内容正文:
第3章
细胞的基本结构
人教版·必修1·复习课件
第3章 细胞的基本结构
目录
导航
复习目标
明确复习方向
知识脉络
构建知识体系
考点串讲
串联重难知识
综合训练
综合检测应用
单元总结
知识巩固总结
知识精讲+考向精练
重
重
难
重
重
重
考点1 细胞膜的结构与功能
知识点01 细胞膜的功能
知识点02 细胞膜的成分
知识点03 细胞膜的结构
知识点04 流动镶嵌模型的基本内容
知识点05 细胞膜的结构特性与功能特性相适应
考点2 细胞器之间的分工合作
知识点01 细胞质和细胞壁
知识点02 细胞器之间的分工
知识点03 细胞器之间的协调配合
知识点04 细胞的生物膜系统
考点3 细胞核的结构与功能
知识点01 细胞核的功能
知识点02 细胞核的结构
知识点03 细胞是一个统一的整体
难
难
重
点
难
点
重点
掌握流动镶嵌模型组成,区分细胞膜流动性、选择透过性两大特性,识记细胞膜核心功能。
掌握各细胞器结构、分布与功能,分清动植物细胞结构差异,了解差速离心法。
细胞器协作与生物膜系统:掌握分泌蛋白合成运输全过程,理解生物膜系统的组成与整体功能。
掌握细胞核结构与功能,明确染色质与染色体的关系,知晓细胞核的核心调控作用。
掌握高倍镜观察叶绿体实验要点,形成模型建构思维。
复习目标
理解膜的成分、结构决定功能特性的内在逻辑。
理清多细胞器协同关系,掌握膜面积变化及同位素标记实验分析。
理解各类生物膜的动态转化与功能协同的整体联系。
区分核孔、核仁功能,理解染色质与染色体的动态转化及意义。
突破结构孤立认知,建立细胞分工协作、整体完成生命活动的系统观。
知识脉络
考点串讲
考点01 细胞膜的结构与功能
知识精讲
1、将细胞与外界环境分隔开
(1)对细胞本身的意义:细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定,有利于生命活动的顺利进行。
(2)在进化方面的意义:细胞膜的出现促成了原始细胞的诞生,使细胞成为相对独立的生命系统,是生命起源过程中至关重要的阶段。
知识点01 细胞膜的功能
考点串讲
知识精讲
2、控制物质进出细胞
为保证细胞代谢的正常进行,细胞膜必须有选择性地控制物质进出。细胞膜控制物质进出细胞具有普遍性(①③)、特殊性(②)和相对性(④),如图所示。
考点01 细胞膜的结构与功能
考点串讲
知识精讲
3、进行细胞间的信息交流
信息交流方式 距离较远的两个细胞借助体液传递信息分子实现信息交流 相邻两个细胞通过膜上信息分子直接传递信息 相邻两个细胞通过特殊通道传递携带信息的物质实现信息交流
举例 胰岛B细胞通过分泌的胰岛素促进肝细胞吸收葡萄糖 同一物种的精子和卵细胞通过膜上的信息分子和受体进行识别,进而完成受精 高等植物相邻细胞之间通过胞间连丝传递信息分子实现信息交流
图示
意义 多细胞生物通过细胞间的信息交流使细胞间保持功能的协调,使生物体作为一个整体完成各项生命活动
考点01 细胞膜的结构与功能
考点串讲
知识精讲
知识点02 细胞膜的成分
时间 人物 实验依据 结论或假说
1895年 欧文顿 对植物细胞进行通透性实验,发现溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜:不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的
科学家 利用哺乳动物的红细胞,通过一定方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇其中磷脂含量最多
1925年 戈特和格伦德尔 用丙酮从人的红细胞中提取脂质,脂质在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935年 丹尼尔和戴维森 细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力,已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低 细胞膜除含脂质分子外可能还附有蛋白质
考点01 细胞膜的结构与功能
1、对细胞膜成分的探索
考点串讲
知识精讲
成分 比例 说明
主要 脂质 约50% ①组成细胞膜的成分中脂质含量最高;
②组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇
蛋白质 约40% ①蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要作用;
②功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多
少量 糖类 2%—10% 与蛋白质结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子称为糖被,参与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等
2、细胞膜的成分
考点01 细胞膜的结构与功能
考点串讲
知识精讲
知识点03 细胞膜的结构
时间 实验依据 提出假说(结论)
1959年 罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮一暗的三层结构,结合其他科学家的工作 所有的细胞膜都由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成,且为静态的统一结构
1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验以及相关的其他实验 细胞膜具有流动性
1972年 在新的观察和实验证据的基础上 辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接爱
考点01 细胞膜的结构与功能
1、对细胞膜结构的探索
考点串讲
知识精讲
(1)实验技术:
(2)实验过程
(3)结论:该实验直接证明了细胞膜上的蛋白质具有流动性,将该实验和其他相关实验的证据相结合,才能表明细胞膜具有流动性。
2、小鼠细胞和人细胞融合实验
考点01 细胞膜的结构与功能
荧光标记技术
考点串讲
知识精讲
考点01 细胞膜的结构与功能
知识点04 流动镶嵌模型的基本内容
考点串讲
知识精讲
知识点05 细胞膜的结构特性与功能特性相适应
1、磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系
考点01 细胞膜的结构与功能
考点串讲
知识精讲
2、细胞膜的流动性和选择透过性
类型 结构特性:流动性 功能特性:选择透过性
结构基础 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 蛋白质的种类和数量、脂质的性质
实例
小鼠细胞和人细胞的融合物实验、变形虫的变形运动等 有些物质容易进人,有些物质不易进入
联系 细胞膜的结构决定细胞膜的特性和功能
考点01 细胞膜的结构与功能
考点串讲
考向精练
考向01 细胞膜的结构与功能
典例1
A
下列关于生物膜结构和功能的叙述,错误的是( )
A.生物膜具有选择透过性,可将有害物质完全隔绝在外
B.磷脂双分子层是生物膜的基本支架,且具有一定的流动性
C.荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,证明细胞膜具有流动性
D.将药物用磷脂制成的脂质体包裹,可运送到特定细胞内发挥作用
易错提示
生物膜具有选择透过性,其控制物质进出的功能是有限的,一些有害物质如病毒等可进入细胞
考点串讲
考点02 细胞器之间的分工合作
知识精讲
知识点01 细胞质和细胞壁
1、细胞质基质
功能:是细胞代谢的 ,为生命活动提供一定的环境条件以及所需要的物质和能量
2、细胞器
(1)概念:细胞质中具有 的结构
(2)组成:线粒体、叶绿体、内质网、高尔基组成体、溶酶体、核糖体、液泡、中心体等
一、细胞质
主要场所
特定功能
考点串讲
考点02 细胞器之间的分工合作
知识精讲
知识点01 细胞质和细胞壁
3、细胞骨架
(1)概念:由 组成的网架结构
(2)功能:①维持细胞形态,锚定并支撑许多细胞器;
②与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关
一、细胞质
蛋白质纤维
考点串讲
知识精讲
1、位置:位于植物细胞细胞膜的外面
2、成分:主要是
3、功能:对细胞起 作用
4、特性:全透性
二、细胞壁(植物)
考点02 细胞器之间的分工合作
纤维素和果胶
支持与保护
考点串讲
知识精讲
知识点02 细胞器之间的分工(以动植物细胞为例)
名称 叶绿体 线粒体
分布 主要位于绿色植物能进行光合作用的细胞中 普遍位于动植物细胞中,在细胞代谢旺盛的部位分布多
形态 扁平的椭球或球形 大多数呈椭球形
结构 双层膜,内部含基粒、基质。基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,上面有色素、酶等,基质中也含有酶 双层膜,外膜光滑,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成峭,以增加膜面积
功能 绿色植物进行光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 真核细胞进行有氧呼吸的主要场所,细胞生命活动所需的能量约95%来自线粒体,被称为细胞的“动力车间”
模式图
一、具有双层膜的细胞器
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
名称 分布 形态结构 功能 模式图
溶酶体 主要分布在动物细胞中
由单层膜组成的泡状结构 细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
内质网 绝大多数动植物细胞 由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统 蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
二、具有单层膜的细胞器
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
高尔基 绝大多数动植物细胞 由单层膜围成的扁平囊和大小不等的囊泡组成 ①主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”;②一般与细胞分泌物的形成有关,还与植物细胞壁的形成有关
液泡 主要存在于植物的细胞中 由单层膜组成的泡状结构,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等 ①调节植物细胞内的环境;②充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺
名称 分布 形态结构 功能 模式图
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
名称 分布 形态结构 功能 模式图
中心体 动物与低等植物细胞中 由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
核糖体 有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中 不规则的颗粒状结构,含RNA和蛋白质 “生产蛋白质的机器”
三、无膜的细胞器
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
知识点03 细胞器之间的协调配合
1、概念:在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如抗体、消化酶和一部分激素(如胰岛素)等
2、分泌蛋白的合成和运输
(1)研究方法:
(2)过程:用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径。如图中箭头所示
考点02 细胞器之间的分工合作
一、分泌蛋白
同位素标记法
考点串讲
知识精讲
二、分泌蛋白的过程示意图
图A是细胞的局部,图A中①➁➂④⑤依次表示核膜、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜;
图B是完整的细胞,图B中①➁➂④➄⑥⑦⑧依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、分泌蛋白和线粒体
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
三、放射性强度变化
图1和图2表示分泌蛋白合成和运输过程中,相关细胞结构上放射性强度的变化。
用放射性元素标记氨基酸后,最先检测到放射性出现在核糖体上,然后依次出现在粗面内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外。
考点02 细胞器之间的分工合作
考点串讲
知识精讲
四、膜面积变化
(1)图3和图4表示分泌蛋白加工、运输过程引起的相关结构的膜面积变化。
图3表示一次分泌活动前、后两个时间点膜面积的变化,图4表示的是一定时间段内膜面积的变化。
(2)膜面积变化结果:在分泌蛋白加工和运输过程中,粗面内质网的膜面积相对 ,高尔基体的膜面积 ,细胞膜膜面积相对 。
考点02 细胞器之间的分工合作
减小
基本不变(先增大后减小)
增大
考点串讲
知识精讲
知识点04 细胞的生物膜系统
生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。
二、联系
一、组成
考点02 细胞器之间的分工合作
三、在细胞生命活动中的作用
1、使细胞具有一个相对稳定的内部环境,决定细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递
2、酶的附着位点为多种化学反应的进行创造条件
3、使细胞内部区域化保证细胞生命活动高效、有序地进行
考点串讲
考向精练
考向02 细胞器之间的分工合作
典例1
C
如图表示某种蛋白质的合成和运输过程,其中a、b、c分别代表不同的细胞器。下列叙述错误的是( )
A.物质X的不同取决于其R基的不同
B.a、b、c分别是核糖体、内质网和高尔基体
C.物质Y可以是血红蛋白或胰岛素
D.Y蛋白质释放到细胞外需要消耗能量糖
考点串讲
考向精练
考向02 细胞器之间的分工合作
典例2
B
内膜系统构成了细胞器之间的天然屏障,细胞内的膜性结构之间的物质运输主要通过囊泡完成。下列叙述错误的是( )
A.细胞内膜系统保证了细胞生命活动高效有序地进行
B.破坏细胞骨架不会影响囊泡的形成和转移
C.细胞各种生物膜的组成成分和结构很相似
D.囊泡可以来自内质网、高尔基体、细胞膜
解题思路
细胞骨架由蛋白质纤维组成,能维持细胞的形态、锚定并支撑许多细胞器、与细胞运动以及物质运输有关,囊泡的运输依赖于细胞骨架
考点串讲
考点03 细胞核的结构和功能
知识精讲
1、探究细胞核功能的有关实验
实验名称 实验方法及结果 得出结论
美西螈细胞核移植实验 美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的
蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的细胞分裂、分化是由细胞核控制的
知识点01 细胞的功能
考点串讲
知识精讲
变形虫切割实验 变形虫的生长、分裂、再生、对外界
刺激的反应是由细胞核控制的
伞藻嫁接与核移植实验 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
2、实验总结:大量实验探究表明,细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
考点03 细胞核的结构和功能
考点串讲
知识精讲
一、结构模式图
知识点02 细胞核的结构
考点03 细胞核的结构和功能
考点串讲
知识精讲
二、染色质与染色体
比较项目 染色质 染色体
存在时期 分裂间期 分裂期
形态 极细的丝状 呈圆柱状或杆状
成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 遗传物质的主要载体
联系 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
考点03 细胞核的结构和功能
考点串讲
知识精讲
三、细胞核的结构与功能相适应
(一)遗传信息库
1.细胞核中染色质(体)的DNA上储存着大量的遗传信息
2.细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性
(二)细胞代谢和遗传的控制中心
1.控制细胞的物质合成、能量转化和信息交流
2.完成生长、发育、衰老和凋亡
考点03 细胞核的结构和功能
考点串讲
知识精讲
角度 实质 举例
从结构上看
细胞的各个组成部分之间是相互联系的 细胞核和细胞质通过核孔相互连通
内质网外与细胞膜相连,内与核外膜相连
内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以通过囊泡相互转化
从功能上看 细胞的不同结构虽具有不同的生理功能,但各种结构之间是协调配合的 分泌蛋白的合成和分泌
从调控上看 细胞核是代谢和遗传的控制中心 细胞核内的DNA通过控制蛋白质等物质的合成,调控细胞内的生命活动
从细胞核与细胞质的关系上看 细胞核不能脱离细胞质而独立存在,无核的细胞质不能长期生存 哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,寿命较短
知识点03 细胞是一个统一的整体
考点03 细胞核的结构和功能
考点串讲
考向精练
考向03 细胞核的结构和功能
典例1
D
下列关于真核细胞中细胞核的叙述,正确的是( )
A.RNA和蛋白质等大分子可以通过核孔自由进出细胞核
B.细胞核是真核细胞遗传和代谢的中心
C.细胞核中染色质主要由DNA、RNA和蛋白质构成
D.细胞核中的核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
综合训练
1.已知生物毒素a是由蛋白质b经过糖链修饰的糖蛋白,通过胞吞进入细胞,专一性地抑制人核糖体的功能。为研究a的结构与功能的关系,某小组取生物毒素a、蛋白质b和c(由a经高温加热处理获得,糖链不变)三种蛋白样品,分别加入三组等量的某种癌细胞(X)培养物中,适当培养后,检测X细胞内样品蛋白的含量和X细胞活力(初始细胞活力为100%),结果如图所示。下列相关分析不合理的是( )
A.动物细胞中,蛋白质的糖链修饰可能
发生在内质网中
B.根据图1可知,生物毒素a进入细胞几
乎不受其结构中蛋白质b变性的影响
C.生物毒素a组细胞的蛋白质合成量少于
蛋白质b组细胞的
D.生物毒素a能显著抑制X细胞的活力,
主要依赖糖链和蛋白质b
D
综合训练
2.科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别。信号序列与SRP 结合后,停止蛋白质的合成,只有引导核糖体附着于内质网上,才能继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说(如图所示)。下列说法错误的是
A.组成染色体的蛋白质中也含有相同的信号肽序列
B.根据信号肽假说可以推测,细胞内的两种核糖体可以相互转化
C.若在合成新生肽阶段切除信号序列,则无法合成结构正确的分泌蛋白
D.SRP 脱离了信号序列和核糖体后可返回细胞质基质中重复使用
A
综合训练
3.亲核蛋白是在细胞质中合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白通常具有核定位序列(NLS),NLS指导亲核蛋白进入细胞核;核外运信号(NES)参与大分子物质从细胞核运送到细胞质的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.亲核蛋白进入细胞核需要经过核孔,核孔仅能实现核质间的物质交换
B.NLS和NES功能不同的直接原因是组成二者的氨基酸种类完全不同
C.核能将某种RNA与核糖体蛋白组装起来,推测核糖体蛋白中存在NLS
D.细胞核是DNA合成的场所,因此亲核蛋白只能是催化DNA合成的蛋白质
C
综合训练
4.蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程,可以分为两条途径。一是在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至相应位置,称为翻译后转运;二是蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号序列引导,边合成边转入内质网中,再经一系列加工运至相应位置即共翻译转运。下列相关分析正确的是( )
A.用3H标记亮氨酸的羧基可确定某种蛋白质的分选是何种途径
B.细胞内蛋白质的合成都起始于细胞质中的游离核糖体
C.线粒体、叶绿体中的蛋白质以及细胞膜上的受体均来自翻译后转运途径
D.抗体、胰岛素、性激素的分泌属于共翻译转运途径
B
单元总结
细胞膜将细胞与外界环境分隔开,控制物质进出细胞,并进行细胞间的信息交流,是细胞这个生命系统的边界。
细胞内存在多种细胞器,分工合作执行各类生命活动;细胞器膜、细胞膜、核膜共同构成生物膜系统,在结构和功能上紧密联系。
各种细胞器形态、结构各不相同,分别承担不同生理功能,体现细胞器的多样性;都具备膜(核糖体、中心体无膜)、化学成分相似,体现细胞内部结构的统一性。
细胞核是遗传信息库,控制细胞的代谢和遗传;染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形态。
细胞的各部分结构不是彼此孤立,而是相互协调配合,共同完成细胞的生命活动;细胞既是生物体结构的基本单位,也是代谢和遗传的基本单位。
——一个核心逻辑主线
单元总结
——三大核心专题梳理
一、细胞膜的结构和功能
细胞膜主要成分:脂质(磷脂为主)+ 蛋白质,少量糖类;磷脂双分子层是基本支架
流动镶嵌模型:磷脂可以流动,大多数蛋白质分子可以运动,结构特点:具有一定的流动性
细胞膜功能:将细胞与外界分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间信息交流
糖蛋白(糖被):位于细胞膜外侧,识别、保护、润滑作用
单元总结
——三大核心专题梳理
二、细胞器之间的分工合作
双层膜细胞器:线粒体(有氧呼吸主要场所)、叶绿体(光合作用,植物特有)
单层膜细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
无膜细胞器:核糖体(合成蛋白质)、中心体(动物和低等植物,参与有丝分裂)
分泌蛋白合成路径:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,线粒体供能
细胞骨架:蛋白质纤维构成,维持细胞形态
单元总结
——三大核心专题梳理
三、细胞核的结构和功能
细胞核结构:核膜(双层膜,核孔)、染色质、核仁
核孔:实现核质之间物质交换和信息交流,大分子通道,具有选择性
核仁:与 rRNA 合成、核糖体形成有关
染色质:DNA + 蛋白质;染色质和染色体是同一物质不同时期两种形态
功能:遗传信息库,细胞代谢和遗传的控制中心
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