高考生物一轮总复习 第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出 第1讲 细胞膜与细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型)课件 新人教版必修1

第二单元细胞的基本结构与物质输入和输出第二单元细胞的基本结构与物质输入和输出必 修 一第一讲细胞膜与细胞核第一讲细胞膜与细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型含生物膜的流动镶嵌模型)考纲要求考纲要求全国卷五年考题全国卷五年考题考点命题考点命题1.细胞膜系统的结构与功能2细胞核的结构和功能2017卷T22016卷T12014卷T12014卷T11.对细胞膜的考查多与物质运输结合以选择题为主2多以图像为主，以选择题的形式考查细胞核的结构，功能1 1考点一考点一2 2考点二考点二3 3考点三考点三4 4课 末 总 结课 末 总 结 1细胞膜的成分考点一细胞膜的成分、结构和功能考点一细胞膜的成分、结构和功能脂质脂质 磷脂磷脂蛋白质蛋白质 2细胞膜成分的鉴定细胞膜成分细胞膜成分鉴定试剂鉴定试剂(方法方法)结果结果磷脂磷脂脂溶剂处理脂溶剂处理细胞膜被溶解细胞膜被溶解磷脂酶处理磷脂酶处理细胞膜被破坏细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过脂溶性物质优先通过蛋白质蛋白质双缩脲试剂双缩脲试剂呈现紫色呈现紫色蛋白酶处理蛋白酶处理细胞膜被破坏细胞膜被破坏 3细胞膜的结构 (1)生物膜结构的探索历程(连线) 4流动镶嵌模型的基本内容一定的流动性一定的流动性 磷脂分子磷脂分子 蛋白质分子蛋白质分子 加快加快 特别提醒 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。 (S)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。信息信息进出细胞进出细胞选择透过性选择透过性 载体种类、数量载体种类、数量 判断下列说法的正误。 (1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同() (2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富() (3)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的() (4)细胞融合与细胞膜的流动性有关() (5)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类() (6)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇() (7)细胞膜含有糖脂和糖蛋白() (8)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同() (9)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定() (10)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性() 1观察下列图示，写出三个图的信息交流类型。 提示提示 图图1通过分泌的化学物质通过分泌的化学物质(如激素、神经递质如激素、神经递质)传递信息；图传递信息；图2通过细胞通过细胞膜直接接触膜直接接触(如精子和卵细胞如精子和卵细胞)传递信息；图传递信息；图3通过细胞通道传递信息，如高等植通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。物细胞的胞间连丝。 2你能否列举23个实例说明细胞的确是“流动的”而不是“静止的”？ 提示胞吞和胞吐、变形虫的运动及吞噬、分泌蛋白和神经递质的合成与分泌等均表明膜具有流动性。 3植物的细胞壁是“系统的边界”吗？ 提示植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。 1细胞膜的三大功能边界、运输、传递 2细胞膜的流动镶嵌模型 (1)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。 (2)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。载体蛋白和通道蛋白都是贯穿蛋白。 3细胞膜的结构特点与功能特性项目项目特点特点原因原因实例实例影响因素影响因素结构结构特点特点一定的一定的流动性流动性构成细胞膜的磷脂分构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运静止的，而是可以运动的动的变形虫的变形变形虫的变形运动、细胞融运动、细胞融合、胞吞、胞合、胞吞、胞吐吐温度：在一定范围温度：在一定范围内，细胞膜的流动性内，细胞膜的流动性随温度升高而增大随温度升高而增大功能功能特性特性选择选择透过性透过性遗传特性遗传特性决定决定载体种类、数量载体种类、数量 决定决定选择透过性选择透过性植物对离子的植物对离子的选择性吸收、选择性吸收、神经细胞对神经细胞对K的吸收和的吸收和Na的排出的排出内因：细胞膜上载内因：细胞膜上载体的种类和数量；体的种类和数量； 外 因 ： 温 度 ，外 因 ： 温 度 ，pH、O2等影响呼吸等影响呼吸作用的因素作用的因素 4生物膜的流动性与选择透过性的关系 (1)区别：具有一定的流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。 (2)联系：只有生物膜具有流动性，是运动的，才能运输物质，表现出选择透过性。 5与细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计归纳项目项目设计思路设计思路细胞膜磷脂双分子层细胞膜磷脂双分子层的鉴定的鉴定提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测磷脂提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测磷脂分子的占有面积，与细胞膜面积对比分析分子的占有面积，与细胞膜面积对比分析细胞膜流动性的鉴定细胞膜流动性的鉴定取取A、B两种动物细胞，分别用红、绿荧光染料标记两两种动物细胞，分别用红、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况细胞膜识别作用探究细胞膜识别作用探究将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况细胞膜控制物质进出细胞膜控制物质进出细胞探究细胞探究可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化液颜色是否发生变化 6控制物质进出功能的验证 (1)染色剂进入实验 高考警示 (1)细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原、癌胚抗原(CEA)等物质。等物质。 (3)细胞识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白(糖被)。细胞膜上糖蛋白能完成细胞间的信息传递功能，主要体现在： 激素和受体细胞的识别。 神经递质和突触后膜上受体结合，使下一个神经元兴奋或抑制，或作用于肌肉或腺体细胞，完成反射活动。 在免疫中，抗原和抗体的识别、效应T细胞和靶细胞的识别。 受精过程中，精子和卵细胞的识别。糖蛋白是一类物质的统称，也具有专一性，在应用中要注意区分。 解析鸡血细胞中含有各种细胞器膜和核膜，不能用来制备纯净的细胞膜，A错误；细胞膜上的糖蛋白具有识别和保护、润滑作用，B正确；用蛋白酶处理细胞膜会破坏细胞膜中的蛋白质，改变其通透性。C错误；多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现依赖于物质和能量的交换和信息交流，D错误。B 例例 1 4种常考的“膜蛋白” (1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白糖蛋白。 (2)膜载体蛋白：膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。 (3)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)。 (4)识别蛋白：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)。技巧点拨技巧点拨 变式训练变式训练 B 解析荧光染料与细胞膜组成成分结合，随着该组成成分移动而移动，细胞膜上荧光物质的移动表明细胞膜具有流动性。D A细胞膜功能的复杂程度主要由决定 B神经细胞膜上识别神经递质的是 Cb可表示肌细胞从组织液中吸收氧气 D细胞膜的选择透过性既与有关，也与有关 解析细胞膜的功能主要由膜蛋白决定，A项错误；神经细胞膜上能识别神经递质的是糖蛋白，B项错误；分析图形，为细胞膜的外侧，为细胞膜的内侧，肌细胞从组织液中吸收氧气，氧气一般从细胞膜外侧进入细胞膜内侧，C项错误；细胞膜的选择透过性与都有关，D项正确。 1细胞核的结构 (1)填写图中结构名称： a_，b._，c._。 (2)写出图中结构的相应功能： b功能：是_的主要载体。 c功能：与某种_的合成以及_有关。 d功能：实现核质之间频繁的_和信息交流。考点二细胞核的结构与功能考点二细胞核的结构与功能核膜核膜染色质染色质核仁核仁DNARNA核糖体的形成核糖体的形成物质交换物质交换 2细胞核的功能 (1)是_，是遗传物质储存和复制的主要场所。 (2)是_的控制中心。遗传信息库遗传信息库细胞代谢和遗传细胞代谢和遗传 3细胞核的功能探究 (1)黑白美西螈核移植实验 实验过程 实验结论：_。美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制变形虫的分裂、生长、再生、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 伞藻嫁接实验过程伞藻伞藻“帽帽”的形状是由细胞核控制的的形状是由细胞核控制的 (1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出() (2)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同() (3)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心() (4)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核() (5)核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建() (6)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() (7)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译() 1核孔是大分子物质出入细胞核的通道，它对物质的通过是否也具选择性？试分别列举经核孔进入核、出核及不能通过核孔的物质。 提示核孔对物质的通过具选择性；如部分大分子的蛋白质经核孔入核，mRNA经核孔出核，DNA则不能通过核孔。 2细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心吗？ 提示不是，细胞代谢的主要场所是细胞质基质。 3核孔具有选择透过性吗？核孔的数量是否可变？ 提示具有选择透过性，细胞核的核孔数目多少及核仁大小均与细胞代谢旺盛程度有关。 1细胞核的结构及其功能名称名称特点特点功能功能 核核膜膜和和核核孔孔核核膜膜核膜是双层膜，是真核细胞特有的结核膜是双层膜，是真核细胞特有的结构构外膜与内质网相连，且有核糖体附着外膜与内质网相连，且有核糖体附着在有丝分裂中核膜周期性地消失和重在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建建将细胞核与细胞质分隔开，将细胞核与细胞质分隔开，具有一定的保护作用具有一定的保护作用控制物质进出，小分子、离控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出具有一定的选子通过核膜进出具有一定的选择性择性核核孔孔核膜上的一种孔道结构，细胞类型的不核膜上的一种孔道结构，细胞类型的不同和细胞生长阶段不同，核孔的数量和同和细胞生长阶段不同，核孔的数量和大小都有差异，一般代谢旺盛、蛋白质大小都有差异，一般代谢旺盛、蛋白质合成较旺盛的细胞中，核孔较多合成较旺盛的细胞中，核孔较多能选择性地转运核内外物质，能选择性地转运核内外物质，是某些大分子物质进出的通道是某些大分子物质进出的通道(RNA和蛋白质和蛋白质)，实现核质之，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流间频繁的物质交换和信息交流名称名称特点特点功能功能 核仁核仁折光性强，颜色深，易与其他结构折光性强，颜色深，易与其他结构区分区分在有丝分裂中周期性地消失和重现在有丝分裂中周期性地消失和重现参与某种参与某种RNA的合成及核的合成及核糖体的形成糖体的形成染色质染色质特性：易被碱性染料染成深色特性：易被碱性染料染成深色成分：主要由成分：主要由DNA和蛋白质组成和蛋白质组成形态：染色质为丝状物；染色体为形态：染色质为丝状物；染色体为棒状小体，二者可以相互转化棒状小体，二者可以相互转化染色体染色体(质质)是遗传物质是遗传物质DNA的主要载体的主要载体 2细胞核与其它知识的整合 (1)物质运输：核孔是大分子物质运输(RNA出核，蛋白质入核)的通道，小分子和离子则可选择性透过核膜。 (2)基因表达：转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质。 (3)有丝分裂：核膜和核仁周期性的消失(前期)和重建(末期)。 (4)细胞衰老：细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 高考警示 有关细胞核的几个警示点 (1)不能混淆细胞代谢的控制中心(细胞核)与细胞代谢的中心(细胞质基质)。 (2)细胞核中行使遗传功能的结构是染色质，因为染色质的主要成分是DNA和蛋白质。 (3)核膜是具有双层膜的结构，但不属于具有双层膜的细胞器。外层核膜与内质网相连，故上面也会附着一些核糖体和多种酶。 (4)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。 (5)核膜和核孔都具有选择透过性。 (6)凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。 (7)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。C 例例 2 A核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关 B人体成熟的红细胞中核孔数目较少，影响到物质的运输 C核孔复合物的存在，说明核膜也具有选择性 DmRNA在细胞核内合成后通过核孔运出细胞核是不需要消耗能量的 解析核膜有内膜与外膜两层膜，共有四层磷脂分子，A项错误；人体成熟的红细胞没有细胞核，无核孔，B项错误；核孔运输与核孔复合物有关，说明核膜也具有选择性，C项正确；mRNA在细胞核内合成后，通过核孔运出细胞核，是需要ATP供能的，D项错误。 1物质进出细胞核并非都通过核孔： 核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道； 小分子物质可通过核膜进出细胞核。 2并不是所有物质都能进出核孔： 核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。易错提醒易错提醒 3核仁不是遗传物质的储存场所： 核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 4核孔的数量和核仁大小是不固定的： 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。 A能够将核内物质与细胞质分开 B与rRNA的合成及核糖体的形成有关 C蛋白质合成旺盛的细胞中，数量较多，数目不变 DRNA主要是通过从细胞核到达细胞质的 解析分别表示核糖体、内质网、核膜、染色质、核仁和核孔。核膜能够将细胞核内的物质与细胞质分隔开来。核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关。蛋白质合成越旺盛，核孔数量越多，但染色质的数目不变。变式训练变式训练 B A控制c性状发生的遗传信息来自细胞核 B控制c性状发生的遗传信息来自细胞质 Cc性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的 D细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生A 解析由题中实验可知，a细胞的细胞核放入经人工处理后去核的b细胞，培养一段时间后形成的c细胞表现出a细胞的性状。将b细胞经人工处理后得到的细胞培养一段时间，表现出b细胞的性状，显然细胞核决定性状，即控制c性状发生的遗传信息来自细胞核，与细胞质无关。本实验中的观察目标是细胞，并不能代表生物体的一切性状。考点三实验：制备细胞膜的方法考点三实验：制备细胞膜的方法吸水涨破吸水涨破成熟红细胞成熟红细胞细胞核细胞核细胞器细胞器细胞壁细胞壁清水清水细胞膜细胞膜 判断下列说法的正误。 (1)只要是红细胞，都可以作为细胞膜制备的实验材料() (2)原核细胞与哺乳动物成熟的红细胞一样，磷脂分子层的面积约是细胞膜面积的2倍() (3)哺乳动物成熟的红细胞具有核糖体，仍能合成蛋白质() (4)可以用鸡的红细胞制备纯净的细胞膜() 1原核细胞没有核膜和其他细胞器膜，能否作为提取细胞膜的实验材料？为什么？ 提示不能，原核细胞有细胞壁。 2将磷脂分子伸展在水表面会是磷脂双分子层的状态吗？ 提示不会，应是磷脂单分子层，亲水头部与水面接触，疏水的尾部与空气接触。 1实验原理、步骤及现象 2实验注意问题 (1)选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因： 动物细胞没有细胞壁。 哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器(一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料，因为有细胞核和各种细胞器)； 红细胞数量多，材料易得。 (2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是： 使红细胞分散开，不易凝集成块。 使红细胞暂时维持原有的形态。 (3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。 (4)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。 (5)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。 解析家鸡的红细胞为正常细胞，有细胞核和各种细胞器，因此不能用家鸡的红细胞做实验材料；去除植物细胞的细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶；用显微镜观察时，需先在低倍镜下找到要观察的目标，然后再用高倍镜观察。C 例例 3 解析植物细胞具有细胞壁，细胞壁与细胞膜紧贴在一起不易分离，因此洋葱根尖分生区细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞不能作为实验材料。神经细胞里有细胞核和许多细胞器，它们的膜与细胞膜混在一起，不易分开，因此神经细胞不可以作为制备纯净的细胞膜的材料。变式训练变式训练 D 课末总结课末总结 B 解析完整的细胞膜能够控制物质进出细胞，台盼蓝染色剂不能通过完整的细胞膜进入细胞，所以具有完整细胞膜的活细胞不被染色，而不完整的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂可进入细胞内，将细胞染成蓝色，A正确；检测蛋白质时可用双缩脲试剂进行显色，而检测氨基酸时不能用双缩脲试剂，B错误；染色体容易被碱性染料(如醋酸洋红液)染色，在细胞分裂中期，可观察到被染色的染色体的形态和数目，C正确；斐林试剂由0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液等量混合制成，其中含有一定量的Cu2和OH，葡萄糖是还原糖，可在5065水浴条件下与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，D正确。BD 解析为内质网，为细胞膜，都属于生物膜系统；为中心体，无膜结构，不属于细胞的生物膜系统，A项错误。结构为细胞膜的凸起，增大了细胞膜的表面积，B项正确。为核膜，与其他生物膜一样有选择透过性；为核孔，对大分子物质具有选择性，C项错误。细胞膜不同部位的结构不同，化学成分和功能有差异，D项正确。 解析细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞膜、线粒体膜和核膜的功能不同，这与各膜中所含不同功能的蛋白质有直接关系，B项错误；分泌蛋白通过胞吐分泌到细胞外，该过程是通过膜的流动性实现的，涉及膜脂的流动，C项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D项错误。C 4(2015海南卷，1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述，错误的是() A细胞膜是一种选择透过性膜 B乙醇通过细胞膜需要消耗ATP C氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜 D蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中 解析活细胞的细胞膜对物质的进出具有选择性，A项正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不消耗ATP，B项错误；氨基酸通过细胞膜需要载体蛋白协助，C项正确；流动镶嵌模型认为蛋白质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，D项正确。B