(共22张PPT)
第3章
细胞的基本结构
本章整合
网络构建·素养展示
章末解题·释疑解惑
一、选择题
1．C 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。
2．C 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，具膜囊泡能与细胞膜融合说明它们的结构和成分基本相同，因此其主要成分也是脂质和蛋白质。
3．D 白细胞吞噬病菌体现细胞膜具有一定的流动性。
4．B 各种生物膜的结构基本相同，而成分不同，如蛋白质的种类和数量不同。
5．B 蛋白质合成场所是核糖体，与其加工分泌有关的是内质网、高尔基体和线粒体，与中心体无关。
6．A 染色体和染色质的成分是蛋白质和DNA。
二、非选择题
1．第一行：细胞质
第二行：细胞质基质
细胞器
第三行：内质网
第四行：与细胞的有丝分裂有关 生产蛋白质的机器
2．解析：(1)据图分析，a是高尔基体，b是溶酶体，c是内质网，d是线粒体，e是具膜囊泡，f是溶酶体与具膜囊泡融合，g是溶酶体分解衰老或损伤的细胞器。(2)生物膜的融合体现细胞膜具有一定的流动性。(3)各种生物膜的主要成分是脂质和蛋白质。(4)生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构组成的，海水淡化处理利用了细胞膜具有选择透过性从而控制物质进出的功能。
答案：(1)高尔基体 内质网 线粒体
(2)一定的流动性 (3)脂质和蛋白质
(4)细胞膜、核膜 选择透过性
直击高考·真题体验
1．(2019·全国卷Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是( )
A．脂质、RNA
B．氨基酸、蛋白质
C．RNA、DNA
D．DNA、蛋白质
解析：真核细胞的内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；细胞核中能够产生RNA，A项正确。
A
2．(2019·全国卷Ⅲ，改编)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是( )
A．三者都存在于蓝细菌中
B．三者都含有DNA
C．三者都是与能量代谢有关
D．三者的膜结构中都含有蛋白质
D
解析：蓝细菌属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，A项错误。线粒体和叶绿体中含有DNA，高尔基体中不含有DNA，B项错误。与能量代谢有关的细胞器是线粒体、叶绿体等，C项错误。高尔基体是具有单层膜的结构，线粒体和叶绿体是具有双层膜的结构，三者的膜结构中都含有蛋白质，D项正确。
3．(2019·全国卷Ⅲ，改编)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是( )
A．细胞中的染色质存在于细胞核中
B．只有细胞核中储存遗传信息
C．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
D．细胞核内遗传物质的合成需要能量
B
解析：染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。真核生物细胞中的遗传信息储存在DNA中，含DNA的场所有细胞核、叶绿体、线粒体，B项错误。细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，遗传物质的合成需要能量，C、D两项正确。
4．(2019·北京高考改编)哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是( )
A．中心体：与动物细胞有丝分裂有关
B．线粒体：进行有氧呼吸的主要场所
C．高尔基体：分泌蛋白的合成与加工
D．溶酶体：降解失去功能的细胞组分
解析：中心体与动物细胞的有丝分裂有关，A叙述正确；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，B叙述正确；分泌蛋白的合成场所是核糖体，C叙述错误；溶酶体含有多种水解酶，可降解失去功能的细胞组分，D叙述正确。
C
5．(2017·江苏高考改编)(多选)下图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．①②④属于生物膜系统
B．结构③能增大细胞膜的面积
C．⑤具有选择透过性，而②具有全透性
D．细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异
BD
解析：分析题图可知，图中①②④分别是内质网、细胞膜和中心体，其中中心体不属于生物膜系统，A错误；观察题图可知，图中结构③为细胞膜上的绒毛状突起，该结构能增大细胞膜的面积，B正确；图中②⑤分别为细胞膜和核膜，二者均具有选择透过性，C错误；蛋白质在细胞膜上的不均匀分布决定了细胞膜不同部位的化学成分和功能不同，D正确。
6．(2016·全国卷Ⅲ改编)下列有关细胞膜的叙述，正确的是( )
A．细胞之间的识别主要取决于磷脂分子
B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
C
解析：细胞之间的识别主要依赖于细胞膜上的糖蛋白，A错误；细胞膜、线粒体膜、核膜所含蛋白质的结构不同，功能也不同，B错误；分泌蛋白的分泌过程中有囊泡的形成和囊泡与细胞膜的融合，存在着膜脂的流动现象，C正确；膜中磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成，D错误。
7．(2016·海南高考)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是( )
A．膜蛋白能自主翻转
B．细胞膜具有流动性
C．细胞膜具有选择透过性
D．膜蛋白可以作载体蛋白
B
解析：本题主要考查细胞膜流动性的特点。荧光染料与细胞膜表面的蛋白质结合，并随着蛋白质分子的移动而移动，细胞膜上荧光染料的移动表明了细胞膜具有流动性。(共57张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
课标要求
核心素养
1.概述细胞膜的主要功能。
2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。
3.了解流动镶嵌模型的基本内容。
1.生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观。
2.科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
3.科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
新知预习·双基夯实
一、细胞膜的功能
1．将细胞与____________分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质________细胞。
3．进行细胞间的信息交流
(1)通过____________传递信息。
(2)通过__________直接接触传递信息。
(3)通过____________传递信息。
外界环境
进出
化学物质
细胞膜
细胞通道
二、细胞膜的成分
1．对细胞膜成分的探索
(1)1895年欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于________的物质更容易穿过细胞膜，据此推测细胞膜是由________组成的。
(2)科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，得知组成细胞膜的脂质有________________，其中________含量最多。
脂质
脂质
磷脂和胆固醇
磷脂
(3)1925年，荷兰科学家发现，细胞膜中的磷脂分子排列为连续的________。
(4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，发现细胞表面张力明显低于油－水界面的表面张力，据此推测细胞膜中除含有脂质分子外，可能还含有__________。
两层
蛋白质
2．细胞膜的成分
(1)细胞膜主要由________________组成，此外，还有少量的________。在组成细胞膜的脂质中，________最丰富，此外还有少量的__________。
(2)__________在细胞膜行使功能方面起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的______________就越多。
脂质和蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
蛋白质
种类与数量
三、对生物膜结构的探索
时间
实例(实验)
结论(假说)
1959年
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构
罗伯特森认为所有的细胞膜都由________________________三层结构构成
1970年
人、鼠细胞融合实验
细胞膜具有__________
1972年
流动镶嵌模型
辛格和尼科尔森提出了细胞膜的________________
蛋白质—脂质—蛋白质
流动性
流动镶嵌模型
磷脂双分子层
基本支架
流动性
蛋白质分子
镶
嵌入
贯穿
运动
糖蛋白
外表面
细胞识别
流动性
(1)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。( )
(2)细胞间信息交流的方式只有三种。( )
(3)细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构与功能有关。( )
(4)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用。( )
(5)细胞膜是细胞的保护性屏障。( )
(6)细胞膜可以控制物质进出，任何细胞不需要的物质都不能进入细胞。( )
×
×
√
√
√
×
(7)静态结构模型不能解释细胞的生长、变形虫的运动、质壁分离及其复原等现象。( )
(8)在生物膜结构的探索历程中，人们最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对膜成分的提取和鉴定实现的。( )
(9)膜成分和结构的初步阐明，都是通过实验观察直接证实的。( )
(10)在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识、再实践、再认识。( )
√
×
×
√
思考：
1．细胞膜的成分提取出来后，根据前面所学习的知识，可以用哪些方法来分析细胞膜的化学成分？
提示：用双缩脲试剂检测细胞膜是否含有蛋白质；用斐林试剂检测细胞膜中是否含有还原糖；用苏丹Ⅲ检测细胞膜中是否含有脂肪。
2．取两种不同的海绵动物细胞，使其分散成单个，然后掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能融合，这一现象体现了细胞膜的什么功能？
提示：进行细胞间的信息交流。
3．温度影响细胞膜物质运输功能的原因是什么？
提示：温度影响磷脂分子的运动；温度影响细胞膜上蛋白质的活性；温度影响细胞呼吸，从而影响细胞膜的物质运输功能。
4．变形虫依靠伪足进行运动，这依赖细胞膜的什么特性？简要说明其在细胞生命活动中的作用。
提示：依赖细胞膜的流动性。流动性具有重要的生理意义，与物质运输、细胞识别、细胞融合等有关。
学霸记忆·素养积累
1．细胞膜的主要组成成分是脂质和蛋白质，还含少量糖类。
2．细胞膜是细胞的边界，不仅将细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出、进行细胞间的信息交流等作用。
3．流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子镶在或嵌入或贯穿于磷脂双分子层。
4．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。
5．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
课内探究·名师点睛
1．将细胞与外界环境分隔开
生物体的生命活动都是以细胞为基本单位进行的，一切细胞均由保持细胞系统完整的细胞膜围护着，没有细胞膜，细胞的生存是不可能的。细胞膜确定了细胞成为生命的基本单位。它使每个细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的细胞内部环境，并且具有保护细胞的作用。
一
细胞膜的功能
2．控制物质进出细胞
细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。我们常说的新陈代谢是指生物与外界交换物质和能量，以及生物体内的物质和能量的转换。细胞膜控制物质进出细胞就是一种新陈代谢现象。
3．进行细胞间的信息交流
(1)通过细胞分泌的化学物质来完成间接交流。如内分泌细胞分泌的激素通过血液运输到靶细胞，与靶细胞的细胞膜表面的受体特异性结合，将信息传递给靶细胞。
(2)通过相邻两个细胞的细胞膜接触来完成直接交流。如精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)通过相邻两个细胞间形成的通道来完成信息交流。如高等植物细胞之间通过胞间连丝来实现植物细胞间的识别。
特别提醒：(1)细胞膜的功能是复杂多样的，教材中介绍的三方面功能只是其中的一部分，如细胞膜还具有保护细胞的作用，参与细胞的运动、分泌等；(2)细胞膜的复杂多样的生理功能是由其结构决定的，尤其是与细胞膜上的蛋白质分子有关。
下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是( )
A．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
B．细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动
C．相邻两个细胞的信息交流全靠细胞膜的接触
D．细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的
解析：细胞间信息交流的方式多种多样，高等植物细胞间的信息交流可通过胞间连丝来完成。
典例剖析
典例
1
C
1．(2020·安阳三十六中高一期中)据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A．细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞
C．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质
D．细胞膜具有信息交流的功能
变式训练
D
解析：根据题干信息“肉皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用”可知，内皮素只有与细胞膜上相应的受体结合后才能发挥作用，体现了细胞膜具有信息交流的功能，故D正确。
1．细胞膜各成分的含量及在细胞膜中的作用
二
细胞膜的成分
成分
占细胞膜总量的比例
在细胞膜中的作用
脂质
约50%
磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还含有少量的胆固醇
蛋白质
约40%
蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞膜行使功能时起重要作用
糖类
2%～10%
与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有识别、保护等功能
2．对细胞膜成分、结构的探索
时间(人物)
实验依据
结论或假说
19世纪末
(欧文顿)
可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更易通过细胞膜进入细胞
细胞膜是由脂质组成的
20世纪初
将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并进行化学分析
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1925年(两位荷兰科学家)
用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935年(丹尼利和戴维森)
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1959年
(罗伯特森)
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构
所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
1970年
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
细胞膜具有流动性
1972年(辛格和尼科尔森)
新的观察和实验证据
提出了为大多数人所接受的细胞膜的流动镶嵌模型
特别提醒：(1)不同种类的细胞，细胞膜的组成成分及其含量不完全相同，如癌细胞表面的糖蛋白含量较少。
(2)细胞在不同时期，细胞膜的组成成分及其含量也会发生变化。
(3)各种细胞膜所含蛋白质与脂质的比例与细胞膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多，如肾小管上皮细胞与口腔上皮细胞相比，前者细胞膜中蛋白质的含量高。
(4)各种蛋白质在膜上的分布是不对称的，不同的细胞膜，内外两侧蛋白质分布有差异。
下列关于细胞膜成分的叙述，正确的是( )
A．细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变
B．细胞膜的功能主要取决于膜中磷脂的含量和种类
C．糖蛋白和糖脂分别位于细胞膜的内外两侧
D．脂类物质能优先通过细胞膜与膜中蛋白质的种类有关
典例剖析
典例
2
A
解析：细胞膜的成分与其功能有关，细胞癌变过程中，细胞膜的成分会发生相应的改变，A正确；细胞膜的功能主要取决于膜中蛋白质的种类与数量，B错误；糖蛋白和糖脂分布于细胞膜的外侧，C错误；脂类物质能优先通过细胞膜与膜的基本支架——磷脂双分子层有关，D错误。
方法指导：解答此类试题需明确：
(1)细胞膜的基本组成成分：蛋白质、脂质、糖类，磷脂双分子层是细胞膜的基本支架；
(2)细胞膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程变；
(3)不同细胞膜的组成成分基本相似，但每种成分的含量不完全相同；
(4)细胞代谢的变化往往伴随着细胞膜成分的变化。
2．(不定项)下列关于细胞膜成分和结构的探索历程的说法，正确的是( )
A．欧文顿通过对膜成分的提取和鉴定，认识到细胞膜是由脂质组成的
B．科学家通过提取红细胞中的脂质实验，得出结论：细胞膜中的磷脂分子是双层排列的
C．磷脂是甘油、脂肪酸和磷酸组成的，其中磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的
D．在建立细胞膜结构模型的过程中，实验技术起了关键的推动作用
变式训练
BCD
解析：欧文顿通过对植物细胞的通透性进行研究实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜，从而提出：细胞膜是由脂质组成的，A说法错误；科学家用丙酮从红细胞中提取脂质，测得单分子层的面积是红细胞表面积的2倍，由此得出细胞膜中的磷脂分子是双层排列的结论，B说法正确；磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，C说法正确；新的技术手段不断运用于细胞膜的研究，对建立细胞膜结构模型的过程起了关键的推动作用，D说法正确。
1．流动镶嵌模型的基本内容
(1)磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架；
(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)磷脂双分子层和大多数蛋白质是可以运动的。
三
流动镶嵌模型的基本内容
2．细胞膜的结构和成分
细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质，还有少量糖类。
拓展
静态模型不能解释的现象
细胞膜的静态结构模型不能解释下列现象：细胞的生长、变形虫的变形运动、吞噬细胞吞噬细菌、细胞的融合、植物细胞质壁分离及复原等。这些现象的基础都是细胞膜的流动性。
科学家在细胞膜成分和结构的探索过程中，运用了假说法，在学习了“细胞膜的流动镶嵌模型”一节后，某同学作出下列比喻，其中错误的是( )
典例剖析
典例
3
A．把静态的三维结构比作“三明治”或“三合板”
B．细胞膜的流动镶嵌模型比作“枣糕”，如(1)所示
C．细胞膜的流动镶嵌模型比作“正在煮着的粥”，如(2)所示
D．细胞膜外表面的糖蛋白比作“信号接收塔”
答案：B
解析：静态结构的内容是蛋白质—脂质—蛋白质，因此可以把静态的三维结构比作“三明治”或“三合板”，A正确；细胞膜的流动镶嵌模型中的蛋白质在磷脂双分子层中的分布是不对称和不均匀的，膜结构具有流动性，“枣糕”能体现细胞膜中蛋白质分布，但不能体现流动性，B错误；细胞膜的流动镶嵌模型比作“正在煮着的粥”，体现了膜的流动性，C正确；细胞膜外表面的糖蛋白具有识别功能，可比作“信号接收塔”，D正确。
3．(不定项)(2019·四川成都外国语学校高一月考)如下图所示为细胞膜的亚显微结构模式图，下列有关叙述错误的是( )
A．②在细胞鲜重中含量最多，其化学元素组成是C、H、O、N
变式训练
D
B．②和③大都是运动的，所以细胞膜具有流动性和选择透过性
C．②③构成细胞膜的基本支架，由双层膜构成
D．①是糖分子与膜蛋白结合成的糖蛋白，在细胞膜外侧
解析：由题图可知，①是糖蛋白，②是蛋白质，③是磷脂双分子层。细胞鲜重中含量最多的是水，A错误；构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，体现了细胞膜具有流动性，但这不是细胞膜具有选择透过性的原因，B错误；细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，且细胞膜只有一层膜，可以控制物质进出细胞，C错误；糖蛋白由糖分子和膜上蛋白质组成，位于细胞外侧，具有识别功能，D正确。
指点迷津·拨云见日
1．细胞间信息交流的三种主要方式
通过信息分子间接交流
细胞间直接交流
经特殊通道交流
信息交
流方式
通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息
通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息
通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息
细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是( )
A．图1是远距离的细胞间信息交流，图2是细胞直接接触
B．图2可以表示精子与卵细胞的识别
C．图1表示内分泌细胞产生激素，通过血液循环最终作用于靶细胞
D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
典例
4
D
解析：图1表示通过体液运输来完成的间接交流方式，A细胞产生的信号分子与B细胞上的受体结合，完成信息交流。图2表示细胞膜直接接触完成细胞间的信息交流，精子与卵细胞间的识别属于此种方式。这两种信息交流方式均需受体参与。细胞间形成通道也可以进行信息交流，不需要细胞膜上的受体参与。
2．验证细胞膜控制物质进出细胞的方法
(1)利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子。煮熟的玉米种子细胞死亡，细胞膜丧失控制物质进出细胞的功能，红墨水中的色素分子可以大量进入细胞，使细胞呈红色，正常种子的细胞不会变红。
(2)将有颜色的植物组织放入清水中，然后分别用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。处理前清水无颜色变化，处理后植物组织细胞死亡，细胞膜失去控制物质进出的功能，清水呈现出植物组织的颜色。
(3)台盼蓝染色法。台盼蓝染液是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性。正常的活细胞，细胞膜结构完整，能够排斥台盼蓝，使之不能够进入胞内；而丧失活性或细胞膜不完整的细胞，可被台盼蓝染成蓝色。
水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于鉴别细胞的死活。将细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死细胞的细胞核会被染色，而活细胞的细胞核不着色。利用PI鉴别细胞死活的原理是( )
A．死细胞与活细胞的细胞膜结构不同
B．活细胞能分解染色剂PI
C．死细胞与活细胞的细胞膜的成分和含量不同
D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
典例
5
D
解析：活细胞的细胞膜可控制物质出入细胞，维持正常的生命活动；水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜；细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的控制物质进出功能丧失，溶于水中的物质(如PI)都可以通过，而使细胞核着色。
?问题探讨?P40
1．提示：因为活细胞有完整的细胞膜，细胞膜会阻止对细胞有害的物质，如染料通过。死细胞的细胞膜控制物质进出的能力已丧失。
2．提示：将细胞与外界环境分隔开，保护细胞；控制物质进出细胞，为细胞生命活动提供营养，及时将细胞的代谢废物排出体外；通过细胞膜的相关结构与其他细胞建立联系，进行信息交流，共同协调完成个体的生命活动。
?思考·讨论?P42
1．提示：最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析。
2．提示：在空气—水界面中，水只在下侧。磷脂分子头亲水而尾疏水，磷脂分子只会头下尾上排列在此界面中，因此只能铺展成单分子层。
对于红细胞来说，其膜结构只有细胞膜。从红细胞中提取的脂质，全部来自细胞膜。这些脂质铺成一层的面积是细胞表面积的2倍，说明这些脂质把红细胞表面围了两层。
3．提示：磷脂头亲水，尾疏水。那么在水中，磷脂分子的尾不接触水才是最稳定的形式。只有磷脂分子尾尾相对时，磷脂分子的尾才能最大限度不接触水。这也意味着，磷脂分子在水中能自发地形成头朝外，尾朝内的双分子层。
对于细胞来讲，其内部是水，外部也是水。包围细胞的磷脂头要朝内，也要朝外。根据前面所讲，磷脂分子在水中总是自发地形成尾尾相对，头部朝向两侧的双分子层。因此，细胞表面就形成了头部朝向细胞内侧和外侧，尾部相对的磷脂双分子层。
4．提示：磷脂分子将集中分布于水—苯交界处。处于水—苯界面位置的磷脂分子，铺展成单层。头朝水，尾朝向苯。
?旁栏思考?P45
提示：因为膜内部分虽是疏水的，并非没有空间，水分子可以通过氢键在其中形成类似冰的结构，从而跨膜运输。
?练习与应用?P46
一、概念检测
1．(1)× 提示：构成细胞膜的蛋白质，大部分都是可以运动的。
(2)× 提示：细胞膜控制物质进出的能力是有限的，一些有害的物质也可以进入细胞内。
(3)× 提示：由于细胞膜具有流动性，不会造成空洞。
2．B 水分子是小分子物质，可以通过磷脂分子间隙进出细胞。
二、拓展应用
1．提示：把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单一；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。
2．(1)提示：因为两类药物的性质不同，脂质体内部是亲水环境，适合携带水溶性药物；两层磷脂分子之间是亲脂环境，适合携带亲脂药物。
(2)提示：脂质体和细胞膜的结构相似，都含有磷脂分子，根据相似相溶的原理，药物可随着脂质体进入细胞。(共53张PPT)
第2节 细胞器之间的分工合作
第1课时 细胞器之间的分工
课标要求
核心素养
1.举例说出几种细胞器的结构和功能。
2.制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。
1.生命观念——结构与功能观：各种细胞器的结构与功能的关系。
2.科学思维——归纳与概括：对比分析各种细胞器的结构、功能、分布。
3.科学探究——制作临时装片，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。
新知预习·双基夯实
一、细胞器之间的分工
1．细胞质的组成
(1)组成：主要包括__________和______________。
(2)细胞质基质存在状态：________状态。
2．细胞器的分离方法：____________法。
细胞器
细胞质基质
胶质
差速离心
3．几种重要细胞器的分工
线粒体
有氧呼吸
叶绿体
光合作用
内质网
蛋白质
高尔基体
内质网
加工、分类和包装的“车
间”及“发送站”
4.其他细胞器的分工
核糖体
“生产__________的机器”，有的附于粗面内质网上，有的游离在______________中，原、真核细胞中分布
溶酶体
“________车间”，内部含多种__________，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，主要分布在动物细胞中
液泡
调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于植物细胞中
中心体
由两个互相垂直排列的__________及周围物质组成，与细胞的____________有关，分布于________和某些____________的细胞中
蛋白质
细胞质基质
消化
水解酶
中心粒
有丝分裂
动物
低等植物
5.细胞骨架
(1)成分：______________。
(2)形态：网架结构。
(3)作用：①维持____________，锚定并支撑着许多细胞器；②与细胞____________________以及物质运输、能量转换、____________等生命活动密切相关。
蛋白质纤维
细胞形态
运动、分裂、分化
信息传递
二、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
观察对象
叶绿体
细胞质的流动
选取材料
新鲜的________的叶
新鲜的________
染色
不需染色
不需染色
显微镜
高倍显微镜
______________
现象
扁平的椭球形、球形
细胞质按逆时针方向流动
藓类
黑藻
高倍显微镜
(1)细胞质基质中的液体称为细胞液。( )
(2)线粒体和叶绿体都可进行能量转换。( )
(3)核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器。( )
(4)胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中内质网上核糖体的数量相同。( )
(5)叶绿体中有色素，用显微镜观察时不需要染色。( )
(6)秋天枫叶变成红色，主要是由液泡中的色素引起的。( )
(7)细胞骨架的本质就是蛋白质纤维。( )
×
√
×
×
√
√
√
思考：
1．飞翔鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人的多，探讨其原因是什么。
提示：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动所需要的能量。鸟类飞翔、运动员运动需要大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞以及运动员的肌细胞中线粒体多。
2．在高倍镜下能否观察到叶绿体的基粒？
提示：不能，基粒的结构太小，要借助电子显微镜才能观察到。
3．观察时发现叶绿体多分布于植物细胞边缘，这对于活细胞完成生命活动有什么意义？
提示：叶绿体主要分布在细胞的四周，光线较弱时以面积较大的正面对准光源，光线较强时以面积较小的侧面对准光源或相互聚集成团，这样既能保证光合作用的需要，又可避免被强光所灼伤。
学霸记忆·素养积累
1．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．内质网是细胞内蛋白质的加工以及脂质合成的“车间”。
3．高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。
4．核糖体是蛋白质的合成场所，中心体与动物和某些低等植物细胞有丝分裂有关。
5．溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒。
课内探究·名师点睛
1．叶绿体与线粒体
一
细胞器之间的分工
项目
叶绿体
线粒体
不同点
内膜
没有折叠，选择性很强
内膜向内腔折叠形成嵴，增大了膜面积
酶
与光合作用有关，分布在基粒上和基质中
与有氧呼吸有关，分布在基质中和嵴上
色素
叶绿素、类胡萝卜素，分布在基粒上
—
功能
光合作用的场所
有氧呼吸的主要场所
共同点
①均具有双层膜结构；②均具有能量转换功能；③都含磷脂、蛋白质、少量的DNA和RNA等，能合成自身的部分蛋白质，能自主复制，具有一定的独立性。这是细胞质遗传的基础
拓展
(1)在线粒体和叶绿体中都有少量的DNA和RNA，且均含有核糖体，故在其内部可控制合成部分蛋白质，具有一定的独立性，因此又称为半自主性细胞器。
(2)叶绿体和线粒体的分布：对于植物叶片，上表皮叶绿体分布较多，便于吸收光能进行光合作用。线粒体在细胞中的分布是不均匀的，代谢旺盛的部位线粒体较多。
拓展
细胞器的分离
(1)方法：差速离心法。
(2)原理：利用不同的离心速度，将各种细胞器分离开。
(3)过程：①将细胞膜破坏，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆。②将匀浆放入离心管中，用离心机在不同的转速下进行离心。③分离得到各种细胞器。
3．细胞骨架
组成：由蛋白质纤维组成的网架结构。
功能：维持细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
4．动植物细胞的比较
项目
动物细胞
植物细胞
不同点
没有细胞壁，没有叶绿体，有中心体，某些低等动物有液泡
有细胞壁，叶肉细胞等有叶绿体，有液泡，高等植物细胞无中心体
相同点
细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等
特别提醒：(1)真核生物：无叶绿体则不能进行光合作用；无线粒体则不能进行有氧呼吸(如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞)。
(2)原核生物：有些原核生物无叶绿体，但含光合色素和光合酶，可进行光合作用(如蓝细菌)；有些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸(如硝化细菌等)。
(3)高尔基体在动植物细胞中都含有，但功能有所不同：动物细胞中高尔基体与细胞分泌物的形成及分泌有关，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。
(4)粗面内质网上有核糖体，主要参与合成某些输送到细胞外的分泌蛋白，如抗体、某些激素、酶原；而光面内质网上无核糖体，主要与糖类和脂质的合成及解毒作用有关：
(陕西宝鸡金台区高一期末改编)下图表示几种细胞器模式图，下列有关说法中不正确的是( )
A．细胞器D是蛋白质加工以及脂质合成的场所
B．细胞器B、F不含磷脂
C．植物的细胞都含有E
D．A与植物细胞壁的形成有关
典例剖析
典例
1
C
解析：分析题图可知，A是高尔基体，B是中心体，C是线粒体，D是内质网，E是叶绿体，F是核糖体。内质网是蛋白质合成和加工、以及脂质合成的场所，A说法正确。中心体、核糖体都是无膜的细胞器，都不含磷脂，B说法正确。不是所有的植物细胞都含有叶绿体，如根细胞没有叶绿体，C说法错误。高尔基体与植物细胞壁的形成有关，D说法正确。
方法指导：对各种细胞器结构图的识别是学习细胞结构与功能的基础，正确解答此类试题的关键是结合教材中的文字说明与插图，多记、多画，在此基础上熟记、理解各种细胞器的功能，并能对不同类型细胞的共同点与不同点进行比较、分析。
1．(2019·安徽怀宁二中高一周练)根据细胞器的功能推测，下列叙述错误的是( )
A．汁腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体
B．心肌细胞比骨骼肌细胞具有更多的线粒体
C．胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体
D．生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体
变式训练
A
解析：核糖体是蛋白质的合成场所，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量多。肠腺细胞需合成多种消化酶，而汗腺细胞分泌物中无蛋白质，所以汗腺细胞中核糖体数量比肠腺细胞少。代谢旺盛的细胞中含线粒体多，心肌细胞的代谢强度高于骨骼肌细胞，因此心肌细胞中含有更多的线粒体。高尔基体与细胞分泌物的形成有关，胰腺细胞具有较强的分泌功能，因此高尔基体的数量比心肌细胞多。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞，因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的线粒体。
二
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
3．实验过程
(1)观察植物细胞中的叶绿体：
4．注意事项
(1)观察叶绿体时，常选用藓类叶片，这是因为藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，且叶绿体少而大。若选用菠菜叶作材料，一般撕取带有少许叶肉的下表皮，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，易撕取，细胞排列疏松、分散，也便于观察。
(2)实验材料要保证鲜活：临时装片应随时保持有水状态，避免细胞活性受影响。
(3)为提高细胞质的流动性，可事先放在光照、室温条件下培养，或观察时提高盛放黑藻的水温，也可切伤一小部分叶片。
(4)观察——寻找三“最佳”
①寻找最佳参照物——叶绿体：视其叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况。
②寻找最佳部位——靠近叶脉处：靠近叶脉的细胞水分充足，细胞质流动更明显，容易观察到细胞质流动。
③寻找最佳视野——相对较暗：高倍显微镜下的观察一般要调出较暗的视野，这样有利于辨别物像的动态变化。
拓展
叶绿体在不同光照条件下可以运动。在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源；而在弱光下，则以其椭球体的正面朝向光源，以充分接受光照。若用灯光照射，灯泡不能离装片太近，否则，叶绿体会被强光灼伤而解体。
下列是与“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验有关的表述，其中正确的是( )
A．不选幼根作实验材料，因为根细胞无叶绿体，其细胞质也不流动
B．此时若看到中央液泡外周的细胞质沿顺时针方向流动，则该细胞中细胞质的实际流动方向是逆时针方向
C．细胞中叶绿体的移动是细胞质流动的标志
D．需要对细胞进行染色
典例剖析
典例
2
C
解析：细胞质流动是活细胞所具有的特征，A错误；显微镜下观察到的细胞质的流动方向与实际细胞质的流动方向一致，B错误；叶绿体本身有颜色，因此细胞中叶绿体的位置移动可以作为细胞质流动的标志，C正确；叶绿体本身有颜色，不需要染色，D错误。
方法指导：(1)显微镜成倒立的像，“倒立”不是相反，是旋转180度后得到的像，即上下相反、左右相反。因此，显微镜下观察到的细胞质的流动方向是顺时针方向，则旋转180度后还是顺时针方向。(2)观察细胞质流动时，需要以叶绿体为标志。
2．(不定项)下列有关“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的说法，正确的是( )
A．观察细胞质流动时，若视野太亮，可用反光镜的平面镜
B．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚
C．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉
D．观察叶绿体，可用高倍镜直接观察
变式训练
ABC
解析：若视野太亮，宜用平面镜减少进光量，A项正确；藓类的叶或黑藻的叶片薄而小，可直接制作装片观察，B项正确；菠菜叶的下表皮处的叶肉细胞内叶绿体数目少，体积大，容易观察，C项正确；制作的临时装片要先在低倍镜下找到合适的视野，再换用高倍镜，不能直接用高倍镜观察，D项错误。
1．成分：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
2．功能
细胞壁较坚韧，对植物细胞有支持和保护作用，能够维持细胞正常的形态。
3．特性：全透性。
三
细胞壁的成分和功能
拓展
(1)植物细胞壁的合成：与高尔基体密切相关。
(2)细胞壁的主要成分：细胞壁并不是植物细胞所特有的结构，在不同种类的生物细胞中细胞壁的成分不同。例如，植物细胞—纤维素和果胶；细菌——肽聚糖；根霉——几丁质；酵母菌—葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、类脂和几丁质等。
从植物细胞系统边界的角度来考虑，细胞壁与细胞膜最大的区别是( )
A．细胞壁位于细胞最外层，对细胞起保护作用
B．细胞膜能控制物质进出细胞，而细胞壁是全透性的
C．光学显微镜下，可以观察到细胞壁，而不易观察到细胞膜
D．组成细胞壁和细胞膜的化学成分不同
解析：细胞膜作为系统的边界，不仅能将细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞的作用，以保证细胞内部环境的相对稳定。细胞壁是全透性的，无法将细胞与外界环境分隔开。
典例剖析
典例
3
B
3．任何系统都有边界，边界对系统的稳定至关重要，细胞作为一个最基本的生命系统，它的边界是( )
A．植物细胞的细胞壁
B．动物细胞的细胞膜
C．细胞核
D．所有细胞的细胞膜
解析：所有细胞的边界都是细胞膜。
变式训练
D
指点迷津·拨云见日
一、多角度比较各种细胞器：
细胞内与能量转换有关的细胞器是( )
A．线粒体、叶绿体
B．内质网、核糖体
C．高尔基体、线粒体
D．叶绿体、内质网
解析：线粒体是细胞的“动力车间”、叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
典例
4
A
二、常见细胞结构图像的辨别方法：
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精准。请据图回答下列问题：
(1)该细胞与高等植物的叶肉细胞相比，具有[______]__________细胞器，而缺少__________、________两种细胞器。
(2)图中①主要由______________组成，其功能越复杂，__________________越多。
典例
5
④
中心体
叶绿体
液泡
脂质和蛋白质
蛋白质的种类和数量
(3)该细胞中还应有溶酶体，其功能是：____________________________________________________________。
(4)为研究细胞内各种组成成分和功能，需将细胞器分离，分离细胞器常用的方法是______________。
解析：(1)该细胞为动物细胞，与高等植物的叶肉细胞相比，多了[④]中心体，而少了高等植物细胞特有的叶绿体和液泡两种细胞器。(2)图中①为细胞膜，主要由脂质和蛋白质组成，细胞膜的功能越复杂，其膜上蛋白质的种类和数量越多。(3)溶酶体的作用是分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。(4)分离细胞器常用的方法是差速离心法。
分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
差速离心法
?问题探讨?P47
1．提示：一件产品是由多个零部件组成的，飞机制造过程中任何一个零件都不可缺少。因此，缺少某个部门后，C919飞机将不能制造成功。
2．提示：细胞中也存在不同的部门。例如蛋白质的合成。细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”协调配合完成的。
?探究·实践?P50
1．叶绿体的形态和分布有利于对光能的吸收、利用。
2．细胞质的流动，对于营养物质的运输、代谢废物的排出、细胞间的信息交流都具有重要意义。(共35张PPT)
第2节 细胞器之间的分工合作
第2课时 细胞器之间的协调配合和细胞的生物膜系统
课标要求
核心素养
1.结合分泌蛋白的合成、加工和运输理解细胞器之间的协调配合。
2.简述生物膜系统的组成及功能。
1.生命观念——通过对分泌蛋白合成、加工和运输的学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联系的观点分析生物膜之间的联系。
2.科学思维——通过构建数学模型和物理模型，加深对分泌蛋白合成、加工和运输过程相关过程的理解。
新知预习·双基夯实
细胞内
细胞外或其他细胞
消化酶、抗体、胰岛素
内质网
内质网
高尔基体
细胞膜
线粒体
二、细胞的生物膜系统
1．组成：核膜、细胞膜、____________等结构。
2．特点
(1)各种生物膜的____________和________很相似。
(2)在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的____________。
细胞器膜
组成成分
结构
协调配合
3．功能
(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的____________，同时在细胞与外部环境进行____________、能量转化和____________的过程中起着决定性作用。
(2)广阔的膜面积为__________提供了大量的附着位点，有利于许多化学反应的进行。
(3)细胞内生物膜把__________分隔开，使细胞内能够同时进行多种____________，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
内部环境
物质运输
信息传递
多种酶
细胞器
化学反应
(1)细胞膜的物质运输、信息传递功能完全是依靠细胞膜上的蛋白质来完成的。( )
(2)正是由于细胞膜的存在，才使细胞成为一个相对独立的系统。( )
(3)细胞内的酶必须附着在膜上，才能发挥催化作用。( )
(4)细胞内增加膜面积的结构包括嵴、基粒等。( )
(5)各种生物膜在结构上的联系，是它们在功能上能够相互协调的基础。( )
×
√
×
√
√
思考：
1．与分泌蛋白形成的“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”分别是什么？
提示：有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。有关结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。有关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
2．将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的结构是什么？它跟分泌蛋白从高尔基体运到细胞膜的结构在来源上相同吗？
提示：囊泡。它们的来源不同。将分泌蛋白从内质网运到高尔基体的囊泡是由内质网“出芽”形成的，将分泌蛋白由高尔基体运到细胞膜的囊泡是由高尔基体形成的。
学霸记忆·素养积累
1．与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
2．细胞膜、核膜和细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
3．直接相连的生物膜有内质网膜与核膜、内质网膜与细胞膜。
4．生物膜系统在物质运输、能量转化、信息传递、酶的附着及使细胞内部区域化方面有重要作用。
课内探究·名师点睛
1．分泌蛋白与胞内蛋白
一
细胞器之间的协调配合
胞内蛋白
分泌蛋白
合成场所
游离核糖体
附着在内质网上的核糖体
作用场所
细胞内
细胞外
实例
血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶
消化酶、抗体、胰岛素
2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程
分泌蛋白的合成与运输过程，如图所示。
由此可见，各种细胞器既有一定的独立性，同时又密切配合，共同完成生理功能。
3．研究方法——同位素标记法
在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O,12C与14C。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。研究分泌蛋白的合成和运输采用的方法是同位素标记法。用同位素可以追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。研究者通过追踪用同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，也能追踪物质的转移途径。
为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成过程，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，观察相应变化。下列说法正确的是( )
A．核糖体上不出现3H标记
B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C．培养一段时间后，细胞膜上不能观察到3H标记
D．若能在高尔基体上观察到3H标记，表示可能有分泌蛋白合成
典例剖析
典例
1
D
解析：蛋白质首先在核糖体上合成，3H标记最可能先出现在核糖体上，A、B错误；若为分泌蛋白，则在核糖体上合成多肽后，送至内质网加工，多肽经内质网加工后运输到高尔基体进一步加工，最后由细胞膜分泌到细胞外，C错误，D正确。
方法指导：(1)分泌蛋白合成、运输、分泌过程中各种细胞器的功能：
核糖体：氨基酸脱水缩合形成肽链；
内质网：加工肽链，使其形成具有一定空间结构的蛋白质，并运输；
高尔基体：进一步加工修饰蛋白质，并运输；
线粒体：提供能量。
(2)细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间是可以互相转化的，在结构上具有一定的连续性。
1．(不定项)如图表示某种分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程，①②③表示不同的细胞器。下列相关叙述正确的是( )
A．①是核糖体
B．②是高尔基体
C．③具有单层膜结构
D．该过程需要消耗能量
变式训练
ACD
解析：①指向的是颗粒结构，为核糖体，A正确。②是核糖体依附的膜结构，属于内质网，B错误。③所指为高尔基体，是单层膜结构，C正确。蛋白质的合成与运输过程是耗能的，D正确。
1．生物膜系统的概念
在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、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，共同构成细胞的生物膜系统。
2．生物膜系统的联系
(1)化学成分上的联系
各种生物膜组成成分相似，均由脂质、蛋白质组成，有的还有少量糖类，但每种成分在不同膜中所占的比例不同。
二
生物膜系统
(2)结构上的联系
①直接联系：真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间还与许多细胞器膜相连；内质网腔还与内外两层核膜之间的腔连通。
②间接联系：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜是可以相互转化的。
(3)功能上的联系
各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作，如分泌蛋白的合成、加工、分泌的过程：细胞内分泌蛋白的合成和运输过程，体现了生物膜在功能上的相互联系。
下面为细胞的生物膜系统的概念图，据图判断下列叙述正确的是( )
A．图中a、c分别是指细胞膜、具膜细胞器
B．若d是叶绿体，则m、n一定是外膜和内膜
C．图中p一定是线粒体的内膜
D．图中的f和h分别是指内质网膜和高尔基体膜
典例剖析
典例
2
D
解析：性激素属于脂质，是在内质网上合成的，由此可确定f是内质网膜，结合分泌蛋白合成、加工、运输过程可确定g是囊泡，h是高尔基体膜，c是细胞膜，d和e分别为叶绿体膜、线粒体膜，b为细胞器膜，a是核膜；叶绿体的膜结构有外膜、内膜和类囊体膜。
2．图中功能多、联系广的细胞结构A指的是
( )
A．高尔基体膜
B．叶绿体膜
C．内质网膜
D．液泡膜
解析：内质网向内连接外层核膜，向外连接细胞膜，在代谢旺盛的细胞中，还与线粒体膜相连，内质网膜与高尔基体膜间接相连。
变式训练
C
指点迷津·拨云见日
与蛋白质分泌相关的细胞器的判断
(2020·武汉一中训练)用35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(下图甲)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(下图乙)，下列分析不正确的是( )
典例
3
A．图甲中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．图乙中d、e、
f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
答案：C
解析：分泌蛋白经内质网初步加工后，由内质网“出芽”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合，经高尔基体进一步加工后，再由高尔基体“出芽”形成囊泡，囊泡与细胞膜融合。因此，分泌蛋白分泌前后对比，内质网膜面积相对减小，细胞膜膜面积相对增大，高尔基体膜面积先增大后减小，最后基本不变，C错误。
?练习与应用?P53
一、概念检测
1．(1)√
(2)× 提示：生物膜系统除细胞器膜之外，还包括细胞膜、核膜。
2．A 植物的非绿色部分细胞中不含有叶绿体，高尔基体动植物细胞中都有。
3．C 中心体、叶绿体与唾液淀粉酶的合成无关。
4．B 心肌细胞相对腹肌细胞需要更多能量，因此心肌细胞中提供能量的细胞器——线粒体含量更多。
5．动物细胞图中，注字的“内质网”应是“高尔基体”，“高尔基体”应是“内质网”。染色质的注字指示线位置有误。中心体还应包括指示线下方的中心粒。动物细胞中不应有叶绿体。
低等植物细胞图中，注字的“核仁”应是“高尔基体”，“叶绿体”标注位置不对，应标准在线粒体上，应改正应是“线粒体”，“核糖体”应是“中心体”。
二、拓展应用
提示：溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等，不会被溶酶体内的水解酶分解。(共45张PPT)
第3节 细胞核的结构和功能
课标要求
核心素养
1.简述细胞核的结构与功能。
2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
1.生命观念——结构与功能观：细胞核的结构与其功能相适应。
2.科学思维——模型与建模：通过制作真核细胞的三维结构模型，掌握模型制作的方法。
3.科学探究——通过对细胞核功能的实验分析，掌握对照实验的设置。
新知预习·双基夯实
一、细胞核的分布、结构与功能
1．分布
除了高等植物成熟的____________和哺乳动物的______________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
筛管细胞
成熟红细胞
2．结构与功能
核膜
细胞质
染色质
DNA
核仁
RNA
核糖体
核孔
物质交换
信息交流
二、模型建构
1．含义：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种________________的描述。
2．类型：____________、____________、____________等。
3．举例：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型就是________模型。
简化的概括性
物理模型
概念模型
数学模型
物理
三、细胞概述
1．结构特点
(1)细胞作为基本的____________，其结构复杂而精巧。
(2)各组分之间____________成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中____________、____________地进行。
2．地位
细胞既是生物体________的基本单位，也是生物体______________的基本单位。
生命系统
分工合作
自我调控
高度有序
结构
代谢和遗传
(1)所有真核细胞都有细胞核。( )
(2)细胞核是细胞的代谢中心。( )
(3)伞藻帽的形状都由细胞核控制，伞藻的其他性状也都是由细胞核控制的。( )
(4)凡是无核的真核细胞，既不能生长也不能分裂。( )
×
×
×
√
(5)制作模型时，首先要考虑其科学性、准确性，其次才是美观与否。( )
(6)沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型是物理模型。( )
(7)拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。( )
(8)细胞只有保持完整性，才能正常地完成其生命活动。( )
√
√
×
√
思考：
1．核仁与核糖体的形成有关，是否核糖体的形成一定与核仁有关呢？
提示：不一定。原核细胞中没有核仁，也能形成核糖体。
2．细胞代谢的中心是细胞核吗？
提示：不是。细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质基质。
3．是否所有物质进出细胞核均需经由“核孔”？
提示：物质进出细胞核并非都通过核孔。
①核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道。
②小分子物质可通过核膜进出细胞核。
学霸记忆·素养积累
1．细胞核由核膜、核仁和染色质等结构组成。
2．染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态，主要成分是DNA和蛋白质。
3．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
课内探究·名师点睛
1．细胞核功能的实验探究
一
细胞核的功能
实验分析：(1)实验1缺乏对照实验，若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的实验，将增强结论的说服力。实验2、3、4遵循了对照原则。
(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步证明了细胞核的功能。
2．细胞核的功能
细胞核在细胞的生命活动中起着决定性作用。
(1)细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的主要场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传递给子代，保证了遗传的连续性。
(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核控制细胞的物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
特别提醒：(1)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、血小板，植物的筛管细胞；人工去核的细胞，一般也不能存活大久。
(3)有些细胞不止具有一个细胞核，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。
(3)原核生物的拟核是遗传物质储存的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
(2020·黑龙江省实验中学高一期中)伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图)。下列相关叙述错误的是( )
典例剖析
典例
1
A．乙中移去细胞核的A伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止
B．乙中③与甲中①的帽形相同，都是菊花形帽
C．甲中①②的帽形因嫁接而改变
D．上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
答案：C
解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，故乙中移去细胞核的A伞藻的生命活动逐渐减缓直至停止；乙中③与甲中①的细胞核相同，两者都是菊花形帽；甲中①②嫁接的是伞柄，属于细胞质部分，故不会引起帽形的改变；题中嫁接实验及核移植实验可说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。
1．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，发现其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明了( )
A．细胞核是细胞进行生命活动所必需的
B．细胞核是遗传物质储存和复制的场所
C．细胞核是细胞遗传特性的控制中心
D．人工去核的细胞一般不能存活很长时间
解析：根据题干信息可得出细胞核是细胞进行生命活动所必需的。
变式训练
A
1．细胞核的结构
细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。真核细胞细胞核的主要结构有核膜(上有核孔)、核仁、染色质等。
二
细胞核的结构
2．核膜和核孔
(1)结构及成分
①核膜是双层膜，外膜有些部位与内质网相连，因此膜间腔与内质网腔相通。
②核膜是不完全连续的，其上具有核孔。
③核膜是生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成。
(2)功能
①核膜起屏障作用，把核内物质和细胞质分开。
②核膜控制离子和小分子物质进出细胞核。
③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数量较多。
④核膜的外膜表面附着大量的核糖体颗粒，有合成蛋白质的功能。
3．核仁
(1)核仁折光性较强，易与其他物质分开。
(2)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(3)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。
特别提醒：①具有核膜、核仁、染色质(体)等结构是真核细胞的特征，也是和与原核细胞的最主要区别。
②在细胞周期中，核仁是一个高度动态化的结构，在细胞有丝分裂期间表现出周期性地消失与重建。
4．染色质和染色体的比较
下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述不正确的是( )
A．①是真核生物遗传物质的主要载体
B．②与核糖体RNA的合成有关
C．③为双层膜，其主要成分是磷脂和蛋白质
D．DNA和RNA等物质能自由通过核孔，实现核质之间的物质交换
典例剖析
典例
2
D
解析：题图中①为染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质的主要载体，A叙述正确；题图中②为核仁，与核糖体RNA的合成有关，B叙述正确；题图中③为核膜，核膜为双层膜，主要成分是脂质和蛋白质，C叙述正确；RNA等大分子物质可以通过核孔，实现核质之间的物质交换，但DNA不能通过核孔，D叙述错误。
方法指导：(1)核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用，表现出明显的选择性。
(2)核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色质上。
(3)一些大分子物质是可以通过核孔进出细胞核的，所以该过程穿过膜的层数为零。
2．(不定项)下图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及其功能的叙述错误的是( )
A．①属于生物膜系统，将核内物质与细胞质分开
B．②是所有生物遗传物质的载体
C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关
D．④有利于RNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换
变式训练
BC
解析：①是核膜，属于生物膜系统；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体；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RNA等大分子物质进出细胞核，实现核质之间的物质交换。
指点迷津·拨云见日
细胞是一个统一的整体
细胞的各个部分并不是彼此孤立的，而是相互联系、协调一致地构成有机的统一整体。主要表现在以下几个方面：
1．从结构上看
(1)细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。
(2)内质网广泛地分布在细胞质中，既与核膜相连，又与细胞膜相连，从而将细胞膜、细胞质、细胞核连为一体。
(3)内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可通过囊泡相互转化。
2．从功能上看
细胞各部分结构的功能虽不相同，但这些结构相互联系、分工合作、协调一致，共同完成各项生命活动。
3．从细胞核与细胞质的关系看
(1)细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核调控生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供。
(2)无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。
(3)细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，说明细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动。
4．从调控上看
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。核内DNA通过控制蛋白质的合成调控细胞的各项生命活动。
用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果去核后三天，再植入一个细胞核，这个变形虫则正常生活，如下图所示。根据上述实验回答：
典例
3
(1)正常细胞中核与质的关系是______________________。
(2)无核部分最终死亡的原因是_____________________________。
(3)单独的细胞核不能生存的原因是____________________________________________。
(4)如果去核后三天，再植入一个细胞核，这个变形虫则生活正常，该实验与(2)进行对比说明：_______________________________________________________。
相互依存的统一整体
失去了细胞核的控制和调节作用
细胞核失去了细胞质中营养物质和能量的供应
细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动
解析：细胞是生命活动的基本单位，核质是相互依存的统一整体，只有保持细胞的完整性，细胞才能进行正常的新陈代谢。无核部分因失去细胞核的控制和调节作用而不能继续合成蛋白质导致很快死亡。单独的细胞核因缺乏营养物质和能量的供应，而不能正常生存。
?问题探讨?P54
1．提示：细胞核控制生物的性状。
?思考·讨论?P54
1．提示：美西螈表皮细胞合成黑色素，皮肤表现为黑色。合成过程受细胞核控制。
2．提示：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
3．提示：细胞核是细胞生命活动的控制中心。
4．提示：伞藻的形态结构特点取决于细胞核。
5．提示：生物体性状的遗传受细胞核控制，克隆牛的细胞核基本都来源于细胞的分裂，不来源于母牛乙，只有初始的细胞来自母牛乙。
6．提示：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
?旁栏思考?P56
提示：同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的(除非发生体细胞突变或细胞癌变)。生物体内细胞的形态、功能多样及结构不完全相同是细胞分化的结果。
?练习与应用?P58
一、概念检测
1．(1)√ (2)×
2．C 细胞核内染色质是遗传物质的主要载体，行使遗传功能。
3．D 细胞核的功能与携带遗传信息有关，与所处的位置无关。
二、拓展应用
1．提示：染色质是极细的丝状物，有利于细胞进行遗传信息的复制和表达并合成蛋白质；染色体高度螺旋化缩短变粗有利于细胞分裂时染色体的分离。
2．提示：有性生殖遗传物质既有继承又有变化，有利于生物的进化，克隆人只是单纯的继承，没有变化，从而不利于生物进化。克隆人的身份难以认定，他们与被克隆者之间的关系无法纳入现有的伦理体系；克隆技术现在还不成熟，克隆人可能有很多先天性生理缺陷；从生物多样性上来说，大量基因结构完全相同的克隆人，可能诱发新型疾病的广泛传播，对人类的生存不利。
