2011届生物高考一轮复习课件：必修1 第3章 第1节 细胞膜―系统的边界

必修1分子与细胞第3章细胞的基本结构考纲内容及能力要求考向定位1.细胞膜系统的结构和功能Ⅱ2．主要细胞器的结构和功能Ⅱ3．细胞核的结构和功能Ⅱ4．观察线粒体和叶绿体Ⅱ5．通过模拟实验探究膜的选择透过性Ⅱ1．细胞膜的制备方法及其成分特点2．关注细胞膜的细胞间信息交流的功能3．细胞中各种细胞器形态、结构及功能的联系4．细胞核的重要性以及结构与功能相适应的特点5．各种细胞器分工合作受细胞核的控制使细胞成为一个基本的生命系统6．生物膜的特性在制药、人工肾等方面的应用第1节细胞膜——系统的边界基础梳理生命系统的结构层次基础梳理1.细胞膜主要是__________（约占细胞膜总量的50％）和__________（约占细胞膜总量的40％），还有少量的__________（约占细胞膜总量的2%～10%）。2.细胞壁（1）化学成分：主要是__________和__________；（2）功能：对植物细胞有__________和__________作用。保护脂质蛋白质糖类纤维素果胶支持探究思考：青霉素杀菌的原理是什么?答案：青霉素的药理作用是干扰细菌细胞壁的合成。青霉素的结构与细菌细胞壁的成分粘肽结构中的D-D-丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细菌细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。归纳整合一、细胞膜成分脂质（50％）磷脂（重点）状态双分子层排列构成膜的基本骨架作用脂质、脂溶性物质更易通过膜定义糖和脂质结合所形成的物质的总称作用常常被作为细胞表面标志物质。糖脂又是细胞表面抗原的重要组分，许多胞外生理活性物质的受体，参与细胞识别和信息传递过程胆固醇定义又称胆甾醇。一种环戊烷多氢菲的衍生物作用真核细胞膜中有大量的胆固醇插在膜磷脂之间，可以加强膜脂双层的稳定性，增加膜脂的有序性并降低其流动性，调节膜的机械性能蛋白（约40％）位置表层、嵌插、贯穿种类有的只参与膜的构成、有的还起载体作用，参与协助扩散和主动运输功能载体具有专一性，在一定程度上决定了膜的选择透过性。膜的选择透过性决定于载体的种类和数量。细胞膜的功能越丰富，蛋白质的种类和数量越多糖类（2％～10％）与某些蛋白质构成糖被，具有识别、保护、免疫等作用，并与信息交流有关说明：1．细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，还含有少量糖类。其中脂质含量最多。各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量有关。糖类与蛋白质结合成糖蛋白，糖蛋白有保护、润滑和细胞识别能力；正常细胞癌变后膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，同时糖蛋白减少，黏性下降。2.由于细胞膜很薄，当初人们是通过其功能研究细胞膜的成分的。例如脂溶性物质容易通过细胞膜，说明细胞膜的成分中有脂质类物质。细胞分裂以及变形虫的运动说明膜不是静止的结构。这都体现了结构决定功能，有什么样的结构才能有什么样的功能。3．研究膜的成分还可以用酶分解法，用蛋白酶处理细胞能使细胞膜破裂，说明细胞膜上有蛋白质。二、细胞壁生物细胞的细胞壁也有信息交流的作用，其主要成分为纤维素和果胶，它们都属于多糖类物质。1.植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的，水分子和其他分子都极易通过纤维之间的间隙，所以细胞壁与细胞的透性无关，主要起保护和支持的作用。2.真菌的细胞壁由壳多糖(是氨基葡萄糖的多聚体)组成，又称为几丁质，它也是虾、蟹等的外壳和昆虫外骨胳的主要成分，根霉细胞壁的重要成分是几丁质。3.细菌的细胞壁主要由肽聚糖(多肽和多糖的聚合物)组成。跟踪训练1.（2009年海南卷）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是()A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶解析：植物细胞壁由纤维素、果胶构成，故纤维素酶、果胶酶能破坏植物细胞壁；细胞膜含蛋白质和磷脂分子，故蛋白酶能破坏细胞膜。答案：B2.（2008年山东卷）从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是()A.糖脂B.磷脂C.糖蛋白D.脂蛋白解析：本题考查了细胞膜的成分、化合物的鉴定及呈现的颜色反应。做题时要找出题干文字中的关键信息，并结合课本基础知识来选择答案，其中“细胞膜的某种成分”及呈现的颜色反应是本题最有用的信息。相关的基础知识包括：蛋白质与双缩脲试剂呈现紫色反应，还原糖与斐林试剂在加热情况下出现砖红色；细胞膜由蛋白质、脂质、糖类组成；细胞膜上的糖以糖蛋白和糖脂的形式存在。答案：C细胞的生物膜系统基础梳理1.细胞生物膜系统是指由__________、__________以及__________、__________、__________等围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。2．细胞膜的结构（1）外表面：蛋白质和糖类结合形成糖蛋白，叫做__________；细胞膜核膜内质网高尔基体线粒体糖被（2）基本骨架：由_____________构成，具有流动性；（3）蛋白质：不同程度的嵌入、贯穿或附着在磷脂双分子层的表面，大多数蛋白质分子是可以运动的；（4）其结构特点：细胞膜具有__________3．细胞膜的功能（1）①将细胞与外界环境分隔开；②控制物质__________③__________。（2）功能特性：细胞膜是一种选择透过性膜。信息交流磷脂双分子层一定的流动性进出细胞易错提示：1.细胞膜的结构特点是流动性，功能特点是选择透过性。2.细胞的内膜系统与生物膜的区别细胞的内膜系统是指真核细胞内，在结构、功能或发生上相关的、由膜围绕而成的细胞器或细胞结构，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等等。细胞内膜是相对于包围在细胞外面的细胞膜而言的。细胞的内膜系统为真核细胞所特有，而且也是真核细胞所必须的。许多与细胞活动密切相关的生化反应都在膜内部或者膜表面进行。一个典型的真核细胞的长度是一个典型细菌的10倍，但真核细胞的细胞膜的表面积与细胞的体积比，要比细菌小得多。由于真核细胞的细胞膜无法提供生化反应所需的足够的表面积，因而真核细胞内需要有大量的内膜结构。细胞的生物膜系统是由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成。归纳整合一、生物膜系统1．成分上的联系生物膜组成成分相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，体现膜系统的统一性；但每种成分所占的比例不同，体现了膜系统的差异性。2．成分、结构和功能之间的联系磷脂分子蛋白质细胞膜(具有流动性)物质交换正常进行糖类等选择透过性保证体现2．成分、结构和功能之间的联系磷脂分子蛋白质细胞膜(具有流动性)物质交换正常进行糖类等选择透过性保证体现二、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。由于磷脂分子有亲水基团和疏水基团，所以构成细胞膜的磷脂双分子层之间是疏水的，能够隔离细胞内液和外界环境溶液，保证了细胞内部环境的相对稳定。（1）对于原始生命，膜的出现使其成为一个相对独立的系统。（2）对于原生生物，如草履虫，依靠细胞膜将细胞与外界环境分隔开。2．控制物质进出细胞。允许对细胞有用的营养物质进入细胞，排出代谢废物，而一些细胞内的重要成分不会流出细胞。但是细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，有些对细胞有害的物质有可能进入，使生物患病。3．进行细胞间的信息交流。多细胞生物体内的各个细胞不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，而这种协调性的实现既依赖于细胞间物质和能量的交换，也依赖于细胞间的信息交流。细胞间的信息传递方式多种多样，其中有些方式与细胞膜上的糖蛋白关系密切，例如人的不同血型就是因为红细胞膜表面的糖蛋白不同。细胞间的信息交流的类型如下：（1）信号传导：信号分子（如激素、递质）↓靶细胞膜受体（糖蛋白等）↓胞内信号传导分子沿信号通路传递↓细胞产生特定的生物学效应（2）胞间连接与通讯：多细胞生物体内，细胞间通过细胞膜进行相互作用，这是胞间通讯的结构基础，如动物细胞的间隙连接，在相邻细胞间形成孔道结构；植物细胞间则借胞间连丝实现细胞间物质转运和信息交流。（3）胞间识别：识别是指细胞对同种或异种细胞，同源或异源细胞以及自己或异己分子的认识和鉴别，是细胞通过其表面的受体与胞外信号分子发生选择性相互作用，从而引起细胞内一系列生理生化的变化，最终使细胞表现出相应的生物学效应的过程，如器官移植时的免疫排斥反应。4.还具有分泌、排泄、免疫等功能。跟踪训练1.（2009年广东卷）细胞膜上一般不含()A.胆固醇B.磷脂C.糖蛋白D.血红蛋白解析：细胞膜主要由脂质（主要是磷脂，少量糖脂）、蛋白质和少量的多糖组成，部分多糖与蛋白质结合在一起形成糖被，血红蛋白是红细胞内的重要成分。答案：B2.(2008年天津卷)下列有关生物膜的叙述，正确的是（）A.大鼠脾细胞与兔造血干细胞的细胞膜能够发生融合B.用蛋白酶处理生物膜可改变其组成，不改变其通透性C.在生长激素的合成和分泌过程中，生物膜只发生结构上的联系D.兴奋在神经纤维上传导和在神经元间传递时，生物膜发生的变化是相同的解析：考查生物膜的有关知识。生物膜的成分主要是脂质和蛋白质。蛋白质起载体作用及识别作用，能控制物质的进出。若用蛋白酶处理，生物膜上的蛋白质会被水解，生物膜将丧失其控制物质进出的功能。生长激素是一种分泌蛋白，在合成和分泌的过程中，内质网、高尔基体和细胞膜在结构和功能上紧密联系，体现了细胞内各种结构之间的协调配合。兴奋在神经纤维上传导是通过膜电位的变化来实现的，在神经元之间传递是通过突触前膜释放神经递质作用于突触后膜，从而引起突触后膜神经元的兴奋或抑制来实现的。不同动物细胞的细胞膜可以发生融合，原理是细胞膜具有流动性。答案：A热点聚焦生物膜系统的结构和功能（2009年北京卷）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是()A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面蛋白质解析：本题考查了细胞膜的结构和功能特点。细胞膜上的糖被具有识别功能；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。答案：D名师点睛：1．生物膜的基本骨架是磷脂双分子层，一层生物膜有两层磷脂分子层。2．物质进入细胞只穿透一层细胞膜（胞吞为0层），而物质穿透毛细血管或毛细淋巴管或小肠绒毛上皮细胞要经过两层细胞膜，包括进和出。如血浆中的一个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过5层生物膜，或3层细胞膜，或10层磷脂分子层，或5层磷脂双分子层。热点训练（2009年广东六校联考）下列关于生物膜系统在细胞生命活动中的作用，错误的是()A.在细胞内外的物质运输等过程中起决定性作用B.使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响C.广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点D.使细胞的结构与功能区域化解析：生物膜系统的主要生理作用有：使细胞具有相对稳定的内环境，控制细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递等，细胞内许多重要化学反应都在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，生物膜把细胞内分隔成一个个小室，使细胞内能同时进行多种化学反应，而又不相互干扰，使细胞的结构和功能区域化。核内的遗传信息的表达是通过转录（mRNA）和翻译（核糖体）实现的，细胞核与细胞质间存在着联系，是相互影响的。答案：B走进实验室基础再现实验课题：细胞膜的制备1.实验中选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因（1）哺乳动物成熟的红细胞无细胞壁；(2)哺乳动物成熟的红细胞无各种细胞器（膜）和细胞核（核膜），所提取到的膜都是非常纯净的细胞膜；（3)红细胞单个存在，便于制成悬浮液。2.实验中利用吸水涨破使红细胞破裂。因为细胞非常微小，利用常规的方法是不行的，如果实验在试管中进行，细胞破裂后，还需经过离心才能获得较为纯净的细胞膜。3.红细胞稀释液的制备：将少量新鲜血液注入生理盐水中，摇匀。过程设计选材：猪（或牛、羊、人）的新鲜的红