内容正文:
第4讲
细胞膜与细胞核
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
知识点1 细胞膜的功能
科学思维
细胞间的信息交流
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,严重危害人体健康。由胰岛B细胞合成、分泌的胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。图1为胰岛素作用机理示意图,葡萄糖转运蛋白GLUT4是位于细胞膜上的葡萄糖载体;图2是细胞间的三种信息交流方式。请结合图示,思考并回答下列问题。
图1
图2
1.胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的 。
2.图1中体现出细胞膜有哪些功能?
3.图2中能表示肝细胞接受胰岛素方式的是 (填字母)。
4.下列有关细胞膜信息传递的说法,错误的是 (填序号,多选)。
①高等植物细胞之间只能通过胞间连丝进行信息交流
②性激素通过与靶细胞膜上的受体结合传递信息
③精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式相同
5.是否所有信号分子的受体都在细胞膜上?并说明理由。
流动性
提示 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
A
①②③
提示 不是,有些小分子物质的受体在细胞内部
知识点2 细胞膜的成分和结构
知识点梳理
1.细胞膜成分的探索
(1)细胞膜成分的探索
①欧文顿用多种 对 进行研究。
实验现象 ,容易穿过细胞膜; ,不容易穿过细胞膜
实验推测 细胞膜的主要组成成分中有
化学物质
植物细胞的通透性
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
脂质
②探究细胞膜中 的类型
实验方法 用 制备纯净的细胞膜,进行
实验结论 组成细胞膜的脂质有 ,其中 含量最多
③英国学者丹尼利和戴维森研究 。
实验现象 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,人们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
实验推测 细胞膜除含脂质分子外,可能还附有
脂质成分
哺乳动物的红细胞
化学分析
磷脂和胆固醇
磷脂
细胞膜的张力
蛋白质
(2)细胞膜成分的组成
磷脂
种类与数量
糖类
外
糖蛋白
2.细胞膜的结构
(1)对细胞膜结构的探索(连线)
(2)细胞膜的基本结构——流动镶嵌模型
外
表面的识别
细胞间的信息传递
镶
嵌入
贯穿于
(3)细胞膜的结构特点
流动性
磷脂分子
蛋白质分子
3.植物细胞的细胞壁
纤维素
支持与保护
科学思维
脂质体的结构与功能
脂质体是一种人工膜,是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的,是很多药物的理想载体,其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。
1.能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在 。两类药物的包裹位置不同的原因是:。
2.若脂质体运送的药物是抗癌药物,则抗体的作用是:
3.脂质体到达靶细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?
该过程利用了膜的 的特点。
甲处、乙处
两层磷脂分子之间(乙处)是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体内部(甲处)是亲水的,能在水中结晶的药物被稳定地包裹在其中
特异性识别癌细胞,从而将药物定向运送到癌细胞
脂质体与细胞膜结构相似,到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合,也可能以胞吞的方式将携带的药物运入细胞
流动性
4.若要证明细胞膜中的磷脂分子为双层,请从胰岛B细胞、肝细胞和哺乳动物成熟红细胞中选择实验材料并设计实验进行验证,写出选材原因和实验思路。
提示 应选择哺乳动物成熟红细胞作为实验材料。选材原因:哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和众多细胞器,不会对实验结果产生影响。实验思路:将哺乳动物成熟红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来,在空气—水界面上铺展成单分子层,测量单分子层的面积,并与红细胞表面积的大小进行比较。
知识点3 细胞核的结构和功能
知识点梳理
1.细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
(3)变形虫切割实验
变形虫的分裂、生长、摄食、对刺
激的反应等生命活动受细胞核控制
(4)伞藻嫁接与核移植实验
假根中其他物质
细胞核
2.细胞核的功能
细胞核是 ,是 的控制中心。
遗传信息库
细胞代谢和遗传
提醒
细胞代谢的主要场所是细胞质,细胞核是细胞代谢的控制中心。
3.细胞核的结构
核膜
核仁
核孔
DNA和蛋白质
DNA
同一物质
核膜、核仁
核孔数量多,
核仁较大
选择性
DNA
4.细胞在生命系统中的地位
生命系统
一个统一的整体
基本单位
代谢和遗传
随堂检测
1.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,另外还含有少量的糖类。下列有关叙述正确的是( )
A.构成细胞膜的脂质有脂肪、磷脂和胆固醇
B.细胞膜内表面的糖被由单糖脱水缩合形成
C.磷脂分子头部带电荷,易与水结合,具有亲水性
D.细胞膜的功能取决于细胞膜上的蛋白质和脂质
C
解析:构成细胞膜的脂质主要是磷脂,动物细胞膜还含有胆固醇,但不含脂肪,A项错误。糖被分布在细胞膜外表面,B项错误。水是极性分子,带有正电荷或负电荷的分子或离子容易与水结合,磷脂分子头部带电荷,易与水结合,具有亲水性,C项正确。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,因此除蛋白质和脂质外,细胞膜的功能还与糖类有关,D项错误。
2.细胞核是真核细胞内的重要结构,下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )
A.细胞核是遗传信息复制和RNA合成的唯一场所
B.细胞核遗传物质可通过控制酶的合成调控细胞代谢
C.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成无关
D.细胞核内的DNA可以进入细胞质指导蛋白质的合成
B
解析:遗传信息复制和RNA合成可以发生在真核细胞的线粒体和叶绿体中,A项错误。细胞核遗传物质可以通过控制酶的合成从而调控细胞代谢,B项正确。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,C项错误。细胞核内的DNA不能从细胞核内出来,D项错误。
3.细胞核中核仁由细丝成分、颗粒成分、核仁相随染色质三部分构成。通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,可通过核孔进入细胞质;核仁相随染色质含编码rRNA的DNA链的局部。核膜中的核纤层位于内核膜与染色质之间,核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合,向内与染色质的特定区段结合。下列叙述正确的是( )
A.细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式
B.核仁相随染色质仅由DNA组成,DNA是遗传信息的载体
C.核糖体亚基在细胞核形成并组装成核糖体
D.核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间,维持细胞核的正常形态
A
解析 颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,说明细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式,A项正确。染色质主要由DNA和蛋白质组成,B项错误。核糖体亚基通过核孔进入细胞质,在细胞质组装成完整核糖体,C项错误。核纤层位于内核膜与染色质之间,支撑内核膜并连接染色质,而非位于内、外核膜之间,D项错误。
4.胆固醇是人体内一种重要的脂质,下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。图中LDL受体可识别并结合血浆中的LDL-胆固醇复合物;还原酶为HMG-CoA还原酶,是胆固醇合成的关键酶。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.LDL膜结构为磷脂双分子层,可通过胞吞方式进入靶细胞
B.若细胞膜上LDL受体缺陷,则血浆中的胆固醇含量将升高
C.细胞内胆固醇含量较高时,可通过抑制还原酶的活性来减少胆固醇合成
D.细胞内胆固醇含量较高时,可通过抑制LDL受体基因的表达来调节含量
A
解析 LDL膜结构只有单层磷脂分子,A项错误。缺乏LDL受体,则导致脂蛋白无法进入细胞中被利用,则血浆中的胆固醇含量会上升,B项正确。细胞内胆固醇含量较高时,可通过抑制还原酶的活性抑制乙酰CoA还原成胆固醇,降低细胞内胆固醇的含量,C项正确。当细胞内胆固醇过多时,细胞可通过抑制LDL受体基因的表达,以减少细胞膜上LDL受体的数量,从而减少胆固醇的来源,D项正确。
课堂小结
细胞内部环境
生命物质
原始的细胞
相对独立
主动运输
自身遗传
种类
数量
空间结构的变化
相对
激素
精卵结合
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