第04讲 细胞膜与细胞核 课件

这是一份第04讲 细胞膜与细胞核 课件，共60页。PPT课件主要包含了细胞膜的结构与功能，细胞核的结构与功能，细胞膜的功能，胆固醇，种类和数量，蛋白质或脂质，2细胞膜成分组成，3特点，流动性，选择透过等内容，欢迎下载使用。

概述细胞膜的功能，阐明细胞膜功能上具有选择透过性；概述生物膜的结构，阐明生物膜结构上具有一定的流动性；概述细胞核的结构，阐明遗传信息主要储存在细胞核中；活动：尝试制作真核细胞的结构模型
基于对细胞膜和细胞核结构和功能的学习，能够结合具体实例说出相应的功能，认同结构与功能相适应的观点。
通过对细胞膜和细胞核结构的认知，尝试构建细胞膜和细胞核的结构模型，学会利用模型解释和解决实际问题的能力
学会探究细胞核的功能，并能对该实验进行设计与分析，掌握实验设计的对照原则和荧光标记技术
(1)在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞( )(2)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定( )(3)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同 ( )(4) 参与细胞间信息交流的受体均位于细胞膜上( )(5)细胞膜的流动性与温度没有关系( )(6)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性( )(7) 两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递( )(8) 鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染色成蓝色( )(9)动植物细胞膜上的脂质主要是磷脂和胆固醇( )
1.“台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法，其原理是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．细胞膜上蛋白质分子的分布情况是__________________________________________________________________________________________________________。3.细胞膜外表面糖被的作用是___________________________________________。4.细胞壁不能作为“系统的边界”的原因是：______________________________________________________________________。5.有关的细胞间信息交流的方式有______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
台盼蓝是死细胞染料，活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞，不允许其进入，而死细胞的细胞膜是全透的，台盼蓝染液可进入将其染色
有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层
参与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能
细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞
通过化学物质实现细胞间间接的信息交流；通过细胞膜的直接接触实现细胞间直接的信息交流；通过两个细胞间形成通道进行信息交流
将细胞与外界环境分隔开
精卵结合
2.细胞膜的成分 (1)对细胞膜成分的探索
3.细胞膜的结构 (1)对细胞膜结构的探索
蛋白质—脂质—蛋白质
(2)流动镶嵌模型的基本内容
磷脂分子和蛋白质分子　
4.植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)
与细胞膜相关的5个易错提醒(1)组成细胞膜的基本支架：是磷脂双分子层而不是蛋白质。(2)各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关：功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。(3)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中则没有。(4)细胞膜的成分并不是不可变的：如细胞癌变的过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。(5)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，都与细胞识别作用有关。
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1.细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系
2.不同生物细胞壁的主要成分
溶菌酶可以水解，起到杀菌作用
3.与细胞膜相关的实验设计 (1)细胞膜成分的鉴定方法
(2)细胞膜结构特点——流动性的验证①方法：荧光标记法。②现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子，做如图实验。
③结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。
(3)细胞膜的功能探究①控制物质进出细胞功能的验证
（4）细胞膜功能特性——选择透过性的验证
1．从三个角度理解细胞膜结构与功能的统一性
3.五种常考的“膜蛋白”
4．生命系统信息传递的三类主体
1．虽然细胞膜内部是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因是什么？(必修1　P45“旁栏思考”)
提示：一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白通过细胞膜。
2．下图所示脂质体是一种人工膜，主要由磷脂组成，能将药物运送到特定的细胞发挥作用。脂质体表面交联抗体的作用是什么？为什么两类药物包裹的位置不同？推测脂质体到达特定的细胞后，药物如何进入细胞内发挥作用？
提示：脂质体表面交联抗体利于靶向治疗。由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性药物可稳定地包裹其中。由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，可能以被细胞胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
3．用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。[提示]胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。
4.如果将磷脂分子置于空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
围绕细胞膜的物质组成，考查理解能力
光反应产生ATP，场所是基粒的类囊体薄膜，故叶绿体基粒上分布有催化ATP合成的酶，内膜没有，A错误；在有氧条件下，葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，才能进线粒体，线粒体的膜上没有分解丙酮酸的酶，B错误；激素能接受神经递质和激素的调节，故肌肉细胞细胞膜上分布有与神经递质或激素等信息分子结合的受体蛋白，C正确；一个神经元上可以分布有一种或多种与神经递质结合的受体蛋白，能接受一种或者多种神经递质的调节，D错误。
1．(2022·衡水模拟)下列有关生物膜蛋白的叙述，正确的是(　　)A．叶绿体内膜和基粒上分布有催化ATP合成的酶B．线粒体外膜上葡萄糖载体蛋白含量较内膜低C．肌肉细胞细胞膜上分布有与神经递质或激素等信息分子结合的受体蛋白D．一个神经元上只分布有一种与神经递质结合的受体蛋白
结合细胞膜的结构和功能，考查生命观念
图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有识别、保护和润滑的作用；②是膜蛋白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架；③是磷脂分子，是构成细胞器膜、核膜等各种生物膜的主要成分；④由蛋白质组成，能保持细胞内部结构有序性。
2．如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是A．①是糖脂，具有保护和润滑的作用B．②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用C．③可以是细胞器膜的主要成分D．④由纤维素组成，能保持细胞内部结构有序性
3.基于细胞膜的结构与功能的关系判断，下列推论不合理的是(　　) A.膜的内、外表面有较多的亲水基团，使得溶于水的离子可自由通过 B.细胞膜使人体组织细胞与内环境在组分和理化性质方面保持了一定的差异 C.逆浓度梯度跨细胞膜转运葡萄糖时，载体与葡萄糖的结合和分离需消耗能量 D.若细胞膜外表面分布有抗体，则抗原与其作用可导致细胞膜的功能异常
离子不能自由通过细胞膜，A错误；细胞膜将细胞与外界环境分隔开，使人体组织细胞与内环境在组分和理化性质方面保持了一定的差异，B正确；葡萄糖逆浓度梯度跨细胞膜转运时，方式为主动运输，载体与葡萄糖的结合和分离需消耗能量，C正确；若细胞膜外表面分布有抗体，则抗原与其作用可导致细胞膜的功能异常，如细胞膜的通透性增大等，D正确。
结合创新实验，考查科学探究能力
由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性，A正确；应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率，B错误；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间延长，C正确；由于实验过程中一部分荧光消失，所以漂白区域恢复足够长的时间荧光强度仍小于漂白前，D正确。
附加题：(不定项)下列说法不正确的是(　　 ) A．欧文顿通过化学分析的方法提出了“细胞膜是由脂质组成的” B．罗伯特森在高倍镜下观察到“暗—亮—暗”的膜结构，构建了生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型 C．流动镶嵌模型是由辛格和罗伯特森共同提出的 D．建立生物膜结构模型过程中，实验技术的进步起了关键性的推动作用
19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现脂溶性物质更容易通过细胞膜，由此提出细胞膜是由脂质构成的，并非通过化学分析得出此结论，A错误；罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的暗—亮—暗三层结构，B错误；1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，C错误；在建立生物膜结构模型的过程中，实验技术的进步起了关键的推动作用，D正确。
(1)由生物膜的流动镶嵌模型可知，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架。由于蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，因而蛋白质分子在生物膜上的分布是不均匀的，进而使生物膜的结构表现出不对称性。(2)人—鼠细胞融合的实验表明细胞膜上的蛋白质是可以运动的，证明了细胞膜具有一定的流动性。
5.科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答下列问题：(1)在“流动镶嵌模型”中，构成生物膜基本支架的是__________________，由于________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的___________________，由此能较好地解释细胞膜结构的________性。
(3)根据表中的数据进行分析可得，不同细胞的细胞膜的组成物质的种类相同，但物质的含量有一定的差别。
(3)通过其他方法，测得多种细胞膜的化学成分，如下表：依据表数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是___________________________，主要区别是_____________________________。
组成不同细胞膜的物质种类相同
组成不同细胞膜的物质含量有差别
(4)单层磷脂分子的面积为S，而生物膜是由磷脂双分子层构成的，该细胞膜的表面积约为S/2。(5)温度升高到一定程度后，原来垂直排列在膜表面的磷脂分子有75%排列不整齐，膜的表面积变大，是因为构成细胞膜的磷脂分子可以运动，细胞膜具有一定的流动性。
(4)科学家将哺乳动物成熟红细胞中膜结构中的磷脂分子提取出来，铺展在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为_______。(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是_____________________________________________________________。
构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性
(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出( )(2)细胞核是细胞的代谢中心( )(3)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核( )(4)蓝细菌无细胞核，也无核糖体( )(5)以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，属于物理模型( )(6)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同 (　　)(7)代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大（ ）(8)细胞是生物体代谢和遗传的基本单位(　 　)(9)核膜、核仁在细胞分裂间期消失，末期重新出现（ ）
1.染色质与染色体的关系是： 。2.细胞核的功能：____________________________________________________。3.细胞 的基本单位。4.核膜、核孔都有选择性，试举例说明：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
是细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
小分子物质可通过核膜进出细胞核，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
既是生物体结构的基本单位，也是生物体遗传和代谢
1.细胞核功能实验探究 (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
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
核糖体RNA(rRNA)
细胞代谢增强，其数目增多
真核细胞内一般单核，但哺乳动物成熟红细胞、植物筛管细胞和分裂期的细胞无核，而有些细胞有多个核，人体骨骼肌细胞可多达数百个核
4.细胞在生命系统中的地位
细胞核“二·二·四”　
1．细胞核的结构及其功能
2．模型建构(1)模型：是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。(2)类型： 、概念模型、数学模型等。3．尝试制作真核细胞的三维结构模型(1)目的要求①尝试制作真核细胞的三维结构模型。②体验建构模型的过程。 
(2)材料用具：根据模型种类选取材料用具。(3)建立模型确定制作模型的种类、规格↓确定使用的材料用具↓确定制作模型的实施过程和具体分工↓完成模型的制作↓检查、修补存在的缺陷(4)表达和交流：对各小组模型进行评价
1.核仁组分：包括rRNA，rDNA和核糖核蛋白。作用：核仁是rDNA基因存储，rRNA合成加工以及核糖体亚单位的装配场所。数目：一般是一个，但非洲爪蛙有两个核仁。变化：核仁的大小、形状随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。代谢旺盛的细胞, 核仁大,可占总核体积的25%。周期：在细胞周期过程中,核仁“形成——消失——形成”周期性的消失与重建。核仁形成的分子机理尚不清楚，但需要rRNA基因的激活。
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。
(2)双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。(3)双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。
3.对细胞核认识的四个易错点
核仁不是遗传物质的储存场所
1．为什么真核细胞的核仁被破坏后，抗体合成将不能正常进行？提示：(1)细胞代谢越旺盛，核孔数量越多(2)核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。
3．黑白美西螈核移植实验是否严谨？
提示　不严谨。缺少对照实验，应加一组：将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中并培养，观察美西螈肤色。
4．某种亲核蛋白(在细胞核内发挥作用的蛋白质)包括较大的头部和细长的尾部两个部分。利用蛋白酶水解法进行一定程度的水解，可把蛋白质的头部和尾部分开，分别将头部和尾部注入细胞质中，检测它们是否能够进入细胞核，实验结果如图所示。由实验现象得出的实验结论是什么？
提示：亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。
5．据图分析细胞核的结构和功能：
(1)将①彻底水解主要可得到的有机小分子有哪些？(2)代谢旺盛的细胞，②的体积较大，请解释原因。(3)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
结合细胞核的结构与功能，考查生命观念
细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，A正确；真核生物的遗传信息储存在DNA分子中，染色体是DNA的主要载体，线粒体和叶绿体中也含有遗传物质DNA，B错误；蛋白质、RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核，体现了核孔的选择透过性，C正确；细胞有丝分裂过程的前期，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，染色质高度螺旋化成为染色体，D正确。
1.(2022·陕西汉中联考)下列关于真核细胞细胞核的叙述，错误的是(　　)A.细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心B.生物的遗传信息都储存在染色体中C.核孔具有选择透过性，可允许一些物质通过D.细胞进行有丝分裂时，核仁解体，染色质高度螺旋化
2.细胞核控制着细胞的代谢和遗传。因此，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”或者细胞的“控制中心”。下列事实不能说明这一观点的是(　　) A.个体较大的原生动物，如草履虫，其细胞中会出现两个细胞核 B.细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化形成染色体 C.黑色美西螈的细胞核与白色美西螈的去核卵细胞融合后的重组细胞会发育成黑色美西螈 D.失去细胞核的变形虫不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应
细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，个体较大的原生动物(如草履虫)会出现两个细胞核，可以保证细胞较高的核质比，有利于细胞的正常代谢和遗传，A不符合题意；细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化形成染色体只是细胞结构在形态上的改变，不能说明细胞核的作用，B符合题意；真核生物的遗传物质DNA主要分布在细胞核中，美西螈的皮肤颜色受细胞核控制，可说明细胞核控制着细胞的遗传，C不符合题意；失去细胞核的变形虫不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应，说明细胞核对维持细胞的生命活动至关重要，D不符合题意。
结合细胞核功能的探究实验，考查科学探究能力
该实验的目的是证明黑色美西螈的肤色由细胞核控制，A正确；该实验说明细胞核是遗传的控制中心，B正确；可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中形成重组细胞进行培养，作为对照，C正确；美西螈细胞核的核膜主要由脂质(磷脂)和蛋白质组成，D错误。
3.(2022·许昌期中)下列为黑白美西螈核移植实验流程示意图，据图分析不正确的是(　　)A.该实验的目的是证明黑色美西螈的肤色由细胞核控制B.该实验说明细胞核是遗传的控制中心 C.可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中形成重组细胞进行培养，作为对照D.美西螈细胞核的核膜主要由磷脂和糖类组成
有核细胞出现死亡的原因可能有两个方面：一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。无核细胞随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4天全部死亡，说明没有细胞核的细胞其生命活动无法进行。
附加题：(不定项)伞藻结构可分为“帽”“柄”和“足”三部分。科学家用地中海伞藻和细圆齿伞藻做嫁接实验，结果如图所示。该实验不能得出的结论是(　　 ) A．细胞核和细胞质在结构上没有联系 B．伞帽形态结构的建成取决于细胞质 C．伞帽形态结构的建成与“足”有关 D．该实验中缺少对照，不能得出结论
题图显示，伞藻的“足”中含有细胞核。将地中海伞藻的伞柄嫁接到细圆齿伞藻的“足”上，结果地中海伞藻的伞柄上长出的是细圆齿伞藻的伞帽；将细圆齿伞藻的伞柄嫁接到地中海伞藻的“足”上，嫁接后，细圆齿伞藻的伞柄上长出的是地中海伞藻的伞帽。由此说明伞帽形态结构的建成与“足”有关。
(1)(必修1 P45)细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子叫作糖被，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。(2)(必修1 P57)模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。
(1)(必修1 P40)细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。(2)(必修1 P41)多细胞生物体内各个细胞的协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。(3)(必修1 P43)细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类；功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。