2027届高三生物人教版一轮复习课件：第2讲细胞膜与细胞核

组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。 细胞是生物体结构和功能的基本单位，是遗传和代谢的基本单位。 结构相同点：细胞膜、细胞质、细胞核 第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 第一讲 细胞膜与细胞核 课标内容： 1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞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。 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1、细胞膜的功能 1、细胞膜的功能 （1）功能一：将细胞与外界环境分隔开 细胞膜作为系统的边界， 它在细胞的生命活动中起的意义 （无论外界是否有壁，都以细胞膜为边界） （保持细胞内部环境的相对稳定） （2）功能二：控制物质进出细胞 控制的方式： 控制具有相对性： 物质的进出也可判细胞的死活， 自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐 病原体和毒素等的进入，无法控制 如染色排除法 功能特点——选择透过性 （细胞膜又称为质膜） 判一判：烟草和毛霉是有细胞壁的真核生物，除支原体其他原核生物也都有细胞壁， 细胞壁位于细胞最外边，是细胞的边界。（ ） × 　（P40） 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？ 活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂被阻挡在细胞外，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。 死 细 胞 活 细 胞 1、细胞膜的功能 注：现在所学4个需要染色的实验，细胞均在 染色时或染色前死亡。 活动 细胞膜的功能特性——选择透过性的探究 探究同一植物对不同离子的吸收情况 探究不同植物对同一离子的吸收情况 实验思路： 不同种类的无机盐离子溶液测其初始浓度，并将生长状况相同的植物 若干随机均分，分别置于各组无机盐离子溶液中，在相同且适宜条件下， 培养一定时间，再测溶液末始浓度，计算并比较其吸收情况。 受体本质：____ _______________ 激素、 神经递质.淋巴因子 信息分子：____ _______________ 通过_____________________传递信息。 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1、细胞膜的功能 （3）功能三：进行细胞间的信息交流 判一判： 所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体（ ） 注：1.特异性受体不都在细胞膜表面。如性激素受体就在细胞中 2.抗体不是信息分子 1.化学物质（间接）传递信息 细胞分泌的信息分子，通过_______运输， 最后与靶细胞膜表面的___________结合。 2.接触（直接）传递信息 新的细胞毒性T细胞与靶细胞接触 抗原呈递细胞向辅助性T细胞呈递抗原 通过_____________________传递信息。 蛋白质/糖蛋白 细胞膜直接接触 体液 特异性受体 判一判：病毒进入宿主细胞增殖，与病毒能识别 宿主细胞分不开，这体现了细胞间的信息交流。 × 3.通道传递信息 通道 如:高等植物细胞 间的胞间连丝 说明：通道还有运输物质的功能 × 如：精卵识别结合 _______________ ———————— 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 小资料 相似相溶 原理 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 1殴文顿 发现细胞膜以不同物质的通透性不同：溶于脂质的物质更易穿过细胞膜; 不溶于脂质的物质,不容易穿过。 实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。 发现：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 最初认识到细胞膜是由脂质构成的，是直接对膜成分进行提取、鉴定，还是一种推理？ 在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢 ？ 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 1殴文顿 发现细胞膜以不同物质的通透性不同：溶于脂质的物质更易穿过细胞膜; 不溶于脂质的物质,不容易穿过。 细胞膜 由脂质组成的 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 2 将细胞膜分离提纯，对脂质成分类型进行研究 1.制备纯净细胞膜选用什么材料？ 2.为什么选用该材料？ 3.该实验说明了细胞膜中脂质的种类有哪些？ 哺乳动物成熟的红细胞 膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 ①该细胞无核、无细胞器，更易得到纯净的细胞膜； ②无细胞壁更易吸水涨破 膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 有关红细胞的常考点（创新P27） (1)哺乳动物的成熟的红细胞: ①高度分化，不能分裂，寿命很短；由造血干细胞分裂分化而来，无细胞核、细胞器； ②含血红蛋白(C、H、O、N、Fe)(核退化之前已经存在的)，不属于内环境成分； 血红蛋白是细胞中主要存在的化合物，不仅能运输氧气，也可运输二氧化碳。 ③无氧呼吸产生乳酸(无线粒体)，协助扩散吸收葡萄糖； ④含有酶，但不能再合成酶(无DNA，无核糖体)； ⑤镰刀型细胞贫血症: 基因突变导致血红蛋白结构改变，导致红细胞形态改变。这是一种 常染色体上的隐性遗传病，基因型为Aa个体内有两种红细胞，可以较好的抗疟疾。 (2)蛙的红细胞: 无丝分裂，有细胞核，DNA在分裂时发生复制均分。 (3)鸡的红细胞: 有较大核和多种细胞器，可用作DNA提取材料 有关磷脂分子 良好的储能物质；保温；缓冲和减压 细胞膜的重要成分 动物细胞膜的重要成分； 在人体内还参与血液中脂质的运输 能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 有效促进人和动物肠道对钙磷的吸收 （稳固） CHO（NP） CHO CHONP CHO 胆碱———— 磷酸———— 甘油—— 脂肪酸— ——亲水性头部 ——疏水性尾部 磷脂分子 脂质 脂肪 磷脂 固醇 胆固醇 性激素 维生素D 水 水 水 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 推断 3戈特 格伦德尔 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现单层分子面积是细胞膜的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续两层 思考1：如果换用鸡血来制备磷脂单分子层，平铺面积与细胞面积比还为2:1吗？分析原因 思考2：若磷脂分子在水-空气界面铺展成单分子层，如何排列？置于水-苯混合溶剂中呢？ 思考3：磷脂分子在水环境内的排列方式？置于油中呢？ 能力提升：由磷脂分子构成的脂质体，可以作为药物运载体，将其运送到特定细胞发挥作用。 如图，能在水中结晶的药物包在何处？脂溶性药物又包在何处？ 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 推测 4丹尼利 戴维森 细胞膜的表面张力小于油-水界面的表面张力 细胞膜中可能还附有蛋白质 磷脂 胆固醇 种类和数量 糖类 注：细胞膜上的各成分含量是会发生变化的。 比如：癌细胞，表面糖蛋白成分就会减少。 细胞膜的成分 50% 40% 2-10% 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 推测 5 罗伯特森 电镜下细胞膜呈清晰的 “ 暗 — 亮 — 暗 ” 三层结构 细胞膜由 “蛋白质-脂质-蛋白质” 罗伯特森“三明治模型” 蛋白质 蛋白质 脂质 肽 链 肽 链 单位膜模型 2nm 2nm 3.5nm 静态的统一结构 静态的统一结构 实物照片 不是物理模型 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 6 人鼠细胞融合实验 细胞膜具有流动性 蛋白质具有流动性 磷脂分子具有流动性 结构特点： 细胞膜具有流动性 思考：1.该实验用到的方法？ 2.细胞膜是可以流动受哪些因素的影响？ 3.诱导两细胞融合的方法？ 4.还有哪些现象能说明细胞膜具有流动性? 荧光标记法。 温度，PH等，该过程为一个消耗能量的过程。 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法。 变形虫运动、分泌蛋白的分泌、细胞失水、吸水。 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 7辛格 尼科尔森 提出流动镶嵌模型 磷脂双分子层 蛋白质 糖蛋白 糖脂 膜外 膜内 思考：1.流动镶嵌模型的内容： 2.如何理解膜上分子分布，和流动性，及其意义？ 3.什么是糖被？有什么功能？ 磷脂双分子层构成了膜的基本支架， 磷脂疏水端，让水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用 蛋白质分子以不同方式镶、嵌、贯穿在磷脂双分子层中， 蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用 磷脂、蛋白质分布都不具有对称性 磷脂分子全可以动、大多蛋白质也能运动 对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动都非常重要 细胞膜外表与蛋白质 脂质结合的糖分子叫糖被，与细胞表面识别、细胞间信息传递等相关 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 2.细胞膜的结构 科学史实 结论 / 推论 1殴文顿 发现细胞膜以不同物质的通透性不同：溶于脂质的物质更易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过。 细胞膜是由脂质组成的 2 将细胞膜分离提纯，对脂质成分类型进行研究 膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 3戈特 格伦德尔 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现单层分子面积是细胞膜的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续两层 4丹尼利 戴维森 细胞膜的表面张力你于油-水界面的表面张力 细胞膜中可能还附有蛋白质 5罗伯特森 电镜下细胞膜呈清晰的 “ 暗 — 亮 — 暗 ” 三层结构 细胞膜由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层构成； 6 人鼠细胞融合实验 细胞膜具有流动性 7辛格 尼科尔森 提出流动镶嵌模型 静态的统一结构 1．细胞膜两大特点的比较 项目 结构特点——流动性 功能特点——选择透过性 基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的 磷脂分子既亲水，又疏水；膜上具有载体蛋白 意义 保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行 控制物质进出 表现 分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬 有些物质可进入细胞，有些物质不能进入 细胞膜的流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。 思考：质壁分离及复原实验可以表现出细胞膜的结构和功能两大特点吗？ 3.常考的“膜蛋白” (1)膜转运蛋白：膜用于跨膜运输的蛋白质，协助扩散需载体蛋白，如红细胞吸收葡萄糖，主动运输需要载体蛋白如钠钾泵等。水的重吸收过程需要水通道蛋白。 (2)具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等) (3)识别蛋白：信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白/糖蛋白。用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。 细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论 脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖 4. 膜成分检测 4、细胞膜的功能 磷脂双分子层内部具有疏水性，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。 转运蛋白具有专一性 在膜的外表还有糖类分子形成糖被 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 考点二 细胞核的结构和功能 1、细胞核有什么功能？ 2、细胞核的结构及各部分结构的功能？ 3. 染色体和染色质的关系？ 4.为什么说细胞核是细胞的遗传信息库？ 任务一 基础知识精细梳理，夯实必备基础， 活动1 阅读教材P，P52-55，回答下列问题： 二、系统的控制中心 ——细胞核 二、系统的控制中心——细胞核 （1）黑白美西螈核移植实验 （2）蝾螈受精卵横缢实验 （3）变形虫切割实验 （4）伞藻嫁接与核移植实验 缺少对照 空白对照，自身对照 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 1、核的结构 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 细胞核是遗传信息库 2、核的功能 外膜部分与内质网直接相连 外膜上有核糖体和酶附着，有利于代谢进行 注：并非所有的真核细胞都有核， 都有一个核。无核的也不一定是原核细胞，如成熟筛管细胞、哺乳动物成熟红细胞。 二、系统的控制中心 ——细胞核 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 DNA是遗传信息的主要载体 实验1、4 实验2、3 染色体是DNA的主要载体 染色体在细胞核内 细胞代谢中心在哪里？ DNA 蛋白质 染色质 染色体 细胞核是遗传信息库 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 教材原话表述细胞核的功能 26 思一思： 1、核膜、核孔都有选择性吗，试举例说明。 核膜与细胞膜等生物膜具有选择透过性，小分子物质可通过核膜进出细胞核。 大分子物质要通过核孔出入细胞核。DNA不能通过核孔进出细胞核，RNA可以通过核孔进入细胞质，DNA聚合酶等蛋白质可以通过核孔进入细胞核。 下列哪些物质可通过核孔？ ①DNA　②RNA　③DNA聚合酶　④RNA聚合酶　⑤解旋酶　⑥呼吸酶 ②③④⑤ 2、核孔、核仁在细胞周期中表现为：__________________________。 周期性地消失和重建 二、系统的控制中心 ——细胞核 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1.细胞膜的功能 2.细胞膜的结构 3、破坏核仁将导致蛋白质无法合成，为什么？ 4、代谢旺盛的细胞，②的体积较大，请解释原因。 5、染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种状态，这两种不同的状态对细胞的生命活动有什么意义？ 核糖体是合成蛋白质的场所。核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，蛋白质的合成将不能正常进行。 2.1细胞膜与细胞核 一、细胞膜的结构与功能 1、细胞膜的成分 2、细胞膜的制备 3、细胞膜的结构 4、细胞膜的功能 5、植物细胞壁 二、系统的控制中心 ——细胞核 核仁与rRNA和核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质是生命活动的主要承担者。 在细胞分裂间期，DNA存在于细丝状的染色质中，这种状态有利于细胞分裂间期完成DNA的复制和转录等生命活动； 在分裂期，染色质高度螺旋成染色体状态，这种状态有利于细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中。 （1）染色体和染色质的关系：____________________________________。 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 染色质和染色体 都是遗传物质的主要载体 主要组成成分 染色体和染色质的“相同” 功能 特性 都是DNA和蛋白质 都可以被碱性染料染成深色 洋葱根尖分生区细胞分裂图像 染色体 染色质 2．磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系 (1)结构关系 磷脂分子细胞膜 (2)数量关系 1层细胞膜2层磷脂分子 $