第5讲 细胞膜和细胞核的结构与功能（新高考通用）

一 轮 复 习 第5讲 细胞膜和细胞核的结构与功能 延长符 1 2 01 02 目录 Content 细胞膜的成分、结构和功能 细胞核的结构和功能 2 细胞膜的成分、结构和功能 01 3 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 1.细胞膜成分及探索历程 科学家 实验现象 实验结论 欧文顿 溶于脂质的物质容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,探究细胞膜中脂质成分的类型 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多 丹尼利和戴维森 发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 推测细胞膜可能还附有蛋白质 4 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 1.细胞膜成分及探索历程 成分 蛋白质： 约40% 膜功能越复杂 蛋白质种类和数目越多 脂质： 50% 主要是磷脂，动物细胞膜中还有少量的 胆固醇 糖类： 2%~10% 与蛋白质结合形成糖蛋白 与脂质结合形成糖脂 磷脂是一种由______ ____________等组成的分子，磷脂的一端为____________，两个脂肪酸一端为_____________。 甘油、脂肪酸、磷酸　 亲水的头　 疏水的尾 5 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 2.细胞膜的结构及探索历程 时间 实验 假说或结论 1959年 罗伯特森在电镜下看到所有的细胞膜都是暗-亮一暗的三层结构 所有的细胞膜都是由白质一脂质一蛋白质三层结构组成，且为静态的 1970年 科学家用荧光标记小鼠细胞和人细胞进行融合实验 细胞膜具有流动性 1972年 辛格和尼科尔森通过新的观察和实验证据提出 细胞膜的流动镶嵌模型 6 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 2.细胞膜的结构及探索历程 流动镶嵌模型 构成膜的基本支架 位置：镶嵌在磷脂双分子层的表面，部分或全部嵌入，贯穿(体现了膜结构的不对称性)，大多数蛋白质能运动 作用：行使膜的主要功能 糖蛋白 说明：与蛋白质形成糖蛋白 与脂质结合形成糖脂 作用：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 7 (1)细胞膜的膜内部分是疏水的，为什么水分子仍能跨膜运输？ 答案：一 水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙 二 细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白通过细胞膜 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 (2)将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子是怎样排布的？ 答案：“头部”与水接触， “尾部”与苯接触， 磷脂分子排布成单层 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 (3)如图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以运载药物,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双分子层中,脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 一 细胞膜的成分、结构和功能 A、脂质体表面抗体的作用是什么？能否用激素替代抗体,理由是什么？ 答案：脂质体表面抗体的作用：识别, 与靶器官特异性结合。 可以用激素代替抗体。激素会和靶细胞、靶器官特异性结合。 必备知识 整合 答案：脂质体由两层磷脂分子构成,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中; 脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可被包裹其中。 一 细胞膜的成分、结构和功能 B、为什么两类药物包裹的位置不相同？ 必备知识 整合 教学内容 影响因素 主要受温度影响 在适当的温度范围内随外界温度升高 膜的流动性增强 但温度超出一定范围，膜的结构被破坏 生理意义 对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等具有重要意义 内容 一定的流动性 原因 构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动 蛋白质分子大多也是可以运动的. Exquisite teaching design template 2. 结构特点 一 细胞膜的成分、结构和功能 注意：流动性是选择透过性的基础 12 教学难点 Exquisite teaching design template 1 2 3 细胞膜的功能 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 3.细胞膜的功能 一 细胞膜的成分、结构和功能 意义：保障了细胞内部环境的相对稳定 普遍性 相对性 13 教学目标 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 3.细胞膜的功能 细胞间的信息交流 间接交流 信息交流方式 通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息 举例: 细胞分泌激素经体液运输作用于靶细胞 14 教学目标 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 3.细胞膜的功能 细胞间的信息交流 直接交流 信息交流方式 通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息 举例: 精子和卵细胞之间的识别和结合 15 教学目标 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 3.细胞膜的功能 细胞间的信息交流 特殊通道 信息交流方式 通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息 举例: 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流 16 (4)细胞间进行信息交流时往往需要受体，受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？ 答案：受体的化学本质是糖蛋白 受体和信号分子的结合具有特异性 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 (5)谷氨酸是中枢神经系统产生的兴奋性神经递质，谷氨酸与突触后膜受体结合，使突触后神经元膜电位变为外负内正，导致突触后神经元兴奋。该过程体现了细胞膜具有什么样的功能？ 答案：进行细胞间的信息交流 控制物质进出细胞 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 (6)常用台盼蓝染液鉴别动物细胞死活。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞死活的方法叫作“染色排除法”。为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 答案：台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜进入细胞，由于细胞膜具有选择透过性，所以活细胞不被染色。 死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，其会被染色。 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 4.验证细胞膜成分的实验方法 脂质 脂溶剂处理 检测试剂 结果 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 结论：细胞膜中含有脂质 20 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 4.验证细胞膜成分的实验方法 蛋白质 双缩脲试剂 检测试剂 结果 发生紫色反应 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 结论：细胞膜中含有蛋白质 21 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 4.验证细胞膜成分的实验方法 糖类 斐林试剂， 水浴加热 检测试剂 结果 出现砖红色沉淀 结论：细胞膜中含有还原糖 22 课堂实施4 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 5. 细胞膜功能的验证实验 ①染色剂进入实验 细胞膜无选择透过性 23 课堂实施4 Exquisite teaching design template 一 细胞膜的成分、结构和功能 5. 细胞膜功能的验证实验 ②色素透出实验 活 死 24 现学活用 1.关于右图的描述，正确的是(　　) A．该图示结构上可发生与H2O相关的反应，但一定不会发生氨基酸的脱水缩合 B．X与X之间能发生脱水缩合，但X不能与其他化合物发生缩合反应 C．在细胞的生命历程中，该图示结构的通透性不会发生改变 D．氨基酸、乙酰胆碱、葡萄糖、胰岛素等物质被识别后进入细胞的方式都与该图中的蛋白质有关 必备知识 整合 现学活用 2.下列处理或事实不能推测细胞膜的化学成分的是 (　　) A.溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 B.细胞的表面张力明显低于油—水界面 C.向细胞内注射物质后细胞膜的表面不会留下空洞 D.经蛋白酶处理后的细胞膜丧失控制物质进出细胞的功能 必备知识 整合 现学活用 3．(2024·辽宁沈阳联考)MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种接受氢离子的染料，活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是(　　) A．MTT是一种可以通过细胞膜的染料 B．检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量 C．MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同 D．MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活 必备知识 整合 现学活用 4.科研人员对多种细胞膜结构进行了系统深入研究,统一了多种模型观点,阐明细胞膜的多种特征,如磷脂双分子层结构、流动镶嵌性、内外膜非对称性、不同功能细胞膜的差异性等。如图为科研人员提出的哺乳动物组织的细胞膜模型,研究发现,哺乳动物有核组织细胞膜外多了一层致密的蛋白层,而细胞膜内侧相对粗糙,下列相关叙述错误的是(　　) A.图中③为该模型的基本支架,具有一定的流动性 B.图中a侧为细胞膜的外侧,该侧还应该含有糖类分子 C.图中①为通道蛋白,是部分离子和小分子物质自由进出细胞的通道 D.哺乳动物有核组织的细胞膜与红细胞膜在结构上可能存在差异 必备知识 整合 细胞核的结构和功能 02 29 二 细胞核的结构和功能 1．细胞核的分布 真核细胞都有细胞核 特例：高等植物成熟的筛管细胞 哺乳动物成熟的红细胞无细胞核 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 2．细胞核功能的实验探究 黑白美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 2．细胞核功能的实验探究 蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 2．细胞核功能的实验探究 变形虫切割实验 细胞核 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 2．细胞核功能的实验探究 伞藻嫁接与核移植实验 结论：伞藻“帽”的形状是由 细胞核控制的 实验分析：伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用 ，从而证明细胞核控制伞藻“帽”的形状 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 3．细胞核结构 核膜:双层膜， 把核内物质与细胞质分开 核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 染色质 必备知识 整合 36 Exquisite teaching design template 独立学习与小组学习 染色质 01 DNA和蛋白质 DNA的主要载体 与染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 二 细胞核的结构和功能 02 03 成分 功能 关系 显色反应：易被碱性染料染成深色(如醋酸洋红、甲紫溶液) 36 (1)核膜、核仁在细胞中一直存在吗？ 答案：核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重现，在有丝分裂的前期消失，末期重现。 一 细胞膜的成分、结构和功能 (2)核孔允许大分子物质通过，所有的大分子都能通过吗？ 答案：仍然具有选择性，如：蛋白质可以进，RNA可以出，但细胞核中的DNA就不能通过核孔出来。 必备知识 整合 (3)每个真核细胞都有一个细胞核吗？ 答案：不是 如：双小核草履虫有两个细胞核， 人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。 哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。 一 细胞膜的成分、结构和功能 （4）代谢旺盛的细胞，细胞核会发生什么变化？ 答案：代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量增多。 必备知识 整合 (5) (必修1 P58拓展应用)染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义？ 答案：染色体呈高度螺旋状态，有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去 染色质处于细丝状，有利于完成DNA复制、转录等生命活动 一 细胞膜的成分、结构和功能 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 4.细胞核功能 细胞核是遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 5．与细胞质的关系 细胞核与细胞质是相互依存的统一体，细胞只有保持完整性，才能完成各种生命活动。 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 6.细胞在生命系统中的地位 生命系统 一个统一的整体 基本单位 代谢和遗传 必备知识 整合 二 细胞核的结构和功能 人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。 7. 模型建构 物理模型、概念模型、数学模型等 模型 类型 必备知识 整合 现学活用 1．(2022·海南，4)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin­1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(　　) A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B．编码Cofilin­1的基因不表达可导致细胞核变形 C．Cofilin­1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D．Cofilin­1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 必备知识 整合 现学活用 2．(2024·广东韶关一模)右图是细胞部分结构示意图，下列叙述错误的是(　　) A．3中存在染色质，是转录和翻译的场所 B．2具有选择性，可实现核内外的物质交换 C．1为细胞核提供了一个相对稳定的环境 D．4与核糖体形成有关，在有丝分裂过程中会出现周期性变化 必备知识 整合 现学活用 3.(2021·北京，2)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是(　　) A．①是转录和翻译的场所 B．②是核与质之间物质运输的通道 C．③是核与质的界膜 D．④是与核糖体形成有关的场所 必备知识 整合 现学活用 4．(2024·广东佛山高三一模)将变形虫培养在含有3H标记的胆碱(一种构成磷脂的成分)的培养基中。一段时间后，将带有放射性标记的变形虫的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到了子细胞的核膜上。下列叙述正确的是(　　) A．细胞核供体变形虫中含有放射性标记的结构只有细胞核 B．在重组变形虫细胞分裂的中期、后期检测不到放射性 C．在前期核膜消失后，其结构成分磷脂分子也会被分解 D．该实验证明母细胞解体的核膜参与了子细胞核膜的重建 必备知识 整合 谢谢观赏 欢迎指正 谢谢聆听！ 47 $$