2025届高三生物一轮复习课件：第5讲 细胞膜、细胞核（1）

第5讲 细胞膜、细胞核、细胞器 01 细胞膜的结构和功能 1.细胞膜的结构和功能 1.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。 被动运输 主动运输 胞吞、胞吐 体现功能特点：具有选择透过性 体现结构特点：具有流动性 普遍性、相对性 1.细胞膜的结构和功能 1.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 化学物质传递： 如激素、神经递质 接触传递： 如精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触 通道传递： 如胞间连丝(高等植物细胞) 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。 (-o-)／: 按照这样一个思路的话，在原始海洋中是不是就逐渐出现了像氨基酸，像甚至像核苷酸对吧，像葡萄糖这样的一些小分子，对不对，那么这些小分子它作为单体，然后再缩合形成。形成一些大分子，我们假定说在这个原产料中已经产生的蛋白质和核酸，那么这里一出现细胞是不是还挺远的是吧？那蛋白质跟核酸它要又要相互作用，对吧？他们之间又要相互作用，慢慢的才能衍生，衍衍生出生命，是不是？但是你想呀，假定蛋白质跟核酸已经相互作用，作用还挺好的。但是如果外界的环境太过动荡，它的这种相互作用很快就又被打散了嘛，这样是不利于生命的诞生的。那这个时候你就能体会了吧。我们能不能给蛋白质跟核酸有一个舒舒服服的，让他们共同作用的一个环境好 (-o-)／: 我们能不能给蛋白质跟核酸有一个舒舒服服的，让他们共同作用的一个环境呢？好，这个时候膜的出现边界的出现是不是就至关重要？那我们可以想象，假定刚好呢，在这个在这个原始海洋中又出现了很多磷子分子。然后这一磷脂分子不小心呢，它就形成了一个边界。那么这就是最原始的膜不就是这么诞生的吗对吧有了原始的膜这个边界一诞生之后呢那么内部蛋白质跟核酸就可以稳定的相互作用然后生命演化的速度就大大的加快了 1.细胞膜的结构和功能 2.细胞膜的成分: ①对细胞膜成分的探索 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 溶于脂质 不溶于脂质 脂质 1.细胞膜的结构和功能 2.细胞膜的成分: ①对细胞膜成分的探索 科学家 实验方法或现象 实验结论 － 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 哺乳动物成熟 化学分析 磷脂和胆固醇 磷脂 磷脂是由_________，_________，________等组成的分子，其_____部亲水，_______部疏水。 脂肪 甘油 脂肪酸 磷酸 头 尾 1.细胞膜的结构和功能 1.细胞膜的结构和功能 2.细胞膜的成分: ①对细胞膜成分的探索 科学家 实验方法或现象 实验结论 戈特和格伦德尔 用 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 。 人的红细胞 两 两层 丙酮 1.细胞膜的结构和功能 2.细胞膜的成分: ①对细胞膜成分的探索 科学家 实验方法或现象 实验结论 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 。 蛋白质 低于 2.(必修1 P46)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 1.细胞膜的结构和功能 11 1）脂质体的“膜”结构与细胞膜均以_____________作为基本支架。 2）“隐形脂质体”在运送药物的过程中，能避免被白细胞识别和清除，原因可能是_______________________________。 脂质体膜上镶嵌的抗体能够______________________________，从而将药物定向运送到癌细胞，从而杀死癌细胞。 脂质体表面不具备可供白细胞识别的糖蛋白 磷脂双分子层 [课本P46变式] 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。 特异性识别癌细胞 (上的抗原) 3）脂质体既可以用于运载脂溶性药物，也可以用于运载水溶性药物。图中所运载的水溶性药物为_________（药物A、药物B）。 药物A [课本P46变式] 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。 1.细胞膜的结构和功能 2.细胞膜的成分: ②细胞膜成分组成 磷脂 种类和数量 [2018卷III]核膜，内质网膜和细胞膜中都含有磷元素 [2018卷III]两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息交流。 [2017卷I] 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 [2016卷III] 线粒体膜和核膜中所含蛋白质功能相同 [2017海南] 胆固醇是细胞膜的组分，也参与血脂的运输 ⑥细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白 ⑦细胞膜的成分都有脂质和蛋白质 ⑧人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层 √ √ √ √ × √ √ × 1.细胞膜的结构和功能 [典例] 细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要的生理功能。下列图中，可正确表示不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(　　) D 血红蛋白位于红细胞内，氧气进入细胞是自由扩散 抗体由浆细胞分泌，主要分布于血浆，不在细胞膜上，细胞膜上具有识别的受体 胰岛素受体只能识别胰岛素 [2017·广州二模] 关于选择透过性膜的叙述正确的是（ ） A. 细胞膜是选择透过性膜，主要由磷脂、蛋白质和糖类组成 B. 植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性 C. 人工脂双层膜能让O2通过不能让Ca2＋通过，属于选择透过性膜 D. 生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征 D 人工脂双层膜没有载体蛋白，不能体现膜的选择透过性 膜功能主要由蛋白质决定 17 1.细胞膜的结构和功能 3.细胞膜的结构: Ⅰ.对细胞膜结构的探索 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。 1.细胞膜的结构和功能 3.细胞膜的结构: Ⅰ.对细胞膜结构的探索 1.1959年，罗伯特森——静态的统一结构 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。 ③结论： 变形虫摄取草履虫 酵母菌出芽生殖 该描述是______（正确/错误）的，原因有： 错误 ① 非静态 ② 蛋白质非均匀分布 静态的细胞膜结构无法解释细胞生长、变形虫的变形运动等 1.细胞膜的结构和功能 3.细胞膜的结构: Ⅰ.对细胞膜结构的探索—— 2.1970年人鼠细胞融合实验 ①方法： 荧光标记法 ②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。 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 这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 ③结论： 1.细胞膜的结构和功能 3.细胞膜的结构: Ⅰ.对细胞膜结构的探索 3.1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。 1 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.细胞膜的结构和功能 22 1 1.细胞膜的结构和功能 3．(必修1 P44“科学方法”)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_______________ _____的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行_______ _____。 解释某一生物学问题 观察与实验 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。 23 [2024河北衡水预测] 下列关于细胞膜成分及结构探索的说法正确的是( ) A.最初对细胞膜成分的认识，是通过对细胞膜成分的提取获得的 B.磷脂分子在水中只能形成头部朝外、尾部朝内的单层结构 C.被同位素标记的人鼠细胞融合实验，说明细胞膜具有流动性 D.辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型建立在观察和实验的基础上 D 最初是通过对现象的推理分析获得的 荧光标记法 1.细胞膜的结构和功能 3.细胞膜的结构: Ⅱ.流动镶嵌模型 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 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。 体现膜结构的不对称性 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 1.细胞膜的结构和功能 这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用 26 1.细胞膜的结构和功能 膜蛋白 的功能 载体蛋白(主动运输或协助扩散) 转运蛋白 通道蛋白(协助扩散) 酶 (催化，细胞膜上ATP水解酶催化ATP水解，用于主动运输；又如好养细菌细胞膜上附着与有氧呼吸相关的酶) 糖蛋白(受体识别、传递信息) 抗原 (引起特异性免疫) 3、 哪些过程体现流动性？只要涉及细胞膜形变的都是！比如： ① 变形虫的变形运动。 ② 细胞融合( 如精卵结合、人鼠细胞杂交等)。 ③ 细胞的胞吞胞吐( 白细胞吞噬病菌，细胞分泌蛋白质等)。 ④ 细胞的吸水膨胀或者失水皱缩( 质壁分离)。 原核生物、线粒体内膜、内质网膜等，蛋白质的比例高 1.细胞膜的结构和功能 功能特点 具有______________ 水分子、被选择的离子和小分子可以表现通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过 植物对离子的吸收具有选择性、神经实例细胞对Na+、K+的吸收和排出,肾小管重吸收 内因： 选择透过性 内容 表现 实例 应用 外因： 膜上转运蛋白的种类和数量 温度、pH、02等影响膜流动性或细胞呼吸的因素 28 1.细胞膜的结构和功能 结构特点 具有______________ 构成膜的 和 大都是可以运动的 质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等 温度：一定范围内，温度升高，膜流动性_____ 一定的流动性 磷脂分子 蛋白质分子 加快 内容 原因 实例 影响 因素 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 29 [必修一P5:细节]用透析型人工肾代替病变的肾脏。体现了细胞膜的 。 选择透过性 1.细胞膜的结构和功能 补充：细胞壁不是细胞的边界！ 1. 成分：植物：________和_______； 形成时期：______________________； 与__________（细胞结构）密切相关。 2. 功能：_____________________。 3. 特性：_____________________。 纤维素 果胶 分裂末期（细胞板向四周扩展形成新的细胞壁） 高尔基体 支持、保护 全透性（质壁分离体现该特点) 1.细胞膜的结构和功能 4.植物细胞壁: 注：从细胞壁的功能上理解，由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。P一63 细胞膜（质膜） 流动镶嵌结构模型 将细胞和外界环境分开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 磷脂双分子层构成膜的基本支架 蛋白质镶嵌在磷脂双分子层上 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 磷脂 蛋白质 糖类 功能 成分 糖被 主要内容 普遍认可 的结构模型 构成 主要和贯穿型蛋白质有关 [2024湖南卷] 细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能下列叙述错误的是( ) A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸 B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性 C.糖脂可以参与细胞表面识别 D:磷脂是构成细胞膜的重要成分 A 饱和脂肪酸熔点高，容易凝固，耐极低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸 A.组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中的分布是不对称的 B.若该细胞是哺乳动物的红细胞,则①侧的液体是血浆 C.若该细胞是动物的神经细胞,则乙酰胆碱的分泌是消耗能量的主动运输 D.若该细胞是动物细胞,在细胞膜上除了磷脂还有蛋白质、糖类和胆固醇等 例1.科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、Cl)进行了研究，发现PC、SM主要分布在外侧，该图是科学家分析获得的某细胞膜上不同种类的磷脂图解，下列相关叙述错误的是（ ） C 胞吐 [2024山东青岛一模] 荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值,其包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,使细胞膜上呈现一定强度的绿色→激光照射膜上某绿色荧光区,使该区域内标记的荧光分子不可逆的淬灭(漂白)→检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲所示,结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ） A.淬灭部位荧光再现速率会受温度的影响 B.若不用激光照射淬灭,而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光材料标记,则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布 C.被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流动性 D.F2后若再进行一次激光照射淬灭,一段时间后检测的淬灭部位的荧光强度会更低 C 会再现，说明流动性还在 $$