第05讲 细胞膜与细胞核【知识精研】高考生物一轮复习 课件

必修一第5讲细胞膜与细胞核第一单元细胞的分子组成和结构目标要求1.概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。01细胞膜的结构与功能02细胞核的结构与功能考点细胞膜的结构与功能01细胞膜的结构与功能细胞膜的功能将细胞与外界环境分隔开进行细胞间的信息交流控制物质进出细胞植物细胞的边界也是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的。被动运输主动运输胞吞胞吐方式病毒病菌营养物质废物分泌物控制作用是相对的细胞膜具有选择透过性体

现类型化学物质传递通道传递接触传递如激素、神经递质、细胞因子如胞间连丝如精卵识别、细胞毒性T细胞与靶细胞接触习题巩固1.分泌的化学物质一定需要血液运输才能到达靶细胞吗？不一定2.信息交流都需要受体参与吗？受体都分布在细胞膜上吗？不是，有些小分子物质(如固醇类激素)的受体在细胞内部。胞间连丝不需要。习题巩固

活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不能被染色，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。3.如何用“染色排除法”鉴别死细胞和活细胞？细胞膜的结构与功能二、细胞膜成分的探索科学家实验方法或现象实验结论欧文顿

的物质，容易穿过细胞膜；

的物质，不容易穿过细胞膜推测细胞膜是由

组成的－利用

的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行

。组成细胞膜的脂质有

，其中

含量最多溶于脂质不溶于脂质脂质哺乳动物化学分析磷脂和胆固醇磷脂①没有细胞壁，能够吸水涨破；②没有细胞核和众多的细胞器，可获得较为纯净的细胞膜。相似相溶原理磷脂磷脂亲水头部疏水尾部习题巩固4.如果将磷脂分子置于空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？水空气习题巩固4.如果将磷脂分子置于空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？脂质体微团脂单分子层二、细胞膜成分的探索戈特和格伦德尔用丙酮从

中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积为红细胞表面积的

倍。推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的

。丹尼利和戴维森细胞的表面张力明显

油－水界面的表面张力。推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有

。人的红细胞2两层低于蛋白质细胞膜的结构与功能三、细胞膜的成分成分分析主要是

，动物细胞膜还有胆固醇。与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的

越多。主要在细胞膜外侧，与蛋白质（脂质）结合形成糖蛋白（糖脂）。脂质约50%蛋白质约40%糖类少量磷脂种类和数量主要存在于动物细胞膜中判断细胞膜内外的主要依据细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏二、细胞膜的成分——鉴定方法细胞膜的相关实验设计思路项目设计思路细胞膜磷脂分子为双层的验证提取细胞膜中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层占有面积，与细胞膜面积对比分析细胞膜具有流动性的验证取两种动物细胞，分别用红色、绿色荧光的染料标记细胞表面的蛋白质分子，进行融合实验，一段时间后，观察两种颜色的荧光物质在细胞膜上的分布情况细胞膜的选择透过性取两组材料，一组保持活性，一组丧失活性，观察有色物质台盼蓝或红墨水进出情况细胞膜的结构与功能四、细胞膜结构的探索所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是一种静态的统一结构。1.1959年，罗伯特森——静态的统一结构（1）方法在电子显微镜下观察细胞膜。（2）现象细胞膜呈现清晰的暗—亮—暗的三层结构。（3）结论膜上的蛋白质对称地平铺在磷脂的两侧细胞膜是一种静态的统一结构如果细胞膜是静态的，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、运动等现象都难以解释。2.20世纪60年代，质疑静态模型（1）理由（2）推测质疑细胞膜是静态的观点，细胞膜应该能够流动。变形虫摄取草履虫酵母菌出芽生殖受精卵卵裂四、细胞膜结构的探索13.1970年人鼠细胞融合实验（1）方法（2）现象（3）结论荧光标记法开始一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min后两种颜色的荧光均匀分布。细胞膜具有流动性细胞融合初期人鼠杂交细胞细胞融合细胞融合37°培养40min人细胞鼠细胞红色荧光素标记的抗体绿色荧光素标记的抗体荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法，常用的荧光蛋白有绿色和红色两种颜色。四、细胞膜结构的探索1（1）方法（2）结论4.1972年，辛格和尼科尔森新的观察和实验证据。提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。四、细胞膜结构的探索11970年荧光标记人鼠细胞融合显示细胞膜具有流动性19世纪末欧文顿推测膜由脂质组成20世纪初化学分析得知膜主要成分是脂质和蛋白质1925年证明细胞膜中的磷脂分子是双层的1959年电镜观察推测细胞膜为三层静态统一结构探究成分探究结构探究结构特点60年代观察蛋白质在脂质中的不均等分布1972年提出流动镶嵌模型四、细胞膜结构的探索1科学方法——提出假说

细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。

一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。细胞膜的结构与功能五、流动镶嵌结构模型1.细胞膜的组成2.细胞膜的基本支架3.蛋白质分子存在形态主要由蛋白质和脂质组成

磷脂双分子层部分嵌入的蛋白质贯穿的蛋白质镶在表面的蛋白质全部嵌入的蛋白质体现膜结构的不对称性五、流动镶嵌结构模型磷脂分子磷脂双分子层（基本支架）

蛋白质分子（以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中）糖蛋白糖脂（识别、信息传递）糖被细胞膜外细胞膜内这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用一层生物膜＝一层磷脂双分子层＝两层磷脂分子其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。细胞膜上的糖类习题巩固1.既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？①分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙。②细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。2.(必修1P46)由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在

中，脂溶性的药物被包在

之间。由于脂质体是

构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生

，也可能会以的

方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。双分子层两层磷脂分子磷脂双分子层融合胞吞细胞膜的结构和功能特点具有流动性构成膜的

具有流动性，大多数

也是可以运动的。磷脂双分子层蛋白质分子质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、细胞融合、白细胞的吞噬作用等温度：一定范围内，温度升高，膜流动性

。加快结构特点内容原因实例影响因素细胞膜的结构和功能特点具有选择透过性水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。用台盼蓝染色法判断细胞的死活。功能特点内容表现原因应用载体的种类和数量遗传性选择性决定细胞膜的结构和功能特点区别结构特点：具有流动性功能特点：选择透过性联系膜只有具有流动性，才能表现其选择透过性，如果细胞膜中部分蛋白质充当了载体，运输物质进出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础常考的膜蛋白1.运输作用的转运蛋白；2.识别作用的糖蛋白；3.接受信号的受体蛋白（糖蛋白）；4.具有催化作用的酶。细胞膜上可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等）；又如好养细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶。2-10%40%50%网络构建习题巩固1.脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂

双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意

图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通

透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。习题巩固（1）能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在

，

两类药物的包裹位置不相同的原因是：甲处、乙处

两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；

脂质体内部是水溶液，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中习题巩固（2）若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是：特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。（3）脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？

脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。

2.(2021·浙江6月选考，4改编)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是（）A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的B.胆固醇贯穿在膜中，有稳定细胞膜结构和催化作用C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号D习题巩固糖脂分子只分布在膜外磷脂尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层内部选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜，识别并结合激素载体C位于类囊体薄膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原3.(2018·天津，3)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是（）B习题巩固受体4.(2022·山东青岛市检测)外泌体是机体内大多数细胞能够分泌的一种微小膜泡，具有脂质双层膜，广泛分布于体液中，可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等物质调节靶细胞的代谢活动，形成了一种全新的细胞间信息传递系统。下列分析错误的是()A.外泌体膜蛋白与靶细胞膜蛋白结合，是完成细胞间信息传递的前提B.外泌体膜可与靶细胞膜直接融合，

释放其所含的蛋白质、核酸、脂类等物质C.外泌体的功能取决于来源的细胞类型，

分泌量在一定程度上反映出细胞的生理状况D.来源于肿瘤细胞的外泌体，能通过信息传递抑制肿瘤细胞的迁移与生长D习题巩固会调节靶细胞的代谢活动，不能抑制肿瘤细胞的迁移与生长细胞核的结构与功能02细胞核的结构与功能通常一个核、极少无核、有的多核1.细胞核的数目2.细胞核的形状通常呈球形或卵形哺乳动物成熟红细胞(无核)骨骼肌细胞（多核）筛管细胞(无核)洋葱表皮细胞（一个核）细胞核的结构与功能一、细胞核功能实验探究取核胚胎细胞黑美西螈白美西螈核移植卵细胞去核1.美西螈核移植实验结论：美西螈的肤色遗传是由

控制的。细胞核该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中进行培养作为对照组，增强实验的说服力。2.蝾螈受精卵横缢实验一、细胞核功能实验探究无核分裂不分裂开始分裂发育（快）发育（慢）操作：用头发将蝾螈的受精卵横缢，

并保证一边有核一边无核操作：将有核一边的一个

细胞核挤到无核的一边有核结论：蝾螈的细胞

受细胞核控制。分裂、分化3.变形虫切割与核移植实验切有核部分无核部分能消化，不摄食，无应激性死亡死亡取出核一段时间后正常生活细胞核植入细胞核去核后的变形虫仍能生活一段时间，原因是

。思考已合成的蛋白质仍发挥作用单独的细胞核不能生存的原因是

。没有营养物质和能量供应结论：变形虫的

等生命活动受细胞核控制。分裂、生长、再生、对刺激的反应一、细胞核功能实验探究4.伞藻嫁接与核移植实验菊花形伞形伞帽伞柄假根（细胞质）（细胞质）（细胞核）伞藻——单细胞藻类伞柄嫁接实验结论：伞帽的形状与

无关，与

有关。伞柄假根一、细胞核功能实验探究核移植实验

伞帽的形状主要与

有关。细胞核伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，可排除假根中其他物质的作用。【科学方法】对照实验

一般进行某种实验以阐明一定因素对一个对象的影响时，除了实验所要求研究的因素外，其他因素都保持一致，并将结果进行比较，这种实验称为对照实验。如本节研究细胞核的功能时选用有核、无核进行对照实验。

一、细胞核功能实验探究010204子代美西螈的肤色是由细胞核控制的美西螈核移植实验细胞的分裂、分化由细胞核控制蝾螈受精卵横缢实验生物体形态结构的建成主要与细胞核有关伞藻嫁接与核移植实验变形虫的分裂、生长、再生、应激性都是由细胞核控制的变形虫去核及核移植实验遗传遗传代谢代谢03细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。一、细胞核功能实验探究核孔细胞核核仁核膜染色质内质网细胞核的结构与功能二、细胞核的结构核孔细胞核核仁核膜染色质内质网③外膜与内质网相连，且附着有核糖体；①把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，控制分子

较小的物质进出细胞核（如葡萄糖、氨基酸、各种离子）；②不连续，具有核孔；④核膜、核仁在细胞分裂中核膜周期性消失和重建。二、细胞核的结构1.核膜双层膜，主要由蛋白质和脂质组成实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

控制大分子物质进出细胞核，如蛋白质、RNA、部分小分子、水等物质。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多二、细胞核的结构2.核孔（2）核孔具有选择透过性（1）功能消耗能量DNA、染色质不能通过核孔核孔细胞核核仁核膜染色质内质网由多种蛋白质构成的复杂结构。

核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。2.核孔既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。穿过

层膜。02.核孔（1）选择性①离子和水分子等小分子物质可以通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合

而实现运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。（2）双向性

与rRNA的合成及核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目较多，核仁体积越大。判断：核糖体的形成一定与核仁有关（）×原核生物折光性强，易辨认。二、细胞核的结构3.核仁核孔细胞核核仁核膜染色质内质网2.蛋白质合成旺盛，核仁较大。3.细胞膜上蛋白质含量和种类较多。4.核质之间物质交换频繁，核孔数量多。1.自由水含量相对较高。判断细胞代谢是否旺盛的依据细胞核中能被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成。二、细胞核的结构4.染色质核孔细胞核核仁核膜染色质内质网4.染色质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染色质染色体高度螺旋、缩短变粗解开螺旋、恢复细长丝状细胞分裂前的间期细胞分裂期细丝状圆柱状或杆状4.染色质染色体：有利于细胞分裂使遗传物质均等分配到子细胞。染色质：有利于遗传信息的复制和表达。（1）染色体状态下，由于

，一般不能进行DNA的

等活动，因为此时DNA

，所以这些活动通常在

进行。高度螺旋化复制、转录无法解旋分裂前的间期（2）遗传信息的主要载体——

遗传物质的主要载体——（3）（真核生物）DNA分布在：

染色体只分布在：DNA主要在细胞核，其次线粒体、叶绿体染色体/染色质细胞核细胞核的结构与功能三、细胞是一个统一的整体1.特点①细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。①各组分之间分工合作成为一个统一的整体。2.地位细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。理解细胞的整体性①细胞核与细胞质通过

可以相互沟通；核孔②核膜与

、细胞膜等相互连接构成了细胞完整的“生物膜系统”。内质网膜细胞各部分结构和功能虽不同，但它们是

、

、

地共同完成各项生命活动。相互联系分工合作协调一致细胞核是遗传物质

和

的场所，是细胞代谢和遗传的

。因此，细胞的整个生命活动主要是由

调控和决定的，使细胞形成一个整体调控系统。控制中心储存复制DNA结构上功能上调控上细胞核核膜核仁细胞核是遗传信息库染色质（体）DNA遗传信息细胞核是