分子可以通過②大分子、不被選擇的離子和小分子不能通過。受細胞膜上載體蛋白種類和數量的影響。溫度2023浙江卷6月T6：囊泡運輸是細胞內重要的運輸方式。沒有囊泡運輸的精確運行，細胞將陷入混亂狀態(tài)。下列敘述正確的是（）A．囊泡的運輸依賴于細胞骨架B．囊泡可來自核糖體、內質網等細胞器C．囊泡與細胞膜的融合依賴于膜的選擇透過性D．囊泡將細胞內所有結構形成統(tǒng)一的整體A2023湖北卷T22：(1)與小鼠骨髓瘤細胞融合前，已免疫的脾細胞（含漿細胞）

（填“需要”或“不需要”）通過原代培養(yǎng)擴大細胞數量；添加脂溶性物質PEG可促進細胞融合，該過程中PEG對細胞膜的作用是

。不需要使細胞接觸處的磷脂分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合分散到水溶液中的磷脂分子會自發(fā)組裝成充滿液體的球狀小泡，稱為脂質體。研究人員在脂質體外包裹上聚乙二醇保護層，并鑲嵌上相應的抗體，制造出一種能定向運送藥物的“隱形脂質體”（如圖）。目前這種“隱形脂質體”已在癌癥治療中得到應用。（1）脂質體的“膜”結構與細胞膜均以

為基本支架。（2）“隱形脂質體”在運送藥物的過程中，能避免被白細胞識別和清除，原因可能是

。脂質體膜上鑲嵌的抗體能夠

，從而將藥物定向運送到癌細胞，從而殺死癌細胞。（3）脂質體到達細胞后可能會與細胞的細胞膜發(fā)生

，也可能會以的_____方式進入細胞，從而使藥物在細胞內發(fā)揮作用。磷脂雙分子層脂質體表面不具備可供白細胞識別的糖蛋白特異性識別癌細胞上的抗原融合胞吞絕大部分有１個細胞核，有的有多個核。(骨骼肌細胞的核可多達數百個)極少數無細胞核。（如高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞）真核細胞是不是所有細胞都有細胞核？原核細胞無以核膜為界限的細胞核，只有擬核。細胞核的分布草履蟲具有兩個細胞核；大核對營養(yǎng)代謝起重要作用；小核與生殖作用有關。草履蟲2、探索細胞核功能的經典實驗（1）兩種美西螈細胞核的移植實驗過程：實驗結果：得出結論：實驗分析：發(fā)育成的美西螈都是黑色的美西螈皮膚顏色的遺傳是由細胞核控制的該實驗無對照組將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞中形成重組細胞進行培養(yǎng)作為對照組胚胎細胞卵細胞（2）橫縊蠑螈受精卵實驗過程：實驗結果：得出結論：實驗分析：有核的一半能分裂、分化，無核的一半則不能蠑螈的細胞分裂和分化是由細胞核控制的該實驗既有相互對照(有核與無核)，又有自身對照(先無核觀察，后擠入細胞核)無核分裂不分裂開始分裂發(fā)育（快）發(fā)育（慢）有核蠑螈受精卵（3）變形蟲的切割實驗過程：實驗結果：得出結論：實驗分析：切有核部分無核部分死亡死亡死亡取出核一段時間后植入細胞核正常生活細胞核有核部分能生長、分裂、再生，具有應激性，無核部分只能消化食物變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的該實驗既有相互對照(有核與無核)，又有自身對照(先有核后去核再移植核)（4）傘藻嫁接實驗過程：將兩種傘藻的“帽”、柄、假根分開后，相互嫁接實驗結果：得出結論：實驗分析：帽(菊花形)柄柄帽(傘形)假根假根“帽”的形狀與具有細胞核的假根部分一致傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制本實驗不能直接證明傘藻帽的形狀是由細胞核決定的，原因：假根中除了細胞核還有其他物質，本實驗不能排除其他物質對傘藻帽形狀的影響如何設計實驗排除其他物質對傘藻帽形狀的影響？（5）傘藻核移植實驗過程：將兩種傘藻的“帽”去掉后，相互核移植實驗結果：得出結論：實驗分析：帽(菊花形)柄柄帽(傘形)假根假根“帽”的形狀與提供細胞核的一方一致傘藻“帽”的形狀由細胞核控制傘藻核移植實驗是對傘藻嫁接實驗的補充，可排除假根中其他物質的作用。對細胞膜探索歷程小結：細胞膜的成分→細胞膜的結構歐文頓戈特和格蘭德爾丹尼利和戴維森羅伯特森費雷和埃迪登辛格和尼科爾森成分所占比例在細胞膜中的作用脂質約50%蛋白質約40%糖類約2%～10%細胞核功能總結綜合以上資料分析，你認為細胞核具有什么功能？細胞分裂分化離不開細胞核細胞核是變形蟲生長、應激性的生命活動的控制中心美西螈膚色的遺傳是由細胞核控制的細胞核控制傘藻的形態(tài)結構（傘帽的形狀）美西螈核移植實驗傘藻嫁接核核移植實驗變形蟲切割核核核移植實驗蠑螈受精卵橫縊實驗細胞核的功能：細胞核控制著細胞

和

，是細胞的控制中心。是遺傳信息庫，儲存和復制遺傳信息。（一庫二中心）代謝遺傳易錯提醒：細胞代謝的中心（主要場所）是細胞質。名稱功能a______層膜，把___________與________分開b______主要由

組成，DNA是遺傳信息的載體c_____與________的合成及_______的形成有關d_____實現核質之間頻繁的_________和_________；核膜核內物質細胞質DNA和蛋白質染色質核仁某種RNA核糖體核孔物質交換信息交流細胞核的亞顯微結構模式圖雙①雙層膜：內膜和外膜；具有

作用，把核內物質與細胞質分開外膜有些部位與

相連，表面還附著有大量的核糖體。

②核膜屬于生物膜系統(tǒng)，其組成成分、結構都相似。③具有

；核膜是部分小分子物質選擇性進出的通道；④在有絲分裂過程中，核膜周期性地消失和重建。⑤核膜是不連續(xù)的，其上有

。⑥核膜上附有大量的

和

，利于發(fā)生多種生物化學反應。⑦細胞衰老中細胞核變化：細胞核的體積

，核膜

，染色質收縮、染色

。核膜：內質網選擇透過性核孔酶核糖體屏障增大內折加深核孔：①具有

；能選擇性地轉運核內物質，是大分子物質進出細胞核的通道。②核孔復合體是是一種特殊的雙向選擇性跨膜運輸的蛋白質復合體。代謝旺盛的細胞中，核孔數目

。選擇性是RNA、部分蛋白質等【如mRNA、解旋酶、RNA聚合酶】進出的通道，穿膜

層。但DNA和染色質不能通過核孔進入細胞質。較多③功能：實現核質之間頻繁的

和

。物質交換信息交流0①功能：與

的合成及

的形成有關。②真核細胞中的核糖體的形成才與核仁的形成有關，原核生物無關。核仁會影響基因表達過程中的

。③蛋白質合成旺盛、生長活躍的細胞的核仁體積

。④在有絲分裂過程中，核仁周期性地消失和重建核仁：翻譯較大某種RNA核糖體①由

和

組成，是真核細胞中遺傳信息DNA的主要載體。②容易被堿性染料（如