高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第4課時 細胞膜與細胞核的結(jié)構(gòu)和功能

第4課時

細胞膜與細胞核的結(jié)構(gòu)和功能課標(biāo)要求1.概述細胞都由細胞膜包裹，細胞膜將細胞與其生活環(huán)境分隔開，能控制物質(zhì)進出細胞，并參與細胞間的信息交流。2.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中?？记榉治?.細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2024·黑吉遼卷，12；2024·安徽卷，4；2024·湖南卷，1；2024·貴州卷，8、15；2024·浙江1月選考，2；2023·海南卷，3；2022·河北卷，12.細胞核的結(jié)構(gòu)和功能2023·山東卷，1；2023·江蘇卷，2；2022·廣東卷，7；2022·海南卷，4考點一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞膜(質(zhì)膜)的功能（1）將細胞與外界環(huán)境分隔開,保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定，并成為相對獨立的系統(tǒng)。膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細胞。細胞膜是系統(tǒng)的邊界?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞膜(質(zhì)膜)的功能（2）控制物質(zhì)進出。營養(yǎng)物質(zhì)代謝廢物有害物質(zhì)有用的物質(zhì)分泌物水、無機鹽等控制物質(zhì)進出細胞的能力是相對的（一些病毒、病菌）。體現(xiàn)細胞膜的功能特點：選擇透過性（自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸都有體現(xiàn)）。磷脂雙分子層允許弱極性或無極性分子以及極性小分子穿過，阻止離子和強極性分子通過。細胞膜上的膜轉(zhuǎn)運蛋白起主要運輸作用。死細胞活細胞染色排除法：用臺盼藍染液鑒別動物細胞是否死亡。煮莧菜湯，湯是紅色的。說明只有活細胞的細胞膜才能夠有選擇性地控制物質(zhì)進出細胞。考點一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞膜(質(zhì)膜)的功能（3）進行細胞間的信息交流。體液的傳送通過化學(xué)物質(zhì)傳遞內(nèi)分泌細胞分泌的激素靶細胞靶細胞發(fā)出信號的細胞靶細胞與膜結(jié)合的信號分子細胞直接接觸細胞間通道傳遞（如胞間連絲）胞間的信息交流不一定依賴于細胞膜上的受體?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（1）1895年歐文頓（E.overton）植物細胞實驗結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（2）20世紀(jì)初，科學(xué)家從哺乳動物成熟的紅細胞中分離出細胞膜發(fā)現(xiàn)細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)主要是磷脂?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（3）1925年，荷蘭的戈特和格蘭德爾，用丙酮將人紅細胞中的脂質(zhì)提取出來平鋪在空氣-水界面上形成單分子層，發(fā)現(xiàn)單分子層面積=2*紅細胞表面積。結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（4）1935年,英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。結(jié)論：組成細胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)。考點一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（5）1959年，羅伯特森通過電鏡觀察到暗-亮-暗結(jié)構(gòu)。結(jié)論：提出細胞膜為“蛋白質(zhì)（暗）-脂質(zhì)（亮）-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)的假說?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（6）1970年弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)人鼠細胞融合實驗。結(jié)論：細胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運動的→細胞膜具有一定的流動性。方法：熒光標(biāo)記技術(shù)；

細胞融合技術(shù)?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（7）1972年，辛格和尼科爾森根據(jù)新的觀察和證據(jù)提出流動鑲嵌模型。膜的主要組成成分：______________________________；膜的基本支架：________________________________________；蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的分布：_______________________________________________________________；糖類的作用：_____________________________________________________________。脂質(zhì)（磷脂）和蛋白質(zhì)流動鑲嵌模型：磷脂雙分子層（內(nèi)部疏水，屏障作用）

有的鑲在表面、部分或全部嵌入或貫穿于整個磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子分布不對稱，體現(xiàn)膜的不對稱性。與蛋白質(zhì)和脂類形成糖蛋白、糖脂起到識別和信息傳遞的作用流動鑲嵌模型：細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：______________________________。具有一定的流動性構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動和蛋白質(zhì)分子大多能運動。磷脂分子的運動膜的形變和厚薄變化都可以體現(xiàn)膜的流動性。磷脂酰膽堿（PC）

磷脂酰乙醇胺（PE）磷脂分子在細胞膜上的分布不對程考點一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能2.對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索（8）1988年，西蒙斯（Simons）提出細胞膜上膽固醇、鞘磷脂等富集區(qū)域形成相對有序的脂相，如同漂浮在脂雙層上的“脂筏”載著執(zhí)行特定生物學(xué)功能膜蛋白。細胞膜的脂筏模型示意圖連一連：對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索考點一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能3.探究細胞膜的結(jié)構(gòu)及功能特點（1）探究膜的組成成分有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等探究膜中含脂質(zhì)→脂溶劑和磷脂酶處理膜、透過性實驗；探究膜中含蛋白質(zhì)→雙縮脲試劑鑒定、蛋白酶處理。（2）探究細胞膜控制物質(zhì)進出的功能紅墨水處理正常種子和煮熟種子，觀察胚顏色變化；臺盼藍染色處理?？键c一

細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能3.探究細胞膜的結(jié)構(gòu)及功能特點（3）探究膜進行細胞間信息交流的功能精卵識別結(jié)合實驗--只有同種動物精卵才結(jié)合。（4）探究膜上磷脂為兩層排列提取磷脂分子，鋪在水面上形成單層，對比磷脂分子的面積和細胞膜的面積。（5）探究膜的流動性熒光蛋白標(biāo)記細胞融合實驗。練習(xí)：

脂質(zhì)體是一種人工膜，是根據(jù)磷脂分子可在水中形成穩(wěn)定磷脂雙分子層的原理制成的，是很多藥物的理想載體，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。其中的膽固醇有比磷脂更長的尾部，可使膜的通透性降低，對于維持脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要作用。(1)能在水中結(jié)晶的藥物和脂溶性藥物分別被包裹在何處？兩類藥物的包裹位置不相同的原因是什么？提示：甲處、乙處。兩層磷脂分子之間(乙處)是疏水的，脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體內(nèi)部(甲處)是親水的，能在水中結(jié)晶的藥物被穩(wěn)定地包裹在其中。練習(xí)：(2)若該脂質(zhì)體能特異性往癌細胞運輸抗癌藥物，則起定向作用的是什么？其作用是什么？(3)脂質(zhì)體到達靶細胞后，藥物將如何進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用？該過程利用了膜的什么特點？提示：抗體。脂質(zhì)體膜上的抗體能夠特異性識別癌細胞，從而將藥物定向運送到癌細胞。提示：脂質(zhì)體與細胞膜結(jié)構(gòu)相似，到達靶細胞后可能會與細胞膜發(fā)生融合，也可能以胞吞的方式將攜帶的藥物運入細胞。該過程利用了膜的流動性。練習(xí)：

細胞的膜蛋白具有物質(zhì)運輸、信息傳遞、免疫識別等重要的生理功能。下列圖中，可正確表示不同細胞的膜蛋白及其相應(yīng)功能的是(

)D練習(xí)：研究者用熒光染料對細胞膜上某些分子進行處理，并使細胞膜發(fā)出熒光。用高強度激光照射細胞膜的某區(qū)域，使其瞬間被“漂白”(即熒光消失)，隨后該漂白區(qū)域熒光逐漸恢復(fù)(圖1)。通過檢測該區(qū)域熒光強度隨時間的變化，繪制得到熒光漂白恢復(fù)曲線(圖2)。請分析下列有關(guān)問題：(1)漂白區(qū)域熒光強度恢復(fù)的原因是___________________________________________________________________________________________________________。(2)若去除細胞膜中的膽固醇發(fā)現(xiàn)漂白區(qū)域熒光恢復(fù)時間縮短，說明___________________________________________________________________。

細胞膜具有流動性，被漂白區(qū)域內(nèi)、外分子相互運動細胞膜的流動性加快，膽固醇具有抑制細胞膜流動的功能練習(xí)：研究者用熒光染料對細胞膜上某些分子進行處理，并使細胞膜發(fā)出熒光。用高強度激光照射細胞膜的某區(qū)域，使其瞬間被“漂白”(即熒光消失)，隨后該漂白區(qū)域熒光逐漸恢復(fù)(圖1)。通過檢測該區(qū)域熒光強度隨時間的變化，繪制得到熒光漂白恢復(fù)曲線(圖2)。請分析下列有關(guān)問題：(3)最終恢復(fù)的熒光強度比初始強度低，分析其原因可能是________________________________________________________________________________熒光強度會自主下降、熒光分子被激光破壞、某些熒光分子處于相對靜止?fàn)顟B(tài)等考點二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞核功能實驗探究（1）美西螈核移植核移植卵細胞去核胚胎細胞取核核移植胚胎細胞取核卵細胞去核結(jié)論：美西螈膚色的遺傳是由細胞核控制的。實驗不嚴(yán)謹(jǐn)，缺少對照?？键c二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞核功能實驗探究（2）蠑螈受精卵橫縊實驗有核有核無核不分裂分裂開始分裂蠑螈受精卵繼續(xù)分裂發(fā)育(慢)發(fā)育(快)結(jié)論：細胞分裂、分化受細胞核控制。該實驗有相互對照和自身對照。考點二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞核功能實驗探究（3）變形蟲切割實驗結(jié)論：變形蟲的攝食、生長、分裂等生命活動受受細胞核控制。去核后的變形蟲仍能生活一段時間的原因：已合成的mRNA和蛋白質(zhì)等物質(zhì)仍發(fā)揮作用。單獨的細胞核不能生存的原因：沒有營養(yǎng)物質(zhì)和能量供應(yīng)?？键c二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞核功能實驗探究（4）傘藻嫁接與核移植實驗細胞核嫁接實驗核移植實驗結(jié)論：傘藻形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成受細胞核的控制。僅靠嫁接實驗?zāi)芊裾f明傘帽的形成一定是細胞核的作用？

不能，假根中有少量細胞質(zhì)也有可能決定了傘帽形狀?？键c二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能1.細胞核功能實驗探究細胞核的功能：細胞核是遺傳信息庫；是細胞代謝和遺傳的控制中心。注意：細胞代謝中心是細胞質(zhì)基質(zhì)?？键c二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能2.細胞核的結(jié)構(gòu)核孔（實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流）核仁（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)）核外膜核內(nèi)膜染色質(zhì)（主要由DNA和蛋白質(zhì)組成）核膜（把核內(nèi)物質(zhì)和細胞質(zhì)分開）通常真核細胞一個細胞一個核，但有些細胞有多個細胞核，如：人的骨骼肌細胞中細胞核多達幾百個；高等植物成熟的篩管細胞，哺乳動物成熟的紅細胞等極少數(shù)細胞沒有細胞核。考點二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能2.細胞核的結(jié)構(gòu)核孔復(fù)合體功能：實現(xiàn)細胞核和細胞質(zhì)物質(zhì)交換的通道。核孔復(fù)合體是核質(zhì)交換的雙向選擇性通道，是一種特殊的跨膜運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)復(fù)合體。核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子和小分子物質(zhì)進出細胞核的通道。既介導(dǎo)蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運，又介導(dǎo)RNA、核糖核蛋白顆粒（RNP）的出核轉(zhuǎn)運；不是任何物質(zhì)都能隨意進出的，具有高度選擇性；代謝越旺盛的細胞，核仁體積越大，核孔數(shù)量越多?？键c二

細胞核的結(jié)構(gòu)和功能3.模型構(gòu)建及類型模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述。這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。類型：物理模型：以實物或圖畫形式直觀表達認識對象的特征。如：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,細胞膜的流動鑲嵌模型。物理模型可以是實物和圖畫形式，但不能是照片。概念模型：指以文字表述來抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型。如：對真核細胞結(jié)構(gòu)共同特征的文字描述、光合作用過程中物質(zhì)和能量的變化的解釋、達爾文的自然選擇學(xué)說的解釋模型等。數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。如：酶活性受溫度（PH值）影響示意圖,不同細胞的細胞周期持續(xù)時間等。練習(xí)：(多選)(2025·江西宜春高三質(zhì)檢)核膜上有核孔，核孔構(gòu)造復(fù)雜，與核纖層緊密結(jié)合，成為核孔復(fù)合體(NPC)。心房顫動(房顫)是臨床上最常見并且危害嚴(yán)重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病機制是核孔復(fù)合體的運輸障礙。下列敘述正確的是(

)A.核膜為雙層膜結(jié)構(gòu)，由四層磷脂分子構(gòu)成B.核質(zhì)之間頻繁的物