生物步步高4.细胞膜和细胞核

生物步步高4 讲 细胞膜和细胞核

tags: Biology

细胞膜的结构和功能

• 细胞膜的制备

  • 实验原理：细胞吸水涨破，离心后得到细胞膜。

  • 材料：哺乳动物成熟红细胞

  • 选材原因：

    • 无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净细胞膜。

    • 无细胞壁，细胞易吸水涨破。

在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的血红蛋白腾出空间。人的红细胞只能存活 120d 左右。

• 细胞膜的成分

  • 脂质：主要是磷脂，动物细胞膜还有胆固醇。

  • 蛋白质：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

  • 糖类（少量）：与蛋白质（脂质）结合形成糖蛋白（糖脂）。

细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质，可用来检测癌细胞。

磷脂是一种由甘油、脂肪酸等组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，磷酸“尾”部是疏水的。

生物膜结构的探索历程

• 细胞膜是由脂质组成的

  • 欧文顿：凡是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

• 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层

  • 两位荷兰科学家：红细胞的磷脂在水上铺成的双分子层为表面积的两倍

• 蛋白质-脂质-蛋白质三层静态结构

  • 罗伯特森：电镜下观察到暗-亮-暗三层结构

• 细胞膜具有流动性

  • 荧光染料染色，人鼠细胞融合

• 流动镶嵌模型

  • 桑格和尼克森：新的观察和实验证据

判断：欧文顿证明了细胞膜是由脂质组成的。
错。欧文顿只是提出了细胞膜是由脂质组成的。

判断：罗伯特森在电镜下观察到亮-暗-亮三层结构，提出了细胞膜的蛋白质-脂质-蛋白质三层静态结构。
错。罗伯特森观察到的是暗-亮-暗三层结构。

判断：放射性同位素标记人鼠细胞融合的实验证明了细胞膜具有一定的流动性。
错。使用荧光染料标记。

构成细胞膜的基本支架是？
磷脂双分子层。

• 流动镶嵌模型中细胞膜特点

  • 结构特性

    • 内容：具有一定的流动性。

    • 原因：构成膜的磷脂双分子层具有流动性，大多数蛋白质分子也是可以运动的。

    • 实例：质壁分离、变形虫运动、胞吞胞吐、白细胞吞噬作用。

    • 影响因素：一定范围内，温度升高，膜的流动性加快。

  • 功能特性

    • 内容：具有选择透过性。

    • 表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。

    • 原因：遗传性→载体的种类和数量→选择性

在细胞膜的外表，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，糖被与细胞表面的识别有密切关系。

• 细胞膜的功能

  • 将细胞与外界分隔开来，保障细胞内部环境的相对稳定。

  • 控制物质进出细胞

    • 被动运输

    • 主动运输

    • 胞吞胞吐

  • 进行细胞间的信息交流

    • 化学物质传递：激素、神经递质

    • 通道传递：胞间连丝

    • 接触传递：精卵结合、靶细胞与效应 T 细胞接触

判断：植物细胞系统的边界是细胞壁。
错误，是细胞膜。

• 植物细胞的细胞壁

  • 成分：纤维素和果胶

  • 合成：与高尔基体有关

  • 功能：支持和保护作用

  • 特性：全透性

判断：在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。
错误。

判断：细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必须的结构。
错误，例如胞间连丝。

判断：细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。
正确。

判断：胰岛 B 细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。
正确，胞吐。

判断：动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。
正确。

是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？举例说明。
不是，有些小分子物质（如脂溶性的信号分子性激素）的受体在细胞内部。

线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因：功能复杂的膜中，蛋白质分子的种类和数量多，而线粒体内膜中进行有氧呼吸第三阶段。

人体肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的两倍吗？为什么？
不是，超过两倍，肝细胞具有核膜和多种细胞器膜。

台酚蓝鉴定死活细胞的原理是？
活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞。

判断：流动镶嵌模型可以解释生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同。
错误。

在流动镶嵌模型中，由于蛋白质的分布使细胞膜的结构表现出不对称性。

人-鼠细胞融合实验结果直接证明了细胞膜中的蛋白质分子可以运动，由此能较好地解释细胞膜结构的流动性。

细胞核的结构和功能

细胞和结构中，核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。

核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系？
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。

判断：所有真核细胞都只有一个细胞核。
错误，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。

细胞核的功能是？
遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

核孔的功能是？
实现核质之间频繁的的物质交换和信息交流。

判断：核孔具有选择性。
正确。

判断：洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片是物理模型。
错。模型是简化的、概括的。

细胞的代谢、遗传的控制中心是？
细胞核。

细胞的代谢中心是？
细胞质基质。

导管细胞和筛管细胞分别有什么特殊性？
导管细胞是只含细胞壁的死细胞。导管细胞运输水分，不需要能量。
筛管细胞不含任何细胞器，也没有细胞核。筛管细胞运输有机物，需要能量。

分泌蛋白离开细胞的方式是？
胞吐。

|<br>实验结论？
美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。

DNA 双螺旋结构的挂图或实物模型属于什么模型？
物理模型。

种群的概念属于什么模型？
概念模型。

“J”型曲线、“S”型曲线属于什么模型？
数学模型。

判断：核膜上的核孔可以让蛋白质和 RNA 自由进出。
错误，不是自由的，不是所有种类的蛋白质和 RNA 都可以通过核孔。

判断：染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。
正确。

判断：细胞核是细胞遗传中心、代谢中心。
错误，是细胞遗传、代谢的控制中心。

染色体和染色质的关系？
同一种物质在细胞不同时期的两种存在形式。

真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因？
核仁与核糖体形成有关，核仁被破坏，无法形成核糖体，无法合成抗体蛋白。

判断：小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能。
错误，例如蛋白质。

判断：细胞衰老时，其细胞膜通透性会发生改变。
正确。

|<br> 图中哪一侧是细胞外侧？判断理由？
A 侧，A 侧有糖蛋白，而糖蛋白存在于细胞外侧。

判断：欧文顿利用化学上的“相似相溶原理”解决了脂溶性物质为什么更容易进入细胞，是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇。
错误，欧文顿未确定具体的脂质类型。

判断：可以用蛙的红细胞来测量细胞膜面积。
错误，蛙的红细胞有核膜、细胞器膜干扰。

判断：促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合。
正确。

判断：叶绿体外膜上的蛋白质可以吸收光能和催化光反应。
错误，色素分子吸收光能，类囊体薄膜上的蛋白质催化光反应。

细胞核在细胞的各项生命活动中起着决定性作用。

核膜由两层膜组成，其外膜与内质网膜相连，从而加强了细胞核与细胞质在生命活动过程中的联系。