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第1讲细胞膜(系统的边界)与细胞核(系统的控制中心)1．细胞膜的探索历程时间实例(实验)结论(假说)19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为______________________20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是______________________膜是由脂质组成的脂质和蛋白质细胞膜的探索历程和制备1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子____________________________1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构罗伯特森认为生物膜由______________________________________三层结构构成1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有________________1972年桑格和尼克森提出了生物膜的____________________排列为连续的两层蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌模型2.细胞膜的制备(1)实验原理：细胞____________获得细胞膜。(2)材料：人或其他哺乳动物的________________。(3)选材原因：①无________和众多具膜的细胞器，易制得纯净的细胞膜。②无________，细胞易吸水涨破。吸水涨破成熟红细胞细胞核细胞壁1．细胞膜的组成成分(1)细胞膜主要由________和________组成，还含有少量的________。(2)在组成细胞膜的脂质中，__________最丰富；功能越复杂的细胞膜，________的种类和数量越多。脂质蛋白质糖类磷脂蛋白质细胞膜的组成成分、结构和功能2．流动镶嵌模型的基本内容(1)结构模型：见右图。(2)组成成分及其分布：①__________________构成膜的基本支架。②蛋白质分子有的________________________________，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的________________________________。③细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成________，也可以和脂质结合形成________。磷脂双分子层镶嵌在磷脂双分子层表面横跨整个磷脂双分子层糖蛋白糖脂(3)结构特点：具有________________，其原因是组成膜的____________和大多数蛋白质分子，大都是可以运动的。一定的流动性磷脂分子3．细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开：将细胞与________分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞：①细胞需要的________进入细胞。②细胞产生的________、________和废物排到细胞外。③细胞膜的控制作用是________。外界环境营养物质抗体激素相对的(3)进行细胞间的信息交流：①通过细胞分泌的________传递信息，如激素的信息传递。②通过相邻两细胞的________接触传递信息，如精子和卵细胞的识别与结合。③通过相邻两细胞间形成________进行信息交流，如高等植物细胞的胞间连丝。化学物质细胞膜通道1．细胞核的结构DNA和蛋白质遗传信息RNA核糖体物质信息细胞核的结构与功能2．功能(1)是遗传信息库，遗传物质________________的主要场所。(2)是细胞____________的控制中心。储存和复制代谢和遗传(2013·广州调研)下列有关细胞结构及其功能的叙述，正确的是()A．植物细胞壁对物质进出细胞起主要的控制作用B．细胞膜上糖类含量的多少决定其功能的复杂程度C．细胞功能的差异与细胞器的种类和数量密切相关D．细胞代谢的主要场所是细胞核解析植物细胞壁是全透性的，不影响物质进出细胞；细胞膜上蛋白质含量的多少及种类决定其功能的复杂程度；细胞代谢的主要场所是细胞质。答案C图解细胞膜的结构、功能及特性1．细胞膜的组成成分2．功能分析3．细胞膜的结构特点、功能特性及相互关系(1)流动性和选择透过性的关系：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。(2)流动性的原理——构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性的原理——膜上载体蛋白的种类和数量不同。(3)流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜厚度的改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。跟踪训练1(2012·沈阳质检)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()A．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定B．神经细胞膜上识别递质的是①C．b可表示肌细胞从组织液中吸收氧气D．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关【答案】B【解析】细胞膜的功能主要由膜蛋白决定；分析图形可知，Ⅰ为细胞膜的外侧，Ⅱ为细胞膜的内侧，肌细胞从组织液中吸收氧气，氧气只能从细胞膜外侧进入细胞膜内侧；细胞膜的选择透过性与②③都有关。跟踪训练2(2014·广宁月考)下列与右图相关的叙述不正．．确．的是()A．图中甲反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能B．图中乙细胞表示靶细胞C．图中a表示信号分子(如激素)D．图中b表示细胞膜上的受体，是细胞间信息交流所必需的结构【答案】D【解析】细胞间的信息传递形式有三种类型，一是通过化学物质，二是通过细胞膜直接接触，三是通过胞间连丝，所以细胞间的信息交流不一定需要细胞膜上的受体，故D项错误。有人利用真核单细胞生物a、b做了如下图所示的实验，这个实验最能说明的问题是()细胞核的结构、功能及实验探究A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质C．c性状的发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生解析据图示可以看出c的性状表现取决于a的细胞核，而不是取决于b的细胞质，即细胞核是细胞遗传的控制中心。故选A。答案A1．细胞核的结构及其功能2．细胞核功能的实验探究跟踪训练3(2011·茂名模拟)下图是“细胞核的结构模式图”，下列关于各结构及功能的叙述正确的是()A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开B．②是遗传物质DNA和RNA的载体C．③与蛋白质的合成有关D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换【答案】A【解析】①是核膜，属于生物膜；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于mRNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流，DNA不通过核孔。跟踪训练4Ⅰ.下图为“典型的细胞核及其周围部分结构示意图”。请据图回答下列问题：(1)只有在________细胞中，使用________显微镜才可以看到此图所表示的结构。(2)结构4是________。(3)[3]________的主要成分是蛋白质和________。蛋白质类物质通过[]进入细胞核。(4)图中可见[1]________和[5]________的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。真核电子核仁染色质DNA2内质网核膜Ⅱ.为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了100个细胞，他把每个细胞都分成含有细胞核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如下表：时间/天细胞无核部分的存活个数/个细胞有核部分的存活个数/个181792627832077407450676065(1)此实验可用以说明细胞核的什么功能？_________；简要描述细胞核发挥该功能的主要途径。___________________________________________________________________________________。(2)有核部分在30天内仍有21%～35%的细胞死亡率，其原因是：①______________________________________________________；②_____________________________________________。(3)细胞核的作用既然如此重要，那么你能对人的成熟红细胞没有细胞核提供一种合理的解释吗？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。控制代谢实验操作使部分细胞损伤，进而导致其中一些细胞死亡通过转录产生mRNA，指导有关结构蛋白或酶蛋白的合成，进而控制细胞代谢部分细胞正常衰老、凋亡为红细胞中大量的血红蛋白提供必要的空间，以加强血红蛋白对氧气的运输(或红细胞在形成时，其代谢程序已由有核的造血干细胞确定)【解析】Ⅰ.(1)图示为真核细胞的亚显微结构示意图，只有在电子显微镜下才能观察到。(2)结构4是核仁。(3)3是染色质，主要成分是蛋白质和DNA。核孔是大分子物质出入的孔道。(4)内质网外连细胞膜内连核膜。体验制备细胞膜的方法阅读下列材料后，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积的2倍。(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？_________________________________________。(2)红细胞溶血后，溶出细胞外的主要物质应该是________，红细胞具有________的功能。(3)“血影”的化学组成是__________、__________、__________，其中，脂质主要是指________。(4)选取鸡的红细胞作实验材料验证细胞膜具有磷脂双分子层结构可以吗？为什么？________________________________________________。(5)使用下列物质处理会使细胞失去识别能力的是()A．核酸酶B．龙胆紫C．糖水解酶D．双缩脲试剂将其放入清水中吸水涨破血红蛋白运输O2脂质蛋白质糖类磷脂不可以。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具膜结构的细胞器C__________________________________________________1．实验原理、步骤及现象2．实验注意问题(1)选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因：①动物细胞没有细胞壁；②哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器；③红细胞数量多，材料易得。(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)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(4)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。(5)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那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。跟踪训练1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：(1)为了获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的______________________做实验。选用该材料的原因是它______________________________。人的成熟红细胞除细胞膜外，无其他膜结构(2)将选取的上述材料放入____________中，由于________作用，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，测得磷脂的面积为S，那么该细胞膜的表面积约为________。蒸馏水(清水)渗透S2(4)通过相关方法，测得了多种膜的化学成分，结果见下表