
知識點7 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能
細胞膜的功能鑒定①控制物質(zhì)進出功能的驗證
③細胞膜的功能特性——選擇透過性的體現(xiàn)
細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞,不需要的一定不能進來,需要的才能進來。這種說法是否正確?請分析說明。
提示 不正確。細胞膜的控制作用是相對的,環(huán)境中一些對細胞有害的物質(zhì)有可能進入;有些病毒、病菌也能侵入細胞,使生物體患病。
1.細胞膜的成分和結(jié)構(gòu)
(1)細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探究歷程
蛋白質(zhì)
流
動性
—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)
&3& (1)不同種類的細胞,細胞膜的成分及含量不完全相同,如植物細胞的細胞膜一般不含膽固醇。
(2)細胞膜的成分并非不可變。例如,細胞癌變過程中,細胞膜的成分發(fā)生變化,如糖蛋白等減少,細胞之間的黏著性降低。
&4& [必修1 P42“思考·討論”]磷脂是一種由甘油、脂肪酸、磷酸等組成的分子,多個磷脂分子在水中自發(fā)形成雙分子層,親水的磷脂頭部朝外,疏水的脂肪酸尾部朝內(nèi)。
(3)生物膜的流動鑲嵌模型
&6& (1)[必修1 P45正文小字部分]細胞膜外表面與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合的糖類分子叫作糖被,其與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有關(guān)。
(2)[必修1 P45“旁欄思考”]細胞膜內(nèi)部是疏水的,水分子仍能跨膜運輸?shù)脑颍阂皇撬肿訕O小,可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙;二是細胞膜上存在水通道蛋白,水分子可以通過水通道蛋白進出細胞。
(4)細胞膜的結(jié)構(gòu)特點與功能特性比較
(5)植物細胞的細胞壁(不是植物細胞“系統(tǒng)的邊界”)
&8& 不同生物細胞壁的主要成分不同,植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖,而真菌細胞壁的主要成分是幾丁質(zhì)。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解幾丁質(zhì),所以溶菌酶能殺死細菌,卻對真菌基本沒作用。
2.實驗法探究細胞膜的組成、結(jié)構(gòu)
(1)細胞膜成分的鑒定
(2)細胞膜結(jié)構(gòu)特點的鑒定①細胞膜磷脂雙分子層的鑒定將哺乳動物成熟紅細胞膜結(jié)構(gòu)中的磷脂分子提取出來,鋪在空氣—水界面上,測得磷脂單分子層的面積是紅細胞表面積的兩倍,說明細胞膜中磷脂分子為雙層。
②細胞膜流動性的鑒定a.方法:熒光標記法。
b.操作及現(xiàn)象:如圖所示。
1.在小鼠細胞和人細胞融合實驗中,若降低溫度,細胞完全融合所需要的時間明顯延長。請分析原因。
提示 溫度會影響分子的運動速度,進而影響細胞膜的流動性。
2.將人的肝細胞中的磷脂全部提取并鋪展成單層分子,為什么其面積的大小大于肝細胞表面積的2倍?
提示 因為肝細胞具有核膜和多種細胞器膜。
3.為什么磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層?
提示 由于磷脂分子有親水的“頭部”和疏水的“尾部”,在水溶液中,朝向水的是“頭部”,“尾部”受水的排斥,當磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時,磷脂分子的“尾部”相對排列在內(nèi)側(cè),“頭部”則分別朝向兩側(cè)的水環(huán)境,形成磷脂雙分子層。細胞的內(nèi)外環(huán)境都是水溶液,所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內(nèi)外兩側(cè),而“尾部”相對排在內(nèi)側(cè),形成磷脂雙分子層。
4.從結(jié)構(gòu)與功能觀角度分析,為什么線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比外膜高?
提示 功能復(fù)雜的膜中,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量多,線粒體內(nèi)膜是進行有氧呼吸第三階段的場所,其上附著有多種酶,而外膜主要擔負“隔開”功能。
1.[人教版必修1 P46拓展應(yīng)用T2變式]如圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,它可作為運載體將藥物運送到特定的細胞發(fā)揮作用。下列說法錯誤的是( )
A.脂質(zhì)體上的抗體有利于將藥物運輸?shù)较鄳?yīng)的靶細胞B.脂質(zhì)體選擇透過性低于細胞膜的原因是缺少蛋白質(zhì)C.圖中藥物A、B是脂溶性藥物,C是能在水中結(jié)晶的藥物D.脂質(zhì)體能與細胞膜發(fā)生融合使藥物進入細胞
拓展歸納①脂質(zhì)體表面抗體作為引導(dǎo)物,能特異性地與靶細胞或靶器官結(jié)合。由于激素也能作用于特定的靶器官或靶細胞,因此可以用激素替代。②脂溶性藥物和水溶性藥物的包裹位置:由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體,兩層磷脂分子之間的部分是疏水的,脂溶性藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中;脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境,能在水中結(jié)晶的藥物可被包裹其中。③脂質(zhì)體到達細胞后,可能會與細胞的細胞膜發(fā)生融合,也可能會以胞吞的方式進入細胞,從而使藥物在細胞內(nèi)發(fā)揮作用。
【解析】脂質(zhì)體表面的抗體提高了其對靶細胞的識別,利于將藥物運輸?shù)较鄳?yīng)的靶細胞,從而進行靶向治療,A正確。脂質(zhì)體是由磷脂分子構(gòu)成的,缺少轉(zhuǎn)運蛋白,故其選擇透過性低于細胞膜,B正確。脂質(zhì)體中藥物A、B是能在水中結(jié)晶的藥物,藥物C位于兩層磷脂分子之間,與磷脂分子的疏水尾部結(jié)合,是脂溶性藥物,C錯誤。磷脂分子具有流動性,其構(gòu)成的脂質(zhì)體到達靶細胞后會與細胞膜發(fā)生融合,使藥物發(fā)揮作用,D正確。
2.[鏈接人教版必修1 P43正文]在分別用紅色熒光和綠色熒光標記的人、小鼠細胞融合實驗中,當兩種熒光分布均勻后繼續(xù)觀察,會發(fā)現(xiàn)熒光重新排布,聚集在細胞表面的某些部位(成斑現(xiàn)象)。在細胞中加入阻斷細胞骨架形成的藥物——細胞松弛素后,膜蛋白流動性大大增加。下列敘述錯誤的是( )
A.降低實驗溫度,紅色熒光和綠色熒光混合均勻所用的時間可能會延長B.在細胞中加入呼吸抑制劑會影響某些膜蛋白的流動性C.成斑現(xiàn)象進一步證明了膜蛋白的流動性D.膜蛋白與細胞骨架結(jié)合導(dǎo)致膜蛋白流動性增強
【解析】降低實驗溫度,蛋白質(zhì)運動減慢,紅色熒光和綠色熒光混合均勻所用的時間可能會延長,A正確;某些膜蛋白可參與主動運輸過程,主動運輸需要細胞呼吸提供能量,所以在細胞中加入呼吸抑制劑會影響某些膜蛋白的流動性,B正確;據(jù)題干“當兩種熒光分布……某些部位(成斑現(xiàn)象)”可知,成斑現(xiàn)象進一步證明了膜蛋白具有流動性,C正確;由題干可知,在細胞中加入阻斷細胞骨架形成的藥物——細胞松弛素后,膜蛋白流動性大大增加,推測膜蛋白與細胞骨架結(jié)合會導(dǎo)致膜蛋白流動性降低,D錯誤。
3.[鏈接人教版必修1 P44~P45正文,2023北京卷節(jié)選]骨骼肌細胞膜的主要成分是______________,膜的基本支架是______________。
【解題思路】細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成,此外,還有少量的糖類。磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架。
4.[鏈接人教版必修1 P40~P41正文,2022海南卷節(jié)選]細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白,對不同物質(zhì)的跨膜運輸起著決定性作用,這些膜蛋白能夠體現(xiàn)出細胞膜具有的功能特性是____________。細胞膜上的受體通常是蛋白質(zhì)。人體胰島B細胞分泌的胰島素與靶細胞膜上的受體結(jié)合時,會引起靶細胞產(chǎn)生相應(yīng)的生理變化,這一過程體現(xiàn)的細胞膜的功能是______________________。
【解題思路】細胞膜上存在對不同物質(zhì)的跨膜運輸起決定性作用的膜蛋白,這些膜蛋白能夠體現(xiàn)出細胞膜具有選擇透過性(【說明】活細胞的細胞膜有選擇透過性,而死細胞的細胞膜沒有該特性。)這一功能特性。胰島B細胞分泌的胰島素,隨血液到達全身各處,與靶細胞膜上的特異性受體結(jié)合,引起靶細胞產(chǎn)生相應(yīng)的生理變化,該過程體現(xiàn)了細胞膜具有進行細胞間信息交流的功能。
知識點8 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
細胞核的功能及功能探究(1)實驗探究①黑白美西螈核移植實驗
美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核控制
蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制
變形蟲的分裂、生長、攝食、對刺激的反應(yīng)等生命活動受細胞核控制
④傘藻嫁接與核移植實驗
(2)細胞核的功能細胞核是 ,是細胞代謝和遺傳的 。
1.傘藻與衣藻、藍細菌是一類生物嗎?
提示 傘藻、衣藻均屬于真核生物,具有細胞核;藍細菌屬于原核生物,無成形的細胞核。
2.黑白美西螈核移植實驗的對照實驗如何設(shè)置?
提示 將白色美西螈胚胎細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞中并培養(yǎng),觀察美西螈膚色。
3.傘藻嫁接實驗與核移植實驗相比,為什么傘藻核移植實驗更具有說服力?
提示 傘藻核移植實驗可以排除假根中其他物質(zhì)的干擾,從而證明細胞核控制“傘帽”的形狀。
4.同一生物體所有細胞核內(nèi)的遺傳信息都一定相同嗎?舉例說明。
提示 一般會相同,但在細胞發(fā)生突變時或產(chǎn)生的配子中,情況會有所不同。
5.真核細胞核內(nèi)的核仁被破壞,抗體能否正常合成,為什么?
提示 不能,因為核仁與核糖體的形成有關(guān),核仁被破壞,不能形成核糖體,抗體(蛋白質(zhì))的合成將不能正常進行。
(1)上述結(jié)構(gòu)中 在細胞周期中表現(xiàn)為周期性地消失和重建。(2)核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝的關(guān)系:__________________________________________________________。(3)細胞核中的遺傳物質(zhì)分布于 上。(4)哺乳動物成熟的紅細胞、高等植物成熟的篩管細胞等無細胞核,既不能生長也不能分裂;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,人的骨骼肌細胞中的細胞核多達數(shù)百個。
成量大的細胞中,核孔數(shù)量多,核仁較大
(1)核孔復(fù)合體是核質(zhì)交換的雙向選擇性親水通道,是一種特殊的跨膜運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)復(fù)合體。
(2)雙功能:①離子和水分子等小分子物質(zhì)可以通過被動運輸通過核孔復(fù)合體;②大分子通過自身的核定位信號和核孔復(fù)合體上的受體蛋白結(jié)合而實現(xiàn)主動運輸過程,而且核孔對大分子的進入具有選擇性。(3)雙向性:既介導(dǎo)蛋白質(zhì)的入核運輸,又介導(dǎo)RNA等出核運輸。
&15& (1)并不是所有的真核細胞都有細胞核,如哺乳動物成熟的紅細胞、高等植物成熟的篩管細胞等無細胞核。
(2)有核的細胞并不是都只有一個細胞核,如雙小核草履蟲有兩個細胞核,人的骨骼肌細胞中的細胞核多達數(shù)百個。
(3)核孔具有選擇性,能選擇性地控制大分子物質(zhì)進出核孔,如細胞核中的DNA一般不能通過核孔進入細胞質(zhì)。
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這是一份2024版高考生物一輪復(fù)習教材基礎(chǔ)練第二章細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運輸?shù)?節(jié)細胞膜和細胞核教學課件,共28頁。PPT課件主要包含了教材知識萃取,教材素材變式等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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