2024年新教材高中生物第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)案新人教版必修1

PAGE1-第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.理解細(xì)胞膜的功能。2.概述細(xì)胞膜的成分、含量及作用。3.了解科學(xué)家建立生物膜模型的過程。4.簡述生物膜的流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容。1.生命觀念：分析細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)同世界的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。2.科學(xué)思維：分析細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)探究歷程，了解細(xì)胞膜成分，建立生物膜的流淌鑲嵌模型。3.科學(xué)探究：通過體驗(yàn)用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的方法和過程，駕馭科學(xué)探究的基本思路和方法。學(xué)問點(diǎn)一細(xì)胞膜的功能1．細(xì)胞膜：也稱eq\o(□,\s\up4(01))質(zhì)膜，它是細(xì)胞的eq\o(□,\s\up4(02))邊界。2．功能(1)將eq\o(□,\s\up4(03))細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的eq\o(□,\s\up4(04))相對(duì)穩(wěn)定。(2)限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞①可“進(jìn)”的物質(zhì)：細(xì)胞須要的eq\o(□,\s\up4(05))養(yǎng)分物質(zhì)。②不簡單“進(jìn)”的物質(zhì)：細(xì)胞eq\o(□,\s\up4(06))不須要或?qū)?xì)胞eq\o(□,\s\up4(07))有害的物質(zhì)，以及有些eq\o(□,\s\up4(08))病毒、病菌。③可“出”的物質(zhì)：eq\o(□,\s\up4(09))抗體、激素等物質(zhì)和細(xì)胞產(chǎn)生的eq\o(□,\s\up4(10))廢物。④不會(huì)輕易“出”的物質(zhì)：細(xì)胞內(nèi)eq\o(□,\s\up4(11))有用的成分，如核酸?？偨Y(jié)：細(xì)胞膜能eq\o(□,\s\up4(12))限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，且這種限制作用是eq\o(□,\s\up4(13))相對(duì)的。(3)進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通eq\a\vs4\al(問題思索)鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液，用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色，嘗試說明緣由？推想細(xì)胞膜作為系統(tǒng)邊界，應(yīng)具有什么功能？提示：活細(xì)胞具有限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不須要的，故不能進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞失去了限制物質(zhì)進(jìn)出的功能，故臺(tái)盼藍(lán)可以進(jìn)入。限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。eq\a\vs4\al(問題思索)細(xì)胞間的信息溝通都依靠于信息分子和受體嗎？提示：肯定依靠于信息分子傳遞信息，但不肯定須要受體，如高等植物的胞間連絲。題型一細(xì)胞膜功能的考查[例1]春天，很多植物同時(shí)開花，花粉在空氣中傳播后，也很簡單黏附到其他植物的柱頭上，但這些花粉不能萌發(fā)，而落到同種植物柱頭上的花粉可以萌發(fā)。這依靠于()A．細(xì)胞分泌物的信息傳遞B．花粉和柱頭細(xì)胞的細(xì)胞膜之間信號(hào)分子與受體的識(shí)別C．花粉與柱頭細(xì)胞間的胞間連絲D．花粉與柱頭細(xì)胞中核酸的一樣性解題分析花粉和柱頭細(xì)胞的細(xì)胞膜含有特定的信號(hào)分子和受體，這樣可以使得在植物的柱頭上只有同種植物的花粉可以萌發(fā)，保證了物種的正常持續(xù)。答案B[例2]細(xì)胞間信息溝通的方式有多種。在哺乳動(dòng)物卵巢細(xì)胞分泌的雌激素作用于乳腺細(xì)胞的過程中，以及精子進(jìn)入卵細(xì)胞的過程中，細(xì)胞間信息溝通的實(shí)現(xiàn)分別依靠于()A．血液運(yùn)輸，突觸傳遞B．淋巴運(yùn)輸，突觸傳遞C．淋巴運(yùn)輸，胞間連絲傳遞D．血液運(yùn)輸，細(xì)胞間干脆接觸解題分析雌激素屬于信號(hào)分子，由哺乳動(dòng)物卵巢細(xì)胞分泌后通過血液運(yùn)輸?shù)饺橄俨⒆饔糜谌橄偌?xì)胞，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的信息溝通；精子進(jìn)入卵細(xì)胞前須要通過干脆接觸的方式進(jìn)行信息溝通。答案D學(xué)問點(diǎn)二細(xì)胞膜的成分1．對(duì)細(xì)胞膜成分的探究(1)最初對(duì)細(xì)胞膜成分的探究(2)細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分試驗(yàn)探究(3)磷脂分子在細(xì)胞膜中排列方式探究eq\a\vs4\al(問題思索)探討細(xì)胞膜選用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的緣由？提示：哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞含有的膜結(jié)構(gòu)只有細(xì)胞膜，無其他膜干擾。eq\a\vs4\al(問題思索)依據(jù)磷脂分子特點(diǎn)，說明為什么磷脂在空氣—水界面上鋪展成單分子層？提示：因?yàn)榱字肿宇^部親水，所以在空氣—水界面磷脂分子是頭部向下，與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。

(4)細(xì)胞膜中是否還含有其他成分的探究2．細(xì)胞膜成分(結(jié)合P43—第一自然段寫出細(xì)胞膜的成分及特點(diǎn))(2)特點(diǎn)：功能越困難的細(xì)胞膜，eq\o(□,\s\up4(13))蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。,eq\a\vs4\al(問題思索)將人的肝細(xì)胞中的磷脂全部提取出來，鋪成單分子層，其面積是肝細(xì)胞表面積的2倍嗎？為什么？提示：大大超過2倍，肝細(xì)胞具有多種具膜的細(xì)胞器和細(xì)胞核。eq\a\vs4\al(問題思索)依據(jù)磷脂分子特點(diǎn)，推想其在組成細(xì)胞膜的雙層分子如何排列。提示：細(xì)胞內(nèi)、外兩側(cè)均以水為主，須要親水端與之接觸，親水頭部朝向兩側(cè)，疏水尾部排在中間(尾尾相對(duì)、頭部朝向兩側(cè))。題型二細(xì)胞膜成分的考查[例3]下列說法與生物膜發(fā)覺史不一樣的是()A．歐文頓在試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出：膜是由脂質(zhì)組成的B．荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積為紅細(xì)胞表面積的2倍。他們由此推出：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必定排列為連續(xù)的兩層C．科學(xué)家通過對(duì)動(dòng)物的卵細(xì)胞等細(xì)胞膜的成分分析，推想細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇D．丹尼利和戴維森通過顯色試驗(yàn)證明細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)解題分析丹尼利和戴維森探討了細(xì)胞膜的張力，發(fā)覺細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力，推想細(xì)胞膜上附有蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。答案D[例4]下列有關(guān)細(xì)胞膜成分的敘述，錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)B．細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，功能越困難C．脂質(zhì)在細(xì)胞膜中的含量比蛋白質(zhì)要少D．動(dòng)物細(xì)胞膜中不僅含有磷脂，還有少量的膽固醇解題分析細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，其中蛋白質(zhì)約占40%，脂質(zhì)約占50%，此外還含有少量的糖類，A正確，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要擔(dān)當(dāng)者，其種類與數(shù)量越多，細(xì)胞膜功能越困難，B正確；組成動(dòng)物細(xì)胞膜的脂質(zhì)中含量最豐富的是磷脂，此外還含有少量的膽固醇，D正確。答案C學(xué)問點(diǎn)三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究1．靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型的提出(1)時(shí)間：1959年。(2)科學(xué)家：eq\o(□,\s\up4(01))羅伯特森。(3)依據(jù)：電鏡下看到了細(xì)胞膜清楚的eq\o(□,\s\up4(02))暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。(4)模型假說：全部的細(xì)胞膜都由eq\o(□,\s\up4(03))蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是eq\o(□,\s\up4(04))脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是eq\o(□,\s\up4(05))蛋白質(zhì)分子。(5)模型缺點(diǎn)：細(xì)胞膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜功能將難以實(shí)現(xiàn)，無法說明細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)。,2.新技術(shù)帶來新模型(1)人—鼠細(xì)胞融合試驗(yàn)(2)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)模型的提出時(shí)間1972年科學(xué)家eq\o(□,\s\up4(09))辛格和eq\o(□,\s\up4(10))尼科爾森模型名稱eq\o(□,\s\up4(11))流淌鑲嵌模型科學(xué)方法——提出假說1．提出假說——依據(jù)已有的學(xué)問和信息說明某一生物學(xué)問題。2．修正和補(bǔ)充假說。3．假說被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的視察和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。eq\a\vs4\al(問題思索)在人—鼠細(xì)胞融合的試驗(yàn)中，將溫度維持在0℃，與37℃相比，試驗(yàn)現(xiàn)象有什么改變？提示：0℃條件下，全部蛋白質(zhì)分子平均運(yùn)動(dòng)速率比37℃下要低，故蛋白質(zhì)分子須要更長的時(shí)間才能分布勻稱。題型三對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程的分析[例5]下列說法與生物膜結(jié)構(gòu)發(fā)覺史不一樣的是()A．羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清楚的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提出全部的生物膜都是由磷脂—蛋白質(zhì)—磷脂三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的B．科學(xué)家將不同熒光染料標(biāo)記的人細(xì)胞和小鼠細(xì)胞進(jìn)行融合，證明白細(xì)胞膜的流淌性C．辛格和尼科爾森提出的流淌鑲嵌模型D．羅伯特森把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，與很多現(xiàn)象不符解題分析羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提誕生物膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，A錯(cuò)誤；科學(xué)家用不同熒光染料標(biāo)記人、小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，兩種細(xì)胞融合一段時(shí)間后，兩種顏色的熒光勻稱分布，證明白細(xì)胞膜具有流淌性，B正確；辛格和尼科爾森依據(jù)已有的學(xué)問和信息提出的流淌鑲嵌模型，C正確；羅伯特森提出的細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)，受到很多質(zhì)疑，因?yàn)樗c細(xì)胞的生長、變形蟲的運(yùn)動(dòng)等很多現(xiàn)象相沖突，D正確。答案A[例6]對(duì)某動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記試驗(yàn)，基本過程如下：①用某種熒光染料標(biāo)記該動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)。②用激光束照耀該細(xì)胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光消逝。③停止激光束照耀一段時(shí)間后，該區(qū)域的熒光漸漸復(fù)原，即又出現(xiàn)了斑點(diǎn)。上述試驗(yàn)不能說明的是()A．細(xì)胞膜具有流淌性B．熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合C．依據(jù)熒光復(fù)原的速率可推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔇．依據(jù)熒光復(fù)原的速率可推算出膜的流淌速率解題分析依據(jù)圖示信息，激光束照耀時(shí)熒光消逝，停止照耀時(shí)熒光復(fù)原，說明熒光物質(zhì)并沒有跨膜運(yùn)輸，過段時(shí)間后別處的熒光物質(zhì)又流淌過來，因此能推算膜的流淌速率而不能推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率。答案C學(xué)問點(diǎn)四流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容1．流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容eq\a\vs4\al(問題思索)細(xì)致視察辛格和尼科爾森建構(gòu)的流淌鑲嵌模型，它是對(duì)稱模型嗎？提示：不對(duì)稱。因?yàn)闃?gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子的分布是不勻稱的。eq\a\vs4\al(問題思索)你能快速推斷出哪個(gè)是細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)嗎？提示：依據(jù)糖蛋白的分布狀況推斷，有糖蛋白存在的一側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè)。2.生物膜的結(jié)構(gòu)特性——eq\o(□,\s\up4(19))具有肯定的流淌性(1)緣由：構(gòu)成生物膜的磷脂分子可以eq\o(□,\s\up4(20))側(cè)向自由移動(dòng)，大多數(shù)eq\o(□,\s\up4(21))蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。(2)生理意義：對(duì)于細(xì)胞完成eq\o(□,\s\up4(22))物質(zhì)運(yùn)輸、生長、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能具有重要意義。3.生物膜的功能特性——eq\o(□,\s\up4(23))選擇透過性(1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：膜上具有載體蛋白。(2)生理意義：限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。eq\a\vs4\al(問題思索)體現(xiàn)生物膜具有流淌性的實(shí)例。提示：變形蟲變形；細(xì)胞融合；分泌蛋白的傳遞分泌。題型四對(duì)生物膜的流淌鑲嵌模型基本內(nèi)容的考查[例7]如圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中[③]________的基本組成單位是________。構(gòu)成細(xì)胞膜基本支架的結(jié)構(gòu)是[]______________。(2)與細(xì)胞膜的識(shí)別功能有關(guān)的結(jié)構(gòu)是[]________。(3)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有________性。這是因?yàn)開____________________。(4)不同的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的生理功能不同，主要取決于細(xì)胞膜上的________。(填寫標(biāo)號(hào))(5)細(xì)胞膜的外側(cè)是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)側(cè)，推斷的依據(jù)是_________________。(6)細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)模型被稱為________________。答案(1)蛋白質(zhì)氨基酸②磷脂雙分子層(2)④糖被(3)流淌組成細(xì)胞膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)(4)③(5)ⅠⅠ側(cè)有多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白，糖蛋白位于細(xì)胞膜外側(cè)(6)流淌鑲嵌模型1．細(xì)胞膜具有限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。下列有關(guān)這一功能的理解，不正確的是()A．細(xì)胞須要的物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞B．細(xì)胞不須要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)一般不能進(jìn)入細(xì)胞C．細(xì)胞中的某些成分如核酸等不會(huì)流失到細(xì)胞外D．由于細(xì)胞膜的存在，致病的病毒、細(xì)菌等都不能進(jìn)入細(xì)胞答案D解析細(xì)胞膜限制物質(zhì)進(jìn)出的功能表現(xiàn)在細(xì)胞須要的物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞，不須要的或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)一般不能進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分不能流失到細(xì)胞外，A、B、C正確；但細(xì)胞膜限制物質(zhì)進(jìn)出的功能具有相對(duì)性，有些致病的病毒、細(xì)菌等也可能進(jìn)入細(xì)胞，D錯(cuò)誤。2．典型的細(xì)胞膜最可能具有下列哪種組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))()A．35%脂質(zhì)、50%蛋白質(zhì)、5%糖類、10%RNAB．50%脂質(zhì)、45%蛋白質(zhì)、5%糖類、0%RNAC．25%脂質(zhì)、75%蛋白質(zhì)、0%糖類、0%RNAD．60%脂質(zhì)、30%蛋白質(zhì)、0%糖類、10%RNA答案B解析細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，還有少量的糖類，但是不含RNA。其中脂質(zhì)約占細(xì)胞膜總量的50%，蛋白質(zhì)約占40%，糖類占2%～10%。3．能進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通是細(xì)胞膜的重要功能，下列實(shí)例中不能體現(xiàn)該項(xiàng)功能的是()A．胰高血糖素作用于肝細(xì)胞促進(jìn)肝糖原分解B．同種生物的精子與卵細(xì)胞的相互識(shí)別C．一個(gè)細(xì)胞中的無機(jī)鹽離子進(jìn)入相鄰的細(xì)胞D．高等植物細(xì)胞之間，通過胞間連絲相互連接答案C解析細(xì)胞間的信息溝通過程至少要涉及兩個(gè)細(xì)胞。胰高血糖素作用于肝細(xì)胞，與其細(xì)胞膜上的胰高血糖素受體結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)肝糖原分解，進(jìn)行了細(xì)胞間的信息溝通，A不符合題意；同種生物的精子與卵細(xì)胞的相互識(shí)別，離不開精子與卵細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸進(jìn)行信息溝通，B不符合題意；一個(gè)細(xì)胞中的無機(jī)鹽離子進(jìn)入相鄰的細(xì)胞，是無機(jī)鹽離子進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，沒有進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通，C符合題意；高等植物細(xì)胞的胞間連絲在相鄰的兩個(gè)細(xì)胞間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)可以通過該通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞，進(jìn)行了細(xì)胞間的信息溝通，D不符合題意。4．下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程的說法，不正確的是()A．人—鼠細(xì)胞融合試驗(yàn)證明白細(xì)胞膜具有流淌性B．三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)C．1972年，桑格和尼克森提出流淌鑲嵌模型，認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)D．三層結(jié)構(gòu)模型和流淌鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不勻稱的答案D解析人—鼠細(xì)胞融合試驗(yàn)證明白細(xì)胞膜具有流淌性，A正確；羅伯特森認(rèn)為生物膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，而且是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，B正確；流淌鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)，說明生物膜具