2027届高三生物学一轮复习课件 第4课时 细胞膜和细胞核

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞膜和细胞核”核心考点，依据高考评价体系梳理了细胞膜成分与结构探索、功能（分隔、物质运输、信息交流）及细胞核结构与功能三大模块，通过近五年真题分析明确流动镶嵌模型、物质运输方式、细胞核功能实验等高频考点，归纳选择、实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合，如结合2024湖南膜脂题、2025广东罗伯特森模型题，以“结构与功能观”解析细胞膜成分与功能关系，用“科学思维”指导核膜来源探究等实验设计题，帮助学生掌握答题技巧，提升得分率，为教师提供系统复习框架，助力高效备考。

细胞膜和细胞核 第1课时 第2单元 细胞的基本结构与物质运输 木每老师 >>>2027届高三生物学一轮复习必修1 1 现象：溶于脂质的物质容易穿过细胞膜。 1895年欧文顿 假说：细胞膜是由脂质构成。 验证：利用哺乳动物成熟红细胞，制备纯净细胞膜。组成细胞 膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。 1925年戈特和格伦德尔 假说：磷脂分子“头部亲水尾部疏水”的特性 决定了细胞膜中的磷脂分子呈双层排布。 支持： S2 = 2S1 01 细胞膜的成分——探索历程 2 E.Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现溶于脂质的物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜困难。 2 1925年戈特和格伦德尔 支持： S2 = 2S1 S1 S2 1935年丹尼利和戴维森 现象： 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低 假说：细胞膜中可能还含有蛋白质 验证：研究细胞膜的成分，其中脂质占细胞膜总质量的50%， 蛋白质约占40%，糖类占2%-10%。 3 E.Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现溶于脂质的物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜困难。 3 (2024湖南,1,2分)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 2.(2024北京,3,2分)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,释放在胆固醇。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 01 细胞膜的成分——探索历程 　A 　C 1959年罗伯特森 细胞膜的成分：脂质占细胞膜总质量的50%， 蛋白质约占40%，糖类占2%-10%。 现象：电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构 模型：三明治模型（细胞膜由蛋白质—磷脂—蛋白质三层结构构成） 缺陷：静态的细胞膜结构无法解释细胞生长、变形虫的变形运动等 02 细胞膜的结构——探索历程 5 E.Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现溶于脂质的物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜困难。 5 1959年罗伯特森 模型：三明治模型（细胞膜由蛋白质—磷脂—蛋白质三层结构构成） 缺陷：静态的细胞膜结构无法解释细胞生长、变形虫的变形运动等 1970年人鼠细胞融合实验 新发现：蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层 冰冻蚀刻技术 细胞融合 37℃ 40min 细胞膜具有流动性 6 E.Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现溶于脂质的物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜困难。 6 (2025广东,3,2分)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( ) A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇 B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质 C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构 D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性 02 细胞膜的结构——探索历程 　D 相关其他实验 —— 荧光漂白恢复 未标记的细胞膜表面 荧光染料标记细胞膜上的蛋白质 激光漂白细胞膜表面某区域 荧光标记分子进入到漂白区 漂白区恢复到与周围荧光强度相同 激光 结论 表明细胞膜具有流动性 还可根据_____________的速度，推算出膜脂或膜蛋白的流动速度。 荧光恢复 时间 激光 荧光密度 02 细胞膜的结构——探索历程 1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”,被大多数人接受。 汉水丑生侯伟作品 ①细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 ②磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，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。 02 细胞膜的结构——探索历程 “流动镶嵌模型” 汉水丑生侯伟作品 ③蛋白质分子的分布： 镶在磷脂双分子层表面 部分或全部嵌入磷脂双分子层中 贯穿于整个磷脂双分子层 02 细胞膜的结构 整合锚定蛋白 单次跨膜蛋白 多次跨膜蛋白 多亚基蛋白 整合膜蛋白 脂锚定膜蛋白 外在膜蛋白 膜蛋白 举例 功能 通道蛋白 水通道蛋白 帮助肾小管上皮细胞从原尿中以协助扩散方式快速重吸收水 K+通道蛋白 神经细胞静息时，介导K+以协助扩散方式外流，形成静息电位 Na+通道蛋白 神经细胞受刺激时，介导Na+以协助扩散方式内流，形成动作电位 载体蛋白 钠钾泵 动物细胞膜上的钠钾泵消耗ATP改变构象，向细胞内逆浓度梯度转运K+，向细胞外逆浓度梯度转运Na+ 组织细胞膜上有转运葡萄糖的载体蛋白 小肠绒毛上皮细胞膜上有同时转运葡萄糖（主动运输）和Na+（协助扩散）的载体蛋白 酶 钠钾泵 钠、钾依赖的ATP酶 好氧细菌细胞膜上有参与有氧呼吸第三阶段的酶 受体蛋白 蛋白质类和肽类激素的受体、神经递质的受体、细胞因子的受体 抗原蛋白 膜上的某些蛋白质可作为抗原； 免疫系统将自身细胞膜上的蛋白质当作抗原会引发自身免疫病 锚定蛋白 固定细胞骨架的微管，使囊泡能沿着微管定向移动 汉水丑生侯伟作品 02 细胞膜的结构 “流动镶嵌模型” ④糖蛋白和糖脂是在_________和___________中合成的(糖链被加上去)。 与细胞____________、细胞间_____________有关。 表面识别 信息传递 内质网 高尔基体 脂筏模型 德国生物学家西蒙斯等研究发现，细胞膜的磷脂双分子层并不是完全均匀的结构，内部存在富含胆固醇、鞘磷脂和特定种类膜蛋白的微小区域。这些区域结构致密，如同漂浮在磷脂双分子层上的“筏” ，称为脂筏。脂筏载着具有生物功能的膜蛋白，就像一个蛋白质停泊平台，与膜的信号传递、物质的跨膜运输及病原体侵染细胞和蛋白质分选等均有密切的关系。 02 细胞膜的结构 1.(2021浙江6月选考,4,2分)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(　) A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的 B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性 C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关 D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号 2.（2014福建理综,4,6分)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(　　) 02 细胞膜的结构 　D 　D 脂双层为基本骨架 磷脂 蛋白质 镶嵌、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类(少) 组分 内部疏水，屏障 细胞表面 1.将细胞与外界环境分隔开 结构 功能 2.控制物质进出细胞 (选择透过性) 3.进行细胞间的信息交流 流动性 03 细胞膜的功能 03 细胞膜的功能 1.将细胞和外界环境分开 用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡 死细胞 活细胞 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 16 03 细胞膜的功能 2.控制物质进出细胞 细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用 磷脂双分子层允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过，阻止离子和强极性分子通过 17 物质进出细胞的方式 小分子 大分子 胞吞 主动运输 神经递质 被动运输 胞吐 自由扩散 协助扩散 直接消耗ATP 间接消耗ATP 通道运输 载体运输 水通道 离子通道 Na+-K+泵 Ca2+泵 H+泵等 消耗ATP建立膜两侧Na+浓度梯度、H+浓度梯度 主要体现选择透过性 主要体现 流动性 03 细胞膜的功能 2.控制物质进出细胞 内分泌 细胞 神经分泌细胞 神经细胞 旁分泌 细胞 自分泌 细胞 靶细胞 靶细胞 靶细胞 靶细胞 通过体液运输交流信息 3.进行细胞间的信息交流 03 细胞膜的功能 通过细胞膜接触交流 精子与卵细胞 抗原提呈细胞与辅助性T细胞 1 2 抗原提呈细胞将抗原处理后呈递在细胞膜表面，然后传递给辅助性T细胞 精子和卵细胞之间的识别和结合 3.进行细胞间的信息交流 03 细胞膜的功能 辅助性T细胞与B细胞 靶细胞与细胞毒性T细胞 3 4 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号。 通过细胞膜接触交流 3.进行细胞间的信息交流 03 细胞膜的功能 通过形成通道交流 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流 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 3.进行细胞间的信息交流 03 细胞膜的功能 1 通过形成通道交流 3.进行细胞间的信息交流 03 细胞膜的功能 2 某些细胞之间形成电突触，快速传导兴奋 高等植物成熟的筛管细胞 哺乳动物成熟的红细胞 草履虫等纤毛纲的原生动物 脊椎动物的骨骼肌细胞 绝大多数真核细胞 原核细胞 细胞核 的数量 2个 多个 0个 1个 05 细胞核的结构 1.细胞核的数量 真菌的多核孢子 核孔 核仁 染色质 核内膜 核外膜 核膜 把核内物质和细胞质分割开 主要由DNA和蛋白质组成 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 2.细胞核的结构 核膜 双层，平行不连续，有核孔 每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜 外膜与内质网相连，附着有核糖体 衰老细胞的核膜内折 细胞周期中核膜周期性的消失与重现 思考1: 细胞有丝分裂时，核膜在前期解体，在末期重建。子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片，还是来自其他膜结构？请设计实验探究上述问题，写出实验思路、预期结果和结论。 实验材料：变形虫、含有3H-胆碱(磷脂的组成成分)的培养基中。 实验思路： ①将变形虫培养在含有3H-胆碱的培养基中，变形虫的核膜被3H标记。 ②将带有放射性标记的核取出，移植到正常的去核变形虫中。 ③测量子代变形虫核膜的放射性。 26 核膜 双层，平行不连续，有核孔 每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜 外膜与内质网相连，附着有核糖体 衰老细胞的核膜内折 细胞周期中核膜周期性的消失与重现 思考1: 细胞有丝分裂时，核膜在前期解体，在末期重建。子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片，还是来自其他膜结构？请设计实验探究上述问题，写出实验思路、预期结果和结论。 实验材料：变形虫、含有3H-胆碱(磷脂的组成成分)的培养基中。 实验思路：①将变形虫培养在含有3H-胆碱的培养基中，变形虫的核膜被3H标记。 ②将带有放射性标记的核取出，移植到正常的去核变形虫中。 ③测量子代变形虫核膜的放射性。 预期结果和结论：若亲代变形虫核膜的放射性平均分配到子代变形虫的核膜中，则支持子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片；若子细胞的核膜无放射性，则支持子细胞的核膜来自其他膜结构。 27 核膜实现了基因表达的时空隔离 核膜 双层，平行不连续，有核孔 每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜 外膜与内质网相连，附着有核糖体 衰老细胞的核膜内折 细胞周期中核膜周期性的消失与重现 核孔具有选择性，大小可调节。 核孔既可以运输小分子(不消耗能量)，也可以运输大分子(消耗能量)。 代谢旺盛的细胞核孔数量较多。 核孔 核孔复合体（NPC） 核仁是一个没有膜包围的多种大分子集合体 rDNA 前体rRNA 成熟rRNA 大亚基 小亚基 mRNA 细胞质基质 核仁 核膜 核仁是合成核糖体的场所 核糖体蛋白 05 细胞核的结构 2.细胞核的结构 DNA 组蛋白 染色质是极细的丝状物，因容易被碱性染料染成深色而得名。 组成染色质的蛋白质主要是组蛋白，组蛋白发生甲基化、乙 酰化等修饰(表观遗传的手段)会影响基因的表达。 组成染色质的DNA是线状的DNA，具有端粒。 染色质是真核生物遗传物质的主要载体。 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 05 细胞核的结构 2.细胞核的结构 DNA + 蛋白质 染色质 染色体 构成 高度螺旋 姐妹染色单体 含2个双链DNA 含1个双链DNA 着丝粒 着丝粒 复制 螺旋 有利于DNA复制和转录 有利于在细胞中移动并分配 (2022浙江6月选考,15,2分)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 2.(2022海南,4,3分)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是 (　　) A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形 C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 05 细胞核的结构 　B 　A 06 细胞核的功能 1.黑白两种美西螈核交换实验 胚胎细胞 卵细胞 黑色 美西螈 结论： 美西螈的颜色是由细胞核控制 生物体性状的遗传主要是由细胞核控制 35 06 细胞核的功能 2.蝾螈受精卵横缢实验 无核 分裂 不分裂 开始 分裂 发育（快） 发育（慢） 有核 结论： 细胞核控制细胞的分裂、分化 成熟的红细胞没有细胞核，它能进行分裂、分化吗？ 36 06 细胞核的功能 3.变形虫切割与核移植实验 细胞核是细胞生命活动的控制中心 结论： 为什么去核后的变形虫仍能生活一段时间？ 为什么单独的细胞核不能生存？ 思考： 切 有核部分 无核部分 死亡 死亡 死亡 取出核 一段 时间后 植入细胞核 正常生活 细胞核 已合成的蛋白质仍发挥作用 缺乏营养物质和能量供应 37 06 细胞核的功能 4.伞藻嫁接与核移植实验 细胞核 伞藻是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm，可分为“帽”、“柄”和“假根”3部分，细胞核在假根部位。 嫁接实验 38 ？ ？ 最终结果 换“柄”之后，首先长出来的帽是介于伞形和菊花形之间的，反复切掉新长出的“帽”，最后才呈现出右图的实验结果。这是为什么呢？ 伞柄中分别残留有伞形帽和菊花形帽发育所需的mRNA 嫁接实验拓展 练习、研究表明，伞藻细胞核内形成的mRNA会转入细胞质，并迅速地向藻体的上方转移。请设计简便的方案验证这一结论，写出实验思路和预期结果。 实验材料和用具：去掉“帽”和“假根”的伞柄、刀片、伞藻培养基 实验思路：___________________________________________，观察伞帽的大小。 预期结果：_________________________________________________。 嫁接实验拓展 上段 中段 下段 伞柄 分段 较大伞帽 较小伞帽 雏形伞帽 相同环境培养 研究表明，伞藻细胞核内形成的mRNA会转入细胞质，并迅速地向藻体的上方转移。请设计简便的方案验证这一结论，写出实验思路和预期结果。 嫁接实验拓展 06 细胞核的功能 4.伞藻嫁接与核移植实验 说明：胞核控制着细胞的遗传和代谢，是细胞的“控制中心”。 伞藻是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm，可分为“帽”、“柄”和“假根”3部分，细胞核在假根部位。 嫁移植实验 42 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 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心 细胞质是细胞代谢的中心 核孔 包括 有 分开 联系 含有 储存 因此 因此 06 细胞核的功能 1.（2022.山东卷）某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是（     ） A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态 B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老 C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解 D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用 C 06 细胞核的功能 2.（2022.江苏卷）科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。 (1)细胞核内RNA转录合成以___________为模板，需要___________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明___________对大分子物质的转运具有选择性。 (2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生___________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成___________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。 06 细胞核的功能 (3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内的___________合成，治疗高胆固醇血症。 (4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是___________。 (5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过___________修饰加工后输送出细胞，可作为___________诱导人体产生特异性免疫反应。 06 细胞核的功能 答案：(1) DNA的一条链 RNA聚合酶 核孔(2) 基因突变 双链RNA (3)PCSK9蛋白 (4)防止mRNA降解，协助mRNA跨膜进入细胞 (5) 高尔基体 抗原 模型：是为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。 模型的形式 物理模型 概念模型 数学模型 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 DNA物理模型 水分子的物理模型 细胞膜的物理模型 07 建构模型 模型：是为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。 物理模型 概念模型 数学模型 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。 真核、原核生物分类韦恩图（概念模型） 模型 07 建构模型 模型：是为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。 模型 物理模型 概念模型 数学模型 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 Nt=N0 λt 07 建构模型 $