2025届高三生物一轮复习： 第4讲 细胞膜与细胞核(第一课时）

第4讲 细胞膜与细胞核 考点1：植物细胞壁的结构和功能 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 考点3.细胞核的结构和功能 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？ 细胞的基本结构 从细胞壁的功能上理解，由于细胞壁无生命活性，是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，而细胞膜具有选择透过性，才是系统的边界。 （1）酶解法除植物细胞壁（所用酶为纤维素酶和果胶酶）后的结构为原生质体。 生物类型 成分 作用的酶或物质 植物 纤维素+果胶 纤维素酶 、果胶酶 真菌 几丁质(壳多糖) 几丁质酶 原核生物 (除支原体等) 肽聚糖 溶菌酶、青霉素等 主要是纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。 1.成分 2.功能 支持和保护。动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是细胞壁的作用。 特性：全透性，伸缩性小 考点1：植物细胞壁的结构和功能 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。 （2）主要形成时期及过程：形成于有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 保障了细胞内部 环境的相对稳定 被动运输 （2）控制物质进出 方式 主动运输 胞吞胞吐 （1）将细胞与外界 环境分隔开 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、细胞产生的废物等可出细胞； 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。 1、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。 （3）进行细胞间的信息交流 A.间接交流 B.直接接触交流 C.通道交流 保障了细胞内部 环境的相对稳定 被动运输 （2）控制物质进出 方式 主动运输 胞吞胞吐 （1）将细胞与外界环境分隔开 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、细胞膜的功能 体现细胞膜的功能特性：选择透过性 （3）进行细胞间的信息交流 内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 受体 ①内分泌 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、细胞膜的功能 受体化学本质绝大多数是糖蛋白，具专一性。 A.通过分泌化学物质交流 ①需要通过血液运输(远距离) ②、③、④不需要血液运输，通过组织液运输(近距离) ④ 化学突触 体液运输 ★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 进行细胞间的信息交流 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。 例：①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。 B.直接接触交流 C.通道交流 例：同种生物精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触 与膜结合的信号分子 受体 Q：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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、细胞膜的功能 具有物质运输的作用。 ②电突触 电信号通过电突触从一个细胞传导另一个细胞，不需要进行电信号→化学信号→电信号的转化 电信号 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、细胞膜的功能 C.通道交流 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 ②细胞间的信息交流都是发生在细胞和细胞之间的。 注意：①这三种方式都有信号分子。 ！！病毒和细胞接触就不叫体现细胞间的信息交流。 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 1、细胞膜的功能 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 （1）科学探究： ②20世纪，从 哺乳动物成熟的红细胞 中分离出细胞膜→结论：组成细胞膜的脂质有_____________，其中 含量最多。 磷脂和胆固醇 磷脂 ①19世纪末，欧文顿植物细胞通透性实验→膜是由脂质组成的 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 （丙酮提取） [思考]哪些细胞容易制备纯净的细胞膜，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：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。 能否选用蛙的红细胞来制备纯净的细胞膜？ 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 （1）科学探究： 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 ③1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔从红细胞中提取脂质，在空气--水界面铺展开成 单分子层→结论：细胞膜中的脂质分子排列为 连续 的两层。 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 【思考】 A.用其他真核细胞（除哺乳动物成熟红细胞）做上述实验，若磷脂单分子层的面积为2S，则细胞表面积为_______S(”大于“、”小于“、”等于“) B.用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_______2S(”大于“、”小于“、”等于“) 等于 小于 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 C.如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？ 磷脂的头部将与水接触,尾部与苯接触,磷脂分子分布成单层。 苯 水 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 ④1935年，发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低，并接近细胞表面张力。 结论：细胞膜除含脂质分子外，可能还有附有蛋白质。 最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析得出的 （1）科学探究： 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 磷脂 种类和数量 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 （2）小结： （约占50%） （约占40%） （2%~10%） （这些糖类分子称为糖被） Q：细胞膜的成分是一成不变的吗？ *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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 注意： ①不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中没有。 ②组成细胞膜成分的含量并不是不可变的，如在癌细胞中，糖蛋白的含量下降。 源于必修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________________。 甘油、脂肪酸、磷酸 亲水的 疏水的“尾”部 磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏障作用 磷脂分子 甘油 脂肪酸 磷酸衍生物 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 教材拾遗 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 拓展：细胞膜成分的鉴定方法： 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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 2、细胞膜的成分 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。 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （1）科学探究： 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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （1）科学探究： 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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （1）科学探究： 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。 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （1）科学探究： 流动镶嵌模型认为，细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成。 磷脂双分子层 1、磷脂双分子层：构成细胞膜的基本支架，可以侧向自由移动。 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 维持蛋白质的结构 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 磷脂双分子层 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 既然膜内部是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？（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 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 2、蛋白质分子（承担膜的主要功能）：以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在、嵌入、贯穿磷脂双分子层，大多数也能运动 作用：蛋白质分子在物质运输、催化、细胞识别等方面具有重要作用 蛋白质 镶嵌在磷脂双分子层中 镶在表面 镶在表面 全部嵌入 贯穿其中 部分嵌入 物质运输：载体/通道 催化：酶 接受、转导信号：受体 结构蛋白：连接蛋白 组织相容性抗原 … … 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 磷脂双分子层 （基本支架） 蛋白质分子 糖蛋白 3、糖被：分布在细胞膜的外表面，与蛋白质或脂质结合的糖类分子叫作糖被。 糖脂 细胞膜上蛋白质与糖类结合形成糖蛋白；细胞膜上脂质与糖类结合形成糖脂 判断细胞膜内外侧的方法： 外侧：糖蛋白的一侧 内侧：没有糖蛋白的一侧 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 糖类 位于细胞膜的外表面，与蛋白质或脂质相连形成糖蛋白或糖脂。 糖被 糖蛋白 糖脂 ①糖蛋白质和糖脂是在_______和_________中合成的(糖链被加上去)。 ②与细胞__________、细胞间___________等功能密切相关。(保护、润滑、识别、信息传递等作用) ③细胞器膜上的糖类位于膜的内表面。 表面识别 信息传递 内质网 高尔基体 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 胆固醇 动物细胞膜中胆固醇、植物细胞膜中豆固醇和真菌细胞膜中麦角固醇。多数细菌细胞质膜中则不含固醇成分 ①胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜稳定性及降低水溶性物质通透性 低温增加流动性；高温限制流动性 ②脂筏基本结构成分；很多重要生物活性分子的前体 小提醒 头部：羟基基团（极性）朝向膜的外侧 尾部：类固醇环结构和碳氢羟基基团（非极性），埋在脂双层的中央 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 3、细胞膜的结构 （2）流动镶嵌模型的基本内容： 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 31 （1）细胞膜具有流动性 ①原因/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。②意义：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。③举例：质壁分离、分泌蛋白的分泌、胞吞、胞吐、白细胞吞噬作用细胞膜厚度的改变、变形虫的运动、摄食等 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 4、细胞膜的特性 膜的结构特点 侧向自由扩散 细胞骨架 少数蛋白质与细胞骨架相连，不具有运动性。 。 ④影响因素： 温度、PH、蛋白酶、脂溶剂影响等。 一定范围内，温度升高，膜流动加快。 （2）不对称性。组成细胞膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧的分布是不对称的。 意义：导致了膜两侧的功能不同，导致膜具有方向性，保证了生命活动高度有序。 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 4、细胞膜的特性 磷脂酰肌醇 糖脂 胆固醇 鞘磷脂 （3）选择透过性 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 4、细胞膜的特性 膜的功能特点 意义：控制物质进出 磷脂分子不具特异性：蛋白质具特异性。 源于必修1 P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，反映了科学方法——提出假说的作用。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 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。 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 教材拾遗 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 考点2：细胞膜的成分、结构和功能 5、3种常考的“膜蛋白”及其功能 例. P46拓展应用：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 脂质体表面交联抗体利于靶向治疗 【考向分析】 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 37 $$