全章复习与测试优秀教学设计

第1讲

细胞膜（系统的边界、流动镶嵌模型）与细胞核

资料三：时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。结论：细胞膜中的磷脂是连续的双层。资料四：时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出假说：__________________________________________生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成_____________的静态统一结构。一、细胞膜的探索历程：1、对细胞膜的组成成分的探索：资料一：时间：19世纪人物：欧文顿。实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。提出假说：膜是由脂质组成的。资料二：时间：20世纪初人物：科学家实验：科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。分析结果：膜的主要成分是脂质和蛋白质。2、对生物膜结构的探索：资料五：人—鼠细胞融合实验时间：1970年人物：费雷和埃迪登等实验：采用荧光标记法，将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合。人细胞诱导荧光标记膜蛋白融合40分钟后370C小鼠细胞结论：细胞膜具有一定的流动性。资料六：时间：1972年人物：桑格（S.J.Singer）和尼克森(G.Nicolson)提出假说：流动镶嵌模型。二、体验制备细胞膜的方法：1、选材：哺乳动物成熟的红细胞。吸水涨破2、原理：红细胞放入清水中，细胞＿＿＿＿，细胞内的物质流出，从而得到细胞膜。3、方法：引流法或离心法。4、哺乳动物成熟红细胞的特点：无细胞核和线粒体等众多细胞器；原料（葡萄糖）进入红细胞的运输方式为协助扩散；细胞质中血红蛋白铁分泌的主要蛋白质为＿＿＿＿，含微量元素＿，该蛋白质不属于＿＿蛋白，是一种细胞内蛋白质。5、步骤：选材→制片→观察→滴水→观察→结果6、实验注意问题：（1）选哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因：①动物细胞没有细胞壁。②哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和众多的细胞器。③红细胞数量大，材料易得。一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞作为实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。（2）取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：①使红细胞分散开，不易凝集成块。②使红细胞暂时维持原有的形态。（3）要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。（4）操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。（5）滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，注意不要把细胞吸走，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。议一议：植物细胞的最外层是细胞壁，为什么“系统的边界”却是细胞膜呢？细胞壁不属于原生质，具有全透性，是细胞的分泌物（纤维素等）组成的，不具备系统边界膜的结构和功能。三、细胞膜的组成成分、结构和功能：1、细胞膜的组成成分：

（1）细胞膜主要是由脂质（约50%）和蛋白质（约40%）组成，此外还含有少量的糖类（约2%-10%）。（2）在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。（3）与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质的种类和数量。因此，功能越复杂的细胞膜，它的种类和数量越多。（4）各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，机能活动较旺盛的膜，其蛋白质含量较高，因为膜的功能活动主要由蛋白质来承担。2、细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型：糖蛋白磷脂双分子层蛋白质（1）流动镶嵌模型的基本内容：①磷脂双分子层构成膜的基本支架。1

②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。③磷脂分子是可以运动的，大多数的蛋白质分子也是可以运动的，体现了膜的流动性。④在细胞膜外表面，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）。此外细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成糖脂。（2）结构特点：①特点：具有一定的流动性。②原因：组成膜的蛋白质分子和磷脂分子大都是运动的。3、细胞膜的功能：（1）将细胞与外界环境分隔开。细胞膜保障细胞内部环境的相对稳定。（2）控制物质进出细胞。细胞需要的营养物质进入细胞细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外细胞膜的控制作用是相对的______（3）进行细胞间的信息交流。4、细胞膜的功能特性：具有选择透过性。与膜上载体蛋白的种类和数量有关。想一想：细胞表面的糖被有何重要功能？①保护和润滑作用，如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白；②识别作用，如动物细胞表面的糖蛋白（又称受体蛋白）。特别提醒：1、不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。2、细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少。3、流动性与选择透过性的关系：（1）区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。（2）联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是活细胞的特性，死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。4、有关细胞膜的成分及功能特性的实验探究或鉴定：①基础：大多与细胞膜的结构和功能有关②方式：a、细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子b、相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合。c、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。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。（1）组成成分的鉴定：①实验：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。②实验：用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏；制备细胞膜样液，用______双缩脲试剂鉴定，结果呈现紫色。则都说明细胞膜中含有蛋白质成分。③实验：从细胞膜中提取某种物质，经非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；加入斐林试剂并加热出现砖红色沉淀，则说明该_____________。物质为糖蛋白（2）选择透过性实验探究思路方法：①可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变化。②将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染红，而胚乳部分被染红。四、细胞核的结构与功能：1、细胞核的结构：————核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）————染色质—————核仁（与某种RNA以及核糖体的形成有关）——核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）（1）核膜：核膜是双层膜结构，外膜上附着有许多核糖体，常与内质网膜相连，其上有核孔。（2）核仁：是一种匀质的球形、无膜结构的小体。（3）染色质：①概念：染色质是指细胞核中容易被碱性染料（如龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液等）染成深色的物质。②成分：主要是DNA和蛋白质，DNA是遗传信息的载体。③染色质与染色体：a、可以相互转化，表示如下：

2 b、染色质和染色体的比较：名称项目同一物质成分相同性质相同功能相同染色质染色体主要成分是蛋白质和DNA容易被碱性染料染成深色是遗传物质的主要载体分裂间期细长丝状分裂期杆状或圆柱状不同时期两种形态DNA贮存着遗传信息，细胞分裂时，DNA复制，遗传信息就从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。细胞核依靠遗传信息控制着物质的合成、能量的转换和信息的交流，以及完成生长、发育、衰老和凋亡。2、细胞核的功能：资料分析：

1、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。（3）实验分析：该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照。2、蝾螈受精卵横缢实验：（1）实验过程：（2）实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。（3）实验分析：该实验既有相互对照，又有自身前后对照。3、变形虫切割实验：（1）实验过程：2、是细胞代谢和遗传的控制中心。特别提醒：1、原核细胞的体积较小，是因为其没有成形的细胞核，且拟核在控制细胞的新陈代谢方面作用较弱。2、核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。3、蛋白质和RNA都是大分子物质，进出细胞核通过核孔，DNA不能进出细胞核。4、凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞以及植物的筛管细胞；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。5、核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关。如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大，核糖体多。核仁不是遗传物质的储存场所。6、核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。7、核膜和核孔都具有选择透过性。8、并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成形的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核。有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。（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。（3）实验分析：该实验既有相互对照，又有自身前后对照。4．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。（4）实验分析：伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。以上事实表明，细胞核的功能：1、是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。思一思：mRNA和蛋白质出入细胞核需要穿过几层膜结构？通过核孔，不需穿过膜结构，故为0层。例1：（改编题）下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述正确的是（多选）（AC）A．细胞膜作为系统的边界将细胞与外界环境分隔开，保证了细胞内部环境的相对稳定B．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定C．神经细胞膜上识别递质的是①D．b可表示肌细胞从组织液中吸收氧气E．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关F．流动性和选择透过性是细胞膜的两个特性，二者毫无关系训练1：（2013·东城区综合练习）下列没有涉及细胞间信息交流过程的是（D）A．花粉与柱头相结合B．高等植物细胞间依靠胞间连丝相互交换某些物质C．甲状腺细胞表面的糖蛋白结合垂体细胞分泌的促甲状腺激素D．抗体与异物蛋白结合例2：（经典题）细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见下图)进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。下列叙述中，不正确的是（D）A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B．实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组C．实验②中，a部分的操作与实验①中的a部分形成对照D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关

训练2：（2013.福建厦门质检）下列有关细胞核的叙述，正确的是（B）A．是细胞新陈代谢的主要场所B．是细胞代谢和遗传的控制中心C．DNA和RNA主要存在于细胞核中D．没有细胞核的细胞是不能存活的纠错：（2013.莆田八中月考）下列有关生物大分子在细胞内转移的叙述，错误的是（B）A．分泌蛋白可由核糖体进入内质网B．DNA可由细胞核进入线粒体C．mRNA可由细胞核进入细胞质D．tRNA可由细胞质基质进入核糖体例3：阅读下列材料后，回答问题。科学家在进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物或人的红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象，一些物质溶出，再将溶出细胞外的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气和水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面3

积的2倍。（1）如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？把红细胞放到清水里，细胞吸水涨破_____________________________________ 血红蛋白，红（2）红细胞溶血后，溶出细胞外的主要物质应该是________运输氧的功能。细胞具有______（3）“血影”的化学组成是____脂质、______蛋白质、____糖类，其中的脂质主要是指_____磷脂。（4）选取鸡的红细胞验证细胞膜具有磷脂双分子层结构可以吗？若选用鸡的红细胞会得到什么结论？为什么？不可以。无法提取到________________纯净的细胞膜。因为鸡的红细胞含细胞核和各种细胞器___________________________________________。（5）使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力（C）A．核酸酶B．龙胆紫C．糖水解酶D．双缩脲试剂例4：（2013.改编题）现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。人的成熟红细胞（1）为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的_____________除细胞膜外无其他膜结构。做实验。选用该材料的原因是它_____________________蒸馏水（清水）渗透作用，（2）将选取的上述材料放入____________中，由于____排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是构成细胞膜的___________磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性________________________________________。一段时间后细胞将破裂。（3）科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为___。S/2 （4）通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表。蛋白质（%）脂质（%）糖类（%）人红细胞膜小鼠肝细胞膜变形虫膜线粒体内膜菠菜叶绿体基粒膜5444497670425243243044800上表数据显示，细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是细胞器膜蛋白质含量较____________________；主要区别是_____________________主要由蛋白质和脂质组成高，脂质含量较低（蛋白质和脂质的比例不同；或细胞膜都含糖，_________________________________________ ___________而细胞器膜不含糖）________________。（5）有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直3．（2010·全国Ⅰ，1）下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是（B）A．胰岛B细胞分泌胰岛素B．mRNA与游离核糖体的结合C．吞噬细胞对抗原的摄取D．植物体细胞杂交中原生质体融合4．（2011·全国新课标卷，1）将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（C）B．红细胞的液泡体积增大1．（2012·广东理综，1）有关生物膜结构与功能的叙述，正确的A．红细胞膜具有水溶性C．蒸馏水大量进入红细胞D．低温时红细胞膜流动性增大是（C）A．膜载体蛋白的合成不需要ATP5．判断正误：（1）(2011·北京，3A)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核（×）B．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白（2）(2011·江苏，10D)在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同中细胞核清晰可见（×）D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同（3）(2011·重庆，1A)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜（√）2．（2011·海南单科，1）关于动物细胞膜的叙述，错误的是（C）（4）(2011·江苏，2A)在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息（×）A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白（5）(2010·江苏，2C)核孔是生物大分子可以选择性进出的通道（√）B．细胞融合与细胞膜的流动性有关（6）(2010·全国新课标，1B)蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状（×）C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量（7）(2010·全国新课标，1A)病毒是一类具有细胞结构的生物（×）D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的

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