2024-2025學年新教材高中生物第3章細胞的基本結構1細胞膜的結構和功能學案1新人教版必修1

PAGE10-第1節(jié)細胞膜的結構和功能學習目標1.簡述細胞膜功能,說明細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。2.認同細胞膜作為系統(tǒng)的邊界,及對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。3.簡述生物膜的成分和結構。4.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點。學習過程情境導學:取一個蛋清、蛋黃分別器,讓一位學生將一個雞蛋磕破,放到分別器中,蛋清流入燒杯內(nèi),分別后只剩下蛋黃;然后再讓這個學生用牙簽將蛋黃戳破,蛋黃的內(nèi)容物也漸漸流出。通過這個過程體驗膜的存在,并理解細胞膜將細胞與外界分開(作為系統(tǒng)邊界)的功能。自主合作探究探究一、細胞膜的功能【自主學習】(2)信息溝通方式【合作探究】(1)科研上鑒別死細胞和活細胞,常用“染色解除法”。例如,用臺盼藍染色,死的動物細胞會被染成藍色,而活的動物細胞不著色,從而推斷細胞是否死亡。你能說明“染色解除法”的原理嗎?(2)科學家用顯微注射器將一種叫作伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。此試驗說明白什么?(3)用今日學的學問說明詩句“蓮出淤泥而不染”的緣由。探究二、細胞膜的成分【合作探究】閱讀下面的材料,完成下列問題。材料1:1859年,歐文頓選用500多種化學物質(zhì)對動物細胞膜的通透性進行了上萬次的探討,發(fā)覺凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也簡單穿過膜;反之,不簡單溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也不簡單穿過膜。(提示:化學中有物質(zhì)相像相溶原理)(1)依據(jù)歐文頓的試驗發(fā)覺,你能得出什么結論?(2)最初相識到生物膜是由脂質(zhì)組成的,是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定?(3)在推理分析得出結論后,還有必要對膜的成分進行提取、分別和鑒定嗎?材料2:科學家對細胞膜化學成分做深層分析:利用哺乳動物紅細胞,通過肯定方法制備出純凈的細胞膜,進行化學分析,得知組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。在此試驗中,為什么要選用哺乳動物的紅細胞作為分別膜的材料?材料3:1935年,英國學者丹尼利和戴維森探討了細胞膜的張力,推想細胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)?！咀灾骺偨Y】(1)細胞膜的成分(2)細胞膜主要成分是。

(3)細胞膜的功能與成分親密相關,功能越困難的細胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量。

(4)設計試驗來證明細胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)探究三、細胞膜的結構【合作探究】分析下列材料,回答相關問題。材料1:1925年,兩位荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提紅細胞膜中的脂質(zhì),將抽提出的脂質(zhì)在空氣—水界面上鋪展成單分子層,測得其分子的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。(1)分析該試驗結果,你能得出什么結論?(2)磷脂分子“頭”部是親水的,“尾”部是疏水的,請運用你學過的化學學問,說明為什么磷脂在空氣—水界面上鋪展成單分子層。材料2:1959年,J.D.Robertson依據(jù)電鏡下視察到的細胞膜暗—亮—暗的三層結構,提出“三明治”模型。請閱讀教材P43有關該試驗的文本,思索并回答下列問題。(1)“三明治”模型認為:全部的生物膜都由三層結構構成,中間的亮層是,兩邊的暗層是。

(2)該模型有什么缺陷?材料3:1970年L.D.Frye和H.Edidin用熒光標記小鼠細胞和人細胞,并將二者融合。請閱讀教材P43有關該試驗的文本,查看教材P43“圖3-4熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合試驗示意圖”,思索并回答下列問題。(1)該試驗表明什么?(2)據(jù)已有的生物學問或生活閱歷,請列舉證明細胞膜具有流淌性的證據(jù)。探究四、細胞膜的流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容【自主學習】1972年桑格和尼克森提出流淌鑲嵌模型。請閱讀教材P68文本,查看“圖4-6生物膜的結構模型示意圖”,思索并回答以下問題。(1)細胞膜的主要組成成分是什么?(2)細胞膜的基本支架是什么?膜蛋白在膜上是如何排布的?【合作探究】學生制作并講解“膜的流淌鑲嵌模型”。依據(jù)教材P44-P45“圖3-5細胞膜的結構模型示意圖”及膜的流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容,以小組為單位制作生物膜的結構模型。然后以小組為單位進行展示、溝通與講解,并進行總結。【自主總結】生物膜的流淌鑲嵌模型(1)生物膜的流淌鑲嵌膜型認為,構成了膜的基本支架,這個支架不是的,而是具有;蛋白質(zhì)分子有的在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部磷脂雙分子層中,有的整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運動的。

(2)在細胞膜的外表,有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結合成的,叫作糖被。它在細胞生命活動中有重要功能,如細胞識別、信息溝通、愛護和潤滑等。

(3)生物膜的結構特點是;功能特性是。

核心素養(yǎng)專練1.取細胞膜上糖蛋白成分相同的兩種海綿動物,將其細胞都分散成單個后混合培育,發(fā)覺這兩種細胞能夠結合在一起;但將細胞膜上糖蛋白成分不相同的兩種海綿動物的細胞分散后,混合培育,會發(fā)覺這兩種細胞不能結合在一起。這一試驗現(xiàn)象說明細胞膜上的糖蛋白與()A.細胞間的相互識別有關 B.細胞間的免疫作用有關C.細胞的分泌作用有關 D.細胞間物質(zhì)溝通有關2.細胞間的排斥導致異體器官移植手術很難勝利,這與下列細胞膜的哪一特點有關()A.由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構成 B.具有選擇透過性C.具有肯定的流淌性 D.細胞膜的外側有糖蛋白3.大腸桿菌在生長時,細胞內(nèi)鉀離子的質(zhì)量分數(shù)是培育液的3000倍。假如在培育液中加入一種叫箭毒素的藥物(并不影響細胞內(nèi)能量的產(chǎn)生),大腸桿菌細胞內(nèi)鉀離子的質(zhì)量分數(shù)會馬上下降。這種藥物的作用機理是()A.使細胞膜不能將細胞與外界環(huán)境分隔開 B.使細胞無法進行細胞間的信息溝通C.變更了細胞的遺傳特性 D.使細胞膜無法限制鉀離子的進出4.下列關于細胞膜成分和功能的敘述,正確的是()A.脂質(zhì)含量達50%,對細胞膜的功能起確定性作用B.糖類的多少確定著細胞膜功能的困難程度C.蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多的細胞膜功能較困難D.脂質(zhì)豐富的細胞膜功能困難5.變形蟲可以吞噬整個細菌,這一事實說明白()A.細胞膜具有選擇透過性 B.細胞膜具有肯定的流淌性C.細胞膜具有全透性 D.細胞膜具有愛護作用6.下列關于細胞膜流淌性的敘述,錯誤的是()A.科學家用紅、綠兩種顏色的熒光染料分別標記人與小鼠細胞膜上的蛋白質(zhì),然后再將兩種細胞融合成一個細胞,最終發(fā)覺細胞膜上紅、綠熒光染料勻稱分布,體現(xiàn)了細胞膜的流淌性B.膜的流淌性與溫度有關,在肯定范圍內(nèi),溫度越高,膜的流淌性越大C.細胞膜的流淌性確定了大部分的物質(zhì)能夠自由地通過細胞膜D.細胞膜的流淌性對于完成各種生理功能,如物質(zhì)的透過、膜內(nèi)外信息的傳遞等特別重要7.從細胞膜上提取了某種成分,加入雙縮脲試劑處理后出現(xiàn)紫色,若加入斐林或班氏試劑并加熱,出現(xiàn)磚紅色,該成分是()A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白8.下圖X、Y、Z是細胞中的三種化合物,X為細胞的主要能源物質(zhì),Y、Z是構成細胞膜的主要成分。下列有關說法正確的是()A.細胞膜會被蛋白酶分解,說明組成細胞膜的物質(zhì)中有ZB.細胞的識別與細胞膜上Y和X的結合物有關C.細胞膜的功能主要與Z有關D.構成細胞膜的Y、Z都可以運動,說明細胞膜具有選擇透過性9.維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細胞膜,這是因為()A.細胞膜以磷脂分子層作基本支架B.磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì)C.細胞膜的結構特點是具有肯定的流淌性D.細胞膜是選擇透過性膜10.作為系統(tǒng)的邊界,細胞膜在細胞的生命活動中有多種功能。如圖的模型主要表明白細胞膜的何種功能 ()A.將細胞與外界環(huán)境分開 B.限制物質(zhì)進出細胞C.進行細胞間信息溝通 D.促進物質(zhì)的運輸11.心肌細胞和小腸絨毛上皮細胞在細胞膜上的不同主要體現(xiàn)在()A.磷脂的含量凹凸 B.蛋白質(zhì)的含量及種類不同C.糖類的含量及種類不同 D.脂質(zhì)的含量及種類不同12.用一個乒乓球,下面扎兩根鐵絲,可制成簡易的磷脂分子,下列說法錯誤的是()A.乒乓球表示磷脂分子的頭部B.鐵絲表示磷脂分子的尾部C.類似的小球應當制成兩層D.兩層小球可表示生物膜的流淌鑲嵌模型13.(不定項選擇題)細胞膜對物質(zhì)進出細胞的限制主要體現(xiàn)在哪些方面()A.細胞須要的養(yǎng)分物質(zhì)可以從外界進入細胞 B.細胞產(chǎn)生的代謝廢物可以排出細胞C.細胞內(nèi)的核酸等重要成分不會流出細胞 D.環(huán)境中一切有害的物質(zhì)都不能通過細胞膜進入細胞14.(不定項選擇題)如圖為細胞膜的液態(tài)流淌鑲嵌模型示意圖,下列有關敘述正確的是()A.具有①的一側為細胞膜的外側B.細胞膜表面①的含量通常較細胞器膜的要多C.組成細胞膜的基本骨架是②D.細胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關15.如圖是細胞間的3種信息溝通方式,請據(jù)圖回答:(1)圖A表示通過細胞分泌的化學物質(zhì),隨到達全身各處,與靶細胞表面的結合,將信息傳遞給靶細胞。

(2)圖B表示通過相鄰兩細胞的,使信息從一個細胞傳遞給另一個細胞,圖中表示,請舉例:。

(3)圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成,攜帶信息的物質(zhì)從一個細胞傳遞給另一個細胞,圖中表示。

(4)由以上分析可知:在多細胞生物體內(nèi),各個細胞之間都維持功能的協(xié)調(diào),才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實現(xiàn)不僅依靠于物質(zhì)和能量的交換,也有賴于的溝通,這種溝通大多與有關。

16.一種嗅覺受體細胞只擁有一種類型的氣味受體。氣味受體有多少,就有多少類型的嗅覺受體細胞。每一種受體能探測到有限數(shù)量的氣味物質(zhì)。當氣味物質(zhì)分子流淌到我們的鼻端黏膜處的嗅覺受體細胞處時,氣味物質(zhì)分子可以黏附在細胞膜上的特別氣味受體上;人體基因的3%被用來編碼嗅覺受體細胞膜上的不同氣味受體。如圖為嗅覺受體細胞膜模式圖(局部),請據(jù)圖回答下列問題:(1)A代表分子,C代表。

(2)氣味物質(zhì)分子首先要與圖中[]結合,才有產(chǎn)生嗅覺的可能。

(3)某些有機溶劑如苯酚,可溶解B造成膜的損傷,使嗅覺辨別實力下降,B的完整化學名稱是。

參考答案自主合作探究【自主學習】(1)將細胞與外界環(huán)境分隔開限制物質(zhì)進出細胞進行細胞間的信息溝通(2)激素精子卵細胞胞間連絲探究一【合作探究】(1)“染色解除法”利用了活細胞的細胞膜能夠限制物質(zhì)進出細胞的原理。臺盼藍染色劑是細胞不須要的物質(zhì),不能通過細胞膜進入細胞,所以活細胞不被染色。而死細胞的細胞膜不具有限制物質(zhì)進出細胞的功能,所以臺盼藍染色劑能夠進入死細胞內(nèi),使其被染色。(2)伊紅不能通過細胞膜進出細胞,細胞作為一個完整的系統(tǒng),它是有邊界的。(3)細胞膜具有限制物質(zhì)進出的作用,它只汲取淤泥中對細胞有用的水和無機鹽。探究二【合作探究】材料1:(1)膜是由脂質(zhì)組成的。(2)最初的相識是通過對試驗現(xiàn)象的推理分析得出的。(3)有必要對膜的成分進行提取與鑒定。材料2:哺乳動物成熟的紅細胞沒有除細胞膜外的其他膜結構,用之易獲得純凈的細胞膜。材料3:(1)脂質(zhì)(主要是磷脂)占50%蛋白質(zhì)占40%糖類占2%~10%(2)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)(3)蛋白質(zhì)越多(4)用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)探究三【合作探究】材料1:(1)由該試驗可得知:細胞膜中的磷脂分子必定排列為連續(xù)的兩層。(2)磷脂分子的“頭”部親水,所以在空氣—水界面上磷脂分子是“頭”部向下與水面接觸,“尾”部則朝向空氣一側。材料2:(1)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子(2)該模型認為膜是靜態(tài)的,對細胞的生長、運動、物質(zhì)交換等現(xiàn)象都不好說明。材料3:(1)該試驗表明細胞膜具有流淌性。(2)變形蟲的變形運動、細胞分泌物的分泌過程、精子與卵細胞的融合等,都能表明細胞膜具有流淌性。探究四【自主學習】(1)細胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)分子組成。(2)磷脂雙分子層構成了膜的基本支架。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂