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(共46张PPT)
课标要求 1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
第4讲 细胞膜与细胞核
考点1　细胞膜和植物细胞壁
1.对细胞膜的探索历程
脂质
蛋白质
磷脂
连续的两层
蛋白质—脂质
—蛋白质
流动性
流动镶嵌
2.细胞膜的成分、结构与功能相适应
糖被
磷脂双
分子层
蛋白质分子
磷脂
流动
分隔开
控制物
质进出细胞
信息交流
激素
接触
胞间连丝
分析：
（1）细胞膜的组成成分特点
①不同细胞膜的成分基本相同，但各成分的含量不同，这与细胞膜的功能有关，功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多。
②膜上与蛋白质和脂质结合的糖，称为糖被，与细胞识别有关。多糖侧链是判断细胞膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。
（2）探究细胞膜的结构特点——流动性
①方法：荧光标记法。（过程如图）
②结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。
（3）细胞膜控制物质进出功能的验证
①染色剂进入实验
②色素透出实验
（4）细胞膜的功能特点——选择透过性
①表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。
②原因：磷脂分子尾部具有疏水性和细胞膜上转运蛋白具有专一性。
细胞膜的成分与功能实例分析
（1）不同生理状态下细胞膜的成分及功能实例
①衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，物质运输功能下降。
②代谢旺盛的细胞物质运输速度快，需要的载体种类和数目多，细胞膜上蛋白质的种类和含量较多。
③癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，易扩散和转移。
④死亡细胞的细胞膜失去选择透过性。
归 纳 总 结

（2）四种常考的“膜蛋白”及其功能
①信号分子（如激素、细胞因子、神经递质）的受体蛋白：糖蛋白。
②膜转运蛋白：膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白、通道蛋白、离子泵等。
③具催化作用的酶：如好氧型细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等）。
④标志蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白（如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等）。
3.植物细胞壁
纤维素
支持和保护
诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。 （　×　）
（2）细胞膜的成分不会发生变化。 （　×　）
提示：如发生癌变的细胞，细胞膜上的糖蛋白会减少。
（3）罗伯特森将电镜下看到的“暗—亮—暗”结构描述为“脂质—蛋白质—脂质”三层结构。 （　×　）
（4）糖类与蛋白质、脂质结合形成的糖蛋白、糖脂统称为糖被。 （　×　）
（5）糖蛋白分布于细胞膜的内侧和外侧。 （　×　）
（6）细胞壁位于植物细胞细胞膜的外面，可以控制物质进出细胞。 （　×　）
×
×
×
×
×
×
2.链接必修1教材 P41“图3－2”。
（1）如图为人体内细胞间信息交流方式的示意图，A、B、C 3种方式中，能表示脂肪细胞接受胰高血糖素的是 　B　 ；表示激活的细胞毒性T细胞作用于靶细胞的是 　A　 ；肉毒杆菌通过抑制某种神经递质的作用而导致肌肉松弛，其中神经递质作用的方式是 　C　 ；高度紧张时心肌细胞收缩加速，其中信息传递的方式是 　B、C　 。
A
B
C
B　
A　
C　
B、C
（2）用红墨水分别处理正常的玉米种子和煮熟的玉米种子，其中 　煮熟　 的玉米种子能被染成红色，理由是 　活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能，而死细胞的细胞膜不具有该功能　 。
煮熟　
活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能，而死细胞的
细胞膜不具有该功能　
（2022·河北卷）关于细胞膜的叙述，错误的是（　C　）
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
C
解析：在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶或嵌或贯穿于磷脂双分子层，C错误；细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白，糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。
（2022·浙江1月卷）膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是
（　B　）
A.细胞膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D.神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白
解析：蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，在膜内、外两侧分布不对称，A错误；由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，因此生物膜具有一定的流动性，温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；叶绿体中水的分解发生在类囊体薄膜上，C错误；神经元细胞膜上存在与K＋ 、Na＋主动运输有关的载体蛋白，而通道蛋白参与的是协助扩散，D错误。
B
（2021·浙江卷）细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是
（　D　）
A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中有利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D
解析：磷脂双分子层不包括膜蛋白，但具有识别作用的糖脂分子只分布在细胞膜的外侧，故磷脂双分子层是不完全对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于磷脂双分子层内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且胆固醇会限制膜的流动性，B错误；被动转运包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要载体蛋白，与膜蛋白有关，C错误；有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。

考向1　细胞膜的组成、结构
1.（2022·广东高州模拟）磷脂分子是组成生物膜的主要成分，它有一个“头”部和两个“尾”部，利用丙酮将生物膜中磷脂分子提取出来，可在空气—水界面上铺成单分子层。下列说法错误的是（　A　）
A.在“空气—水”界面上磷脂分子的“头”部朝向空气
B.组成磷脂分子的化学元素有C、H、O、N、P
C.在生物膜的内部形成了一个相对疏水的环境
D.人的成熟红细胞中全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为细胞膜表面积的两倍
A
解析：磷脂分子的“头”部和“尾”部分别是亲水和疏水的，在“空气—水”界面上，磷脂分子的“头”部与水接触，“尾”部朝向空气，A错误；在生物膜中两层磷脂分子的“尾”部相对排列，在生物膜的内部形成了一个相对疏水的环境，C正确；人的成熟红细胞中只有细胞膜，没有其他的生物膜，因此它的全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为细胞膜表面积的两倍，D正确。
2.（2022·肇庆期末）脂蛋白a是一种富含胆固醇的特殊大分子蛋白，表面由胆固醇及磷脂包裹，可沉积在血管壁上，会促进动脉粥样硬化。下列有关叙述合理的是（　B　）
A.磷脂是细胞膜中含量最丰富的脂质，含有C、H、O、N、P、S
B.在人体内，胆固醇参与构成细胞膜，还参与血液中脂质的运输
C.在细胞膜外表面，与蛋白质结合的糖类和脂质负责细胞间的信息传递
D.真核细胞中核酸与蛋白质形成的复合物中都储存着大量遗传信息
B
解析：磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N，不含S，A错误；在细胞膜外表面，糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C错误；真核细胞中核酸与蛋白质形成的复合物有染色体、核糖体等，染色体的DNA中储存着遗传信息，核糖体不能储存遗传信息，D错误。
考向2　细胞膜的功能
3.（2022·佛山一模）某研究团队利用人造聚合物制造了一个红细胞大小的球形膜，在膜上钻了一个纳米通道，并将一种化学反应材料添加到纳米通道中，充当泵的作用。在光照激活后，这种材料会产生化学反应，形成真空，将膜外物质主动吸入细胞内。而当化学反应逆转后，泵又可将细胞内物质排出细胞外。下列相关叙述正确的是（　C　）
A.泵类似于主动运输，需要通道蛋白参与
B.癌细胞细胞膜上存在较多的糖蛋白，使癌细胞容易扩散
C.球形膜功能类似于植物细胞的细胞膜
D.细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
C
解析：泵类似于主动运输，需要载体蛋白参与，A错误；癌细胞细胞膜上糖蛋白减少，使癌细胞容易扩散，B错误；球形膜上的纳米通道能将物质运输进来或者运输出去，其功能类似于植物细胞的细胞膜，C正确；细胞膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物结合组成的，D错误。
4.（2018·天津卷）生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是（　B　）
选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型
A 位于突触后膜，识别并结合神经递质 受体
B 位于靶细胞膜，识别并结合激素 转运蛋白
C 位于类囊体膜，催化ATP合成 酶
D 位于癌细胞膜，引起特异性免疫 抗原
解析：在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白，B错误。
B
考点2　细胞核的结构和功能
1.细胞核功能探究
（1）实验一：黑白美西螈核移植实验
①实验过程
②实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受 　细胞核　 控制。
细胞核　
（2）实验二：蝾螈受精卵横缢实验
①实验过程
②实验结论：蝾螈细胞的 　分裂、分化　 受细胞核控制。
分裂、分化　
（3）实验三：变形虫切割实验
①实验过程
②实验结论：变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。
（4）实验四：伞藻嫁接与核移植实验
①伞藻嫁接实验过程
②伞藻核移植实验过程
③实验结论：伞藻“帽”的形状是由 　细胞核　 控制的。
细胞核　
2.细胞核的功能
细胞核是 　遗传信息库　 ，是 　细胞代谢和遗传　 的控制中心。
遗传信息库　
细胞代谢和遗传　
3. 细胞核的结构
核膜
RNA
核糖体
核孔
DNA和蛋白质
DNA
4.染色体与染色质的关系
（1）染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。前者呈细长丝状，后者呈圆柱状或杆状。
染色质　　　　　 　　　　　　染色体
（ 　间　 期、末期） （ 　前、中、后　 期）
间　
前、中、后　
（2）染色质和染色体均易被 　碱性染料　 （如甲紫溶液、醋酸洋红液）染成深色。
碱性染料　
（1）并非所有的真核细胞都有细胞核，高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞没有细胞核。
（2）核孔具有选择性，能选择性地控制大分子物质进出核孔，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。
（3）核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量多的细胞，核孔数较多，核仁较大。
特 别 提 醒

5.从四个层面理解细胞的整体性
（1）从结构上
①细胞核与细胞质通过 　核孔　 可以相互沟通。
②核膜与细胞膜、细胞器膜等构成细胞完整的 　生物膜系统　 。
（2）从功能上：细胞各部分结构和功能虽不同，但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动的。
（3）从调控上：细胞核是遗传物质 　储存和复制　 的场所，是细胞代谢和遗传的 　控制中心　 。因此，细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个整体调控系统。
（4）从与外界的关系上看，针对多细胞生物，细胞的整体性还体现在每一个细胞都要与相邻的细胞进行 　物质　 交换与 　信息　 交流。
储存和复制　
控制中心　
物质　
信息　
核孔　
生物膜系统　
1.判断下列说法的正误：
（1）真核细胞都有一个细胞核。 （　×　）
（2）细胞核是细胞代谢和遗传的中心。 （　×　）
提示：细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
（3）细胞核通过核膜实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 （　×　）
（4）染色体和染色质虽然形态不同，但成分都主要是DNA和蛋白质。 （　√　）
（5）细胞依据遗传信息进行物质合成、能量转化和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。 （　√　）
2.真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是 　核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行　 。
×
×
×
√
√
核仁与核糖体
的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行　
诊断·加强
（2022·广东卷）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（　A　）
A.细胞核
B.细胞质
C.高尔基体
D.细胞膜
A
解析：分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
（2022·浙江6月卷）下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（　B　）
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
解析：核膜为双层膜，A错误；核膜上有核孔复合体，是mRNA和蛋白质进出细胞核的通道，B正确；核仁是核内的圆形结构，主要与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，C错误；染色质由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
B

考向1　细胞核的结构和功能
1.（2022·广东江门一模）下列关于细胞核的叙述，正确的是（　B　）
A.蓝细菌和洋葱细胞都具有核膜
B.染色质储存着大量遗传信息
C.核膜、核仁在有丝分裂末期解体
D.蛋白质和DNA通过核孔进出细胞核
解析：蓝细菌是原核生物，没有成形的细胞核，没有核膜，A错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，其中DNA是细胞中的遗传物质，其脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着大量的遗传信息，B正确；核膜、核仁在有丝分裂前期解体，C错误；细胞核的核孔具有选择性，DNA不能通过核孔，D错误。
B
2.（2022·普宁华侨中学）核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性。双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA·錘P（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（　B　）
A.大分子物质进出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动运输
B.细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔的双功能、双向性密切相关
C.RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成
D.核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用
B
解析：大分子物质通过核孔进出细胞核，A错误；细胞核和细胞质间的物质交换、信息交流是细胞核完成其功能的基础，而这与核孔的双功能、双向性密切相关，B正确；细胞核RNP中含有的RNA在细胞核内合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误；由题中“核孔对大分子的进入……而实现‘主动转运’过程”可知，核质间的物质交换体现了核孔具有信息交流的作用，D错误。
考向2　细胞核功能的实验探究
3.（2022·海南卷）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。下列相关叙述错误的是（　A　）
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
A
解析：肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin－1的介导；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（失去控制物质进出细胞核的能力），染色质功能异常（染色质上所含的基因可控制细胞代谢）。
课堂小结与延伸
流动镶嵌
糖被
一定的流动性
细胞间的信息交流
遗传信息库
链接必修1教材 P56“图3－10”。
（1）核孔是大分子物质进出细胞核的通道，试分析蛋白质合成旺盛的唾液腺细胞与表皮细胞相比，核孔和核仁有什么特点？
提示：唾液腺细胞中核孔的数目较多，核仁的体积较表皮细胞大。
链接必修1教材 P43“图3－4”。
（2）在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因： 　温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性　 。
温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性　
链接必修1教材P40“问题探讨”。
（3）“台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法，其原理是 　活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞，而死细胞的细胞膜不能，台盼蓝是细胞不需要的物质，不能进入活细胞，但可进入死细胞内将其染色　 。
活细胞的细
胞膜能控制物质进出细胞，而死细胞的细胞膜不能，台盼蓝是细胞不需要的物质，
不能进入活细胞，但可进入死细胞内将其染色　
链接必修1教材 P45旁栏思考题。
（4）膜内部是疏水的，但水分子能跨膜运输通过细胞膜，原因是 　水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜　 。
水分子极小，可
以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通
过通道蛋白通过膜　
链接必修1教材 P46“拓展应用”。
（5）如果将磷脂分子置于①空气—水界面上、②水中和③水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？（据图简述）
① 磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层。磷脂头部由亲水的磷酸及其他衍生物构成，尾部由疏水的脂肪酸构成，在空气—水界面，头部与水接触，而尾部位于空气中
② 在水中，朝向水的是“头部”，“尾部”疏水。当磷脂分子的内外两侧都是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则朝向两侧水环境中，形成磷脂双分子层
③ 磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触
链接必修1 教材P40～41正文。
（1）人体的边界是皮肤和黏膜，细胞的边界是 　细胞膜　 。
（2）在生命起源过程中， 　膜　 的出现是至关重要的阶段。
（3）多细胞生物体的各个细胞保持功能的协调依赖于 　物质和能量　 的交换，也有赖于 　信息交流　 。
细胞膜　
膜　
物质和能量　
信息交流　
链接必修1教材P42“思考·讨论”。
（4）磷脂分子头部 　亲水　 、尾部 　疏水　 ，在空气—水界面上铺展成单层。
亲水　
疏水　
链接必修1教材P56“图3－10”。
（5）构成染色体的蛋白质的合成场所是细胞质中的核糖体，通过 　核孔　 进入细胞核参与染色体的构成，核孔对物质的通过具有 　选择性　 。
链接必修1教材 P57“科学方法”。
（6）以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，属于 　物理　 模型。
核孔　
选择性　
物理　

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