2026届高三生物一轮复习课件：第4讲 细胞膜与细胞核

2026高考一轮复习 第04讲 细胞膜与细胞核 4、 2、 1、 3、 细胞膜的功能 细胞膜的成分和探索 细胞膜的结构和探索 生物膜结构特点和功能特性 5、 细胞核的功能 细胞核的结构 6、 目 录 contents 目 录 contents 细胞膜的功能 考点1 考点梳理 考点1 细胞膜的功能 1、将细胞与外界环境分隔开 使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定 2、控制物质进出细胞 被动运输、主动运输、胞吞和胞吐 ②普遍性 营养物质、代谢废物、分泌物等 ③相对性 病毒、细菌 ①方式 细胞膜是系统的边界（动植物都是） 体现了细胞膜的功能特性：具有选择透过性 细胞膜又叫质膜 4 ④主要体现： 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； 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。 考点1 细胞膜的功能 分泌物 废物 CO2、尿素、多余的无机盐等 抗体、激素等物质 水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等 营养物质 病毒、病菌 细胞内有用的物质 × 细胞不需要的物质 不容易 因为转运蛋白的种类和数量不同 考点1 细胞膜的功能 用“台盼蓝染液”鉴别死细胞和活细胞的原理是？ 活细胞不能被染色为无色，因为活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜； 死细胞被染成蓝色，因为死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的能力，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞。 死细胞 死细胞 死细胞 活细胞 考点1 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 ①间接交流，通过化学物质(如激素、神经递质、细胞因子等) 传递信息 激素随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面受体结合，将信息传递给靶细胞。如：胰岛B细胞通过分泌胰岛素促进肝细胞合成肝糖原。 内分泌细胞—信号分子—体液—靶细胞受体—靶细胞 考点1 细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 ②直接交流，通过细胞膜接触传递信息 靶细胞与细胞毒性T细胞接触、精子和卵细胞之间的识别和结合，只有同一物种的精子与卵细胞才能发生结合。 靶细胞 发出信号的细胞 受体（蛋白质） 信号分子 发出信号的细胞—信号分子—靶细胞受体—靶细胞 考点1 细胞膜的功能 ③通过通道交流 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。如：高等植物细胞之间的胞间连丝、低等动物神经细胞的电突触。 胞间连丝是信息分子传送的通道，既有物质运输的作用，又有信息交流的作用。 无受体存在 考点1 细胞膜的功能 10 1．关于细胞膜的功能，下列叙述正确的是（ ） A．叶肉细胞作为一个生命系统，其边界是细胞膜 B．精子与卵细胞能进行受精，体现细胞膜能控制物质出入 C．动物激素调节生命活动，都需要细胞膜上的受体参与 D．如果细胞膜不允许台盼蓝通过，说明细胞已经死亡 A 胞外受体，即细胞膜上的受体 受体 胞内受体，接收甲状腺激素、类固醇激素等脂溶性信号分子 题型剖析 细胞膜的成分和探索 考点2 考点梳理 1、对细胞膜成分探索历程 ①1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验 现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜。 原理：相似相溶。 推论：细胞膜是由脂质组成的。 ②科学家利用哺乳动物的红细胞制备出纯净细胞膜，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。 考点2 细胞膜的成分和探索 ③1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔，用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将其在空气—水界面上铺展成单分子层。 现象：测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 考点2 细胞膜的成分和探索 甘油 脂肪酸 尾部 头部 磷酸衍生物 磷脂分子 极性、亲水 非极性、疏水 考点2 细胞膜的成分和探索 亲水性：可以溶解在水中 疏水性：与水相互排斥 15 将磷脂放入盛有水的容器中 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 水 空气 考点2 细胞膜的成分和探索 （1）如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？ 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为细胞表面积的2倍。 而如果从洋葱表皮细胞中提取脂质，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。 考点2 细胞膜的成分和探索 （2）哺乳动物的成熟红细胞作材料的优点是什么？ 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞壁，细胞容易吸水涨破；没有细胞核和其它众多的具膜细胞器，便于提取较纯正的细胞膜。 注意：鸟类、鱼类、两栖类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。 考点2 细胞膜的成分和探索 18 红细胞小结 红细胞小结 ④1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力。发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。 结论：细胞膜除含有脂质分子外，还可能附有蛋白质。 考点2 细胞膜的成分和探索 2、细胞膜的成分（动物细胞） （1）脂质（约占50%） （2）蛋白质（约占40%） （3）糖类（占2%～10%） 磷脂最丰富，还有少量的胆固醇 主要成分 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。 细胞膜的功能主要与蛋白质有关 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，而植物细胞膜中不含胆固醇。 考点2 细胞膜的成分和探索 22 验证细胞膜成分和功能的实验方法 细胞膜成分 脂质 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 细胞膜中含有蛋白质 细胞膜中含有还原糖 23 下列有关细胞膜结构或功能的分析，正确的是 A.膜中多糖水解产物能与斐林试剂生成砖红色沉淀，说明膜中多糖的单 　体是葡萄糖 B.在生物体的不同细胞中，细胞膜功能的多样性决定了细胞膜结构的多 　样性 C.由于细胞膜对Na＋具有选择透过性，所以细胞膜上帮助Na＋跨膜的蛋白 　质只有一种 D.膜的选择透过性既与其中磷脂分子对水的亲疏有关，又与蛋白质的种 　类和结构有关 √ 题型剖析 24 细胞膜的结构和探索 考点3 考点梳理 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。 结论：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 考点3 细胞膜的结构和探索 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 考点3 细胞膜的结构和探索 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。 不能证明脂质分子的流动性 温度会影响膜的流动性 考点3 细胞膜的结构和探索 1、对细胞膜结构的探索 ④物理科学家将标本用干冰等冰冻，在低温下用冷刀将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，发现蛋白质在膜中的分布情况。 方法：冰冻蚀刻技术 结果：蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中 ⑤1972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3 细胞膜的结构和探索 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 2、 流动镶嵌模型 考点3 细胞膜的结构和探索 磷脂分子 磷脂双分子层 构成膜的基本支架 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。 蛋白质分子 ①镶在磷脂双分子层表面 不对称分布，不均匀分布 ②部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ③贯穿于整个磷脂双分子层 糖蛋白 糖脂 承担膜的主要功能 3、 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。 a.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。 b.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。 c.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。 考点3 细胞膜的结构和探索 ①细胞膜的基本支架： 磷脂双分子层 ②蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式： 镶在表层、部分或全部嵌入磷脂双分子层、贯穿整个磷脂双分子层，体现了膜结构内外的不对称性。 蛋白质分子与脂质分子均不对称分布。 屏障作用 磷脂分子的侧向自由移动 膜中的蛋白质大多也能运动 ③细胞膜的结构特点： 表现为： ④细胞膜的功能特点： 具有选择透过性 具有一定的流动性 考点3 细胞膜的结构和探索 （2）糖被 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：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。此外还有保护、润滑、免疫等功能 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。 考点3 细胞膜的结构和探索 生物膜结构特点和功能特性 考点4 考点梳理 1、结构特点：具有一定的流动性 结构基础：磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 实例：质壁分离、变形虫的运动、胞吞和胞吐、细胞融合、白细胞的吞噬作用等 2、功能特性：选择透过性 结构基础：膜上具有转运蛋白 实例：水分子、被选择吸收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。 3、二者联系： 生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。事实上，只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。 温度可影响膜的流动性 受细胞膜上载体蛋白种类和数量的影响 考点4 生物膜结构特点和功能特性 【归纳总结】常考的“膜蛋白” 1、转运蛋白（包括载体代表和通道蛋白） ①载体蛋白 参与协助扩散和主动运输。 ②通道蛋白 参与协助扩散，通过打开或关闭通道（改变蛋白质构象）控制物质通过。如水通道蛋白，神经冲动传导时Na+、K+通道蛋白等。 考点4 生物膜结构特点和功能特性 【归纳总结】常考的“膜蛋白” 2、酶 大多数酶为蛋白质。如附着在膜上的与有氧呼吸相关的酶，ATP水解酶等。 3、受体蛋白 用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白（如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等），识别信号分子（激素、细胞因子、神经递质）的糖蛋白。 考点4 生物膜结构特点和功能特性 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 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A 位于突触后膜，识别并结合神经递质 受体 B 位于靶细胞膜，识别并结合激素 载体 C 位于类囊体薄膜，催化ATP合成 酶 D 位于癌细胞膜，引起特异性免疫 抗原 生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是 √ 题型剖析 光脱色恢复技术是细胞学上研究膜蛋白或膜的特性的基本实验技术之一。用荧光素标记细胞膜蛋白或膜脂,然后用激光束照射细胞表面某一区域，使被照射区的荧光淬灭变暗形成一个漂白斑。一段时间后，淬灭区域的亮度逐渐增加,最后恢复到与周围的荧光强度相等。下列相关说法错误的是() A.该技术与荧光标记的人－鼠细胞融合实验都能证明细胞膜具有流动性 B.根据荧光恢复的速度可以推算出细胞膜蛋白扩散速度，且改变温度，不会影响实验结果 C.若用药物抑制细胞能量转换而对荧光恢复速度没有影响，则说明细胞膜蛋白的运动不需要细胞代谢提供能量 D.若用荧光抗体标记特异的细胞膜蛋白，则有的漂白斑可以恢复亮度，有的不能 √ 题型剖析 细胞核的功能 考点5 考点梳理 1、细胞核的分布 除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞无细胞核外，真核细胞都有细胞核。 有些细胞有多个细胞核，如人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个，双小核草履虫有两个细胞核。 考点5 细胞核的功能 卵细胞 取核 去核 胚胎细胞 核移植 重组细胞 2、探索细胞核功能的经典实验 （1）两种美西螈细胞核的移植 实验方法：将黑色美西螈胚胎细胞核移植到白色美西螈去核卵细胞中 实验结果：发育成的美西螈都是黑色的 得出结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制 实验分析：该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中形成重组细胞进行培养作为对照组。 考点5 细胞核的功能 分裂 不分裂 2、探索细胞核功能的经典实验 （2）横缢蝾螈受精卵 实验方法：用头发横缢蝾螈受精卵，一半有核，一半无核；后期将一个细胞核挤入无核的一半。 实验结果：有核的一半能分裂，发育为正常胚胎；无核的一半停止分裂，挤入细胞核后开始分裂，发育为正常胚胎，发育速度缓慢些。 得出结论：蝾螈的细胞分裂、分化是由细胞核控制的； 实验分析：该实验既有相互对照(有核与无核)，又有自身对照(先无核观察，后挤入细胞核) 开始分裂 发育(慢) 发育(快) 相互对照 前后对照 相互对照 考点5 细胞核的功能 46 2、探索细胞核功能的经典实验 （3）变形虫的切割 实验方法：切成两半，一半有核，一半无核；然后将有核一半的细胞核勾出；最后再植入一个细胞核 考点5 细胞核的功能 2、探索细胞核功能的经典实验 （3）变形虫的切割 实验结果：有核部分能生长、分裂、再生，具有应激性，无核部分只能消化食物；去核后生命活动丧失，加核后生命活动恢复正常。 得出结论：变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的；细胞只有保持完整性才能完成正常生命活动。 实验分析：该实验既有相互对照(有核与无核)，又有自身对照(先有核后去核再移植细胞核) 考点5 细胞核的功能 48 考点5 细胞核的功能 2、探索细胞核功能的经典实验 （4）伞藻嫁接与核移植 伞藻是一种单细胞生物，细胞长2-5cm，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核位于假根中。伞藻具有很强的再生能力。 帽(菊花形) 柄 柄 帽(伞形) 假根 假根 49 伞藻嫁接实验 ①实验过程： 培养。 ②实验结果： 新长出的伞帽跟 的伞藻的伞帽相同。 ③实验结论：伞藻的伞帽形态与 有关，而不是伞柄。 去帽 换柄 提供假根 假根 伞藻嫁接实验能否充分说明是细胞核控制伞藻的形态呢？ 不能，未排除假根中其他物质的影响。 （4）伞藻嫁接与核移植 考点5 细胞核的分布及功能 ①实验过程： 去帽、去核 培养。 ②实验结果： 新长出的伞帽跟 的伞藻的伞帽相同。 伞藻核移植实验 植入核 提供细胞核 其他性状也都由细胞核控制吗？ 不一定，性状由遗传物质和环境共同决定。 （4）伞藻嫁接与核移植 考点5 细胞核的功能 2、探索细胞核功能的经典实验 （4）伞藻嫁接与核移植 实验方法：将两种伞藻的“帽”、柄、假根分开后，相互嫁接与核移植 实验结果：“帽”的形状与具有细胞核的假根部分一致 得出结论：伞藻“帽”的形状由细胞核控制 实验分析：伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，可排除假根中其他物质的作用。 帽(菊花形) 柄 柄 帽(伞形) 假根 假根 考点5 细胞核的功能 实验名称 实验结论 涉及功能 美西螈核 移植实验 蝾螈受精卵 横缢实验 变形虫切割 及核移植实验 伞藻嫁接与 核移植实验 遗传 生物体性状的遗传主要是由细胞核控制 细胞核与细胞的分裂分化有关 代谢 细胞核控制着细胞的生命活动 代谢 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 遗传 细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。 考点5 细胞核的功能 【科学方法】对照实验 一般进行某种实验以阐明一定因素对一个对象的影响时，除了实验所要求研究的因素外，其他因素都保持一致，并将结果进行比较，这种实验称为对照实验。如本节研究细胞核的功能时选用有核、无核进行对照实验。 考点5 细胞核的功能 如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明 A.生物体形态结构的建成主要与 　细胞质有关 B.细胞的分裂和分化是由细胞核 　控制的 C.细胞核是细胞代谢的中心 D.细胞核是细胞遗传的控制中心 √ 题型剖析 细胞核的结构 考点6 考点梳理 1、细胞核的基本结构 考点6 细胞核的结构 外膜 内膜 核膜 1、___层膜，把核内物质与细胞质分开 2、核膜______连续的，上有小孔——_____ 3、核膜外膜与内质网膜_________ 4、核膜外膜上附着有___________ 5、__________________可通过核膜进出细胞核 双 不是 核孔 直接相连 核糖体和酶 离子、较小的分子 1、细胞核的基本结构 考点6 细胞核的结构 1、细胞核的基本结构 核孔 1、实现_________频繁的物质交换和信息交流 2、_________________进出的通道，RNA、蛋白质可进出，DNA不可以 3、细胞代谢强度越旺盛，核孔的数量______ 4、某些离子和较小的分子既可以通过核膜进行运输，也可以通过核孔进行运输 5、核膜与核孔均具有选择性 核质之间 大分子物质选择性 越多 考点6 细胞核的结构 核仁 1、与_________的合成以及_______的形成有关 2、在细胞分裂中与核膜一起___________________ 3、核仁的发达程度与蛋白质合成的_________有关 代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多， 核仁较大。 4、核仁是rRNA合成、加工和核糖体装配的场所。 mRNA合成的场所是细胞核。 某种RNA 核糖体 周期性的消失与重建 旺盛程度 1、细胞核的基本结构 考点6 细胞核的结构 染色质 1、组成：主要是DNA和蛋白质 2、容易被碱性染料（甲紫、醋酸洋红溶液）染成深色 3、是遗传物质的储存场所 染色质与染色体是什么关系呢？ 1、细胞核的基本结构 考点6 细胞核的结构 染色质和染色体是 在细胞 的两种存在状态。 染色质 染色体 分裂结束，丝状物 分裂时，圆柱状或杆状 高度螺旋化，缩短变粗 同一种物质 不同时期 解开螺旋、恢复细长丝状 考点6 细胞核的结构 【特别提醒】 ①核仁与核糖体的形成有关，是否核糖体的形成一定与核仁有关呢？ 不一定。原核细胞中没有核仁，也能形成核糖体。 ②核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出细胞核的物质具有严格的调控作用，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。 考点6 细胞核的结构 【特别提醒】 ③核孔的数量和核仁的大小不是固定不变的。核孔的数量、核仁的大小与细胞的代谢水平有关，代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数目多，核仁较大。 ④染色体与染色质是同一物质在细胞分裂不同时期的两种不同形态。染色体状态的结构有利于在细胞分裂过程中遗传物质均等的分配到子细胞中去；染色质的细丝状态则有利于遗传信息的复制与表达。 考点6 细胞核的结构 3、细胞是一个整体 (1)细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。 (2)细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 考点6 细胞核的结构 科学方法--建构模型 考点7 考点梳理 1.概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化 的概括性的描述。 2.类型： 物理模型： 数学模型： 概念模型： 3.原则：科学性为主，其次才是美观与否。 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 (注：照片不是物理模型) 公式、曲线图或表格形式 文字描述或概念图等 考点7 建构模型 考点7 建构模型 如图所示为细胞核结构模式图，下列叙述中正确的是 A.高等植物成熟筛管细胞中的细胞核，控制着该 　细胞的代谢和遗传 B.①与②相连接，二者共同参与细胞内磷脂的加 　工和运输 C.③为处于凝固状态的遗传物质，不参与细胞代谢，仅起遗传物质的备 　份作用 D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，“控制指令”可通过⑤从细胞 　核到达细胞质 √ 题型剖析 $$