2025届高三生物一轮复习课件2.1 细胞膜与细胞核

细胞膜与细胞核 必修1一轮复习 1 复习考点 考点一 细胞膜的组成、结构和功能 考点二 细胞核的结构和功能 导（5min） 第1讲　细胞的基本结构  课标要求 1.概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流 2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中 3.阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动 4.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 思 1.阅读教材内容。 2.识记系统学习（一）、（二）基础知识填空，并在课本上做标注。 讨论重点： 新高考方案系统学习一、二习题 议 规范用语：我提问、我回答、我质疑、 我纠错、我补充 展（8min） 细胞膜---搭建知识框架 1.流动镶嵌模型的概内容是什么(3 条） 2.糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，可以此为依据来判断细胞 膜的内外。 3.细胞膜的结构特点,原因是什么、影响因素、实例 4.细胞膜（生物膜）的功能特点、原因是什么、影响因素、实例 1.细胞膜的功能3条记住 2.控制物质进出的方式有哪三种？ 3.细胞膜控制物质进出细胞是相对的不是绝对的 4.进行细胞间的信息交流有哪三种类型？ 细胞膜的结构与功能 细胞膜的功能 对细胞膜结构的探索 流动镶嵌模型的基本内容 1.探索历程要求熟悉。 2.电镜下看到的细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构中暗代表什么？ 亮代表什么？不能解释哪些现象？ 3.人鼠细胞杂交实验用荧光标记的是蛋白质还是磷脂？ 4.细胞膜的主要成分是什么？少量的成分是什么？此外胆固醇存在 于动物细胞膜上。 评 细胞膜的成分 、结构和功能 细胞膜的成分 脂质 蛋白质 糖类（少量） 磷脂（主要） 胆固醇（动物细胞膜） 细胞膜的研究简史 膜成分的探索 ①1895年，欧文顿关于细胞膜通透性的实验。 ②利用哺乳动物成熟的红细胞分离提纯，进行化学分析。 ③1925年，红细胞中的脂质在空气-水界面铺成单分子层与红细胞表面积关系的实验。 ④1935年，细胞表面张力研究实验。 膜结构的探索 ⑤1959年，罗伯特森在电镜下观察细胞膜的结构。 ⑥1970年人鼠细胞融合实验。 ⑦1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型。 细胞膜的结构 流动镶嵌模型的内容 特点 细胞膜的功能 结构决定功能 1.将细胞与外界环境分隔开 2、控制物质进出 3、进行细胞间的信息交流 构建概念图，整体把握核心考点 结构：具流动性。 功能：选择透过性 一、细胞膜的成分探索 现象 假说 证据 细胞膜是由脂质组成 细胞膜上附有蛋白质 脂溶性物质更容易 通过细胞膜 细胞膜的表面张力低于 油—水界面的表面张力 化学分析：得知组成细胞膜的 脂质有____和______，____最多 磷脂 胆固醇 磷脂 化学分析：细胞膜含蛋白质 用蛋白酶处理：细胞膜被破坏 双缩脲试剂检测：发生紫色反应 还有少量的糖类 空气 “头部”向下与水接触，“尾部”朝向空气的一面 “尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧的水环境 ①在空气—水界面排成单层(特点）？ ②当磷脂分子的内外两侧均是水环境时？ ③如果将磷脂分子置于水—苯混合溶剂中？ “头部”与水接触，“尾部”与苯接触，单层分布 二、细胞膜结构的探索 现象/技术 假说/结论 细胞膜中磷脂分子排列为连续的两层 电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构 人鼠细胞融合实验， 技术为____________ 细胞膜具有流动性 生物膜的冰冻蚀刻技术 细胞膜中蛋白质有的______、有的部分或全部______、有的贯穿于_____________ 红细胞中的脂质在空气-水界面铺成单分子层后，测得单分子层的面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜是由蛋白质—脂质—蛋白质组成的三层静态结构 荧光标记法 嵌入 镶在 整个磷脂双分子层 思考讨论： 胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。 2.在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因。 1.用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。 温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。若降低温度，分子运动减慢，细胞完全融合所需要的时间明显延长。 (1)流动镶嵌模型的基本内容 三、细胞膜的结构 细胞膜的结构模型示意图 糖蛋白 磷脂双分子层 蛋白质分子 ② ③ ① 与细胞表面的识别、细胞间的信息传递有关。 构成膜的基本支架。 承担膜的主要功能 细胞膜上糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的 外表面 脂质和蛋白质分子呈 不均匀 分布；脂质和蛋白质分子大多是可以 运动的 。 结构特点 具有流动性 比较： “蛋白质——脂质——蛋白质模型”与“流动镶嵌模型” 相同点： 不同点： 都认为细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 1. 前者认为组成细胞膜是静止的，后者认为组成膜的分子是运动，细胞膜具有流动性。 2. 前者蛋白质均匀地分布在磷脂双分子层的两侧， 后者认为蛋白质的分布是不均匀的，有的……，有的……，有的…… 【优P31】8．下图表示各种细胞膜组成成分的含量，由该图能得到的结论是______________________________________________________(至少写2条)。 参考答案：①细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质； ②不同细胞膜中蛋白质的含量有所不同，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质含量相对越高； ③不同细胞膜中，糖类的含量最少。 细胞膜的组分可变吗？ 细胞膜的成分是可变的。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，癌胚抗原数量增加。 小肠上皮细胞亚显微结构图 肠腔 膜蛋白 运输功能—膜转运蛋白 包括载体蛋白A和通道蛋白 催化功能—酶 如膜蛋白D 识别功能—受体蛋白 如膜蛋白C 连接功能 将相邻的两个细胞膜紧密连接在一起，以保证肠腔中的物质从微绒毛处吸收 如膜蛋白B 运动功能 如人呼吸道上皮细胞表面的纤毛 功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。 6. 线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观的角度分析原因：____________________________________________________。 线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量越多 细胞膜的功能特点 选择透过性。 判断：细胞膜的选择透过性与蛋白质有关,与磷脂分子无关。 不同的蛋白质行使不同的功能！ 教材P45：磷脂分子是膜的基本支架，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！ 四、细胞膜的功能 将细胞和外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 意义：保证胞内环境相对稳定 细胞膜是系统的边界！细胞壁不是！ 结构基础：膜转运蛋白具有专一性、脂双层具有屏障作用 体现了细胞膜的功能特点：选择透过性 控制方式：主被动运输，胞吞胞吐。 信息传递都依赖于细胞膜上的糖蛋白吗？ 动物细胞之间有胞间连丝吗？ H2O分子为什么可以透过脂双层？教材P45 台盼蓝原理？ 信号分子：激素、神经递质、细胞因子、CO2等 受体都在细胞膜上？ 辅T B 细胞因子 靶细胞 毒T 相对性！！ 生命系统信息传递的三类主体 1. 细胞内： 2. 细胞间: 3. 生态系统内: 个体与个体之间 种群与种群之间 生物与环境之间 物质传递 接触传递 通道传递 植物细胞的最外层是细胞壁，为什么“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁？ 细胞壁是全透的，不能将细胞与外界环境分隔开。 纤维素 支持和保护 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 下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可作为药物的运载体，下列相关说法错误的是 A. 脂质体上的抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞 B. 脂质体中运输的药物A、B通过自由扩散进入靶细胞 C. 脂质体中运输的药物C属于脂溶性药物 D. 脂质体还可用于将目的基因导入受体细胞 模拟细胞膜的结构和功能，人们制作的人工生物膜还有哪些用途？请列举 工业方面：借助于生物膜的选择透过性功能，设计出具有这一功能的膜结构，可以对各种水进行过滤、净化处理，或者用于食品中浓缩果蔬汁和酱汁。 医学方面：用一种人工合成膜材料—血液透析膜进行治疗肾功能障碍 √ 高考真题 1.[天津卷] 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( 　) 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 位于类囊体膜,催化ATP合成 酶 D 位于癌细胞膜,引起特异性免疫 抗原 B 3.(2021·辽宁)[不定选]肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌，如图所示。微囊泡被单核细胞摄取后，PKM2进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述正确的是( ) A.微囊泡的形成依赖于细胞膜的流动性 B.单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达 C.PKM2主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用 D.细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节 ABD 细胞核---搭建知识框架 1.黑白美西螈核移植实验、蝾螈受精卵横溢实验、变形虫切割实验、伞藻嫁接与核移植实验，以上四个实验的过程和结论分别是什么？ 2.课本P55讨论中的5个问题的答案要熟悉，注意语言是如何描述？ 3.以上4个实验，哪几个体现了细胞核控制细胞代谢；哪几个实验体现了细 胞核控制细胞遗传；横缢蝾螈受精卵和变形虫切割实验还能说明什么问题；综合以上四个实验得出什么结论？ 细胞核的结构和功能 细胞核的功能 细胞核的结构 注意：在真核细胞中，高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。在原核细胞中，都无以核膜为界限的细胞核 归纳 1.对细胞核功能较为全面的阐述是什么？ 2.物理模型、数学模型、概念模型要求会举例子能够判断出来即可。 3.细胞完整性的体现：2 条 1.细胞核结构模式图及相关文字要求会背（重点记忆） 2.染色体与染色质有什么关系 真核细胞的细胞核数目、形状 通常一个核、极少无核、有的多核 1、数目： 2、形状： 通常呈球形或卵形 哺乳动物成熟 红细胞(无核) 骨骼肌细胞 （多核） 筛管细胞 (无核) 洋葱表皮细胞 （一个核） 所有的细胞都含有细胞核吗？ 原核细胞中，都无以核膜为界限的细胞核，也无染色质、核仁。 小分子、离子选择性进出的通道 细胞核结构模式图 构建概念图，整体把握核心考点 核膜 核孔 染色质 核仁 结构 核膜、核孔、核仁、染色质 双层膜 把核内物质与细胞质分开 ___层磷脂分子、___层磷脂双分子层 核外膜部分与 直接相连，附着 。 2 4 内质网 核糖体和酶 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 （即转录rRNA和组装核糖体亚基） 功能 决定 ① 细胞中的核糖体的形成才与核仁有关，核仁会影响基因表达中的 。 ②蛋白质合成旺盛、生长活跃的细胞的核仁 。 ③在有丝分裂过程中， 周期性地消失和重建。 真核 翻译 体积较大 核膜核仁 实质：编码rRNA的rDNA集中分布的区域，人类rDNA分布在5对染色体的一端，新核仁达10个，但很快融合成1-2个大核仁。 核仁与细胞代谢的关系 核仁 rRNA 蛋白质 核糖体 蛋白质 细胞代谢 主要承担者 合成 构成 合成 2.真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是___________________________________________________________。 核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体蛋白的合成将不能正常进行。 除此之外，破坏细胞核中的什么结构也会影响蛋白质合成? 染色质：有关的基因被破坏，缺少转录的模板。 细胞核结构模式图 构建概念图，整体把握核心考点 核膜 染色质 核仁 结构 核膜、核孔、核仁、染色质 双层膜 把核内物质与细胞质分开 核外膜部分与 直接相连，附着 。 内质网 核糖体和酶 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 功能 决定 蛋白质 DNA DNA 染色质是遗传物质的主要载体 碱性染料 甲紫/醋酸洋红/改良苯酚品红 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 小分子、离子选择性进出的通道 实质：编码rRNA的rDNA集中分布的区域，人类rDNA分布在5对染色体的一端，新核仁达10个，但很快融合成1-2个大核仁。 染色质和染色体的关系 染色体 DNA 蛋白质 染色质 高度螺旋化 解螺旋 染色质和染色体是 在细胞的 两种 。 分裂间期 分裂期 同一物质 不同时期 存在状态 分裂间期 前期 中期 分裂后期 分裂末期 细胞核结构模式图 构建概念图，整体把握核心考点 核膜 染色质 核仁 结构 双层膜 把核内物质与细胞质分开 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 功能 决定 是遗传物质的主要载体 小分子、离子选择性进出的通道 主要由DNA和蛋白质组成 核孔 进： 出： mRNA、tRNA、核糖体亚基 DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白 (RNA出、蛋白质进、DNA不能出) 代谢越旺盛的细胞，核孔的数量越多。 核孔运输具有双向性、选择性 实质：编码rRNA的rDNA集中分布的区域，人类rDNA分布在5对染色体的一端，新核仁达10个，但很快融合成1-2个大核仁。 【易错提醒】对细胞核认识的四个误区 (1)并不是所有物质都能进出核孔。 如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。 (2)核仁不是遗传物质的储存场所。 核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成,细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 (3)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。 (4)在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁,而不是染色体。 【教材拾遗】 (1)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外,真核细胞都有细胞核。[教材 必修1 P54] (2)细胞分裂时,染色质高度螺旋化,缩短变粗。成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。[教材 必修1 P56] (3)细胞作为基本的生命系统,是几十亿年进化的产物,是生物与环境长期相互作用的结果。[教材 必修1 P56] 细胞核结构模式图 构建概念图，整体把握核心考点 核膜 染色质 核仁 结构 双层膜 把核内物质与细胞质分开 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 功能 决定 是遗传物质的主要载体 小分子、离子选择性进出的通道 主要由DNA和蛋白质组成 核孔 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 (RNA出、蛋白质进、DNA不能出) 核膜、核孔、核仁、染色质 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 细胞核 染色质 DNA (含少DNA) (含少量DNA) 代谢越旺盛的细胞，核孔的数量越多，核仁的体积越大。 DNA是遗传物质，是遗传信息的载体。 实质：编码rRNA的rDNA集中分布的区域，人类rDNA分布在5对染色体的一端，新核仁达10个，但很快融合成1-2个大核仁。 判断正误 （1）一个细胞只有一个细胞核( ) （2）一个细胞核只有一个核仁( ) （3）没有核仁的细胞无法形成核糖体( ) （4）细胞核中执行遗传功能的结构是核仁( ) （5）蛋白质合成旺盛的唾液腺细胞与表皮细胞相比，其核仁大，核孔多（ ） （6）细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出（ ） （7）细胞核是遗传信息复制和表达场所（ ） × × × √ 草履虫2个；成熟筛管、哺乳动物成熟红细胞无 原核细胞内没有以核膜为界限的细胞核，也没有核仁、染色质。 代谢越旺盛的细胞，核孔的数量越多，核仁的体积越大。 × × 部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的 × 细胞核是DNA复制和转录的主要场所，但不是翻译的场所。 二、细胞核功能的实验探究： 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的 伞藻帽的形状与柄中的细胞质无关 先分别切去两种伞藻的帽，再取出假根中的细胞核交换植入到对方的假根的细胞质中，观察新生伞帽的形态 伞藻帽的形状与细胞核有关 细胞核是细胞遗传的控制中心 发育成黑美西螈 将白色美西螈胚胎细胞核植入黑色美西螈去核卵细胞 发育成白美西螈 有核一半 无核一半 挤入核 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制　 将变形虫切成两半，对比观察无核的一半和有核一半的生命活动状况 实验组 对照组 自身前后对照 二、细胞核功能的实验探究： 细胞核是细胞代谢的控制中心。 细胞的完整性是生命活动的基础。 材料一：将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽呈中间类型，若切除这一帽，第二次长出的帽则与甲的帽形状相同。 B部分含有少量原乙伞藻细胞核转录的mRNA，能指导合成少量乙伞藻的蛋白质； A部分含细胞核，则能控制合成甲伞藻的蛋白质，因而嫁接后形成的帽含有两种伞藻的蛋白质，故呈中间类型。 第一次长出的帽呈中间类型的原因是什么？ 【优P33】5. 汉麦林的实验如下图，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断(a)，中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后，不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是: 再生一杯是因为(b)中含有由细胞核转录而来的mRNA能指导相关蛋白质的合成；不能再生第二杯是因为没有细胞核且mRNA发挥作用后被分解。 请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，来进一步证明上述假说。 在伞帽未长大，未进行分裂时，除去较小的帽， 嫁接上较大的帽，原不该分裂的核立即开始分裂。 材料二：当伞藻的帽长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说：细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时，即h/z太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。 并且，他还做了如下实验： 在伞帽已经长大，核将要分裂时，将伞帽切去，核的分裂就受到抑制，直到新的伞帽再生出来，核才恢复分裂 细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下： (1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所，例如精子。 (2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡，例如哺乳动物成熟红细胞。 【归纳总结】 【高考真题】 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 2.(2019·全国Ⅲ)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 3.(2022·浙江6月)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(　 　) A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定 B．核被膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换 C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关 D．染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 B $$