2025届高三生物一轮复习：细胞膜与细胞核课件

第二单元 细胞的基本结构与物质运输 WORK REPORT 2025届一轮复习 第4讲细胞膜与细胞核 [素养目标]1．通过对细胞膜的成分与功能的学习，建立生命是结构与功能统一体的生命观念。(生命观念)2．基于生物膜的组成及结构特点制作生物膜的流动镶嵌模型，以此认识生物膜的结构。(科学思维)3．能够选择合适的实验材料和方法制备纯净的细胞膜，理解材料选择和实验操作方法的理论依据。(科学探究)4．通过对细胞核结构与功能的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。(生命观念)5．基于实验设计的对照原则和单一变量原则，设计合理的对照实验，验证细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。(科学探究) 考点一 细胞膜的结构与功能 回顾高考 1．(2021·河北卷)关于细胞核的叙述，错误的是(　　)A．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B．蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C．许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D．细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出 D 解析： 有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失，在末期重现，在细胞分裂过程中呈周期性地消失和重现，A正确； 核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞中核糖体的形成和核仁有关，因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛，B正确； 蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成，而基因表达中转录的场所主要为细胞核，对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成，经核孔进入细胞核起调控作用，C正确； 细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的，但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA，D错误。答案：D 2．(2019·全国Ⅱ卷)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是(　　)A．脂质、RNA　　　　 B．氨基酸、蛋白质C．RNA、DNA D．DNA、蛋白质 A 解析： 真核细胞的内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；细胞核中能够完成转录过程，可产生RNA，A项正确。 3．(2019·全国Ⅲ卷)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是(　　)A．细胞中的染色质存在于细胞核中B．细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D．细胞核内遗传物质的合成需要能量 B 解析： 染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。 遗传信息的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，B项错误。 细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，遗传物质的合成需要ATP提供能量，C、D两项正确。 4．(2019·江苏卷)如图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中B．具有单层生物膜的结构②与细胞分泌活动无关C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同D．④、⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成 D 解析： 结构①是中心体，其数量倍增发生在细胞周期的分裂间期，A项错误。 结构②为高尔基体，参与分泌蛋白的加工与转运，故与分泌蛋白的分泌有关，B项错误。 结构③是核孔，RNA通过核孔从细胞核进入细胞质；RNA聚合酶是由细胞质中的核糖体合成，通过核孔进入细胞核的，两者通过核孔的方向相反，C项错误。 附着在内质网上的核糖体和游离的核糖体，都由RNA和蛋白质构成，D项正确。 一、对细胞膜成分的探索 1、1895年欧文顿：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 结论：细胞膜是由脂质组成的 2、制备细胞膜 材料：哺乳动物成熟的红细胞 原因：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞器膜和细胞核膜，只有细胞膜 原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破 离心 纯净的细胞膜 进行化学分析 结论：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 关于磷脂 离心：根据物质颗粒在做匀速圆周运动时受到外向的离心力的行为而发展起来的一种分离技术。如利用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜 差速离心：采用不同的离心速度和离心时间,使沉降速度不同的颗粒分步离心的方法。如分离得到各种细胞器 密度梯度离心：在一定离心力下把颗粒分配到梯度液中某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。如探究DNA的半保留复制。 比较高中生物教材中的不同“离心” 3、1925年戈特和格伦德尔：人红细胞中提取的脂质铺成单分子层后是红细胞表面积的2倍 结论：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 4、1935年丹尼利和戴维森：发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，而人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质则表面张力会降低。 结论：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质 综上，细胞膜的成分： 注意：细胞膜的成分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降。 如：转运蛋白、受体蛋白、催化蛋白等 二、对细胞膜结构的探索 1、1959年罗伯特森提出膜的静态模型：电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 结论：生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成 不足：无法解释细胞膜的复杂功能，如细胞生长、变形虫的变形运动 2、1970年，人鼠细胞的融合实验： 过程：分别用红色和绿色荧光染料标记人和小鼠细胞膜的蛋白质后，在37°C将二者融合，40min后，两种颜色的荧光均匀分布。 方法：荧光标记法 结论：细胞膜具有流动性（细胞膜的结构特点） 3、1972年辛格和尼科尔森：提出了流动镶嵌模型为多数人所接受 三、细胞膜的流动镶嵌模型 1、内容 2、特点 （1）结构特点：细胞膜具有一定的流动性 原因：构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以运动的 实例：质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等 影响因素：-定范围内，温度升高,膜的流动性加快 （2）功能特点：细胞膜具有选择透过性 表现：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 原因：转运蛋白种类、数量决定细胞膜的选择透过性 注意：糖蛋白只位于细胞膜的外侧，细胞器膜、核膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜内外侧的位置。 例．下列说法正确的是(　　)A．欧文顿通过化学分析的方法提出了“细胞膜是由脂质组成的”B．罗伯特森在高倍镜下观察到“暗—亮—暗”的膜结构，构建了生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型C．流动镶嵌模型是由辛格和罗伯特森共同提出的D．建立生物膜结构模型过程中，实验技术的进步起了关键性的推动作用 D 解析：19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现脂溶性物质更容易通过细胞膜，由此提出细胞膜是由脂质构成的，并非通过化学分析得出此结论，A错误；罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的暗—亮—暗三层结构，B错误；1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，C错误；在建立生物膜结构模型的过程中，实验技术的进步起了关键的推动作用，D正确。 例．细胞膜的特点是具有一定的流动性，能够反映该特点的实例有 (　　)①白细胞吞噬病菌　②蛋白质不能被细胞吸收③变形虫的变形运动　④蔗糖分子不能进入细胞膜 ⑤细胞融合A．①②③　　　　　　　 B．①③⑤ C．②④⑤ D．③④⑤ B 解析：细胞膜具有一定的流动性是细胞膜的结构特点，能体现这一特点的实例是看细胞膜的形态、大小是否发生了改变。①白细胞吞噬病菌、③变形虫的变形运动和⑤细胞融合，都发生细胞膜形态、大小的改变。 拓展应用 1、台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法，其原理是？ 活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞，台盼蓝是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，故活细胞不能被染色，而台盼蓝染液可进入死细胞内，使其被染色。 2、膜内部是疏水的，但水分子能跨膜运输通过细胞膜，原因是？ 水分子极小，可直接通过由于磷脂分子运动而产生的间隙。 细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜 细胞膜成分 脂质 脂质 脂质 蛋白质 蛋白质 糖类 检测试剂(方法) 脂溶剂处理 磷脂酶处理 脂溶性物质透过实验 双缩脲试剂 蛋白酶处理 斐林试剂，水浴加热 结果 细胞膜被溶解 细胞膜被破坏 脂溶性物质优先通过 发生紫色反应 细胞膜被破坏 出现砖红色沉淀 结论 细胞膜中含有脂质 细胞膜中含有脂质 细胞膜中含有脂质 细胞膜中含有蛋白质 细胞膜中含有蛋白质 细胞膜中含有还原糖 3、细胞膜成分的检测方法 四、细胞膜的功能 1、将细胞与外界分隔开 意义：保障了细胞内部环境的相对稳定 细胞壁：不具选择透过性，全透性 细胞的边界：细胞膜 2、控制物质进出细胞 细胞膜的控制作用是相对的：抗体、激素等物质，细胞产生的废物要排到细胞外，细胞内的有用成分不会轻易到细胞外。环境中的病毒、病菌也有可能侵入细胞，使生物体患病。 体现了细胞膜的功能特点：选择透过性 鉴定细胞的死活：台盼蓝染液 3、进行细胞间信息交流 类型一： 注意：这里的化学物质是运输到全身各处，而非靶细胞； 受体 本质：糖蛋白 作用：识别 类型二： 相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 如：精卵之间的识别与结合； 注意：这种类型的信号交流也需要信号分子和受体 类型三： 胞间连丝 相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 如：高等植物细胞之间 注意：这种类型的信号交流不需要受体 例．下列不属于细胞膜功能的描述的是(　　)A．细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定B．水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高C．细胞膜外表面存在糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系D．辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，认为磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 D 解析：细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，属于对细胞膜功能的描述，A不符合题意；水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高，体现了细胞膜可以控制物质进出的功能，B不符合题意；细胞膜外表面存在糖被，这与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C不符合题意。 考点二 细胞核的结构与功能 一、细胞核的功能 实验结论：美西螈肤色的遗传由细胞核控制。 1、美西螈的核移植实验 实验不足：缺少对照组 注意：美西螈的核移植实验体现了动物细胞核的全能性 2、蝾螈受精卵的缢裂实验 注意：本实验既有相互对照，又有自身前后对照 实验结论：蝾螈受精卵的分裂分化受细胞核的控制 3、变形虫的实验 变形虫是变形目变形科变形虫属单细胞动物。 体表仅有一层薄质膜，膜内为较透明的细胞质，可明显区分为内质和外质两部分；伪足呈指状、叶状或针状等；虫体可借伪足进行特殊的变形运动，随伪足的伸缩而变化；伪足除运动机能外，兼有摄食的机能，包裹食物后，进行细胞内消化。 因虫体随原生质流动，体形经常变化而得名。 实验结论：变形虫的分裂、生长、再生、应激性，摄食等生命活动受细胞核控制 注意：单独的细胞核不能生存的原因是无营养物质和能量的供应；而单独的细胞质仍能生存是因为内部已合成的物质仍发挥作用。可见细胞核与细胞质是相互依存的，细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。 4、伞藻嫁接与核移植实验 伞藻属于单细胞藻类。可分为“帽”、柄和假根3部分。其中细胞核分布于假根部分。伞藻的伞帽有伞型和菊花型两种形状。 （1）伞藻嫁接实验 实验结论：伞藻伞帽形状的遗传与伞柄无关，与假根有关 注意： 仅这一组实验只能说明伞帽形状的遗传与假根有关，不能说明一定是假根中细胞核的作用。 （2）伞藻核移植实验 实验结论：伞藻伞帽形状的遗传受细胞核控制 注意： 这是相互对照，即对比实验。 实验名称 资料一：美西螈核移植实验 资料四：伞藻嫁接与核移植实验 资料三：变形虫切割与核移植实验 资料二：蝾螈受精卵横缢实验 结论 归纳 细胞核控制着黑色素的形成、肤色的遗传 细胞核控制着细胞的分裂和分化 细胞核控制着细胞的生命活动 细胞核控制着生物体的形态结构的遗传 遗传 代谢 综上，细胞核控制着细胞的代谢和遗传 注意： 虽然细胞核控制着细胞的代谢，但是细胞代谢的主要场所却发生在细胞质基质。 例、伞藻结构可分为“帽”“柄”和“足”三部分。科学家用地中海伞藻和细圆齿伞藻做嫁接实验，结果如图所示。该实验能够得出的结论是(　　) A．细胞核和细胞质在结构上没有联系B．伞帽形态结构的建成取决于细胞质C．伞帽形态结构的建成与“足”有关D．该实验中缺少对照，不能得出结论 C 解析：题图显示，伞藻的“足”中含有细胞核。将地中海伞藻的伞柄嫁接到细圆齿伞藻的“足”上，结果地中海伞藻的伞柄上长出的是细圆齿伞藻的伞帽；将细圆齿伞藻的伞柄嫁接到地中海伞藻的“足”上，嫁接后，细圆齿伞藻的伞柄上长出的是地中海伞藻的伞帽。由此说明伞帽形态结构的建成与“足”有关。 二、细胞核的结构 ③ ① ② ④ ①核膜 ： 双层膜（附着酶，可进行多种化学反应。外膜与内质网相连） 把核内物质与细胞质分开（具有选择透过性） 不连续，上面分布有核孔 ③ ① ② ④ ②核孔 ： 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流（RNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性） 核孔并不是一个简单的孔洞，是多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，即核孔复合体。 核孔复合体：识别，也具有选择性 ③ ① ② ④ ③核仁： 与rRNA的合成以及核糖体的形成有关 细胞代谢越旺盛，核孔数量越多，核仁体积越大 ③ ① ② ④ ④染色质： 主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体(染色体是遗传物质的主要载体） 仅存在于真核细胞内 易被碱性染料(甲紫、醋酸洋红溶液)染成深色 DNA 蛋白质 染色质 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种状态 解开螺旋、恢复细长丝状 (分裂期) (细胞分裂间期) 高度螺旋缩短变粗 染色体 (极细的丝状物) (圆柱状或杆状) 注意： 原核细胞没有核膜，核仁，染色质。其DNA主要存在于拟核，少部分存在于质粒。 染色体与染色质两种不同的状态对于细胞的生命活动具有重要意义，染色体呈高度螺旋状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质处于细丝状,有利于 DNA完成复制、转录等生命活动。 真核细胞中，遗传信息储存于DNA分子中，又由于DNA主要分布在细胞核中，故称细胞核是遗传信息库。 综上，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 细胞膜——系统的边界 细胞质——系统的代谢中心 细胞核——系统遗传和代谢的控制中心 三、细胞是一个统一的整体 所以，细胞只有保持完整性，才能正常完成各项生命活动 例．如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图，下列说法错误的是(　　) A．图中①和⑤的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密B．图中②为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换，还可以实现信息交流C．若该细胞核内的④被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行D．细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心 D 考点三 模型建构 物理模型 ①概念：以实物或图画的形式，直观地表达认识对象的特征的模型 流动镶嵌模型 DNA分子双螺旋结构模型 注意：照片不属于物理模型 概念模型 ①概念：用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象或活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型 ①概念：用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及内在联系的数学表达式 数学模型 The end!!