第04讲细胞膜与细胞核-2023年高考生物一轮复习课件

第4讲细胞膜与细胞核第二单元细胞的基本结构与物质运输必修一细胞膜的结构与功能1细胞核的结构与功能2考点细胞膜的结构与功能1细胞膜的结构与功能1一、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流保障细胞内部环境的相对稳定注意：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。普遍性相对性功能特点：具有选择透过性病毒、病菌营养物质废物分泌物间接交流、直接接触、通道传递细胞间的信息交流，一定需要受体吗？胞间连丝不需要一、细胞膜的功能选择透过一、细胞膜的功能

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。【拓展应用】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1将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流细胞膜的功能细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。细胞膜的成分与结构决定细胞膜的结构与功能1二、细胞膜的成分——探索历程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二、细胞膜的成分——探索历程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2两层低于蛋白质二、细胞膜的成分——探索历程磷脂种类和数量细胞膜的组分并不是不可变的，正常细胞癌变后，细胞膜产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标。细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。二、细胞膜的成分——鉴定方法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——知识延伸—红细胞思考：哪些细胞容易制备细胞膜，进行细胞膜的研究？哺乳动物成熟的红细胞原因：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。注意：类、鱼类、两栖类的红细胞是有细胞核的；原核细胞没有核膜和细胞器膜，但是有细胞壁（支原体除外）；这些细胞一般不用来制备细胞膜。由于成熟的红细胞一般不含细胞器，没有其他脂质，在空气—水界面上铺展成的单分子层面积恰好为细胞表面积的2倍。有细胞核、细胞器的细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成的单分子层面积大于细胞表面积的2倍。二、细胞膜的成分——知识延伸—磷脂胆碱磷酸盐甘油脂肪酸不饱和脂肪酸疏水尾部亲水头部磷脂亲水头部疏水尾部二、细胞膜的成分——知识延伸—磷脂水空气细胞内外均为水环境，磷脂分子应的分布水水水—苯混合溶剂中，磷脂分子应的分布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1三、细胞膜的结构——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：变形虫摄取草履虫酵母菌出芽生殖1三、细胞膜的结构——探索2.1970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。这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。细胞融合初期人细胞鼠细胞人鼠杂交细胞细胞融合细胞融合37°培养40min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。1三、细胞膜的结构——探索①方法：②结论：3.1972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。1对生物膜结构的探索历程1970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1四、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：4.细胞膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧具有一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）

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四、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。1四、流动镶嵌结构模型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流动性磷脂双分子层蛋白质分子加快1细胞膜的结构和功能特点选择透过性载体的种类和数量1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细胞膜上蛋白质种类很多，如具有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%习题巩固1.(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2.(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3.(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细胞核的结构与功能2细胞核的结构与功能2一、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资料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。一、细胞核功能实验探究资料2：蝾螈受精卵横缢实验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、分化一、细胞核功能实验探究资料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资料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”。细胞核的结构与功能2二、细胞核的结构通常一个核、极少无核、有的多核1.数目：2.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）二、细胞核的结构核孔细胞核核仁染色质核膜染色质内质网双层膜，主要由蛋白质和脂质组成核膜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、细胞核的结构核孔细胞核核仁染色质核膜染色质内质网核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流核孔具有选择透过性:控制大分子物质进出细胞核（消耗能量）（如蛋白质、RNA、部分小分子、水等物质）DNA、染色质不能通过核孔代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多

二、细胞核的结构——核孔核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出物质具有选择性。(1)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)选择性(3)双向性

既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。穿过

层膜。0二、细胞核的结构核孔细胞核核仁染色质核膜染色质内质网

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。核仁判断：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、细胞核的结构核孔细胞核核仁染色质核膜染色质内质网染色质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——染色质染色质染色体高度螺旋、缩短变粗解开螺旋、恢复细长丝状(细胞分裂间期)(细胞分裂期)（细丝状）(圆柱状或杆状)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。注意辨别①

遗传信息的主要载体——

遗传物质的主要载体——②（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/染色质细胞核判断细胞代谢是否旺盛的依据(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。2小结细胞核核膜核仁细胞核是遗传信息库染色质（体）DNA遗传信息细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心细胞质基质是细胞代谢的中心核孔包括有分开联系含有储存因此因此细胞核的结构与功能2三、细胞是一个统一的整体建构模型

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一