2025届高三生物一轮复习课件第5讲细胞膜和细胞核

第5讲 细胞膜与细胞核 主要考点 必备知识 考点一 细胞膜的结构与功能 考点二 细胞核功能的实验探究 考点三 细胞核的结构与功能 考点四 尝试制作真核细胞的三维结构模型 目录 考点一 细胞膜的结构与功能 目录 细胞结构 细胞膜（质膜） 基本结构 细胞质 细胞质基质 细胞骨架 细胞器 ——系统的代谢中心 细胞核 ——系统的控制中心 细胞壁 ——系统的边界 （植物、除支原体外的原核生物、真菌） 目录 被动运输 主动运输 ________ 病原体 营养物质 ________ 分泌物 胞内组成 进入 排出 不能 排出 可能 进入 控制物质进出细胞 _______________________，保障细胞内部环境的相对稳定 细胞膜 的功能 化学物质传递 （如_______） 通道传递 （如_________） 接触传递 （如_________、靶细胞与细胞毒性T细胞接触） 进行细胞间的信息交流 类 型 一、细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 代谢废物 相对性 普遍性 方式 激素 精卵结合 胞间连丝 间接交流 直接接触 通道传递 胞吞胞吐 目录 一、细胞膜的功能 1.细胞间的信息交流，一定需要受体吗？ 提示：不一定； 胞间连丝。 2.如何验证细胞膜具有控制物质进出的功能？ 提示：a.台盼蓝染色法； b.质壁分离与复原； c.细胞质环流等。 目录 一、细胞膜的功能 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。 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 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 目录 二、细胞膜的成分——探索历程 欧文顿 戈特和格伦德尔 丹尼利和戴维森 科学家 实验方法或现象 实验结论 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 推测细胞膜是由脂质组成的 - 利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 目录 二、细胞膜的成分——探索历程 欧文顿 戈特和格伦德尔 丹尼利和戴维森 科学家 实验方法或现象 实验结论 戈特和 格伦德尔 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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2倍 推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 丹尼利和戴维森 细胞的表面张力明显低于油-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。 目录 磷脂 种类和数量 细胞膜的组成并不是不可变的，正常细胞癌变后，细胞膜产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标。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。 50% 约40% 2%-10% 目录 二、细胞膜的成分——知识延伸——磷脂 目录 二、细胞膜的成分——知识延伸——磷脂 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 目录 5种常考的“膜蛋白” 与激素、细胞因子、神经递质等信号分子特异性结合 催化作用：如呼吸酶，ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等） 通过开闭通道控制物质顺浓度梯度通过，属于协助扩散，包括水通道蛋白、离子通道蛋白等 受体蛋白 酶蛋白 通道蛋白 糖蛋白 载体蛋白 如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白 协助小分子物质跨膜运输，方式包括协助扩散和主动运输 目录 三、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： ②现象： ③结论： 变形虫摄取草履虫 酵母菌出芽生殖 在电子显微镜下观察细胞膜。 细胞膜呈现清晰的暗-亮-暗的三层结构。 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。 目录 三、细胞膜的结构——探索 2.1970年人鼠细胞融合实验 ①方法： ②现象： ③结论： 荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法，常用的荧光蛋白有绿色和红色两种颜色。 荧光标记法 开始一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min后两种颜色的荧光均匀分布。 这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 红色荧光素标记的抗体 绿色荧光素标记的抗体 细胞 融合 人鼠杂交细胞 细胞融合初期 37℃培养40min 细胞融合 人细胞 鼠细胞 目录 三、细胞膜的结构——探索 3.1972年，辛格和尼克尔森 ①方法：新的观察和实验证据。 ②结论：提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。 目录 四、流动镶嵌结构模型 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： 4.细胞膜的结构特点： 具有一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的） 主要由蛋白质和磷脂分子组成 磷脂双分子层 亲水性头部朝向两侧 疏水性尾部朝向内侧 镶在表面的蛋白质 部分或全部嵌入的蛋白质 贯穿的蛋白质 体现膜结构的不对称性 目录 四、流动镶嵌结构模型 磷脂 分子 蛋白质分子 （以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中） 糖脂 糖蛋白 糖被（识别、信息传递） 磷脂双分子层 （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，具有屏障作用。 这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用 一层生物膜 =一层磷脂双分子层 =两层磷脂分子 细胞膜内 细胞膜外 目录 细胞膜的结构和功能特点 流动性 磷脂双分子层 蛋白质分子 加快 目录 细胞膜的结构和功能特点 选择透过 目录 细胞膜的结构和功能特点 区别 结构特点：具有流动性 功能特点：选择透过性 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 目录 细胞壁 细胞壁具有全透性，无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，因此细胞壁不是细胞的生命系统的边界，细胞膜才是。 植物细胞壁 纤维素和果胶 细菌细胞壁 肽聚糖 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。 目录 目录 考点二 细胞核功能的实验探究 目录 结论：美西螈的肤色遗传是由_________控制的。 一、细胞核功能实验探究 资料1：美西螈核移植实验 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进行培养作为对照组，增强实验的说服力。 细胞核 白美西螈 黑美西螈 卵细胞 胚胎细胞 去核 取核 核移植 目录 一、细胞核功能实验探究 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 操作：用头发将蝾螈的受精卵横缢， 并保证一边有核一边无核 操作：将有核一边的一个细胞核挤到无核的一边 结论：蝾螈的细胞____________受细胞核控制。 分裂、分化 目录 思考： 去核后的变形虫仍能生活一段时间，原因是_______________________。 单独的细胞核不能生存的原因是_________________________________。 一、细胞核功能实验探究 资料3：变形虫切割与核移植实验 结论：变形虫的_________________________________等生命活动受细胞核控制。 已合成的蛋白质仍发挥作用 没有营养物质和能量供应 分裂、生长、再生、对刺激的反应 目录 一、细胞核功能实验探究 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻——单细胞藻类 伞形 菊花形 ——伞帽—— （细胞质） ——伞柄—— （细胞质） ——假根—— （细胞核） 伞柄嫁接实验 结论： 伞帽的形状与_______无关，与_______有关。 伞柄 假根 目录 一、细胞核功能实验探究 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞帽的形状主要与_________有关。 细胞核 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。 【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。 目录 一、细胞核功能实验探究 ①美西螈核移植实验 子代美西螈的肤色是由细胞核控制的 ②蝾螈受精卵横缢实验 细胞的分裂、分化由细胞核控制 ③变形虫去核及核移植实验 变形虫的分裂、生长、再生、应激性都是由细胞核控制的。 ④伞藻嫁接与核移植实验 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 →遗传 →代谢 →代谢 →遗传 细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。 目录 考点三 细胞核的结构与功能 目录 二、细胞核的结构 1.数目：通常一个核、极少无核、有的多核 2.形状：通常呈球形或卵形 洋葱表皮细胞 （一个核） 哺乳动物成熟红细胞 （无核） 筛管细胞 （无核） 骨骼肌细胞 （多核） 目录 二、细胞核的结构——核膜 核膜： 双层膜，主要由蛋白质和脂质组成 ①把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，控制分子较小的物质进出细胞核（如葡萄糖、氨基酸、各种离子）； ②不连续，具有核孔 ③外膜与内质网相连，且附着有核糖体； ④核膜、核仁在细胞分裂中核膜周期性消失和重建。 目录 二、细胞核的结构——核孔 核孔： 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 核孔具有选择透过性：控制大分子物质进出细胞核（消耗能量） 如：蛋白质、RNA、部分小分子、水等物质。 DNA、染色质不能通过核孔 代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多 目录 二、细胞核的结构——核孔 核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出物质具有选择性。 （1）核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。 （2）选择性 （3）双向性 既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。穿过______层膜。 0 目录 二、细胞核的结构——核孔 △分子量小于100的不带电分子可以穿过核膜 △分子量大于100的分子和大分子经核孔复合体实现跨膜运输 △直径小于等于9nm（相当于分子量40K的球蛋白）的颗粒以被动扩散的方式穿过核孔复合体 △更大的大分子以主动转运方式经过核孔复合体而且必须包含特定信号才能被转运。 注意：通常真核细胞一个细胞一个核，但有些细胞有多个细胞核，如人的骨骼肌细胞中细胞核多达几百个；高等植物成熟的筛管细胞，哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核。 目录 二、细胞核的结构——核仁 核仁：折光性强，易辨认。 与rRNA的合成及核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目较多，核仁体积越大。 判断： 核糖体的形成一定与核仁有关（ ） × 原核生物 目录 二、细胞核的结构——染色质 染色质 细胞核中能被碱性染料（如甲紫、醋酸洋红）染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成。 目录 二、细胞核的结构——染色质 染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 染色质：有利于遗传信息的复制和表达。 染色体：有利于细胞分裂使遗传物质均等分配到子细胞。 目录 注意辨别 ①遗传信息的主要载体—— 遗传物质的主要载体—— ②（真核生物）DNA分布在： 染色体只分布在： DNA 染色体/染色质 主要在细胞核，其次线粒体、叶绿体 细胞核 判断细胞代谢是否旺盛的依据 （1）自由水含量相对较高。 （2）蛋白质合成旺盛，核仁较大。 （3）细胞膜上蛋白质含量和种类较多。 （4）核质之间物质交换频繁，核孔数量多。 目录 小结 细胞核 核仁 染色质（体） 核膜 核孔 DNA 遗传信息 细胞核是遗传信息库 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心 细胞质基质是细胞代谢的中心 包括 有 含有 储存 因此 因此 分开 联系 目录 三、细胞是一个统一的整体 地位 特点 地位 细胞作为基本的_____________，其结构复杂而精巧 各组分之间分工合作成为_______ _____________________________ 细胞既是生物体结构的_________，也是生物体_____________的基本单位 生命系统 一个统一的整体 基本单位 代谢和遗传 目录 考点四 尝试制作真核细胞的三维结构模型 目录 构建模型 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和概括性描述。 1.物理模型：以______________形式直观地表达认识对象的特征。 如：细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型等 照片不是物理模型！！！ 实物或图画 目录 构建模型 2.概念模型：用____________突出表达对象的主要特征和联系。 如：光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解等。 3.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的____________。 如：方程式、关系式、“J”型曲线、表格等。 文字或符号 数学形式 目录 构建模型 细节了解： （1）物理模型可以是实物和图画形式，但不能是照片。 （2）概念模型见课本P14概念图（用线条和文字等表示） （3）数学模型：用曲线图或数学公式表示 制作模型： 在设计并制作细胞模型时，科学性是第一位的，其次才是模型的美观与否。在结构上，细胞核与细胞质通过核孔相通；细胞各部分既分工，又合作、协调一致地完成各项生命活动。细胞核控制细胞的生命活动和遗传信息的储存和复制，但细胞核所需的原料和能量都来自细胞质，二者相互依存，不可分割。 方法步骤：确定模型种类→确定材料用具→确定实施过程和具体分工→完成模型制作→模型检查、修补→表达交流。 目录 谢谢观看 目录 47 $$