細(xì)胞膜(系統(tǒng)的邊界流動(dòng)鑲嵌模型)與細(xì)胞核

第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)輸功能

第1講細(xì)胞膜(系統(tǒng)的邊界、流動(dòng)鑲嵌模型)與細(xì)胞核知識(shí)點(diǎn)一細(xì)胞膜的探索歷程和制備1．細(xì)胞膜的探索歷程時(shí)間實(shí)例(實(shí)驗(yàn))結(jié)論(假說)19世紀(jì)末脂溶性物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜歐文頓認(rèn)為膜是由________組成的20世紀(jì)初將膜分離提純，并進(jìn)行化學(xué)分析膜的主要成分是______________1925年紅細(xì)胞膜中脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細(xì)胞表面積的2倍細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子_________________脂質(zhì)

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

排列為連續(xù)的兩層

1959年電鏡下細(xì)胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)羅伯特森認(rèn)為生物膜由蛋白質(zhì)—________—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年人鼠細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜具有________1972年桑格和尼克森提出了生物膜的______________脂質(zhì)

流動(dòng)性

流動(dòng)鑲嵌模型

2.細(xì)胞膜的制備制備方法

哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞

細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器

議一議：植物細(xì)胞的最外層是細(xì)胞壁，為什么“系統(tǒng)的邊界”卻是細(xì)胞膜呢？答案：細(xì)胞壁不屬于原生質(zhì)，具有全透性，是細(xì)胞的分泌物(纖維素等)組成的，不具備系統(tǒng)邊界膜的結(jié)構(gòu)和功能。知識(shí)點(diǎn)二細(xì)胞膜的組成成分、結(jié)構(gòu)和功能1．組成成分

(1)主要成分是______________，另外還有少量的糖類

(2)在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，

________最豐富

(3)功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，________的種類和數(shù)量越多脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

磷脂

蛋白質(zhì)

2．流動(dòng)鑲嵌模型

(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：___________ (2)原因：組成膜的磷脂分子和___________大都是運(yùn)動(dòng)的具有流動(dòng)性

蛋白質(zhì)分子

糖蛋白磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子3.功能

(1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的________(2)控制物質(zhì)

________

功能特點(diǎn)：________

________

相對(duì)穩(wěn)定

進(jìn)出細(xì)胞

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

抗體、激素

相對(duì)的

具有選擇透過性

(3)進(jìn)行細(xì)胞間的________

信息交流

結(jié)構(gòu)和功能

化學(xué)物質(zhì)

細(xì)胞膜

通道

想一想：細(xì)胞表面的糖被有何重要功能？答案：①保護(hù)和潤(rùn)滑作用，如消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白；②識(shí)別作用，如動(dòng)物細(xì)胞表面的糖蛋白(又稱受體蛋白)。知識(shí)點(diǎn)三細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能1．結(jié)構(gòu)核膜主要由DNA和蛋白質(zhì)組成遺傳信息的載體同樣的物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)某種RNA核糖體核孔物質(zhì)交換和信息交流2．功能

遺傳信息庫(kù)

代謝和遺傳

思一思：mRNA和蛋白質(zhì)出入細(xì)胞核需要穿過幾層膜結(jié)構(gòu)？答案：通過核孔，不需穿過膜結(jié)構(gòu)，故為0層。

磷脂分子及其性質(zhì)趣味實(shí)驗(yàn)與反思單層磷脂分子層水界面排列攪拌后形成脂質(zhì)體反思①鋪在水面的單層磷脂分子為什么“頭”朝下？②形成脂質(zhì)體時(shí)為什么尾對(duì)尾而不是頭對(duì)頭？答案：①水為極性分子，磷脂分子“頭”朝下體現(xiàn)了“相似相溶原理”。②攪拌后“脂質(zhì)體”的形成更能體現(xiàn)“相似相溶原理”。1．不同種類的細(xì)胞，細(xì)胞膜的成分及含量不完全相同，這與細(xì)胞的功能有關(guān)，如功能越復(fù)雜的膜上蛋白質(zhì)的種類、數(shù)量越多。2．細(xì)胞在不同時(shí)期，細(xì)胞膜的成分及含量也會(huì)發(fā)生變化，如癌細(xì)胞的糖蛋白減少。閃記：巧記細(xì)胞膜“一·二·三”—流動(dòng)鑲嵌模型—流動(dòng)性、選擇透過性—分隔細(xì)胞與外界環(huán)境、控制物質(zhì)進(jìn)出、進(jìn)行信息交流巧記細(xì)胞核“二·二·五”—細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心—核膜、核孔、核仁、染色質(zhì)、核液1．流動(dòng)鑲嵌模型圖解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、功能及特性

2．細(xì)胞膜的成分糖蛋白的位置只位于細(xì)胞膜的外側(cè)，細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)不存在，可用于確定細(xì)胞膜膜內(nèi)外位置。3．功能分析4．細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能特性及相互關(guān)系

流動(dòng)性和選擇透過性的關(guān)系 (1)區(qū)別：流動(dòng)性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過性是生物膜的功能特性。 (2)聯(lián)系：流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ)，膜只有具有流動(dòng)性，才能實(shí)現(xiàn)選擇透過性。 流動(dòng)性原理——構(gòu)成膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是運(yùn)動(dòng)的；選擇透過性原理——膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。 流動(dòng)性的實(shí)例：細(xì)胞融合、變形蟲變形、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時(shí)膜的厚度改變、動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹或失水皺縮等。整合歸納脂質(zhì)與外界分隔開 (改編題)下圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為物質(zhì)的兩種運(yùn)輸方式，下列敘述正確的是(多選)(

)。A．細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保證了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定B．細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度主要由③決定C．神經(jīng)細(xì)胞膜上識(shí)別遞質(zhì)的是①D．b可表示肌細(xì)胞從組織液中吸收氧氣E．細(xì)胞膜的選擇透過性與②有關(guān)，與③無關(guān)F．流動(dòng)性和選擇透過性是細(xì)胞膜的兩個(gè)特性，二者毫無關(guān)系A(chǔ)C【訓(xùn)練1】

(2013·東城區(qū)綜合練習(xí))下列沒有涉及細(xì)胞間信息交流過程的是(

)。

A．花粉與柱頭相結(jié)合

B．高等植物細(xì)胞間依靠胞間連絲相互交換某些物質(zhì)

C．甲狀腺細(xì)胞表面的糖蛋白結(jié)合垂體細(xì)胞分泌的促甲狀腺激素

D．抗體與異物蛋白結(jié)合

D1．細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)及其功能名稱特點(diǎn)功能核膜和核孔①核膜是雙層膜，外膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，且有核糖體附著②在有絲分裂中核膜周期性地消失和重建③核膜是不連續(xù)的，其上有核孔④核膜具有選擇透過性①化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，核膜上有酶附著，利于多種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行②控制物質(zhì)進(jìn)出，小分子、離子通過核膜進(jìn)出，大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)、功能及實(shí)驗(yàn)探究

核仁①折光性強(qiáng)，易與其他結(jié)構(gòu)區(qū)分②在有絲分裂中周期性地消失和重現(xiàn)參與某種RNA的合成及核糖體的形成染色質(zhì)①易被堿性染料染成深色②主要由DNA和蛋白質(zhì)組成③與染色體的關(guān)系：染色質(zhì)染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體

(1)核膜、核仁在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為周期性地消失和重建。(2)核膜和核孔都具有選擇透過性。(3)核孔的數(shù)量、核仁的大小與細(xì)胞代謝有關(guān)，如代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細(xì)胞，核孔數(shù)多，核仁較大。(4)凡是無核細(xì)胞，既不能生長(zhǎng)也不能分裂，如哺乳動(dòng)物和人的成熟紅細(xì)胞(高等植物的篩管細(xì)胞)；人工去核的細(xì)胞，一般也不能存活太久。(5)有些細(xì)胞不只具有一個(gè)細(xì)胞核，如雙小核草履蟲有兩個(gè)細(xì)胞核，人的骨骼肌細(xì)胞中細(xì)胞核多達(dá)數(shù)百個(gè)。2．細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析兩種美西螈細(xì)胞核移植美西螈皮膚顏色遺傳是由細(xì)胞核控制的該實(shí)驗(yàn)無對(duì)照組，可將白色美西螈胚胎細(xì)胞核移植到黑色美西螈去核卵細(xì)胞形成重組細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)作為對(duì)照橫縊蠑螈受精卵蠑螈的細(xì)胞分裂和分化是由細(xì)胞核控制的該實(shí)驗(yàn)既有相互對(duì)照，又有自身對(duì)照將變形蟲切成兩半變形蟲的分裂、生長(zhǎng)、再生、應(yīng)激性是由細(xì)胞核控制的該實(shí)驗(yàn)既有相互對(duì)照，又有自身對(duì)照傘藻嫁接與核移植傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的傘藻核移植實(shí)驗(yàn)可排除假根中其他物質(zhì)的作用，從而證明是細(xì)胞核控制傘藻“帽”的形狀【典例2】

(經(jīng)典題)細(xì)胞核具有什么功能？科學(xué)家通過下列實(shí)驗(yàn)(見下圖)進(jìn)行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只是很少的細(xì)胞質(zhì)相連，結(jié)果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續(xù)分裂；②b部分分裂到16～32個(gè)細(xì)胞時(shí)，將一個(gè)細(xì)胞核擠入到不能分裂的a部分，結(jié)果a部分開始分裂、分化，進(jìn)而發(fā)育成胚胎。下列敘述中，不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有關(guān)B．實(shí)驗(yàn)①中，b部分細(xì)胞屬于對(duì)照組，a部分屬于實(shí)驗(yàn)組C．實(shí)驗(yàn)②中，a部分的操作與實(shí)驗(yàn)①中的a部分形成對(duì)照D．實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞的壽命與細(xì)胞核有關(guān)破題關(guān)鍵D (2013·改編題)如圖，用動(dòng)物受精卵做下列三個(gè)實(shí)驗(yàn)。以下實(shí)驗(yàn)不能說明的是(

)。A．提取受精卵的核單獨(dú)培養(yǎng)，不久就退化消失，說明缺少細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞核不能生存B．去掉核的細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)，不久也消失，說明缺少細(xì)胞核的細(xì)胞也不能存活太久C．給去核的細(xì)胞重新移入細(xì)胞核，細(xì)胞不僅能正常生活而且能進(jìn)行有絲分裂，說明細(xì)胞只有保持完整性才能進(jìn)行正常的生命活動(dòng)D．實(shí)驗(yàn)說明，細(xì)胞核是系統(tǒng)的控制中心，細(xì)胞質(zhì)是系統(tǒng)的代謝中心D易錯(cuò)點(diǎn)

離子要通過細(xì)胞膜都必須進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸點(diǎn)撥實(shí)際上“通過細(xì)胞膜上的通道蛋白協(xié)助進(jìn)行的運(yùn)輸就是被動(dòng)運(yùn)輸。如靜息電位狀態(tài)下神經(jīng)纖維膜上“Na＋通道”關(guān)閉，“K＋通道”打開，部分K＋外流(由細(xì)胞內(nèi)K＋高濃度向細(xì)胞外K＋低濃度運(yùn)輸)，造成膜外正電位，膜內(nèi)負(fù)電位；相反，神經(jīng)受刺激動(dòng)作電位的形成則是“Na＋通道”打開，Na＋快速內(nèi)流(被動(dòng)運(yùn)輸)的結(jié)果。規(guī)避1個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)、2個(gè)易混點(diǎn)易混點(diǎn)1

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特性

點(diǎn)撥細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(流動(dòng)性)≠功能特性(選擇透過性)，很多題目設(shè)計(jì)故意混淆，要注意。易混點(diǎn)2

誤認(rèn)為核孔是隨時(shí)敞開，大小分子都能進(jìn)出的通道

點(diǎn)撥

(1)核孔并非是一個(gè)簡(jiǎn)單的通道而是由多種蛋白質(zhì)組成的一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)出核孔的物質(zhì)具有嚴(yán)格調(diào)控作用。(2)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核并非都通過核孔。核孔是大分子物質(zhì)出入細(xì)胞核的通道，而小分子物質(zhì)出入細(xì)胞核是通過跨膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，不通過核孔。(2011·江蘇單科，8)核孔是具有選擇性的核質(zhì)交換通道，親核蛋白需通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮功能。如圖為非洲爪蟾卵母細(xì)胞親核蛋白注射實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是(

)。A．親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核由頭部決定B．親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核不需要載體C．親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核需要消耗能量D．親核蛋白進(jìn)入細(xì)胞核的方式與葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞相同C1.(2012·廣東理綜，1)有關(guān)生物膜結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是(

)。

A．膜載體蛋白的合成不需要ATP B．葡萄糖跨膜運(yùn)輸不需要載體蛋白

C．線粒體外膜與內(nèi)膜的主要功能不同

D．變形蟲和草履蟲的細(xì)胞膜基本組成成分不同C2．(2011·海南單科，1)

關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞膜的敘述，錯(cuò)誤的是(

)。

A．細(xì)胞膜含有糖脂和糖蛋白

B．細(xì)胞融合與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)

C．ATP為CO2分子通過細(xì)胞膜提供能量

D．細(xì)胞膜上的大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的C3．(2010·全國(guó)Ⅰ，1)下列過程中，不直接依賴細(xì)胞膜的流動(dòng)性就能完成的是(

)。

A．胰島B細(xì)胞分泌胰島素

B．mRNA與游離核糖體的結(jié)合

C．吞噬細(xì)胞對(duì)抗原的攝取

D．植物體細(xì)胞雜交中原生質(zhì)體融合B4．(2011·全國(guó)新課標(biāo)卷，1)將人的紅細(xì)胞放入4℃蒸餾水中，一段時(shí)間后紅細(xì)胞破裂，主要原因是(

)。

A．紅細(xì)胞膜具有水溶性

B．紅細(xì)胞的液泡體積增大

C．蒸餾水大量進(jìn)入紅細(xì)胞

D．低溫時(shí)紅細(xì)胞膜流動(dòng)性增大C5.判斷正誤

(1)(2011·北京，3A)葉綠體合成的ATP通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核

(

)。

(2)(2011·江蘇，10D)在普通光學(xué)顯微鏡下紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中細(xì)胞核清晰可見 (

)。

(3)(2011·重慶，1A)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通過核膜