第二單元細胞的基本結構和物質運輸功能

第1講細胞膜(系統(tǒng)的邊界、流動鑲嵌模型)與細胞核知識點一細胞膜的探索歷程和制備1．細胞膜的探索歷程時間實例(實驗)結論(假說)19世紀末脂溶性物質更易通過細胞膜歐文頓認為膜是由________組成的20世紀初將膜分離提純，并進行化學分析膜的主要成分是______________1925年紅細胞膜中脂質鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的脂質分子_________________脂質

脂質和蛋白質

排列為連續(xù)的兩層

1959年電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構羅伯特森認為生物膜由蛋白質—________—蛋白質三層結構構成1970年人鼠細胞雜交實驗細胞膜具有________1972年桑格和尼克森提出了生物膜的______________脂質

流動性

流動鑲嵌模型

2.細胞膜的制備制備方法

哺乳動物成熟的紅細胞

細胞核和眾多的細胞器

議一議：植物細胞的最外層是細胞壁，為什么“系統(tǒng)的邊界”卻是細胞膜呢？答案：細胞壁不屬于原生質，具有全透性，是細胞的分泌物(纖維素等)組成的，不具備系統(tǒng)邊界膜的結構和功能。知識點二細胞膜的組成成分、結構和功能1．組成成分

(1)主要成分是______________，另外還有少量的糖類

(2)在組成細胞膜的脂質中，

________最豐富

(3)功能越復雜的細胞膜，________的種類和數量越多脂質和蛋白質

磷脂

蛋白質

2．流動鑲嵌模型

(1)結構特點：___________ (2)原因：組成膜的磷脂分子和___________大都是運動的具有流動性

蛋白質分子

糖蛋白磷脂雙分子層蛋白質分子3.功能

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

________

功能特點：________

________

相對穩(wěn)定

進出細胞

營養(yǎng)物質

抗體、激素

相對的

具有選擇透過性

(3)進行細胞間的________

信息交流

結構和功能

化學物質

細胞膜

通道

想一想：細胞表面的糖被有何重要功能？答案：①保護和潤滑作用，如消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白；②識別作用，如動物細胞表面的糖蛋白(又稱受體蛋白)。知識點三細胞核的結構與功能1．結構核膜主要由DNA和蛋白質組成遺傳信息的載體同樣的物質在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)某種RNA核糖體核孔物質交換和信息交流2．功能

遺傳信息庫

代謝和遺傳

思一思：mRNA和蛋白質出入細胞核需要穿過幾層膜結構？答案：通過核孔，不需穿過膜結構，故為0層。

磷脂分子及其性質趣味實驗與反思單層磷脂分子層水界面排列攪拌后形成脂質體反思①鋪在水面的單層磷脂分子為什么“頭”朝下？②形成脂質體時為什么尾對尾而不是頭對頭？答案：①水為極性分子，磷脂分子“頭”朝下體現了“相似相溶原理”。②攪拌后“脂質體”的形成更能體現“相似相溶原理”。1．不同種類的細胞，細胞膜的成分及含量不完全相同，這與細胞的功能有關，如功能越復雜的膜上蛋白質的種類、數量越多。2．細胞在不同時期，細胞膜的成分及含量也會發(fā)生變化，如癌細胞的糖蛋白減少。閃記：巧記細胞膜“一·二·三”—流動鑲嵌模型—流動性、選擇透過性—分隔細胞與外界環(huán)境、控制物質進出、進行信息交流巧記細胞核“二·二·五”—細胞代謝和遺傳的控制中心—核膜、核孔、核仁、染色質、核液1．流動鑲嵌模型圖解細胞膜的結構、功能及特性

2．細胞膜的成分糖蛋白的位置只位于細胞膜的外側，細胞器膜和細胞膜內側不存在，可用于確定細胞膜膜內外位置。3．功能分析4．細胞膜的結構特點、功能特性及相互關系

流動性和選擇透過性的關系 (1)區(qū)別：流動性是生物膜的結構特點，選擇透過性是生物膜的功能特性。 (2)聯系：流動性是選擇透過性的基礎，膜只有具有流動性，才能實現選擇透過性。 流動性原理——構成膜的磷脂分子和蛋白質分子大多數是運動的；選擇透過性原理——膜上載體蛋白的種類和數量。 流動性的實例：細胞融合、變形蟲變形、白細胞吞噬細菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時膜的厚度改變、動物細胞吸水膨脹或失水皺縮等。整合歸納脂質與外界分隔開 (改編題)下圖表示細胞膜的亞顯微結構，其中a和b為物質的兩種運輸方式，下列敘述正確的是(多選)(

)。A．細胞膜作為系統(tǒng)的邊界將細胞與外界環(huán)境分隔開，保證了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定B．細胞膜功能的復雜程度主要由③決定C．神經細胞膜上識別遞質的是①D．b可表示肌細胞從組織液中吸收氧氣E．細胞膜的選擇透過性與②有關，與③無關F．流動性和選擇透過性是細胞膜的兩個特性，二者毫無關系AC【訓練1】

(2013·東城區(qū)綜合練習)下列沒有涉及細胞間信息交流過程的是(

)。

A．花粉與柱頭相結合

B．高等植物細胞間依靠胞間連絲相互交換某些物質

C．甲狀腺細胞表面的糖蛋白結合垂體細胞分泌的促甲狀腺激素

D．抗體與異物蛋白結合

D1．細胞核的結構及其功能名稱特點功能核膜和核孔①核膜是雙層膜，外膜與內質網相連，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化學反應的場所，核膜上有酶附著，利于多種化學反應的進行②控制物質進出，小分子、離子通過核膜進出，大分子物質通過核孔進出細胞核的結構、功能及實驗探究

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

(1)核膜、核仁在細胞周期中表現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)核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝有關，如代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞，核孔數多，核仁較大。(4)凡是無核細胞，既不能生長也不能分裂，如哺乳動物和人的成熟紅細胞(高等植物的篩管細胞)；人工去核的細胞，一般也不能存活太久。(5)有些細胞不只具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數百個。2．細胞核功能的實驗探究實驗內容實驗過程實驗結論實驗分析兩種美西螈細胞核移植美西螈皮膚顏色遺傳是由細胞核控制的該實驗無對照組，可將白色美西螈胚胎細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞形成重組細胞進行培養(yǎng)作為對照橫縊蠑螈受精卵蠑螈的細胞分裂和分化是由細胞核控制的該實驗既有相互對照，又有自身對照將變形蟲切成兩半變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的該實驗既有相互對照，又有自身對照傘藻嫁接與核移植傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質的作用，從而證明是細胞核控制傘藻“帽”的形狀【典例2】

(經典題)細胞核具有什么功能？科學家通過下列實驗(見下圖)進行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只是很少的細胞質相連，結果無核的一半(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個細胞時，將一個細胞核擠入到不能分裂的a部分，結果a部分開始分裂、分化，進而發(fā)育成胚胎。下列敘述中，不正確的是（）A．實驗結果可以說明細胞核與細胞的分裂、分化有關B．實驗①中，b部分細胞屬于對照組，a部分屬于實驗組C．實驗②中，a部分的操作與實驗①中的a部分形成對照D．實驗說明細胞的壽命與細胞核有關破題關鍵D (2013·改編題)如圖，用動物受精卵做下列三個實驗。以下實驗不能說明的是(

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

離子要通過細胞膜都必須進行主動運輸點撥實際上“通過細胞膜上的通道蛋白協助進行的運輸就是被動運輸。如靜息電位狀態(tài)下神經纖維膜上“Na＋通道”關閉，“K＋通道”打開，部分K＋外流(由細胞內K＋高濃度向細胞外K＋低濃度運輸)，造成膜外正電位，膜內負電位；相反，神經受刺激動作電位的形成則是“Na＋通道”打開，Na＋快速內流(被動運輸)的結果。規(guī)避1個易錯點、2個易混點易混點1

細胞膜的結構特點與功能特性

點撥細胞膜的結構特點(流動性)≠功能特性(選擇透過性)，很多題目設計故意混淆，要注意。易混點2

誤認為核孔是隨時敞開，大小分子都能進出的通道

點撥

(1)核孔并非是一個簡單的通道而是由多種蛋白質組成的一個復雜而精細的結構，對進出核孔的物質具有嚴格調控作用。(2)物質進出細胞核并非都通過核孔。核孔是大分子物質出入細胞核的通道，而小分子物質出入細胞核是通過跨膜運輸實現的，不通過核孔。(2011·江蘇單科，8)核孔是具有選擇性的核質交換通道，親核蛋白需通過核孔進入細胞核發(fā)揮功能。如圖為非洲爪蟾卵母細胞親核蛋白注射實驗，下列相關敘述正確的是(

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

)。

A．膜載體蛋白的合成不需要ATP B．葡萄糖跨膜運輸不需要載體蛋白

C．線粒體外膜與內膜的主要功能不同

D．變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同C2．(2011·海南單科，1)

關于動物細胞膜的敘述，錯誤的是(

)。

A．細胞膜含有糖脂和糖蛋白

B．細胞融合與細胞膜的流動性有關

C．ATP為CO2分子通過細胞膜提供能量

D．細胞膜上的大多數蛋白質是可以運動的C3．(2010·全國Ⅰ，1)下列過程中，不直接依賴細胞膜的流動性就能完成的是(

)。

A．胰島B細胞分泌胰島素

B．mRNA與游離核糖體的結合

C．吞噬細胞對抗原的攝取

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

)。

A．紅細胞膜具有水溶性

B．紅細胞的液泡體積增大

C．蒸餾水大量進入紅細胞

D．低溫時紅細胞膜流動性增大C5.判斷正誤

(1)(2011·北京，3A)葉綠體合成的ATP通過核孔進入細胞核

(

)。

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

)。

(3)(2011·重慶，1A)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通過核膜