第04讲 细胞膜与细胞核-2025届高考生物一轮高效复习优质课件

第4讲 细胞膜与细胞核 复习的主要内容 一.细胞膜的结构和功能 二.细胞核的结构和功能 一.细胞膜的结构和功能 细胞膜有哪些主要功能？哪个功能体现了细胞膜的功能特性？细胞间的信息交流一定需要细胞膜上的受体吗？ 科学家对细胞膜成分的探索过程中为什么选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料？可以选择鱼或鸡的红细胞吗？ 细胞膜主要有什么成分？细胞膜的功能与蛋白质的什么有关? 罗伯特森电镜下看到细胞膜有哪三层结构构成？ 荧光标记的人鼠细胞融合实验体现细胞膜的什么特性？ 流动镶嵌模型的基本内容是什么（组成成分、结构、特点）？ 一.细胞膜的结构和功能(P40-42、P43-46) 基本结构 细胞膜（质膜） 细胞质 细胞核 细胞质基质 细胞骨架 细胞器 细胞壁 [植物、原核生物(除支原体外)、真菌] ---系统的边界 ---系统的控制中心 ---系统的代谢中心 植物细胞最外层是细胞壁，为什么“系统的边界”却是细胞膜呢？ 细胞壁并不具有生命活性，无选择透过性。细胞膜具有选择透过性 细胞的基本结构 细胞壁 主要成分： 合成场所： 细胞壁 特性：全透性，伸缩性小 去除方法：酶解法 功能：支持和保护 植物细胞 大本 P27 纤维素和果胶 主要高尔基体 细菌细胞壁 肽聚糖 植物细胞壁 纤维素和果胶 真菌细胞壁 几丁质 ●植物细胞壁可用酶解法（纤维素酶、果胶酶）去除，去除后的结构是原生质体。 溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。 大本 P21 细胞膜： 也称质膜，是细胞的边界 (一)细胞膜的功能 保障了细胞内部 环境的相对稳定 被动运输 控制物质进出 方式 主动运输 胞吞胞吐 将细胞与外界 环境分隔开 【拓展应用】鉴定细胞是否死亡方法 台盼蓝染色（也称染色排除法）， 蓝色的是死细胞 ①主要体现（普遍性） 细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞； 细胞不需要的物质不容易进入细胞； 抗体激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外； 细胞产生的废物排到细胞外；细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外； ②细胞膜的控制作用是相对的（相对性） 环境中的一些有害物质有可能进入，有些病毒、病菌也能侵入细胞。 (一)细胞膜的功能 细胞膜： 也称质膜，是细胞的边界 细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。 进行细胞间的信息交流 化学信号传递 接触传递 通道传递 大本 P21 保障了细胞内部 环境的相对稳定 被动运输 控制物质进出 方式 主动运输 胞吞胞吐 将细胞与外界 环境分隔开 进行细胞间的信息交流 细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。 携带信息的物质通过 通道进入另一个细胞， 例：高等植物细胞的 胞间连丝。 相邻细胞的细胞膜接 触，信息从一个细胞 传递到另一个细胞。 化学信号传递 接触传递 通道传递 ★例：激素、神经递质 ★例：精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触 信号分子 受体 受体 大本 P21 细胞间的信息交流，一定需要受体吗？ 不需要， 胞间连丝无需受体 (一)细胞膜的功能 细胞膜： 也称质膜，是细胞的边界 保障了细胞内部 环境的相对稳定 被动运输 控制物质进出 方式 主动运输 胞吞胞吐 将细胞与外界 环境分隔开 体现细胞膜的功能特性：选择透过性 细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。 进行细胞间的信息交流 化学信号传递 接触传递 通道传递 大本 P21 (一)细胞膜的功能 功能特点 大本 P21 (一)细胞膜的功能 (一)细胞膜的功能 控制物质进出 细胞膜功能的验证实验 ①染色剂进入实验 ②色素透出实验 大本 P23 甜菜根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。将块根切成小块放在蒸水中，水无明显的颜色变化，但用盐酸处理这些块根后再放入蒸峰水中，则能使水变红。其原因是 ( ) A.花青素不溶于水而溶于盐酸 B.盐酸破坏了细胞膜的选择透过性 C.盐酸破坏了原生质层的选择透过性 D.细胞壁被盐酸破坏 C 下图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是 A.功能①保障细胞内部环境的相 　对稳定且在生命起源过程中具 　有关键作用 B.功能②表示进入细胞的物质对 　细胞有利，而且细胞膜对物质进出细胞的控制是绝对的 C.激素调控生命活动有一部分可用功能③表示，如胰高血糖素 D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流 B 如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答： (1)图中物质或结构的名称：① ；② ；③ 。 (2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？ 分别属于图C、图A、图B所代表的方式。 受体 信号分子 胞间连丝 (3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？并说明理由。 不是，如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。 ★是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。 甲状腺激素和固醇类激素（性激素）受体在细胞质或细胞核中 蛋白质类（大分子）激素受体在靶细胞的细胞膜上 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（选择透过性） 进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 细胞膜的成分与结构 决定 大本 P21 (二)细胞膜的成分及探索 将磷脂放入盛有水的容器中 水 空气 ▲磷脂的结构 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子 磷脂分子 甘油 脂肪酸 磷酸衍生物 (二)细胞膜的成分及探索 亲水“头”部 （磷酸头） 疏水“尾”部 （脂肪酸尾） 将磷脂放入盛有水的容器中 水 空气 细胞内外均为水环境，磷脂分子的分布 水—苯混合溶剂中，磷脂分子的分布 苯 水 水 水 ▲磷脂的结构 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子 (二)细胞膜的成分及探索 大本 P21 (二)细胞膜的成分及探索 推测 磷 思考：哪些细胞容易制备纯净的细胞膜，进行细胞膜的研究？ (二)细胞膜的成分及探索 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：鸟类、鱼类、两栖类(如蛙)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等于细胞表面积的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。 大本 P23 能否选用蛙的红细胞来制备纯净的细胞膜？ 细胞微网构建 大本 P23 1.关于制备细胞膜的实验，下列说法错误的是（ ） A.选动物细胞制备细胞膜是因为动物细胞没有细胞壁，更容易制备 B.原理是细胞内的物质是有一定浓度的，把细胞放在清水里，细胞会被涨破 C.可以选用蛙的成熟的红细胞作实验材料，因为没有细胞核和众多的细胞器 D.如果选用支原体细胞作实验材料，也能得到较纯净的细胞膜 C 2.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空一水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是( ) A.人的肝细胞 B.蛙的红细胞 C.洋葱鳞片叶表皮细胞 D.大肠杆菌细胞 D 磷脂 种类和数量 (二)细胞膜的成分及探索 大本 P21 课本 P43 2、细胞膜的成分 细胞膜的成分是一成不变的吗？ (二)细胞膜的成分及探索 *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。 不是，如癌变的细胞，细胞膜表面糖蛋白减少， 甲胎蛋白和癌胚抗原增加 大本 P174 下列关于真核细胞生物膜结构和功能的叙述，正确的是 A.构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇 B.生物膜是细胞内所有化学反应进行的场所 C.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 D.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体 D 线粒体？ (三)细胞膜的结构及探索 1、对细胞膜结构的探索 ①1959年，罗伯特森——静态的统一结构 方法：在电子显微镜下观察细胞膜。 现象：细胞膜呈现清晰的暗—亮—暗的三层结构。 假说：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。 内外层暗 中间层亮 大本 P22 课本 P43 (三)细胞膜的结构及探索 1、对细胞膜结构的探索 ②对细胞膜是静态的观点提出质疑 如果是静态的，细胞膜的功能将难以实现，细胞的生长、变形虫的运动等现象难以解释。 变形虫摄取草履虫 酵母菌出芽生殖 大本 P22 课本 P43 (三)细胞膜的结构及探索 1、对细胞膜结构的探索 ③1970年人鼠细胞融合实验 方法：荧光标记法(如图) 现象：开始一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。 结论：这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 融合细胞 37℃ 40min 细胞 融合 正在融合的细胞 红色荧光染料标记膜蛋白 绿色荧光染料标记膜蛋白 人细胞 小鼠细胞 聚乙二醇、电融合法和灭活病毒诱导法等 大本 P22 课本 P43 (三)细胞膜的结构及探索 1、对细胞膜结构的探索 ④1972年，辛格和尼科尔森 方法：新的观察和实验证据。 结果：提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。 大本 P22 课本 P43 (2023·河北高三检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法，正确的是 A.罗伯特森通过光学显微镜观察，提出了“亮—暗—亮”的三明治结构 是一种静态模型 B.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性 C.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因 为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇 D.辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型 D (三)细胞膜的结构及探索 大本 P22 课本 P44-45 2、流动镶嵌模型的基本内容 磷脂分子 磷脂双分子层 蛋白质分子 糖蛋白 糖脂 糖被 细胞膜外 细胞膜内 基本支架 承担膜的主要功能 保护、润滑、识别、信息传递等 (三)细胞膜的结构及探索 大本 P22 课本 P44-45 2、流动镶嵌模型的基本内容 （1）细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 ①磷脂双分子层是膜的基本支架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，因此具有屏障作用。 ②蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。例如：转运蛋白、具有催化作用的酶、具有识别作用的膜蛋白。 既然膜内部是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？（教材P45旁思） ①水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙 ②膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜 (三)细胞膜的结构及探索 大本 P22 课本 P44-45 2、流动镶嵌模型的基本内容 （1）细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 ①磷脂双分子层是膜的基本支架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，因此具有屏障作用。 ②蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。例如：转运蛋白、具有催化作用的酶、具有识别作用的膜蛋白。 ③细胞膜具有流动性。表现为磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。 膜的结构特点 (三)细胞膜的结构及探索 大本 P22 结构特点 内容： 影响因素： 原因： 实例： 具有一定的流动性 磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动 温度（一定范围内，温度升高膜流动加快） 质壁分离、变形虫运动、胞吞胞吐、白细胞的吞噬作用等 (三)细胞膜的结构及探索 大本 P22 课本 P44-45 2、流动镶嵌模型的基本内容 （2）糖被 概念：细胞外表面还有糖类分子，他和蛋白质分子结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫糖被。 功能：糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系(保护、润滑、识别、信息传递等作用)。 分布：一般在膜的外表面。 根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧，无糖蛋白的一侧则为膜内侧。 3种常考的“膜蛋白”及其功能 大本 P22 2.如图所示脂质体是一种人工膜，主要由磷脂组成，能将药物运送到特定的细胞发挥作用。脂质体表面交联抗体的作用是什么？为什么两类药物包裹的位置不同？推测脂质体到达特定的细胞后，药物如何进入细胞内发挥作用？ 大本 P22 课本 P46 提示　脂质体表面交联抗体利于靶向治疗。由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物(b)能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境， 水溶性药物(a)可稳定地包裹其中。由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，也可能以被细胞胞吞的方式进入细胞(利用了膜的流动性)，从而使药物在细胞内发挥作用。 (2020·江苏统考)分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成充满液体的球状小泡，称为脂质体。研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇保护层，并镶嵌上相应的抗体，制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”(如下图)。目前这种“隐形脂质体”已在癌症治疗中得到应用，下列有关分析错误的是（ ） A.脂质体的膜”结构与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架 B.由于脂质体表面不具备可供白细胞识别的糖蛋白，故能避免被白细胞识别和清除 C.脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞 D.图中脂质体所运载的药物A为脂溶性药物药物B为水溶液药物 D 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。 课本 P44 假说演绎法： 提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论 大本 P116 1.在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞(　　) 2.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　　) 3.细胞膜的成分是恒定不变的(　　) 4.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　　) 5.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(　　) 6.胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(　　) 7.同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同(　　) 8.植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用(　　) × × × √ √ √ × √ 1.(必修1 P40～41)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； 。 2.(必修1 P42)磷脂是一种由 等组成的分子，磷酸“头部”是 ，两个脂肪酸一端为__________________。 3.(必修1 P43)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类；功能越复杂的细胞膜， 。 4.(必修1 P45)细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的 叫作糖被，其与_______________________________________等功能有关。 进行细胞间的信息交流 甘油、脂肪酸、磷酸 亲水的 疏水的“尾”部 蛋白质的种类与数量越多 糖类分子 细胞表面的识别、细胞间的信息传递 B 1.(2023·山东菏泽模拟)美、英研究人员相继宣布，“敲除排斥基因”的猪已经降生。人们可望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前，如果把猪器官移植给人体，人类的免疫系统能识别猪细胞上的某种物质，从而发生强烈的排异反应。该物质所处的位置和化学成分分别是(　　) A.细胞膜、胆固醇 B.细胞膜、糖与蛋白质的复合物 C.细胞质、蛋白质 D.细胞核、脱氧核糖核酸 大本 P23 C 3.(2023·湖北四地七校联考)下列关于细胞膜成分和功能的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定 B.科研上常用染色法鉴定细胞死活，是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开 C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流 D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白，具有保护和润滑作用 大本 P24 B 4.(2023·河北衡水金卷)下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是(　　) A.流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的 B.选择透过性的基础是细胞膜上的转运蛋白和磷脂分子具有特异性 C.细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性 D.钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性 大本 P24 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(　　) D A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的 B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性 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 大本 P26 1.验证细胞膜成分和功能的实验方法 (1)细胞膜成分的检测方法 细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论 脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质 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 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖 大本 P23 $$