2026届高考生物一轮复习课件04细胞膜和细胞核

细胞膜和细胞核 高考一轮复习 1 知识框架 细胞膜的成分 细胞膜的功能 将细胞膜与外界环境分隔开 控制物质进出 进行细胞间的信息交流 细胞膜的研究史 细胞膜的结构 细胞膜成分的探索 细胞膜结构的探索 细胞膜通透性的实验 红细胞膜的制备和成分分析 红细胞的脂单层在空气—水界面平铺实验：脂质在细胞膜上排列成连续的两层 细胞膜表面张力实验：细胞膜上可能存在蛋白质 罗伯特森在电镜下观察到细胞膜，提出静态模型 人鼠细胞杂交实验：细胞膜上的蛋白质具有流动性 辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型 流动镶嵌模型的内容 结构特性——流动镶嵌性 选择透过性——功能特性 知识框架 决定 决定 细胞核 核膜 核仁 细胞核是遗传信息库 染色质（体） DNA 遗传信息 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 核孔 包括 有 分开 联系 含有 储存 因此 因此 细胞质基质是 细胞代谢的中心 知识梳理 1．细胞膜的功能 细胞膜也称质膜，是细胞的边界。 细胞的边界 细胞壁 细胞膜 特性：全透性 主要成分：纤维素和果胶 合成场所：主要是高尔基体 去除方法：酶解法 功能：支持和保护 植物细胞 注意：细胞壁不是植物细胞“系统的边界” 知识点一 细胞膜的结构和功能 1．细胞膜的功能 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 进行细胞间的信息交流 控制物质进出细胞 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 方式 病毒病菌 营养物质 废物 分泌物 控制作用是相对的 细胞膜具有选择透过性 体 现 类型 化学物质传递 通道传递 接触传递 如激素、神经递质、细胞因子 如胞间连丝 如精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触 知识点一 细胞膜的结构和功能 内分泌细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。 携带信息的物质通过通道进入另 一个细胞（不需要细胞膜上的受 体）。 相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 化学物质传递 接触传递 通道传递 ★例：激素、神经递质、细胞因子 ★例：精卵结合、细胞毒性T细胞与靶细胞接触 信号分子 ★例：高等植物细胞的胞间连丝。 进行细胞间的信息交流 活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不能被染色。死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 特别提醒 2．对细胞膜成分的探索 欧文顿对植物细胞进行了上万次的实验 1895年 科学家分离出红细胞膜 20世纪初 戈特和格伦德尔提取红细胞脂质平铺 1925年 丹尼利和戴维森 1935年 推测细胞膜由脂质组成 得知细胞膜中有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多 推断细胞膜中的磷脂分子为连续的两层 推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 知识点一 细胞膜的结构和功能 知识点一 细胞膜的结构和功能 2．对细胞膜成分的探索 （1）磷脂分子 磷脂 亲水头部 疏水尾部 知识点一 细胞膜的结构和功能 （2）磷脂分子的排布 脂质体 微团 脂质单分子层 磷脂分子置于空气—水界面上 水—苯的混合溶剂 水中 3．细胞膜的成分 成分分析 主要是 ，动物细胞膜还有胆固醇。 与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 越多。 主要在细胞膜外侧，与蛋白质（脂质）结合形成糖蛋白（糖脂）。 脂质 约50% 蛋白质 约40% 糖类 少量 磷脂 种类与数量 主要存在于动物细胞膜中 判断细胞膜内外的主要依据 知识点一 细胞膜的结构和功能 知识点一 细胞膜的结构和功能 4．对细胞膜结构的探索 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。 （1）20世纪40年代有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质 （2）1959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 膜上的蛋白质对称地平铺在磷脂的两侧 细胞膜是一种静态的统一结构 4．对细胞膜结构的探索 （3）20世纪60年代，质疑静态模型 如果细胞膜是静态的，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动等现象都难以解释。 理由 推测 质疑细胞膜是静态的观点，细胞膜应该能够流动。 变形虫摄取草履虫 酵母菌出芽生殖 受精卵卵裂 知识点一 细胞膜的结构和功能 （4）1970年人鼠细胞融合实验 方法 现象 结论 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40 min后两种颜色的荧光均匀分布。 细胞膜具有流动性 细胞融合初期 人鼠杂交细胞 细胞融合 融合细胞 37° 培养40min 人细胞 小鼠细胞 红色荧光染料标记的膜蛋白 绿色荧光染料标记的膜蛋白 4．对细胞膜结构的探索 知识点一 细胞膜的结构和功能 （5）1972年，辛格和尼科尔森 方法 结论 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型 部分嵌入的蛋白质 贯穿的蛋白质 镶在表面的蛋白质 全部嵌入的蛋白质 4．对细胞膜结构的探索 知识点一 细胞膜的结构和功能 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解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。 一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。 科学方法——提出假说 知识点一 细胞膜的结构和功能 17 知识点一 细胞膜的结构和功能 5．流动镶嵌结构模型 脂双层为基本支架 磷脂 蛋白质 镶嵌、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组成成分 内部疏水，屏障 物质运输等 细胞表面 信息传递等 运动 运动 结构特点：流动性 结构 功能特点：选择透过性 【注意】膜蛋白与磷脂分子一样，有水溶性部分和脂溶性部分 影响因素是温度：一定范围内，温度升高，膜的流动性加快 影响因素是： ①内因是生物膜（如细胞膜）上载体的种类和数量； ②外因主要是温度、O2、pH等影响呼吸作用的因素。 基本内容 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 细胞膜内 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 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。 细胞膜上的糖类 1．细胞核的分布 知识点二 细胞核的结构与功能 大多数真核细胞 没有细胞核 一个细胞核 多个细胞核 哺乳动物 成熟红细胞 双小核草履虫 骨骼肌细胞 高等植物 成熟的筛管细胞 20 2．细胞核的功能实验探究 （1）黑白美西螈核移植实验 发育成黑色美西螈 实验缺少对照 美西螈的肤色遗传受细胞核控制 黑色美西螈胚胎细胞 白色美西螈卵细胞 重组 细胞 结论 实验不足 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。 知识点二 细胞核的结构与功能 21 知识点二 细胞核的结构与功能 （2）蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的受精卵 无核 分裂 不分裂 开始 分裂 发育 （快） 发育 （慢） 有核 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制，说明细胞核是代谢的控制中心 结论 该实验是如何设置对照的？ 既有相互对照（有核和无核）又有自身前后对照（无核者重新挤入核） 22 知识点二 细胞核的结构与功能 （3）变形虫切割与核移植实验 无核部分死亡 死亡 有核部分正常生活 取出细胞核 死亡 正常生活 结论 变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制，证明细胞核是代谢的控制中心 23 知识点二 细胞核的结构与功能 （4）伞藻嫁接与核移植实验 菊花形 伞形 伞帽 伞柄 假根 （细胞质） （细胞质） （细胞核） 伞藻——单细胞藻类 伞藻嫁接实验 无法排除假根中其他物质（如细胞质）对实验的影响。 不足 伞帽的形状与伞柄无关，与假根有关。 结论 24 （4）伞藻嫁接与核移植实验 伞藻核移植实验 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的，证明细胞核是遗传的控制中心。 可排除假根中其他物质的作用，证明细胞核控制伞藻“帽”的形状。 结论 实验优点 知识点二 细胞核的结构与功能 25 2．细胞核功能实验探究 01 02 04 子代美西螈的肤色是由细胞核控制的 美西螈核移植实验 细胞的分裂、分化由细胞核控制 蝾螈受精卵横缢实验 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 伞藻嫁接与核移植实验 变形虫的分裂、生长、再生、应激性都是由细胞核控制的 变形虫切割与核移植实验 遗传 遗传 代谢 代谢 03 细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。 知识点二 细胞核的结构与功能 26 3．细胞核的结构 核仁 核膜 ____层膜，把核内物质与细胞质分开 双 外膜上附着大量核糖体，常与内质网相连 核仁 代谢越旺盛，合成蛋白质多，核仁越大，核孔越多 核仁 与______的合成以及_______的形成有关 rRNA 核糖体 核孔 实现核质之间________________________________________________ 频繁的物质交换和信息交流 物质进出核孔方式（穿过0层膜）（蛋白质入，RNA出）强调：DNA不能出入核孔 染色质 主要成分：______________ DNA和蛋白质 功能：是遗传物质的主要载体 还有线粒体和叶绿体 核孔结构模型 外膜 内膜 知识点二 细胞核的结构与功能 27 注 意 染色质与染色体 染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 染色质 染色体 高度螺旋、缩短变粗 解螺旋 间期、末期 前期、中期、后期 （2）特点： 易被______染料染成深色 碱性 DNA 蛋白质 染色质 染色体 （如甲紫） （1）染色质与染色体的关系 丝状 杆状或柱状 有利于DNA复制、转录 有利于移动和平均分配 高倍镜只能看到染色体，看不到染色质 知识点二 细胞核的结构与功能 28 4．建构模型 知识点二 细胞核的结构与功能 物理模型：以 形式直观地表达认识对象的特征。 概念模型：用 突出表达对象的主要特征和联系。 数学模型：用来描述一个系统或它的性质的 。 实物或图画 文字或符号 数学形式 光合作用和呼吸作用、 血糖平衡、 体温调节图解等 “J ”形曲线、“S” 形曲线，公式、表格等 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 29 1．（2024·湖南·高考真题）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 【答案】A 【知识点】细胞膜上脂类的组成、结构和功能 【详解】A、饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固，不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，故推知耐极端低温细菌的膜脂富含低温不容易凝固的不饱和脂肪酸，A错误； B、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其可以影响动物细胞膜的流动性，B正确； C、细胞膜的外表面有糖类分子，其与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C正确； D、磷脂是构成细胞膜的基本支架成分。磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部，在水溶液中会自动形成双层膜结构，即磷脂双分子层，D正确。 典型例题 30 2．（2024·北京·高考真题）胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（　    ） A.磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面 B.球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与 C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性 D.胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子 【答案】C 【知识点】细胞的物质输入和输出过程中涉及的胞吞作用、膜的流动性以及脂质的相关知识 【详解】A、胆固醇等脂质具有脂溶性，单层磷脂分子疏水的尾部位于复合物内部，与胆固醇等脂质接触，亲水的头部位于复合物表面，以便复合物通过血液运输到细胞，A错误； B、球形复合物被胞吞的过程是部分细胞膜包围球形复合物形成小囊，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，不需要高尔基体直接参与，B错误； C、胞吞形成的囊泡和溶酶体都具有膜结构，两者融合依赖于生物膜的流动性，C正确； D、通过胞吞进入细胞的不一定是生物大分子，脂质不属于生物大分子，D错误。 31 3．（2025·湖北黄冈·一模）P4-ATPases被称为翻转酶，这种酶通过水解ATP将细胞膜中的脂质从胞外侧转移到胞质侧，是创造和维持细胞膜脂质不对称分布的关键因素。细胞膜成分的不对称分布对细胞的多种功能至关重要。下列说法错误的（   ） A.细胞膜上蛋白质的分布也是不对称的 B.翻转酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内，尾部在膜外 C.细胞膜磷脂分子的运动除了翻转外还可以表现为侧向移动 D.磷脂分子的翻转可能与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关 【答案】B 【知识点】细胞膜的结构和功能 【详解】磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，翻转酶只是将一些脂质从胞外侧转移至胞质侧，不能使疏水的尾部排布在膜外，B错误。 32 4．（2024·河北衡水·综合测评）下列关于细胞核结构、功能的叙述，正确的是（　　） A.在植物中，叶肉细胞的核仁、核膜与染色质可以发生周期性地消失与重建 B.核膜具有流动性和选择透过性，并且可以与高尔基体膜相连 C.控制细胞器进行物质合成、能量转化的指令，主要通过核孔从细胞核送到细胞质 D.哺乳动物成熟红细胞中的核孔数量少，因此该细胞核质间信息交流较弱 【答案】C 【知识点】细胞核的结构与功能 【详解】叶肉细胞为高度分化的细胞，在植物体内不再进行分裂，其核仁、核膜与染色质不发生周期性地消失与重建，A错误；核膜的外膜与内质网膜相连，不与高尔基体膜相连，B错误；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，D错误。 33 再 见 Thank you 34 $