(人教版)高考生物二轮复习课件专题02 细胞的结构和功能 (含解析)

人教版生物（高中）专题二细胞的结构和功能一、细胞膜与细胞核考点1：细胞膜的成分及功能考点2：细胞膜的成分与其结构、功能特性的关系考点3：细胞壁的成分和功能考点4：细胞核的功能研究好问无须脸红，无知才应羞耻考点5：细胞核的结构考点6：判定细胞死活的方法返回1、制备细胞膜的方法（实验）渗透作用（将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，内容物流出，得到细胞膜）。原理：人或其他哺乳动物成熟的红细胞。选材：原因：因为材料中没有细胞壁、细胞核和众多细胞器。提纯方法：差速离心法。细节：取材用的是新鲜红细胞稀释液（血液加适量生理盐水）。方法步骤：制临时装片→高倍镜观察→滴蒸馏水→再观察2、细胞膜的成分：脂质：主要是磷脂分子：

→磷脂双分子层→细胞膜的基本骨架。蛋白质分子：

覆盖、镶嵌、贯穿在基本骨架上。细胞膜少量糖类：→糖蛋白（糖被）；→糖脂。胆固醇糖蛋白（糖被）：蛋白质与糖类结合形成。作用是细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。3、细胞膜的功能1）将细胞与外界环境分隔开细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。2）控制物质进出细胞胞间连丝3）进行细胞间的信息交流发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子例:精子与卵细胞之间的识别和结合细胞间信息交流的方式多种多样垂体对甲状腺的控制4、与生活联系：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）。甲胎蛋白是胎儿肝细胞产生的一种特殊蛋白－－糖蛋白，它是胎儿血清的正常成分，临床上发现肝癌细胞能合成甲胎蛋白，因此，原发性肝癌病人血清中，甲胎蛋白明显升高，近期常用放射免疫法（RIA）定量测定甲胎蛋白，肝癌阳性率;达90％左右。癌胚抗原为消化道肿瘤的辅助诊断指标。是一种富含多糖的蛋白复合物。胎儿早期的消化管及某些组织均含有合成CEA的能力，但孕六个月以后含量逐渐减少，出生后含量极低。但在某些恶性肿瘤患者的血清中又可发现其含量有异常升高。它对肿瘤的诊断预后复发判断有意义。5、研究细胞膜成分的分析方法关于组成细胞膜的基本成分，最初是用脂质溶剂和蛋白酶处理细胞膜来确定的。1）若用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解，脂质分子进入到溶剂中，说明膜中含有脂质分子。2）若用蛋白酶处理细胞也能破坏膜结构，说明细胞膜的化学组成中有蛋白质。对于一些具体的组成成分，可采用相应酶的处理来确定。如用卵磷脂酶处理细胞可破坏细胞膜，证明膜中有卵磷脂存在。磷脂+蛋白质+糖类结构功能分子分子磷脂双分子层覆盖镶嵌贯穿糖被部分分布组成物质交换+细胞识别自由扩散协助扩散主动运输流动性保证物质交换正常进行体现选择透过性组成1、细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成，还有少量的多糖和胆固醇。2、构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子可以流动，使得细胞膜具有一定的流动性。3、细胞识别的物质基础是细胞膜上的糖被。4、细胞膜上蛋白质种类、数目的不同，决定了出入细胞物质种类和数目的不同，体现出细胞膜在物质交换中的选择透过性。细胞壁成分植物：纤维素和果胶。原核生物：肽聚糖。作用：支持和保护。考点3：细胞壁的成分和功能细胞壁的特性：全透性。青霉素杀菌作用原理：青霉素能使细菌细胞壁的合成发生障碍，导致细菌溶解死亡。实验名称结论两种美西螈核移植实验蝾螈受精卵横缢实验变形虫去核及核移植实验伞藻嫁接与核移植实验美西螈的肤色是由细胞核控制的。细胞核控制着细胞的分裂、分化。细胞核是细胞生命活动的控制中心。生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。1、细胞核功能的实验研究黑美西螈白美西螈卵细胞胚胎细胞去细胞核取核黑色个体美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。2）蝾螈受精卵横缢实验没有细胞核，细胞不能分裂、分化。头发丝无核一半：停止分裂。有核一半：继续分裂。将细胞核挤到无核一半。这一半也开始分裂。这一半发育速度慢。蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的。3）变形虫切割实验细胞核是生命活动的控制中心。细胞核与细胞质不能单独存在，是相互依存的。细胞是一个有机的统一整体。4）伞藻的嫁接和核移植实验细胞核与生物体形态结构的构建有关。细胞质细胞核细胞核2、细胞核控制着细胞的代谢和遗传

——系统的控制中心细胞核功能：

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核是遗传物质（DNA）储存和复制的场所，是细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心。因此，细胞核控制着细胞的生活，决定着细胞的性状，它是细胞结构中最重要的部分。蛋白质ＤＮＡ[间期][分裂期]核膜核仁染色质染色体外膜内膜核孔螺旋浓缩解旋双层膜，把核内物质与细胞质分开与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关实现核质之间频繁的物质交换和信息交流由DNA和蛋白质组成，是DNA（基因）的主要载体。DNA是遗传信息的载体。核孔染色质核膜核仁（含有RNA）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。1、细胞核的结构

基因组蛋白染色体DNA染色质丝分裂间期分裂期螺旋化、变粗、变短解螺旋染色质[丝状]染色体[杆状]染色质丝

染色体染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。

DNA上贮存着遗传信息(控制遗传、代谢)。

2、染色质和染色体染色体（染色质）＝DNA＋蛋白质

着丝点臂3、无细胞核的生物

病毒、原核生物、高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞。支原体模式图4、细胞是一个统一的整体结构功能调控与外界的联系细胞核与细胞质通过核孔相通。核膜、内质网膜与细胞膜等相互连接成细胞内完整的生物膜系统。细胞各部分相互联系、分工合作、协调一致地完成各项生命活动。细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。不断地与外界进行物质交换和能量转换，与外界环境形成一个统一的整体。细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。如成熟红细胞和精子及人工去核的细胞寿命都很短。

线粒体(双层膜)是细胞进行有氧呼吸的主要场所。细胞生命活动所需能量的95%来自线粒体。基粒嵴基质内膜外膜线粒体

叶绿体(双层膜)是绿色植物细胞进行光合作用的场所。

基粒基质外膜内膜叶绿体1、线粒体和叶绿体的结构与功能2、线粒体与叶绿体的结构与功能比较比较线粒体叶绿体分布动、植物叶肉、幼茎表皮内膜向内折叠成嵴平滑不折叠催化有氧呼吸过程催化光合作用过程内膜、基质中基粒、基质中色素无有，分布于基粒上功有氧呼吸的主要场所光合作用的场所能分解有机物释放能量合成有机物储存能量结构功能酶不同点同点都含磷脂、蛋白质、DNA、RNA，双层膜，含核糖体结构都是能量转换器，都能合成ATP，都具有相对独立的遗传性3、相对独立的遗传性：由于线粒体和叶绿体含有自己的蛋白质合成体系（DNA、RNA、核糖体及有关的酶等），因而能合成自身的蛋白质。但不能合成自身的全部蛋白质，有一部分蛋白质是由细胞核内DNA控制合成的，而且它们的DNA的复制与表达还要受到细胞核DNA的控制。4、数量的增减：线粒体和叶绿的数量随着细胞的新陈代谢强度而变化。在新陈代谢旺盛的细胞中，它们数量会通过复制分裂而增多；在代谢减弱的细胞中，它们的数量会减少。其数量的增减与细胞的分裂不同步。4、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验材料：新鲜的藓类的叶、人类口腔上皮细胞。实验原理：叶肉细胞中的叶绿体是绿色的，健那绿染液可使线粒体呈现蓝绿色,可用高倍显微镜观察它们的形态和分布。方法步骤：制临时装片→低倍镜观察→高倍镜再观察1）为什么用健那绿染液染色？2）健那绿染液为什么要溶于生理盐水中？3）实验材料为什么要用藓叶？健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈蓝绿色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时。人体口腔上皮细胞在生理盐水中才能维持正常生命活动。藓类植物(如葫芦藓、墙藓、黑藻)的叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整片小叶制片。3）实验现象与结论：⑴叶绿体的颜色是

色的，形态是

。⑵叶绿体的分布与光照的关系：⑶健那绿染料是专一性染线粒体的

细胞染料，可使线粒体呈现出

色。⑷线粒体的形态为

。绿扁平的椭球形或球形活蓝绿短棒状、粒状名称膜结构分布其它结构主要功能叶绿体线粒体内质网高尔基体液泡核糖体中心体双层膜单层膜无膜结构植植动植动植动低植基粒、基质、酶、色素、DNA嵴、基质、酶、DNA色素、糖类无机盐等。光合作用的场所有氧呼吸主要场所参与细胞分泌水和养料的仓库维持细胞形态细胞壁的形成有关有机物合成的车间加工和运输的通道蛋白质合成的场所参与细胞有丝分裂溶酶体水解酶的仓库内质网是由膜连接而成的网状结构。细胞内蛋白质合成和加工(粗面内质网)，及脂质合成(滑面内质网)的“车间”。内质网高尔基体与动物细胞分泌物的形成有关；与植物细胞壁的形成有关。高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。核糖体：有附着型的、有游离型的，是细胞内蛋白质的合成场所。

溶酶体：是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器；白细胞的溶酶体能杀死侵入细胞的病毒或病菌；原生动物借助溶体消化摄入的食物。内有细胞液。含有糖类、无机盐、色素和蛋白质。调节植物内环境，维持渗透压，保持细胞的坚挺。液泡细胞液见于动物和某些低等植物的细胞，由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成，与细胞的有丝分裂有关。中心体分离各种细胞器的方法：差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分离开。核糖体—将氨基酸合成多肽（肽链）。进入内质网—初加工（如折叠、糖基化等）。转移（小囊泡）高尔基体—进一步加工、分类、包装。细胞膜—胞吐。囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放。运输（小囊泡）细胞核—基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。线粒体供能内质网：蛋白质的合成和加工、脂质的合成、蛋白质等的运输通道。高尔基体：是对来自内质网的蛋白质加工、分类、包装的“车间”及“发送站”。线粒体：有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量。中心体：与动物细胞的有丝分裂有关。核糖体：合成蛋白质场所。溶酶体：分解衰老、损伤的细胞器。细胞器之间的协调配合细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上是紧密联系的，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。内质网膜与细胞膜、核膜连成一个整体。生物膜系统的功能：①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。②许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。与生活中的联系：透析型人工肾——血液透析膜

不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜19世纪末“欧文顿实验”欧文顿是通过对现象的推理分析，还是通过膜成分的提取和鉴定来提出假说的？根据该实验，欧文顿提出什么假说？脂溶性物质容易通过细胞膜，所以膜是由脂质组成的。推理分析。返回

20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。1、该实验说明了什么问题？2、以你现有的生物学和化学知识，你能通过什么实验来验证膜的成分中有蛋白质？细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。能被胃蛋白酶等分解，或能与双缩脲试剂反应变紫色。返回水空气磷脂分子在细胞膜中的排列为连续的两层。水水水水水水返回ABC（）B“罗伯特森电镜实验”

蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图-单位膜模型单位膜结构模型的主要内容是什么？下一页亮暗膜中的脂质分子排列为连续的两层；蛋白质分子覆盖在脂质两边。暗返回细胞膜的流动镶嵌模型返回1、磷脂双分子层：膜的基本骨架。其中脂质包括：磷脂（主要的）、胆固醇、糖脂。2、膜蛋白（蛋白质分子）：膜功能的主要体现者。膜蛋白镶嵌、覆盖、贯穿于磷脂双分子层中。3、磷脂双分子层具有流动性，大多数蛋白质分子可以运动。覆盖镶嵌贯穿细胞膜的流动镶嵌模型磷脂双分子层磷脂分子糖蛋白（糖被）蛋白质分子

功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。体现细胞膜的选择透过性。基本骨架亲水端-“头”部疏水端-“尾”部磷脂：由甘油，脂肪酸和磷酸所组成。磷脂分子和蛋白质分子可以流动，使得细胞膜具有一定的流动性。结构特点：水分子可以自由通过。要选择吸收的离子，小分子可通过。其它离子、小分子、大分子不能通过。功能特性：选择透过性膜。结构特点和功能特性流动性：蛋白质、磷脂分子、膜整体结构具有流动性。重要生理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等均与之相关。镶嵌性：膜的基本结构由磷脂双分子层和镶嵌蛋白质构成。不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。蛋白质极性：多肽链的极性区（R基带电荷或有极性，具亲水性）突向膜表面，非极性部分（R基不带电或极性微弱，具疏水性）埋在脂双层内部，故蛋白质分子与水溶性和脂溶性分子都具有亲和性。由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。保护润滑：消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白。血型鉴定：免疫反应：细胞识别：糖被是细胞识别的物质基础。作用1、吸胀吸水与渗透吸水吸胀吸水渗透吸水条件细胞内未形成中央大液泡细胞内具有中央大液泡原理细胞中亲水性物质（蛋白质＞淀粉＞纤维素）渗透作用实例干种子和根尖分生区细胞（以吸胀吸水为主）具有大液泡的成熟区细胞2、渗透作用与扩散作用渗透作用扩散作用概念水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动（与过膜与否无关）条件具有一层半透膜；半透膜两侧溶液存在浓度差两处物质含不等即可结果透过半透膜的溶剂分子达到动态平衡两处物质相对含量相等联系区别渗透作用是扩散作用的一种特殊形式渗透作用溶液浓度高低水分流动方向水势高低渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。条件：1）半透膜；2）浓度差。注：1）溶液的浓度指溶质的浓度（而不讲溶剂的浓度）。2）水势：推动水分移动的强度因素。即水移动的趋势。水总是由高水势处自发流向低水势处，直到两处水势相等为止。纯水的水势为零。溶液的浓度越大，水势越低。3、半透膜和生物膜名称性质温度、PH特性共性半透膜物理性无影响是否通过只取决于物质分子的相对大小（或半透膜孔隙直径的大小）。生物膜生物活性影响活性是否通过具有选择性，不取决于物质分子大小，取决于膜上载体的种类和数量。水分子可以自由透过。半透膜：是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。如玻璃纸、鸡蛋膜等。生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成。半透膜具有相对性：

小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。例如，对于鸡蛋的膜来说，葡萄糖分子就是大分子物质；而对于透析管来说，葡萄糖是小分子物质；对于肠衣来说，碘以及葡萄糖是小分子物质，而淀粉是大分子物质。

所有半透膜的孔隙直径都大于水分子直径，即水分子都能通过。在日常生活中，常见的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、玻璃纸、青蛙皮、动物膀胱、肠衣、蛋白质胶膜，火棉胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。

生物膜只允许水分子自由通过，它所选择的离子、小分子物质可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能透过，生物膜相当于半透膜，即可以做为半透膜使用。但核膜上有核孔不能做为半透膜。细胞死亡后生物膜的选择透过能力丧失。4、渗透作用、扩散作用、自由扩散的关系扩散作用自由扩散渗透作用物质（溶质或溶剂）从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动（与过膜与否无关）。水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。物质（溶质或溶剂）从相对含量多的地方通过半透膜到相对含量少的地方的自由运动。细胞的吸水和失水取决于细胞内外溶液的浓度差。外界液浓度细胞失水（质壁分离）原理：渗透作用。细胞质或细胞液浓度外界液浓度动态平衡细胞质或细胞液浓度=细胞质或细胞液浓度外界液浓度细胞吸水（质壁分离复原）1、动物细胞吸水和失水低渗溶液等渗溶液细胞吸水膨胀细胞失水皱缩正常红细胞高渗溶液2、成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统原生质层：细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质。1）质壁分离产生的条件：具有大液泡；具有细胞壁。2）质壁分离和复原的原因：①成熟的活植物细胞原生质层相当于半透膜；②细胞壁是全透性的，其伸缩性小于原生质层；③细胞原生质层内外的溶液有浓度差。水水细胞置于0.3g/mL（30%）的蔗糖溶液中时，细胞会失水而缩小原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性原生质层与细胞壁分离即质壁分离3、植物细胞的失水和吸水已发生质壁分离的细胞处于清水中细胞吸水恢复原状即质壁分离复原吸水注意：1、动物细胞，植物根分生区细、种子细胞，不能观察到质壁分离现象。2、植物细胞的细胞壁的伸缩性比原生质层（体）的伸缩性小得多。3、质壁分离和复原现象可以用来判断细胞的死活。

4、质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离。5、质壁分离首先发生在有角处，原生质层与细胞壁间充满的是外界溶液。6、诱导质壁分离常用的溶液是0.3g/mL（30%）的蔗糖溶液。7、渗透作用与扩散作用所讲的“浓度”实指“摩尔浓度”，即单位体积内分子或离子数目的多少。4、探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）设计方案（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。实验现象细胞大小原生质层的位置中央液泡大小液泡颜色0.3g/ml(30%)蔗糖溶液清水稍变小原生质层脱离细胞壁变小变深恢复原状、稍变大原生质层紧贴细胞壁变大变浅质壁分离质壁分离复原实验现象：1、为什么选择紫色洋葱表皮细胞作实验材料？2、为什么选用质量分数为30%的蔗糖溶液，而不用50%的蔗糖溶液、30%盐酸？3、细胞发生质壁分离的外因是

，内因是

，

。4、此实验中如果将30%蔗糖溶液换成KNO3溶液或尿素溶液，会出现什么现象？请依次描述所涉及到的跨膜运输方式。5、此实验能应用于

。具有紫色大液泡，观察现象明显。会导致细胞过度失水而死亡。外界溶液浓度＞细胞液浓度①伸缩性：原生质层＞细胞壁；发生质壁分离后又会自动复原。自由扩散→主动运输→自由扩散。验证细胞死活、渗透作用、伸缩性大小②原生质层具有选择透过性初始浓度

0Mg2＋Ca2+Si4+

离子培养液中的离子浓度水稻番茄1、番茄和水稻吸收矿质离子的比较1）水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？在培养过程中，水稻吸收水分和其它离子较多，吸收Ca2+和Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度增高。2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？不同作物对无机盐的吸收是有差异的。

物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。碘是逆相对含量梯度运输的。2、人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点20—25倍

人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力，其细胞内的碘浓度比血液高20-25倍。250mg/L血液中碘的浓度I－3）水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？甲状腺细胞28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.414.93圆褐固氮菌12.9533.99大肠杆菌K2OP2O5微生物3、微生物吸收矿物质的特点4）细胞对物质的吸收有选择性吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？细胞对物质的吸收是有选择性的，这种选择性具有普遍性。几种微生物体内的矿物质含量4.物质跨膜运输的特点（细胞膜的功能特性）2）物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的（被动运输），有的是逆相对含量梯度的（主动运输）。1）细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜。选择透过性膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过