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1、第三讲第三讲细胞核和生物膜系统细胞核和生物膜系统【学习目标学习目标】1 1、细胞核的结构和功能、细胞核的结构和功能2 2、原核细胞的基本结构、原核细胞的基本结构3 3、真核细胞和原核细胞的主要区别、真核细胞和原核细胞的主要区别4 4、生物膜和生物膜系统的概念、生物膜和生物膜系统的概念5 5、各种生物膜在结构和功能上的联系、各种生物膜在结构和功能上的联系6 6、生物膜的重要生理作用、生物膜的重要生理作用7 7、研究生物膜的重要意义、研究生物膜的重要意义【考点解读考点解读】细胞核是遗传物质储存和复制的场所细胞核是遗传物质储存和复制的场所, ,是细胞遗传特性和细胞代谢活是细胞遗传特性和细胞代谢活动的
2、控制中心动的控制中心, ,这部分知识这部分知识. . 与细胞增殖、生物遗传、细胞工程等知与细胞增殖、生物遗传、细胞工程等知识密切联系，常见到和这些知识点整合的综合题识密切联系，常见到和这些知识点整合的综合题, ,或填图简答题等或填图简答题等. .在在选择题中最常见到的是正确辨别真核生物和原核生物、细胞核各组成选择题中最常见到的是正确辨别真核生物和原核生物、细胞核各组成部分的功能等。举例如下：部分的功能等。举例如下：【例例】(2006(2006淄博淄博) )具有细胞结构而没有核膜的一组生物是具有细胞结构而没有核膜的一组生物是( )( )A A、噬菌体和乳酸菌、噬菌体和乳酸菌 B B、细菌、蓝藻、
3、细菌、蓝藻 C C、变形虫、草履虫、变形虫、草履虫 D D、蓝藻、酵母菌、蓝藻、酵母菌B B解析：解析：解此题时首先考虑各选项中的生物属哪一类，再根据原核生物解此题时首先考虑各选项中的生物属哪一类，再根据原核生物和真核生物的基本特征来区别。同学们最容易搞错的是和真核生物的基本特征来区别。同学们最容易搞错的是, ,病毒、细菌和病毒、细菌和真菌等。这里介绍一下正确区分病毒、原核生物和真核生物的方法。真菌等。这里介绍一下正确区分病毒、原核生物和真核生物的方法。、病毒（如噬菌体）无细胞结构，由蛋白质和核酸（每种病毒只含、病毒（如噬菌体）无细胞结构，由蛋白质和核酸（每种病毒只含一种核酸，或）等物质组成的
4、简单生命体。切不要把它一种核酸，或）等物质组成的简单生命体。切不要把它们当成原核生物。们当成原核生物。、原核生物种类较少，仅有蓝藻、细菌、放线菌、支原体等。、原核生物种类较少，仅有蓝藻、细菌、放线菌、支原体等。【例例】1.1.大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁，根据这一事实可以推测（较多的核仁，根据这一事实可以推测（ ）A A、细胞中的蛋白质主要是由核仁合成的、细胞中的蛋白质主要是由核仁合成的B B、核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关、核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关C C、无核仁的细胞往往不能合成蛋白质
5、、无核仁的细胞往往不能合成蛋白质D D 、DNADNA的转录和翻译通常发生在核仁中的转录和翻译通常发生在核仁中B B【考点解读考点解读】、单细胞的原生动物如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等是真核生、单细胞的原生动物如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等是真核生物，凡动物都是真核生物。另外单细胞绿藻（如衣藻）、单细胞的真物，凡动物都是真核生物。另外单细胞绿藻（如衣藻）、单细胞的真菌（如酵母菌）等也都是真核生物。不要把它们误认为原核细胞。菌（如酵母菌）等也都是真核生物。不要把它们误认为原核细胞。、如何判断细菌。凡是、如何判断细菌。凡是“菌菌”字前面有字前面有“杆杆”字、字、“球球”字字“螺旋螺旋”及及“弧
6、弧”字的都是细菌。如大肠杆菌、肺炎球菌、霍乱弧菌等都是字的都是细菌。如大肠杆菌、肺炎球菌、霍乱弧菌等都是原核生物。乳酸菌是个特例，它本属杆菌，但往往把原核生物。乳酸菌是个特例，它本属杆菌，但往往把“杆杆”字省略。字省略。【例例】3.3.人的红细胞和人的精子寿命都比较短，从细胞结构考虑，人的红细胞和人的精子寿命都比较短，从细胞结构考虑，这一事实说明了（这一事实说明了（ ）A A、环境因素的影响、环境因素的影响B B、功能决定寿命的长短、功能决定寿命的长短C C、细胞核和细胞质相互依存、细胞核和细胞质相互依存D D、核遗传决定细胞寿命、核遗传决定细胞寿命对细胞膜系统这部分知识的考查，其考查点常是关
7、于生物膜和生物对细胞膜系统这部分知识的考查，其考查点常是关于生物膜和生物膜系统的概念和作用。膜系统的概念和作用。C C【知识透析知识透析】1 1、核膜：双层膜结构，有核孔。核孔是大分子的、核膜：双层膜结构，有核孔。核孔是大分子的 通道。通道。2 2、核仁：折光性强的球状小体。、核仁：折光性强的球状小体。3 3、染色质（体）、染色质（体）（1 1）染色质的概念：细胞核中易被碱性染料）染色质的概念：细胞核中易被碱性染料 染成深色的物质。染成深色的物质。（2 2）染色质的化学成分：）染色质的化学成分：DNADNA和蛋白质。和蛋白质。（3 3）染色质和染色体：同一物质不同时期的不同形态。）染色质和染色
8、体：同一物质不同时期的不同形态。细胞核的结构和功能细胞核的结构和功能高度螺旋化，变短、变粗高度螺旋化，变短、变粗解开螺旋解开螺旋,成为丝线状成为丝线状分裂间期分裂间期染色质染色质染色体染色体染色体染色体染色质染色质染色质与染色体形态的相互转化染色质与染色体形态的相互转化分裂期分裂期位置位置组成组成结构结构功能功能细胞核细胞核悬浮在细悬浮在细胞质基质胞质基质核膜核膜包围在核的外面包围在核的外面,上有许多核孔上有许多核孔把细胞质和核内物把细胞质和核内物质分开质分开;核孔是某些核孔是某些大分子运输的通道大分子运输的通道染色染色质质易被碱性染料染易被碱性染料染色色,呈线长的丝状呈线长的丝状,由由DNA
9、和蛋白质和蛋白质组成组成细胞分裂期染色质细胞分裂期染色质高度螺旋化缩短变高度螺旋化缩短变粗形成染色体粗形成染色体,是遗是遗传物质的主要载体传物质的主要载体核仁核仁由由RNA集结而成集结而成的海绵状结构的海绵状结构与与RNA和蛋白质的和蛋白质的合成有关合成有关核质核质无色透明的胶状无色透明的胶状液体液体是染色质和核仁的是染色质和核仁的生活环境生活环境项目项目 种类种类真核细胞真核细胞原核细胞原核细胞细胞大小细胞大小较大较大较小较小细胞壁成份细胞壁成份纤维素和果胶纤维素和果胶糖类和蛋白质糖类和蛋白质细胞核细胞核有核膜、核仁、染色体，有核膜、核仁、染色体，有成形的细胞核有成形的细胞核无核膜、核仁，染
10、色无核膜、核仁，染色体、仅有核区体、仅有核区细胞器细胞器具有多种细胞器具有多种细胞器有分散的核糖体有分散的核糖体细胞分裂细胞分裂 能进行有丝分裂能进行有丝分裂无丝分裂、出芽无丝分裂、出芽转录与翻译转录与翻译转录在细胞核内，翻译在转录在细胞核内，翻译在细胞质中细胞质中转录与翻译均在细胞转录与翻译均在细胞质中质中举例举例绝大多数生物绝大多数生物细菌、蓝藻、支原体、细菌、蓝藻、支原体、放线菌放线菌真核细胞和原核细胞的主要区别真核细胞和原核细胞的主要区别【例例】1 1、下列哪组都属于原核生物？（、下列哪组都属于原核生物？（ ）A A、乙肝病毒、大肠杆菌、乙肝病毒、大肠杆菌 B B、蓝藻、酶母菌、蓝藻、
11、酶母菌C C、支原体、放线菌、支原体、放线菌 D D、草履虫、变形虫、草履虫、变形虫【例例】2 2、下列生物中，不具叶绿体，但具有细胞壁的是（、下列生物中，不具叶绿体，但具有细胞壁的是（ ）A A、噬菌体、噬菌体 B B、大肠杆菌、大肠杆菌 C C、衣藻、衣藻 D D、菠菜、菠菜C C解析：解析：乙肝病毒是非细胞结构的病毒，既不是原核生物更不是真核乙肝病毒是非细胞结构的病毒，既不是原核生物更不是真核生物。支原体、放线菌、蓝藻、大肠杆菌是原核生物，酶母菌虽有生物。支原体、放线菌、蓝藻、大肠杆菌是原核生物，酶母菌虽有“菌菌”字，但是真菌属真核生物。草履虫、变形虫是动物，动物全字，但是真菌属真核生物
12、。草履虫、变形虫是动物，动物全部是生物。部是生物。B B解析：解析：噬菌体无细胞结构，大肠杆菌无叶绿体，但具有糖类和蛋白噬菌体无细胞结构，大肠杆菌无叶绿体，但具有糖类和蛋白质组成的细胞壁，衣藻质组成的细胞壁，衣藻 属于绿藻有属于绿藻有 叶绿体和细胞壁，菠菜是高等叶绿体和细胞壁，菠菜是高等植物，具有叶绿体和细胞壁。植物，具有叶绿体和细胞壁。【例例】3 3、组成染色体的主要成分是、组成染色体的主要成分是( )( ) A A、DNADNA和和RNA BRNA B、 DNA DNA 和蛋白质和蛋白质 C C、DNADNA和磷脂和磷脂 D D、 RNA RNA 和蛋白质和蛋白质【例例】4 4、生物的遗传
13、物质是（、生物的遗传物质是（ ） A A、DNA BDNA B、RNARNA C C、DNADNA和和RNA DRNA D、DNADNA或或RNARNA【例例】5 5、在代谢旺盛的细胞中，下列哪种成分不会上升（、在代谢旺盛的细胞中，下列哪种成分不会上升（ ） A A、线粒体数量、线粒体数量 B B、核、核DNADNA数量数量 C C、自由水比例、自由水比例 D D、核糖体数量、核糖体数量B B解析：解析：真核生物有染色体，其中主要成分是真核生物有染色体，其中主要成分是DNA DNA 和蛋白质和蛋白质 ，原核，原核生物无染色体，仅有丝状的生物无染色体，仅有丝状的DNADNA。解析：解析：核酸是一
14、切生物的遗传物质，核酸有核酸是一切生物的遗传物质，核酸有DNADNA和和RNA RNA 两类，但在有两类，但在有的病毒中，只有的病毒中，只有DNADNA或或RNARNA。B B生物膜系统生物膜系统一、生物膜的概念：一、生物膜的概念：细胞亚显微结构中的膜的化学成分相似，基细胞亚显微结构中的膜的化学成分相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。生物膜本结构大致相同，统称为生物膜。生物膜 的化学组成是蛋白质、的化学组成是蛋白质、脂类和糖类。脂类中除磷脂外，还有胆固醇脂类和糖类。脂类中除磷脂外，还有胆固醇( (有的还含有糖脂有的还含有糖脂),),实际上组成脂双层的脂类成分因不同生物而不同。细菌、蓝藻等实际
15、上组成脂双层的脂类成分因不同生物而不同。细菌、蓝藻等原核细胞和植物细胞中一般没有胆固醇。在动物细胞中原核细胞和植物细胞中一般没有胆固醇。在动物细胞中, ,胆固醇胆固醇在脂双层中所占的比例较大在脂双层中所占的比例较大, ,特别是在哺乳动物细胞中特别是在哺乳动物细胞中, ,它可和磷它可和磷脂分子一样多。脂分子一样多。二、生物膜系统的概念二、生物膜系统的概念：细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、：细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构联系叫做生物膜系统。统一整体，它们形成
16、的结构联系叫做生物膜系统。注注: :1 1、直接联系是指膜结构的膜之间相连、直接联系是指膜结构的膜之间相连, ,间接联系是指不同膜结构之间接联系是指不同膜结构之间通过小泡发生膜的相互转化。间通过小泡发生膜的相互转化。2 2、液泡、叶绿体的膜与其它有膜结构也有一定的联系。、液泡、叶绿体的膜与其它有膜结构也有一定的联系。3 3、内质网在其它膜结构中外于中心地位、内质网在其它膜结构中外于中心地位间接联系间接联系间接联系间接联系直接联系直接联系内质网内质网高尔基体高尔基体核膜核膜线粒体线粒体细胞膜细胞膜真核细胞的生物膜约占细胞干重的真核细胞的生物膜约占细胞干重的70%70%80%80%，最多的是内质网
17、，最多的是内质网, ,因因此内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。各种生物膜在结构此内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位。各种生物膜在结构上的联系可以这样表达。上的联系可以这样表达。生物膜在结构上的联系生物膜在结构上的联系 核糖体核糖体 内质网内质网 高尔基体高尔基体 细胞膜细胞膜（外排）（外排） （合成肽链）（合成肽链） （折叠、组装、（折叠、组装、 （浓缩、加工、运输）（浓缩、加工、运输） 糖基化、运输）糖基化、运输） 分泌蛋白分泌蛋白 线粒体线粒体( (供能供能) ) ( (细胞外）细胞外）结论：结论：各种生物膜在功能上既有明确的分工，又有紧密的联系。各种各种生物膜在功能上既有明确的
18、分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。它们所形成的结构体系，就是细胞的生物膜系够持续、高效地运转。它们所形成的结构体系，就是细胞的生物膜系统。统。 各种生物膜在功能的联系各种生物膜在功能的联系【例例】分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，其运输的方分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，其运输的方向是（向是（ ）A A、内质网、内质网细胞膜细胞膜高尔基体高尔基体B B、高尔基体、高尔基体内质网内质网细胞膜细胞膜C C、内质网、内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞
19、膜D D、细胞膜、细胞膜内质网内质网高尔基体高尔基体C C解析解析: :在核糖体上翻译出的蛋白质在核糖体上翻译出的蛋白质, ,进入内质网进入内质网, ,还要经过一些加如折叠、还要经过一些加如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后由内质组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内作进一步加工。接着高尔基体边缘突起形蛋白质输送到高尔基体腔内作进一步加工。接着高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡内，运输到细胞膜，
20、小泡与细胞膜融合，成小泡，把蛋白质包裹在小泡内，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中，需把蛋白质释放到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中，需要大量的能量要大量的能量, ,这些能量的供给来自于线粒体。这些能量的供给来自于线粒体。生物膜的重要生理作用：生物膜的重要生理作用：1 1、使细胞具有一个相对稳定的内环境。、使细胞具有一个相对稳定的内环境。2 2、在细胞与环境间进行着物质流、能量流和信息流。、在细胞与环境间进行着物质流、能量流和信息流。3 3、膜上附着大量酶，有利于生化反应顺得进行。、膜上附着大量酶，有利于生化反应顺得进行。4 4、
21、生物膜把细胞分割成许多小区保证细胞内的生命高效、有序、生物膜把细胞分割成许多小区保证细胞内的生命高效、有序地进行。地进行。研究生物膜的重要意义：研究生物膜的重要意义：1 1、有助于从理论上阐明细胞的生命活动规律。、有助于从理论上阐明细胞的生命活动规律。对阐明生物能量转换、信息识别、传递和物质转移等诸多生命对阐明生物能量转换、信息识别、传递和物质转移等诸多生命现象具有重大意义。现象具有重大意义。2 2、在工农业生产、医学实践中有重要用途。、在工农业生产、医学实践中有重要用途。（1 1）在工业方面：生物膜的各种功能正在成为人工模拟的对象，借）在工业方面：生物膜的各种功能正在成为人工模拟的对象，借助
22、于生物膜的的选择透过性功能，设计出具有相似功能的膜结构，可助于生物膜的的选择透过性功能，设计出具有相似功能的膜结构，可以对各种水进行过滤、分离、从而对水质进行纯化处理。以对各种水进行过滤、分离、从而对水质进行纯化处理。（2 2）在农业方面：通过生物膜的改变来寻找改善农作物品质的途径，）在农业方面：通过生物膜的改变来寻找改善农作物品质的途径，例如：生物膜上的蛋白质如何都能转变成防冻蛋白质，就可望培育出例如：生物膜上的蛋白质如何都能转变成防冻蛋白质，就可望培育出抗寒新品种。抗寒新品种。 （3 3）在医学方面：用人工合成的膜材料来代替人体病变器官，从而）在医学方面：用人工合成的膜材料来代替人体病变器
23、官，从而达到治疗的目的。达到治疗的目的。（20052005年江苏）年江苏）生物膜系统在细胞生命活动中的作用主要体现在（生物膜系统在细胞生命活动中的作用主要体现在（ ）A A、在细胞内外物质的运输过程中起重要作用、在细胞内外物质的运输过程中起重要作用B B、使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响、使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响C C、广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点、广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点D D、使细胞的结构与功能区域化、使细胞的结构与功能区域化A A、B B、D D解析：解析：这是一道多选题，除这是一道多选题，除B B外其它都是生物膜的生理功能。外其它都是生物膜的生理功能。【
24、链接高考链接高考】细胞结细胞结构构a ab bc cd d材料材料 材料材料 材料材料 【例例】3 3、某人在电子显微镜下观察、某人在电子显微镜下观察M M、N N、P P三种不同的生物材料，三种不同的生物材料，其中有菠菜叶细胞、大肠杆菌细胞和鼠的肝脏细胞。发现其细胞内其中有菠菜叶细胞、大肠杆菌细胞和鼠的肝脏细胞。发现其细胞内的的a a、b b、c c、d d四种结构具有下列特征：四种结构具有下列特征： a a、b b、c c均有双层膜，其中均有双层膜，其中a a的膜上有小孔，而的膜上有小孔，而b b、c c没有小孔；没有小孔； d d有几个囊状结构重叠而成并在有几个囊状结构重叠而成并在细胞核
25、附近。根据观察结果整理如右下表。请判别出三种生物材料细胞核附近。根据观察结果整理如右下表。请判别出三种生物材料的名称并回答下列问题。的名称并回答下列问题。( (注：表示存在，表示不存在注：表示存在，表示不存在) )解析：解析：具有双层膜的细胞结构有细胞核、具有双层膜的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体，其中膜上有小孔的只叶绿体、线粒体，其中膜上有小孔的只有细胞核所以有细胞核所以a a为细胞核。中有为细胞核。中有b b、c c，而中有，而中有b b无无c c断定断定b b为线粒体，为线粒体， c c为为叶绿体，判定为菠菜叶细胞，无细叶绿体，判定为菠菜叶细胞，无细胞核为大肠杆菌，因此即为鼠肝脏细胞核
26、为大肠杆菌，因此即为鼠肝脏细胞。本题着重考查对知识的识记程度和胞。本题着重考查对知识的识记程度和分析能力分析能力 。（1 1）三种生物材料的名称分别是：）三种生物材料的名称分别是： 、N N 、P P 。（2 2）生物不具有上述细胞结构，这说明它是一种）生物不具有上述细胞结构，这说明它是一种 生物。生物。此生物应具有的细胞器是此生物应具有的细胞器是 。它的生殖方式是。它的生殖方式是。（3 3）写出三种结构的名称：）写出三种结构的名称： a a、 b b 、 c c。大肠杆菌大肠杆菌菠菜叶细胞菠菜叶细胞鼠肝脏细胞鼠肝脏细胞原核原核核糖体核糖体分裂生殖分裂生殖细胞核细胞核线粒体线粒体叶绿体叶绿体膜
27、结构膜结构名称名称蛋白质（质量分蛋白质（质量分数）数）脂质（质量脂质（质量分数）分数）糖类（质量分糖类（质量分数）数）a ab b含量很少含量很少c c含量很少含量很少d d含量很少含量很少、a a、b b、c c、d d等膜结构在生物学上称为等膜结构在生物学上称为_。、最可能代表细胞膜的是、最可能代表细胞膜的是，因为，因为，这与它具有的这与它具有的功能是相适应的。功能是相适应的。、最可能代表线粒体内膜的是、最可能代表线粒体内膜的是因为因为，这与它具有的这与它具有的功能是相适应的。功能是相适应的。生物膜生物膜a a含糖类最多含糖类最多细胞识别细胞识别b b蛋白质最多蛋白质最多有氧呼吸主要场所有氧呼吸主要场所（20052005 汕头模拟）汕头模拟）科学家对某种动物细胞中的细胞膜、核膜、线粒科学家对某种动物细胞中的细胞膜、核膜、线粒体内膜、线粒体外膜的化学成分进行分析，结果如下表，请据图回体内膜、线粒体外膜的化学成分进行分析，结果如下表，请据图回答：答：【下一讲内容提要下一讲内容提要】生命的基本单位生命的基本单位细胞细胞3 3、细胞增殖和实验三、细胞增殖和实验三（ 植物细胞有丝分裂）植物细胞有丝分裂） 谢谢大家！谢谢大家！ 同学们再见！同学们再见！
