高三生物学一轮复习课件 第4课时 细胞膜和细胞核

细胞膜和细胞核第1课时第2单元

细胞的基本结构与物质运输木每老师>>>2027届高三生物学一轮复习必修1现象：溶于脂质的物质容易穿过细胞膜。1895年欧文顿假说：细胞膜是由脂质构成。验证：利用哺乳动物成熟红细胞，制备纯净细胞膜。组成细胞

膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。1925年戈特和格伦德尔假说：磷脂分子“头部亲水尾部疏水”的特性决定了细胞膜中的磷脂分子呈双层排布。支持：S2=2S101细胞膜的成分——探索历程1925年戈特和格伦德尔支持：S2=2S1S1S21935年丹尼利和戴维森现象：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低假说：细胞膜中可能还含有蛋白质验证：研究细胞膜的成分，其中脂质占细胞膜总质量的50%，

蛋白质约占40%，糖类占2%-10%。(2024湖南,1,2分)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是(

)A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性C.糖脂可以参与细胞表面识别D.磷脂是构成细胞膜的重要成分2.(2024北京,3,2分)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放在胆固醇。以下相关推测合理的是(

)A.磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面B.球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子01细胞膜的成分——探索历程

A

C

1959年罗伯特森细胞膜的成分：脂质占细胞膜总质量的50%，

蛋白质约占40%，糖类占2%-10%。现象：电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构模型：三明治模型（细胞膜由蛋白质—磷脂—蛋白质三层结构构成）缺陷：静态的细胞膜结构无法解释细胞生长、变形虫的变形运动等02细胞膜的结构——探索历程1959年罗伯特森模型：三明治模型（细胞膜由蛋白质—磷脂—蛋白质三层结构构成）缺陷：静态的细胞膜结构无法解释细胞生长、变形虫的变形运动等1970年人鼠细胞融合实验新发现：蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层冰冻蚀刻技术细胞融合37℃40min细胞膜具有流动性(2025广东,3,2分)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是()A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性02细胞膜的结构——探索历程

D

相关其他实验——荧光漂白恢复未标记的细胞膜表面荧光染料标记细胞膜上的蛋白质激光漂白细胞膜表面某区域荧光标记分子进入到漂白区漂白区恢复到与周围荧光强度相同激光结论表明细胞膜具有流动性还可根据_____________的速度，推算出膜脂或膜蛋白的流动速度。荧光恢复时间激光荧光密度02细胞膜的结构——探索历程

1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”,被大多数人接受。汉水丑生侯伟作品①细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。②磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。02细胞膜的结构——探索历程“流动镶嵌模型”汉水丑生侯伟作品③蛋白质分子的分布：镶在磷脂双分子层表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中贯穿于整个磷脂双分子层02细胞膜的结构整合锚定蛋白单次跨膜蛋白多次跨膜蛋白多亚基蛋白整合膜蛋白脂锚定膜蛋白外在膜蛋白膜蛋白举例功能通道蛋白水通道蛋白帮助肾小管上皮细胞从原尿中以协助扩散方式快速重吸收水K+通道蛋白神经细胞静息时，介导K+以协助扩散方式外流，形成静息电位Na+通道蛋白神经细胞受刺激时，介导Na+以协助扩散方式内流，形成动作电位载体蛋白钠钾泵动物细胞膜上的钠钾泵消耗ATP改变构象，向细胞内逆浓度梯度转运K+，向细胞外逆浓度梯度转运Na+组织细胞膜上有转运葡萄糖的载体蛋白小肠绒毛上皮细胞膜上有同时转运葡萄糖（主动运输）和Na+（协助扩散）的载体蛋白酶钠钾泵钠、钾依赖的ATP酶好氧细菌细胞膜上有参与有氧呼吸第三阶段的酶受体蛋白蛋白质类和肽类激素的受体、神经递质的受体、细胞因子的受体抗原蛋白膜上的某些蛋白质可作为抗原；免疫系统将自身细胞膜上的蛋白质当作抗原会引发自身免疫病锚定蛋白固定细胞骨架的微管，使囊泡能沿着微管定向移动汉水丑生侯伟作品02细胞膜的结构“流动镶嵌模型”④糖蛋白和糖脂是在_________和___________中合成的(糖链被加上去)。与细胞____________、细胞间_____________有关。表面识别信息传递内质网高尔基体脂筏模型

德国生物学家西蒙斯等研究发现，细胞膜的磷脂双分子层并不是完全均匀的结构，内部存在富含胆固醇、鞘磷脂和特定种类膜蛋白的微小区域。这些区域结构致密，如同漂浮在磷脂双分子层上的“筏”，称为脂筏。脂筏载着具有生物功能的膜蛋白，就像一个蛋白质停泊平台，与膜的信号传递、物质的跨膜运输及病原体侵染细胞和蛋白质分选等均有密切的关系。02细胞膜的结构1.(2021浙江6月选考,4,2分)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(

)A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号2.（2014福建理综,4,6分)细胞的膜蛋白具有物质运输、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(

)02细胞膜的结构

D

D

脂双层为基本骨架磷脂蛋白质镶嵌、嵌入、贯穿细胞膜糖类(少)组分内部疏水，屏障细胞表面1.将细胞与外界环境分隔开结构功能2.控制物质进出细胞(选择透过性)3.进行细胞间的信息交流流动性03细胞膜的功能03细胞膜的功能1.将细胞和外界环境分开用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡死细胞活细胞磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏障作用03细胞膜的功能2.控制物质进出细胞细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用磷脂双分子层允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过，阻止离子和强极性分子通过物质进出细胞的方式小分子大分子胞吞主动运输神经递质被动运输胞吐自由扩散协助扩散直接消耗ATP间接消耗ATP通道运输载体运输水通道离子通道Na+-K+泵Ca2+泵H+泵等消耗ATP建立膜两侧Na+浓度梯度、H+浓度梯度主要体现选择透过性主要体现流动性03细胞膜的功能2.控制物质进出细胞内分泌细胞神经分泌细胞神经细胞旁分泌细胞自分泌细胞靶细胞靶细胞靶细胞靶细胞通过体液运输交流信息3.进行细胞间的信息交流03细胞膜的功能通过细胞膜接触交流精子与卵细胞抗原提呈细胞与辅助性T细胞12抗原提呈细胞将抗原处理后呈递在细胞膜表面，然后传递给辅助性T细胞精子和卵细胞之间的识别和结合3.进行细胞间的信息交流03细胞膜的功能辅助性T细胞与B细胞靶细胞与细胞毒性T细胞34辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号。通过细胞膜接触交流3.进行细胞间的信息交流03细胞膜的功能通过形成通道交流高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流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3.进行细胞间的信息交流03细胞膜的功能1通过形成通道交流3.进行细胞间的信息交流03细胞膜的功能2某些细胞之间形成电突触，快速传导兴奋高等植物成熟的筛管细胞哺乳动物成熟的红细胞草履虫等纤毛纲的原生动物脊椎动物的骨骼肌细胞绝大多数真核细胞原核细胞细胞核的数量2个多个0个1个05细胞核的结构1.细胞核的数量真菌的多核孢子核孔核仁染色质核内膜核外膜核膜把核内物质和细胞质分割开主要由DNA和蛋白质组成与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关实现核质之间频繁的物质交换和信息交流2.细胞核的结构核膜双层，平行不连续，有核孔每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜外膜与内质网相连，附着有核糖体衰老细胞的核膜内折细胞周期中核膜周期性的消失与重现思考1:细胞有丝分裂时，核膜在前期解体，在末期重建。子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片，还是来自其他膜结构？请设计实验探究上述问题，写出实验思路、预期结果和结论。实验材料：变形虫、含有3H-胆碱(磷脂的组成成分)的培养基中。实验思路：①将变形虫培养在含有3H-胆碱的培养基中，变形虫的核膜被3H标记。②将带有放射性标记的核取出，移植到正常的去核变形虫中。③测量子代变形虫核膜的放射性。核膜双层，平行不连续，有核孔每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜外膜与内质网相连，附着有核糖体衰老细胞的核膜内折细胞周期中核膜周期性的消失与重现思考1:细胞有丝分裂时，核膜在前期解体，在末期重建。子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片，还是来自其他膜结构？请设计实验探究上述问题，写出实验思路、预期结果和结论。实验材料：变形虫、含有3H-胆碱(磷脂的组成成分)的培养基中。实验思路：①将变形虫培养在含有3H-胆碱的培养基中，变形虫的核膜被3H标记。②将带有放射性标记的核取出，移植到正常的去核变形虫中。③测量子代变形虫核膜的放射性。预期结果和结论：若亲代变形虫核膜的放射性平均分配到子代变形虫的核膜中，则支持子细胞的核膜是来源于旧核膜碎片；若子细胞的核膜无放射性，则支持子细胞的核膜来自其他膜结构。核膜实现了基因表达的时空隔离核膜双层，平行不连续，有核孔每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜外膜与内质网相连，附着有核糖体衰老细胞的核膜内折细胞周期中核膜周期性的消失与重现核孔具有选择性，大小可调节。核孔既可以运输小分子(不消耗能量)，也可以运输大分子(消耗能量)。代谢旺盛的细胞核孔数量较多。核孔核孔复合体（NPC）核仁是一个没有膜包围的多种大分子集合体rDNA前体rRNA成熟rRNA大亚基小亚基mRNA细胞质基质核仁核膜核仁是合成核糖体的场所核糖体蛋白05细胞核的结构2.细胞核的结构DNA组蛋白染色质是极细的丝状物，因容易被碱性染料染成深色而得名。组成染色质的蛋白质主要是组蛋白，组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰(表观遗传的手段)会影响基因的表达。组成染色质的DNA是线状的DNA，具有端粒。染色质是真核生物遗传物质的主要载体。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态05细胞核的结构2.细胞核的结构DNA+蛋白质染色质染色体构成高度螺旋姐妹染色单体含2个双链DNA含1个双链DNA着丝粒着丝粒复制螺旋有利于DNA复制和转录有利于在细胞中移动并分配(2022浙江6月选考,15,2分)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是 (

)A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体2.(2022海南,4,3分)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是 (

)A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力05细胞核的结构

B

A06细胞核的功能1.黑白两种美西螈核交换实验胚胎细胞卵细胞黑色美西螈结论：美西螈的颜色是由细胞核控制生物体性状的遗传主要是由细胞核控制06细胞核的功能2.蝾螈受精卵横缢实验无核分裂不分裂开始分裂发育（快）发育（慢）有核结论：细胞核控制细胞的分裂、分化成熟的红细胞没有细胞核，它能进行分裂、分化吗？06细胞核的功能3.变形虫切割与核移植实验细胞核是细胞生命活动的控制中心结论：为什么去核后的变形虫仍能生活一段时间？为什么单独的细胞核不能生存？思考：切有核部分无核部分死亡死亡死亡取出核一段时间后植入细胞核正常生活细胞核已合成的蛋白质仍发挥作用缺乏营养物质和能量供应06细胞核的功能4.伞藻嫁接与核移植实验细胞核伞藻是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm，可分为“帽”、“柄”和“假根”3部分，细胞核在假根部位。嫁接实验？？最终结果换“柄”之后，首先长出来的帽是介于伞形和菊花形之间的，反复切掉新长出的“帽”，最后才呈现出右图的实验结果。这是为什么呢？伞柄中分别残留有伞形帽和菊花形帽发育所需的mRNA嫁接实验拓展练习、研究表明，伞藻细胞核内形成的mRNA会转入细胞质，并迅速地向藻体的上方转移。请设计简便的方案验证这一结论，写出实验思路和预期结果。实验材料和用具：去掉“帽”和“假根”的伞柄、刀片、伞藻培养基实验思路：___________________________________________，观察伞帽的大小。预期结果：_________________________________________________。嫁接实验拓展上段中段下段伞柄分段较大伞帽较小伞帽雏形伞帽相同环境培养研究表明，伞藻细胞核内形成的mRNA会转入细胞质，并迅速地向藻体的上方转移。请设计简便的方案验证这一结论，写出实验思路和预期结果。嫁接实验拓展06细胞核的功能4.伞藻嫁接与核移植实验说明：胞核控制着细胞的遗传和代谢，是细胞的“控制中心”。伞藻是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm，可分为“帽”、“柄”和“假根”3部分，细胞核在假根部位。嫁移植实验细胞核核膜核仁细胞核是遗传信息库染色质（体）DNA遗传信息细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心细胞质是细胞代谢的中心核孔包括有分开联系含有储存因此因此06细胞核的功能1.（2022.山东卷）某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是（

）A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用C06细胞核的功能2.（2022.江苏卷）科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。(1)细胞核内RNA转录合成以___________为模板，需要___________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明___________对大分子物质的转运具有选择性。(2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生___________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成___________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。06细胞核的功能(3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK