1、第6講 細胞膜系統(tǒng)的邊界和 細胞核系統(tǒng)的控制中心,（探究細胞核功能試驗的分析）,一、細胞膜的成分與功能 1.細胞膜的成分,【提醒】(1)各種膜所含蛋白質與脂質的比例同膜的功能有關，功能越復雜的膜，其蛋白質含量和種類越多。 (2)糖蛋白(也叫糖被)有保護和潤滑作用，還與細胞識別作用有密切關系。 (3)細胞膜的組成元素有C、H、O、N、P。,2細胞膜的功能 (1)將細胞與外界環(huán)境分隔開 細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定。對于原始生命，膜的出現(xiàn)起到至關重要的作用，它將生命物質與非生命物質分隔開，成為相對獨立的系統(tǒng)。對于原生生物，如草履蟲，它屬于單細胞生物，它與外界環(huán)境的分界

2、面就是細胞膜，由于細胞膜的作用，將細胞與外界環(huán)境分隔開。,（2）控制物質進出細胞 包括細胞膜控制作用的普遍 性和控制作用的相對性兩個 方面，如右圖所示。物質出 入細胞都要穿過細胞膜，出 入的方式以自由擴散和主動 運輸兩種方式為主，此外還 有胞吞和胞吐等。細胞膜在控制物質的自由擴散和主動運輸時表現(xiàn)出選擇透過性的功能特點，而胞吞和胞吐作用則以細胞膜的流動性為基礎。,(3)進行細胞間的信息交流 進行細胞間的信息交流的物質是細胞膜上的糖蛋白。 細胞間信息交流的方式：,【例1】下列關于細胞膜的敘述，不正確的是() A細胞膜主要由脂質和蛋白質組成 B不同功能的細胞，其細胞膜上蛋白質的種類和數(shù)量相同 C組成

3、細胞膜的脂質中，磷脂最豐富 D癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜成分的改變有關,B,【解析】本題是對細胞膜結構和功能的考查。解答時需要先明確細胞膜的結構特點和各項功能后，再作答。A項細胞膜主要由脂質和蛋白質組成；B項功能越復雜的細胞，其細胞膜上蛋白質的種類和數(shù)量越多；C項組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富；D項癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜上糖蛋白減少有關。,二、植物細胞壁的結構和功能 1植物細胞壁的成分：植物細胞細胞壁的主要化學成分是纖維素和果膠。 2細胞壁的功能： (1)保護作用。 (2)支持作用：細胞壁具有較堅韌的支撐性，它對植物體起著骨架作用，以維持細胞正常的形態(tài)。 3細胞壁的特性：細胞壁

4、是全透性的。,【例2】能使植物細胞壁和細胞膜結構均被破壞的一組酶是() A淀粉酶、纖維素酶、溶菌酶 B纖維素酶、果膠酶、蛋白酶 C果膠酶、溶菌酶、纖維素酶 D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶 【解析】本題考查細胞壁和細胞膜的成分。植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此可用纖維素酶和果膠酶破壞；細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質，蛋白酶可使其破壞。,B,三、體驗制備細胞膜的方法 1實驗原理 細胞內的物質具有一定的濃度，把細胞放入清水中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內的其他物質，得到細胞膜。,2實驗步驟,3實驗成功的關鍵 (1)取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，其目的是： 使紅細胞分散開，不易凝集成塊。

5、使紅細胞暫時維持原有的形態(tài)。 (2)操作時載物臺應保持水平，否則易使蒸餾水流走。 (3)滴蒸餾水時應緩慢，邊滴邊用吸水紙吸引，同時用顯微鏡觀察紅細胞的形態(tài)變化。 (4)如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作，而是在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，還必須經(jīng)過離心、過濾才能成功。,4選哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料的原因 (1)動物細胞沒有細胞壁，不但省去了去除細胞壁的麻煩，而且無細胞壁的支持、保護作用，細胞易吸水漲破。 (2)哺乳動物和人成熟的紅細胞，沒有細胞核和具有膜結構的細胞器，易用離心分離法得到不摻雜細胞內膜系統(tǒng)的純凈的細胞膜。 (3)紅細胞數(shù)量大，材料易得。,5研

6、究膜的成分還可以用酶分解法，用蛋白酶處理細胞能使細胞膜破裂，說明細胞膜上有蛋白質。,【例3】閱讀下列材料后，回答問題： 科學家在進行細胞膜化學成分分析時，采用哺乳動物或人的紅細胞作為實驗材料。將其特殊處理使細胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，一些物質溶出，再將溶出細胞外的物質洗掉，即可得到純凈的細胞膜(又稱血影)。有的科學家將“血影”中的脂質提取出來，使其在空氣和水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來細胞整個表面積的2倍。 (1)如何處理紅細胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象？ _。,把紅細胞放到蒸餾水里，使細胞吸水漲破,(2)紅細胞溶血后，溶出細胞外的主要物質應該是_，這種物質的特性是 ，因而使紅細胞具有_的

7、功能。 (3)“血影”的化學組成是_、_、_，其中的脂質主要是指_。 (4)選取雞的紅細胞驗證細胞膜具有磷脂雙分子層結構可以嗎？若選用雞的紅細胞會得到什么結論？為什么？ _,血紅蛋白,在氧濃度高的地方易,與氧結合，在氧濃度低的地方易與氧分離,運輸氧,蛋白質,脂質,糖類,磷脂,不可以，若選用雞的紅細胞，則磷脂形成的單分子層面積大,大超過膜面積的2倍。因為雞的紅細胞內含有多種具膜的細胞,器，且各種細胞器的膜與細胞膜在成分上基本一致,。,(5)使用下列哪種物質處理會使細胞失去識別能力() A核酸酶 B龍膽紫 C糖水解酶 D雙縮脲試劑 【解析】(1)制備細胞膜時應選用哺乳動物或人的成熟的紅細胞，因為它

8、們沒有細胞核和眾多的細胞器，獲取的膜即為細胞膜，排除了其他膜性物質的影響，降低了實驗的難度。 (2)細胞膜的成分、特性和功能是十分重要的知識，它充分說明了生物體成分的組成、結構決定功能、結構和功能相適應的特點。,C,四、細胞核的結構和功能 1細胞核的結構,續(xù)表,【提醒】 染色質與染色體的比較,2.細胞核的功能 細胞核的功能：細胞核是遺傳信息庫，是細胞遺傳和代謝的控制中心。,【提醒】(1)原核細胞無細胞核，其遺傳物質主要分布在擬核。 (2)對真核細胞來說，染色體是DNA的主要載體，但不是惟一載體，其載體還有線粒體和葉綠體。 (3)核仁的大小、形狀和數(shù)目隨生物的種類、細胞類型和代謝狀態(tài)而變化。蛋白

9、質合成旺盛的細胞，如分泌細胞、卵母細胞的核仁大；不具蛋白質合成能力的細胞，如休眠的植物細胞，其核仁很小。,【例4】關于細胞核結構與功能的統(tǒng)一性的敘述中，正確的是() A真核細胞核膜上有核孔，RNA等大分子物質可以通過核孔進入細胞質 B原核細胞的核膜也具有兩層膜，利于控制物質的進出 C核仁中的DNA控制著細胞代謝 D染色質上的DNA貯存著大量的遺傳信息,AD,【解析】A項核膜上的核孔是某些大分子物質如蛋白質、mRNA等的進出通道，B項原核細胞無核膜，即無成形的細胞核；C項控制細胞代謝的DNA是指染色質中的DNA，核仁中有少量DNA，只與某種RNA的合成有關；D項染色質由DNA和蛋白質組成，DNA

10、上的堿基排列順序代表著遺傳信息。,染色質與染色體的比較：,一、理論歸納 1黑白美西螈核移植實驗 (1)實驗過程,(2)實驗結論：美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核控制。 (3)實驗分析：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。,2蠑螈受精卵橫縊實驗 (1)實驗過程,(2)實驗結論：蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制。 (3)實驗分析：該實驗既有相互對照，又有自身前后對照。,3變形蟲切割實驗 (1)實驗過程,(2)實驗結論：變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的反應等生命活動受細胞核控制。 (3)實驗分析：該實驗既有相互對照，又有自身前后對照。,4傘藻嫁

11、接與核移植實驗 (1)傘藻嫁接實驗過程,(2)傘藻核移植實驗過程,(3)實驗結論：傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的。 (4)實驗分析：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。,二、演練,生物學家研究發(fā)現(xiàn)，癌細胞的無限增殖受某調控基因的控制，該調控基因能激發(fā)所有動物細胞大量增殖。為探究該調控基因是存在于細胞質還是細胞核內，科研人員做了以下實驗設計。請根據(jù)以上思路，繼續(xù)完成下列實驗設計方案：,(一) 實驗方案(實驗提示：癌細胞能連續(xù)培養(yǎng)，但細胞形態(tài)會發(fā)生明顯改變。對如何觀察細胞形態(tài)不作實驗設計要求) (1)用胰蛋白酶分別處理宮頸癌細胞和小鼠肝臟，使之分散成單

12、個細胞； (2)分別使單個癌細胞和單個肝細胞的核質分離；,(3) ；,取癌細胞核和肝細胞質形成重組細胞甲，取癌細,胞質和肝細胞核形成重組細胞乙,(4)取兩只培養(yǎng)瓶分別編號A、B，各加入等量的培養(yǎng)液；,(5) ；,取等量重組細胞甲和重組細胞乙，分別加入A、,B兩個培養(yǎng)瓶中，進行細胞培養(yǎng),(6)分別觀察甲、乙兩只培養(yǎng)瓶中的細胞形態(tài)。,(二)預期實驗結果及結論：,【解析】本題是探究調控細胞增殖的基因是位于細胞質中還是細胞核中，根據(jù)題中圖示，應先利用動物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)癌細胞和正常小鼠肝細胞。然后通過核質互移形成重組細胞，放到培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)，觀察細胞形態(tài)的改變與否，即可知道調控基因是存在于細胞核中還

13、是細胞質中。由于是探究性實驗，因此實驗結果和結論應作出多種可能性的預測。,1.(2011四川)下列有關生物膜結構和功能的描述，不正確的是( ) A植物原生質體的融合依賴于細胞膜的流動性 B合成固醇類激素的分泌細胞的內質網(wǎng)一般不發(fā)達 C分泌蛋白的修飾加工由內質網(wǎng)和高爾基體共同完成 D生物膜之間可通過具膜小泡的轉移實現(xiàn)膜成分的更新,B,【解析】動、植物細胞融合的原理是細胞膜具有流動性；固醇類激素屬于脂質，在細胞的內質網(wǎng)上合成，所以能分泌固醇類激素的細胞中內質網(wǎng)比較發(fā)達；分泌蛋白的合成及分泌過程為,2.(2011山東)下列關于原核生物和真核生物的敘述，正確的是( ) A原核生物細胞無線粒體，不能進行

14、有氧呼吸 B真核生物細胞只進行有絲分裂，原核生物細胞只進行無絲分裂 C真核生物以DNA為遺傳物質，部分原核生物以RNA為遺傳物質 D真核生物細胞具有細胞膜系統(tǒng)(生物膜系統(tǒng))，有利于細胞代謝有序進行,D,【解析】A原核生物盡管沒有線粒體，但有的也可以進行有氧呼吸，線粒體是有氧呼吸的主要場所是因為線粒體中存在有氧呼吸所需的酶，而非其結構決定；B有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂都是真核生物的細胞增殖方式；C細胞生物都有DNA，DNA是其遺傳物質，只有少數(shù)RNA病毒的遺傳物質是RNA；只有D正確。,3.(2011江蘇)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。下圖為非洲爪蟾卵母

15、細胞親核蛋白注射實驗，下列相關敘述正確的是( ),C,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,【解析】放射性頭部不可單獨進入細胞核，而放射性尾部可單獨進入細胞核，所以A選項錯誤，從圖中所給信息不能得到B選項結論；蛋白質為生物大分子，運輸時需要消耗能量，所以C選項正確；親核蛋白進入細胞核是通過核孔，而葡萄糖進入紅細胞是穿過細胞膜，所以D選項錯誤。,4.真核細胞單位面積的核孔數(shù)目與細胞的類型和代謝水平有關。以下細胞中核孔數(shù)目最少的是( ) A胰島細胞 B造血干細胞 C效應B細胞(漿細胞) D

16、口腔上皮細胞,D,【解析】本題利用題目中的核孔數(shù)目與細胞的類型和代謝水平有關的信息，間接考查了選項中各細胞的類型和代謝水平的差異。且據(jù)已有的知識知道細胞的代謝越旺盛，則核孔的數(shù)目越多。A、C中的細胞分別分泌胰島素(或胰高血糖素)和抗體，代謝旺盛。B中細胞的分裂能力很強，代謝旺盛。只有D為高度分化的細胞，代謝較弱。故而D中的口腔上皮細胞的核孔數(shù)目最少。,5. (雙選)下列關于細胞核的結構和功能的敘述，不正確的是( ) A多利羊的產(chǎn)生證明了動物細胞具有全能性 B真核細胞都有細胞核 CmRNA等大分子物質通過核孔進入細胞質而不能直接通過核膜，體現(xiàn)了核膜具有選擇透過性 D細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝

17、和遺傳的控制中心,AB,【解析】“多利”的產(chǎn)生只是證明了高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性。除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數(shù)細胞外，其他真核細胞都有細胞核。,6. (雙選)漢麥林(Hammerlin)的實驗如圖，將單細胞的地中海杯狀藻先在近核處切斷，再在近杯處切斷(a)，中間的莖(b)置于海水中可再生一杯(c)，但將此杯切斷后，不能再生第二個杯(d)。這個實驗可以說明( ),AD,A決定杯狀藻藻杯的形態(tài)發(fā)生的遺傳信息來自細胞核 B決定杯狀藻藻杯的形態(tài)發(fā)生的遺傳信息來自細胞質 C杯狀藻藻杯的形態(tài)發(fā)生是由細胞核和細胞質的遺傳信息共同作用的結果 D(b)能再生一杯是因為(b

18、)中含有由細胞核轉錄而來的遺傳信息,【解析】在地中海杯狀藻的近杯處和近核處切斷，中間的莖可再生一杯，說明地中海杯狀藻中間莖內有相應的遺傳信息。如連續(xù)第二次切斷，則中間的莖不能再生一杯，這說明中間莖內所具有的遺傳信息并不能自己產(chǎn)生；這也體現(xiàn)了細胞核是控制中間莖再生杯的主要部位，即決定杯狀藻杯的形態(tài)發(fā)生的是細胞核，而不是細胞質。,7.細胞中細胞核與細胞質之間的關系問題曾經(jīng)是細胞生物學家們研究的一個熱點問題。下面是以傘藻為實驗材料所做的幾個經(jīng)典的生物學實驗。請依據(jù)所提供的材料，回答下列問題。 材料一：傘藻是單細胞生物。甲、乙兩種傘藻的帽形不同(如下圖)，現(xiàn)將甲傘藻的A部分與乙傘藻的B部分嫁接在一起，發(fā)