第5讲 细胞的基本结构

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1、第5讲 细胞膜与细胞核,2017备考最新考纲,1.细胞膜系统的结构和功能()。2.细胞核的结构和功能()。,（1）19世纪欧文顿：用500多种物质对植物细胞的通透性作研究。发现：凡是脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。,推理：,膜是由脂质组成的,一、对生物膜结构的探索历程,（2）20世纪初，科学家们第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是 。,脂质和蛋白质,（1）动物细胞没有细胞壁，制备细胞膜更容易。,（2）人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可以制备得到纯净的细胞膜。,（3）红细胞单个存在便于制成悬浮液。,选材原因：

2、,（3）1925年，两位荷兰科学家用丙酮(一种有机溶剂)提取红细胞膜中的脂质，然后在水面将脂质铺成单分子排列的一层，测得总面积恰好为红细胞表面积的2倍。,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。,研究发现，脂质分子主要是磷脂，它是怎样排列成单分子层或双分子层的呢？,易与水结合在一起,2条长脂肪酸链组成，性质像油，不能与水结合,（4）1959年，罗伯特森提出的“三明治”结构模型，所有生物膜都由三层结构。,蛋白质脂质蛋白质,1. 把膜的动态结构描写成静止的不变的。,2. 认为蛋白质在膜中的分布是:均匀分布在脂双层的两侧。,不足之处,（5）1970年有科学家做了下列实验,细胞膜上的蛋白质具有流动性。

3、,实验表明：,其他实验：细胞膜上的磷脂分子也具有流动性。,流动镶嵌模型,1.磷脂双分子层构成了膜基本支架。,2.蛋白质,镶在膜的表面,嵌入、贯穿,（6）1972年，桑格 & 尼克森在新的观察和实验证据的基础上 ，提出细胞膜的“流动镶嵌模型”。,细胞膜的结构流动镶嵌模型,(1)结构模型,糖蛋白,磷脂双分子层,蛋白质分子,(2)结构特点： 特点：具有一定的 。 原因：组成膜的 和 大都是运动的。 注 糖蛋白只分布在细胞膜的外侧，另一侧则为细胞膜的内侧。,流动性,磷脂分子,蛋白质分子,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,（2）蛋白质,载体蛋白：,主动运输、协助扩散,通道蛋白：,

4、水通道蛋白、离子通道蛋白,受体蛋白：,与信号分子（如激素、神经递质）结合,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,（2）蛋白质,载体蛋白：,通道蛋白：,受体蛋白：,功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,（2）蛋白质,（3）糖蛋白：,在细胞膜的外表，由细胞膜上的蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。,识别；保护和润滑。,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,（2）蛋白质,（3）糖蛋白：,（4）糖脂：,在细胞膜的外侧，脂质分子和糖类结合形成糖脂。,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,

5、（2）蛋白质,（3）糖蛋白：,（4）糖脂：,（5）胆固醇：,胆固醇只存在于动物细胞，植物细胞和原核细胞一般没有胆固醇。,2、细胞膜的成分,（1）细胞膜的基本支架是,磷脂双分子层,（2）蛋白质,（3）糖蛋白：,（4）糖脂：,（5）胆固醇：,（6）癌细胞：,细胞膜的成分改变，产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。,细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性降低，容易分散和转移。,（1）将细胞与外界环境隔开,3、细胞膜的功能,（2）控制物质进出细胞,小分子,大分子,被动运输,自由扩散,协助扩散,（顺浓度梯度的扩散）,（逆浓度梯度的运输）,主动运输,胞吞,胞吐,（顺浓度梯度的扩散）,（逆浓度梯度的

6、运输）,小分子和离子可以直接穿过细胞膜，方式为自由扩散、协助扩散和主动运输。体现了膜的功能特点：,选择透过性,细胞的胞吞和胞吐都需要能量,大分子物质进出细胞的方式,胞吐,胞吞,体现了膜的流动性,(1)将细胞与外界环境隔开,3、细胞膜的功能,(2)控制物质进出细胞,(3)进行细胞间的信息交流,3.进行细胞间的信息交流（1）,细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。,发出信号的细胞,靶细胞,与膜结合的信号分子,相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合;抗原呈递；接触抑制。,3.进行细胞间的

7、信息交流（2）,相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用,胞间连丝切片（柿子果肉细胞）,3.进行细胞间的信息交流（3）,巧记细胞膜“一、二、三”,1.如图为细胞膜成分、结构及功能间的相互关系，请写出内容,提示 蛋白质分子 糖蛋白 流动性 选择透过性,2.如图为细胞膜的三大功能，请填出空白处内容,提示 内部环境的相对稳定 物质进出细胞 信息传递 胞间识别,跟进题组,题组一 细胞膜的成分及结构特点,1.生物膜上的蛋白质称为膜蛋白。下列有关膜蛋白的叙述，错误的是( ),A.部分膜蛋白具有催化作用 B.膜蛋白在细胞膜

8、内外两侧对称分布 C.载体的种类决定细胞主动运输物质的种类 D.膜蛋白的种类和含量决定了生物膜功能的复杂程度 解析 生物膜上的蛋白质镶嵌、贯穿在磷脂双分子层上，因此膜蛋白在细胞内外的分布是不对称的。 答案 B,2.下列能正确表示细胞膜结构的是( ),解析 细胞膜的组成成分有磷脂、蛋白质和糖类，其中细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，蛋白质或镶在磷脂双分子层表面，或嵌插于磷脂双分子层中，或贯穿于整个磷脂双分子层中；糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，位于细胞膜的外表面；磷脂分子包含亲水头部和疏水尾部，故A、B、D错，C正确。 答案 C,题组二 细胞膜的功能,3.(2014福建理综，4)细胞的膜蛋白具有物质运

9、输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( ),答案 D,4.细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用，下列相关叙述正确的是( ),A.载体蛋白是镶在细胞膜外表面的蛋白质 B.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 C.磷脂双分子层不能体现细胞膜的选择透过性 D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的 解析 载体蛋白往往贯穿于细胞膜,A错误；细胞膜外侧有糖蛋白而内侧没有，B正确；磷脂双分子层能优先允许脂溶性分子通过,可以体现细胞膜的选择透过性，C错误；细胞膜进行细胞间的信息交流还可以借助于通道，如胞间连丝，D错误。 答案 B,题组三 细胞膜制备、结构

10、及功能相关实验探究,5.(2015齐鲁名校调研) 人鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是( ),A.当温度增加到15 以上时，膜的流动性发生变化 B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动 C.温度对膜蛋白的扩散有影响 D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 解析 构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15 以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。温

11、度升高，膜蛋白相对运动加剧，细胞膜流动性增强。图示数据能说明温度增加到15 以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。 答案 D,6.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是( ),A.死细胞与活细胞的核酸结构不同 B.死细胞与活细胞的核酸含量不同 C.活细胞能分解染色剂PI D.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入 解析 活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞。 答案 D,考点二 细胞核的结构与功能,白美西螈,实验结果：,得出结论：,美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核

12、控制的。,资料 1：黑白美西螈的核移植实验,黑美西螈,实例：克隆羊多莉的诞生,由此可见，生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的。,黑面母羊,白面母羊,代孕母羊,去核卵细胞,核,资料2：,资料2说明细胞核与什么生命活动有关系？,蝾螈的受精卵,蝾螈,细胞核控制着细胞的分裂和分化； 没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。,资料3：,细胞核,有细胞核,变形虫一分为二,无细胞核,分析资料3：这个实验你可以得出什么结论?,变形虫,细胞核是控制生命活动的中心。,资料4：,结论：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,伞藻嫁接实验,伞藻核移植实验,甲 乙,甲 乙,甲假根 乙假根,甲柄,乙柄,菊花形帽,一、细胞核的功能

13、,细胞核控制着细胞的代谢和遗传。,二、细胞核的功能：控制细胞的代谢和遗传。,是细胞的“大脑”“控制中心”,想一想：细胞核有哪些结构，使其成为细胞的“控制中心”？,核孔,染色质,核膜,核仁,核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）,染色质（由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体）,核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）,核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）,思考： 在细胞核各个结构中，与其功能（控制代谢和遗传）最相关的结构是什么？这种结构含有什么遗传物质？,答：在细胞核中，与其功能有关的最重要的结构是染色质，它含有遗传物质DNA；DNA和蛋白质共同构成染色质。,染色质与染色体

14、的关系,高度螺旋化、缩短变粗,解螺旋,染色质 (丝状）,（分裂间期）,染色体 (圆柱状),（分裂期）,细胞核功能全面阐述： 是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。,思考： 同一个生物内所有细胞的“蓝图”（遗传信息）都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的结构、功能如此多样？,同一个生物内所有细胞的“蓝图” （遗传信息）相同；体内细胞的形态结构、功能的多样性是细胞分化的结果。,总结,细胞核,功能：,是遗传信息库； 是细胞代谢和遗传的控制中心,结构,核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）,染色质（由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体）,核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）

15、,核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）,跟进题组,题组一 细胞核的结构和功能,1.(2016安徽六校联考)心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病。最新研究表明，其致病机制是核孔复合物的运输障碍。据此分析正确的是( ),A.核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关 B.核孔运输障碍发生的根本原因可能是输码核孔复合物的基因发生突变所致 C.人体成熟的红细胞中核孔数目很少，因此红细胞代谢较弱 D.tRNA在细胞核内合成后，经主动运输进入细胞质发挥作用,B,2.如图表示细胞核的结构,下列关于细胞核的结构说法错误的是( ),A.能够将核内物质与细胞质分开

16、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，数目较多 D.RNA主要是通过从细胞核到达细胞质的,C,(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失，分裂末期重建。 (2)核膜、核孔都有选择性：DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外，物质进出核孔时仍消耗能量。 (3)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。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。 (4)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，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。,题组二 细胞核功能实验探究,