細(xì)胞膜與細(xì)胞核第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)?講課程標(biāo)準(zhǔn)1.概述細(xì)胞膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進(jìn)出，并參與細(xì)胞間的信息交流。2.闡明遺傳信息主要儲(chǔ)存在細(xì)胞核中。

0102細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能目錄

01細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能（1）將細(xì)胞和外界環(huán)境分開（2）控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞在生命起源過程中至關(guān)重要,保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的方式：主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸、胞吞胞吐細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：具有選擇透過性細(xì)胞膜的功能普遍性：①營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入，代謝廢物被排出②抗體、激素等被分泌到細(xì)胞外③胞內(nèi)有用組分不能排出（DNA、轉(zhuǎn)氨酶等）相對(duì)性:①有害的物質(zhì)可能進(jìn)入細(xì)胞②病原體可以侵入細(xì)胞使生物體患?。?）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流思考1：細(xì)胞間的信息交流一定需要受體嗎？

①化學(xué)物質(zhì)傳遞：

②接觸傳遞：③通道傳遞：如精子和卵細(xì)胞識(shí)別結(jié)合、細(xì)胞毒性T細(xì)胞和靶細(xì)胞接觸如高等植物的胞間連絲(胞間連接與通訊)細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)(如激素、神經(jīng)遞質(zhì))

通過膜表面的受體傳遞信息只有同種生物的精子和卵細(xì)胞能夠識(shí)別和結(jié)合。細(xì)胞膜的功能水溶性化學(xué)信號(hào)一般不直接進(jìn)入細(xì)胞，而是與細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，通過信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)繼而對(duì)靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng);而脂溶性信號(hào)分子則通過自由擴(kuò)散直接透過細(xì)胞膜，與靶細(xì)胞內(nèi)的受體結(jié)合。離子通道偶聯(lián)受體是一種由受體蛋白與離子通道形成的復(fù)合體，當(dāng)信號(hào)分子與受體結(jié)合后，引起偶聯(lián)離子通道開啟。思考2：受體一定位于細(xì)胞膜上嗎？性激素為脂溶性信號(hào)分子，受體在靶細(xì)胞內(nèi)。乙酰膽堿，前膜釋放，作用于后膜使鈉離子通道打開，鈉離子內(nèi)流。胰島素和細(xì)胞因子是水溶性化學(xué)信號(hào)，但對(duì)應(yīng)受體蛋白不與離子形成復(fù)合體。細(xì)胞膜的功能根據(jù)材料分析性激素、胰島素、乙酰膽堿和細(xì)胞因子中，一定依賴離子通道偶聯(lián)受體進(jìn)行信號(hào)傳遞的有哪些？對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索①1895年歐文頓：對(duì)植物細(xì)胞通透性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過細(xì)胞膜，不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過細(xì)胞膜。推測(cè)：膜是由脂質(zhì)組成的。②用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，制備純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析結(jié)論：組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。③1925年戈特和格倫德爾：從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。測(cè)得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。推斷：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層推測(cè)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附著蛋白質(zhì)。④1935年丹尼利和戴維森細(xì)胞膜的張力實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。親水親脂疏水親水疏水單層磷脂雙層磷脂S2S1對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索用除哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞外的其他真核細(xì)胞做上述實(shí)驗(yàn)，若細(xì)胞表面積為S，則磷脂單分子層的表面積_______2S。用細(xì)菌細(xì)胞做上述實(shí)驗(yàn)，若細(xì)胞表面積為S，則磷脂單分子層的表面積______2S。思考3：為什么選用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞？①哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器②動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，吸水易漲破③材料易取大于等于對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索S2S1⑤1959年羅伯特森：通過電鏡觀察到暗-亮-暗結(jié)構(gòu)。假說：細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層靜態(tài)結(jié)構(gòu)。⑦1972年辛格和尼科爾森：提出：流動(dòng)鑲嵌模型科學(xué)探究的基本思路和方法：⑥1970年科學(xué)家：熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性靜態(tài)的三層結(jié)構(gòu)模型無法解釋細(xì)胞生長(zhǎng)、變形蟲變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象觀察現(xiàn)象作出推測(cè)或提出假說進(jìn)行驗(yàn)證補(bǔ)充和完善對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類（少量）功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多不同種類細(xì)胞的細(xì)胞膜在成分上大致相同，含量上有差別。膜蛋白的成分和含量不是一成不變的。磷脂含量最為豐富，動(dòng)物細(xì)胞膜有少量的膽固醇糖類+蛋白質(zhì)→糖蛋白糖類+脂質(zhì)→糖脂膜上糖蛋白減少，黏著性下降，易擴(kuò)散膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能下降膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量增多膜成分發(fā)生改變（出現(xiàn)甲胎蛋白、癌胚抗原等）運(yùn)輸功能增強(qiáng)

①癌變細(xì)胞

②衰老細(xì)胞③代謝旺盛的細(xì)胞【不同生理狀態(tài)的細(xì)胞膜成分和功能】思考4：細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的種類有哪些？協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。水通道蛋白；Na＋、K＋通道蛋白等。用于細(xì)胞與細(xì)胞間相互識(shí)別的糖蛋白(如精卵細(xì)胞間的識(shí)別、免疫細(xì)胞對(duì)抗原的特異性識(shí)別等)。催化化學(xué)反應(yīng)的酶(如ATP水解酶等)。5種?？嫉摹澳さ鞍住保ú煌锬さ墓δ懿町愔饕蚓褪堑鞍踪|(zhì)！）①受體蛋白：②載體蛋白：③通道蛋白：④識(shí)別蛋白：⑤酶：細(xì)胞膜的成分磷脂雙分子層糖蛋白糖脂糖被細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)親水區(qū)親水區(qū)疏水區(qū)蛋白質(zhì)分子③糖類(糖被）：分布于細(xì)胞膜

，構(gòu)成

。①

構(gòu)成了膜的基本支架。②蛋白質(zhì)分子

在磷脂雙分子層上，呈

分布。作用

。磷脂雙分子層鑲在，嵌入，貫穿不對(duì)稱外表面糖蛋白和糖脂細(xì)胞表面識(shí)別和細(xì)胞間的信息傳遞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)—流動(dòng)鑲嵌模型動(dòng)物細(xì)胞膜上的膽固醇可以調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性,增加膜穩(wěn)定性及降低水溶性物質(zhì)通透性。原因:實(shí)例：細(xì)胞膜具有____________結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性膜上的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的溫度（一定范圍內(nèi)，溫度升高，膜流動(dòng)性加快）對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能非常重要。①變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)。②細(xì)胞融合(如精卵結(jié)合、人鼠細(xì)胞雜交等)。③細(xì)胞的胞吞胞吐(白細(xì)胞吞噬病菌，細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)等)。④細(xì)胞的吸水膨脹或者失水皺縮(質(zhì)壁分離)。功能特點(diǎn)：細(xì)胞膜具有_________________。表現(xiàn)：原因：選擇透過性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類、數(shù)量選擇透過性。決定遺傳決定水分子，被選擇的離子和小分子可以通過；大分子、不被選擇的離子和小分子不能通過。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)影響因素：流動(dòng)性意義:【思考】課本P462.既然膜內(nèi)部是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？（課本P45旁思）

①水分子極小，可以通過由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙②膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜（主要）3.線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比外膜高,從結(jié)構(gòu)與功能觀角度分析,原因是？功能越復(fù)雜的生物膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。線粒體內(nèi)膜進(jìn)行有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所，功能復(fù)雜，所以蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類多。1.分析磷脂分子的結(jié)構(gòu)和磷脂雙分子層的排布特點(diǎn)，我們可以制作由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。②藥物進(jìn)入細(xì)胞的過程：由于脂質(zhì)體是磷脂雙分子層構(gòu)成的，到達(dá)細(xì)胞后可能會(huì)與細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生融合，也可能會(huì)被細(xì)胞以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞，從而使藥物在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。①兩類藥物包裹位置不同的原因：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)部是水溶性的環(huán)境，能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定地包裹其中。1．(2024·遼寧遼陽一模)細(xì)胞外囊泡是一種從細(xì)胞膜上脫落的囊泡狀小體，可定向運(yùn)輸至受體細(xì)胞并和受體細(xì)胞融合，將RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和代謝產(chǎn)物從供體細(xì)胞傳遞到受體細(xì)胞。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．細(xì)胞外囊泡膜的組成成分和細(xì)胞膜相似，主要由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成B．細(xì)胞外囊泡膜和受體細(xì)胞的膜發(fā)生融合主要體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性C．細(xì)胞外囊泡包裹的某些物質(zhì)可能具有細(xì)胞間的信息交流的功能D．可利用細(xì)胞外囊泡包裹藥物，將藥物定向運(yùn)送至病變的細(xì)胞進(jìn)行治療2．(2024·天津?yàn)I海三模)一種聚聯(lián)乙炔細(xì)胞膜識(shí)別器已問世，它是通過物理力把類似于細(xì)胞膜上具有分子識(shí)別功能的物質(zhì)鑲嵌到聚聯(lián)乙炔囊泡中，組裝成納米尺寸的生物傳感器。它在接觸到細(xì)菌、病毒時(shí)可以發(fā)生顏色變化，用以檢測(cè)細(xì)菌、病毒。這類被鑲嵌進(jìn)去的物質(zhì)很可能含有()A．磷脂和蛋白質(zhì) B．多糖和蛋白質(zhì)C．膽固醇和磷脂 D．膽固醇和蛋白質(zhì)BB練習(xí)鞏固3．(2024·山東統(tǒng)考模擬)為了檢測(cè)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)，首先將細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子偶聯(lián)上熒光分子，可檢測(cè)到熒光強(qiáng)度，再利用高能量的激光束照射使特定區(qū)域的熒光發(fā)生不可逆的淬滅(淬滅后熒光物質(zhì)不再發(fā)熒光)，停止照射一段時(shí)間后檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域熒光強(qiáng)度逐漸恢復(fù)，過程如圖所示。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是(

)A．本實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性B．適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)溫度能夠縮短檢測(cè)區(qū)域熒光強(qiáng)度恢復(fù)所需時(shí)間C．熒光漂白區(qū)的恢復(fù)說明激光束消失后熒光分子功能恢復(fù)D．本實(shí)驗(yàn)可以為細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)移動(dòng)速率提供定量的數(shù)據(jù)C練習(xí)鞏固

02細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究資料1：美西螈核移植實(shí)驗(yàn)核移植卵細(xì)胞去核白美西螈胚胎細(xì)胞黑美西螈取核結(jié)論：美西螈的膚色遺傳是由

控制的。細(xì)胞核思考5：為了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，黑白美西螈核移植實(shí)驗(yàn)如何設(shè)計(jì)對(duì)照？將白色美西螈胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核移植到黑色美西螈去核卵細(xì)胞中進(jìn)行培養(yǎng)作為對(duì)照組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力。資料2：蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)操作：用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊，并保證一邊有核一邊無核無核分裂不分裂有核開始分裂發(fā)育(快)

發(fā)育(慢)操作：將有核一邊的一個(gè)細(xì)胞核擠到無核的一邊結(jié)論：蠑螈的細(xì)胞

受細(xì)胞核控制。分裂、分化思考6:蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的？相互對(duì)照(有核與無核)和自身前后對(duì)照(對(duì)無核者重新擠入核)。細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究資料3：變形蟲切割與核移植實(shí)驗(yàn)切有核部分無核部分能消化，不攝食，無應(yīng)激性能消化，能攝食，能生長(zhǎng)、分裂和再生思考7：?jiǎn)为?dú)的細(xì)胞核不能生存的原因？去核后的變形蟲為什么仍能生活一段時(shí)間？

已合成的蛋白質(zhì)仍發(fā)揮作用沒有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量供應(yīng)結(jié)論：變形蟲的

受細(xì)胞核控制。分裂、生長(zhǎng)、再生、對(duì)刺激的反應(yīng)細(xì)胞核功能的實(shí)驗(yàn)探究資料4：傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)結(jié)論:傘帽的形狀主要與

有關(guān)假根結(jié)論:傘帽的形狀由

控制細(xì)胞核細(xì)胞核的功能細(xì)胞核是遺傳信息庫（遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所），是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。①遺傳信息的主要載體——

遺傳物質(zhì)的主要載體——②（真核生物）DNA分布在：染色體只分布在：DNA染色體/染色質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核（主）、線粒體、葉綠體細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)外膜與

相連，附著有

。結(jié)構(gòu)：核膜功能：

膜；不連續(xù)，有

；①把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開,②

物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核；具有

性。雙層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體小分子選擇透過核孔核仁特性：功能：

強(qiáng)，易辨認(rèn)折光性與某種

的合成及

的形成有關(guān)rRNA核糖體注意：核膜、核仁在細(xì)胞分裂中核膜周期性

。消失和重建判斷：核糖體的形成一定與核仁有關(guān)（）×③核膜上有多種

，利于生化反應(yīng)的進(jìn)行酶細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)核孔：①選擇性:②雙向性：蛋白質(zhì)的入核運(yùn)輸，RNA等出核運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流RNA和蛋白質(zhì)能通過，DNA不能通過③需要ATP供能功能：特點(diǎn)：代謝旺盛的細(xì)胞，核仁大、核孔多、線粒體多核孔復(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(yùn)輸?shù)牡鞍踪|(zhì)復(fù)合體。

的主要載體主要成分：染色質(zhì)功能：特性：

。易被

染成深色DNA和蛋白質(zhì)遺傳物質(zhì)(DNA)堿性染料（如甲紫溶液、醋酸洋紅、改良的苯酚品紅染液）染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。顯微觀察時(shí)需要區(qū)分，計(jì)數(shù)時(shí)不需要區(qū)分。染色質(zhì)有利于遺傳信息的復(fù)制和表達(dá)；染色體有利于細(xì)胞分裂使遺傳物質(zhì)均等分配到子細(xì)胞。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)2.細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)的前提：

。細(xì)胞結(jié)構(gòu)保持完整性細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì)的代謝，細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量，二者相互依存、不可分割。思考8：哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞和精子壽命很短,為什么？1.核與質(zhì)的相互依存關(guān)系細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì)中物質(zhì)（如蛋白質(zhì)等）的合成，如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核，其壽命很短。細(xì)胞核所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量由細(xì)胞質(zhì)提供，如幾乎不含細(xì)胞質(zhì)的精子壽命很短。建構(gòu)模型模型是人們?yōu)榱私o某種特