2019高中生物第3章第1節(jié)細胞膜——系統(tǒng)的邊界教案新人教版.docx

細胞膜系統(tǒng)的邊界 一、細胞膜的成分1.2成分與功能的關(guān)系功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、細胞膜的功能1將細胞與外界環(huán)境分隔開使細胞成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2控制物質(zhì)進出細胞3進行細胞間的信息交流方式實例間接交流激素隨血液將信息傳遞給靶細胞直接接觸精子、卵細胞之間的識別和結(jié)合形成通道高等植物通過胞間連絲交流信息三、植物細胞的細胞壁細胞壁一、閱讀教材P40實驗內(nèi)容，思考并完成下列問題1實驗中取得紅細胞后為什么先用適量的生理鹽水稀釋？提示：用生理鹽水稀釋的目的是使紅細胞分散開，不易凝結(jié)成塊。2能否利用蒸餾水稀釋獲得的紅細胞？提示：稀釋時不能使用蒸餾水。使用生理鹽水的目的是維持紅細胞的正常形態(tài)。二、細胞膜的成分分析1根據(jù)元素化合物的知識，寫出組成細胞膜的化學元素有哪些？提示：組成細胞膜的化學元素有C、H、O、N、P。2判斷正誤(1)細胞膜上蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的多少決定了細胞膜功能的復雜程度。()(2)多細胞生物體的各個細胞在功能上是相互協(xié)調(diào)的。()三、細胞膜的功能分析1判斷正誤(1)多細胞生物體內(nèi)各個細胞在功能上協(xié)調(diào)性的實現(xiàn)，依賴于細胞間物質(zhì)、能量交換和信息的交流。()(2)沒有信息交流，生物體不可能作為一個完整個體完成生命活動。()2試從細胞膜功能的角度分析討論：蓮藕出污泥而不染的原因。提示：細胞膜能控制物質(zhì)進出，水分等細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)能進入細胞，而細胞不需要的物質(zhì)不會輕易進入細胞內(nèi)。一、細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能細胞膜控制物質(zhì)進出不是絕對的，而是相對的。1物質(zhì)進入的相對性(1)細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進入；(2)細胞不需要的或有害的物質(zhì)不容易進入；(3)環(huán)境中的一些有害物質(zhì)可能進入；(4)有些病毒、病菌也可能進入。2物質(zhì)排出細胞的相對性(1)細胞將其產(chǎn)生的代謝廢物可排到細胞外；(2)細胞產(chǎn)生的抗體、激素等物質(zhì)可排到細胞外；(3)細胞內(nèi)的核酸等重要物質(zhì)不會流失到細胞外。特別提醒(1)細胞膜的功能主要由其上的蛋白質(zhì)行使，所以結(jié)構(gòu)和功能不同的細胞，細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量也不同。 (2)糖類在細胞膜中分布很少，并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在膜的外表面。因此，根據(jù)糖蛋白的分布，可以判斷細胞膜的內(nèi)外側(cè)。二、細胞間信息交流的三種方式1一些細胞如分泌細胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過血液的傳遞運送到作用部位的細胞(靶細胞)，被靶細胞的細胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識別，引起靶細胞的生理反應(yīng)(圖示如下)。2相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一細胞傳遞給另一細胞(圖示如下)。3植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現(xiàn)的(圖示如下)。特別提醒細胞膜的功能復雜多樣除了教材中介紹的三方面功能之外，細胞膜還具有保護細胞，參與細胞的運動、分泌、排泄、免疫、能量交換等功能。體驗制備細胞膜的方法1實驗原理細胞內(nèi)的物質(zhì)具有一定的濃度。把細胞放入清水中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內(nèi)的其他物質(zhì)得到細胞膜。2選材選取哺乳動物成熟紅細胞作為實驗材料的原因(1)動物細胞外面無細胞壁。避免了除去細胞壁的麻煩。沒有細胞壁的保護、支持，動物細胞易吸水漲破，使細胞內(nèi)容物流出，即可得到細胞膜。(2)哺乳動物的成熟紅細胞具有以下優(yōu)點：細胞內(nèi)無細胞核和眾多的細胞器，避免了細胞膜與細胞器膜的分離所帶來的麻煩，經(jīng)過離心就可得到較純凈的細胞膜。紅細胞的數(shù)量多，材料易得。3實驗步驟選材：哺乳動物的新鮮紅細胞稀釋液(血液加適量的生理鹽水)制作裝片：用滴管取少量紅細胞稀釋液，滴一小滴在載玻片上，蓋上蓋玻片觀察：用顯微鏡觀察紅細胞形態(tài)(先低倍鏡，后高倍鏡)滴清水：在蓋玻片一側(cè)滴，在另一側(cè)用吸水紙吸引(引流法)觀察：持續(xù)觀察細胞的變化結(jié)果：凹陷消失，細胞體積增大，很快細胞破裂，內(nèi)容物流出，獲得細胞膜4制備細胞膜應(yīng)注意的問題(1)取得紅細胞后應(yīng)先用適量的生理鹽水稀釋的目的使紅細胞分散開，不易凝集成塊。使紅細胞暫時維持原有的形態(tài)。(2)滴加蒸餾水滴加速度要緩慢，且邊滴加邊用吸水紙吸引。用吸水紙吸引時要小心，不要把細胞吸跑。(3)持續(xù)觀察紅細胞的變化觀察剛剛制成的臨時裝片，目的是了解紅細胞的正常形態(tài)特點，以便形成對照。觀察引流操作后的紅細胞的形態(tài)特點，與前者形成對比，這是體驗“用哺乳動物成熟的紅細胞制備細胞膜方法”的根本意圖。(4)操作時載物臺應(yīng)保持水平，否則易使蒸餾水流走。例1為獲得較純凈的細胞膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能，請完成下列實驗分析并回答相關(guān) 問題。(1)最好選取人體哪種細胞做實驗()A成熟紅細胞B神經(jīng)細胞C白細胞 D口腔上皮細胞(2)選擇該材料的原因是_。(3)將選取的材料放入_中，一段時間后細胞將漲破。 (4)經(jīng)過(3)的實驗步驟后，可用下列哪些方法進一步獲得較純凈的細胞膜()A靜置 B加熱 C離心D過濾(5)通過有關(guān)方法，測得多種細胞膜的化學成分，制作圖形如下： 據(jù)圖分析各種生物的細胞膜的化學組成：共同點：_；主要區(qū)別：_。 各種生物的細胞膜化學成分含量不同說明什么問題？_。 研析本題考查細胞膜的制備、化學成分分析及將柱形圖信息轉(zhuǎn)化為文字信息的能力，具體分析如下：審提取信息信息：由制備較純凈的細胞膜可知，選材時選取的細胞中除細胞膜之外，不再含有其他的膜結(jié)構(gòu)。信息：由一段時間后細胞將漲破可知，將細胞置于低滲溶液(如蒸餾水)中細胞將吸水漲破，細胞內(nèi)容物即會流出。信息：從柱形圖可以看出，各種細胞膜中都含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類，但三種成分的含量、比例卻不相同。聯(lián)聯(lián)系基礎(chǔ)設(shè)問(1)(2)可聯(lián)系：制備細胞膜的實驗材料的選材依據(jù)。設(shè)問(3)(4)可聯(lián)系：制備和純化細胞膜的方法。設(shè)問(5)可聯(lián)系：細胞膜的化學組成及膜上蛋白質(zhì)的含量的多少與膜功能的復雜程度之間的關(guān)系。答解題規(guī)范設(shè)問(2)：答“成熟紅細胞中無核膜及其他細胞器膜的干擾”也正確，注意不要漏掉“細胞核(膜)”。設(shè)問(3)：答“清水”也給分，但不能答“生理鹽水”。設(shè)問(5)：答題時要體現(xiàn)各種膜的蛋白質(zhì)含量不同，這與細胞膜的功能相關(guān)。答案(1)A(2)成熟紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器(3)蒸餾水(4)C、D(5)都含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類，且蛋白質(zhì)、脂質(zhì)含量較高，糖類含量較低不同生物膜蛋白質(zhì)的含量不同功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多判斷細胞是否具有活性的方法(1)判斷依據(jù)：只有活細胞的細胞膜才具有選擇透過性。(2)判斷方法例2據(jù)最新研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮素在皮膚中分布不均勻，是造成色斑的主要原因。內(nèi)皮素拮抗劑進入皮膚，可以和黑色素細胞膜上的受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用，這為美容研究機構(gòu)帶來了福音。分析上述材料體現(xiàn)了細胞膜的哪項功能()A細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開B細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，嚴格控制物質(zhì)進出細胞C細胞膜具有信息交流的功能D細胞膜具有保護功能解析細胞膜的功能主要有三個方面，即：將細胞與外界分隔開、控制物質(zhì)進出細胞、進行細胞間的信息交流。細胞膜受體的本質(zhì)為糖蛋白，具有細胞識別的功能，可接受外界的信息，體現(xiàn)了細胞膜具有信息交流的功能。答案C網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：物質(zhì)進出細胞信息交流脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類關(guān)鍵語句1細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還含少量糖類。2功能越復雜的細胞膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。3細胞膜的主要功能：(1)將細胞與外界環(huán)境分隔開。(2)控制物質(zhì)進出細胞。(3)進行細胞間的信息交流。4細胞間信息交流的方式有三種：通過化學物質(zhì)傳遞信息；細胞間直接接觸傳遞信息；通過細胞通道傳遞信息。5植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。1科學家在制備較純凈的細胞膜時，一般不選用植物細胞，其原因是()光學顯微鏡下觀察植物細胞，看不到細胞膜植物細胞的細胞膜較薄植物細胞有細胞壁，提取細胞膜的過程比較繁瑣植物細胞內(nèi)有其他膜結(jié)構(gòu)干擾ABC D解析：選D制備細胞膜，選材至關(guān)重要，選材時，首先要考慮制備的簡便與否，植物細胞因為細胞膜外還有細胞壁，所以制備比較繁瑣；然后要考慮細胞中是否含有其他細胞器膜，植物細胞中含有多種具膜結(jié)構(gòu)，不宜作為制備細胞膜的材料。2細胞膜在細胞的生命活動中具有重要作用，下列相關(guān)敘述不正確的是()A組成膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇B細胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異C構(gòu)成膜物質(zhì)分子的運動使其具有流動性D細胞膜對膜兩側(cè)物質(zhì)的進出具有選擇性解析：選A細胞膜中的脂質(zhì)主要是磷脂；細胞膜的外側(cè)糖蛋白含量高，因此細胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異；組成細胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子是可以運動的，因此細胞膜具有流動性；細胞膜的功能特性是選擇透過性。3在處理污水時，人們設(shè)計出一種膜結(jié)構(gòu)，有選擇地將重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)，以降低重金屬離子對水的污染。這是試圖模擬細胞膜的()A將細胞與外界環(huán)境分隔開的功能B控制物質(zhì)進出細胞的功能C進行細胞間信息交流的功能D具有免疫作用的功能解析：選B對污水的處理主要是將水中的一些有害物質(zhì)如重金屬離子阻擋在膜的一側(cè)，從這一信息可知這是利用了細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能。4“獲得細胞蛋白質(zhì)詳圖”是2005年全球十大科技成果之一。科學家揭示出電壓控制的鉀通道，這是迄今為止獲得的最高分辨率的分子圖像。這些通道是負責鉀離子進出細胞的看門蛋白質(zhì)，它們在神經(jīng)核肌肉細胞上的作用，與晶體管在計算機中的作用一樣。這是繼2003年諾貝爾化學獎表彰的成果后，又一個關(guān)于細胞膜上離子通道的研究成果。這一成果從另一個側(cè)面證明了()A細胞膜能將細胞與外界環(huán)境分隔開B細胞膜具有信息交流的功能C細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能D細胞膜具有保護功能解析：選C細胞膜的功能主要分為三種，即：將細胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)進出細胞、進行細胞間的信息交流。從“負責鉀離子進出細胞”可知答案為C項。5哺乳動物的紅細胞在發(fā)育成熟過程中核逐漸退化，為攜帶氧氣的血紅蛋白騰出空間。哺乳動物成熟的紅細胞一般不含細胞器且取材方便，是研究細胞膜的好材料。根據(jù)材料回答問題：(1)在正常機體的紅細胞內(nèi)不會存在的物質(zhì)是()AO2 BCO2C抗體 D血紅蛋白(2)簡述紅細胞膜的制備過程_。(3)紅細胞細胞膜上具有識別功能的物質(zhì)成分是_；人的紅細胞與草履蟲細胞相比，細胞膜的差別主要體現(xiàn)在哪方面？_。(4)用人的口腔上皮細胞能否制備得到較純凈的細胞膜？_。請分析原因：_。解析：(1)正常紅細胞內(nèi)含有血紅蛋白，可運輸O2和CO2，但不會有抗體。(2)紅細胞放在蒸餾水中會吸水漲破，可獲得純凈的細胞膜。(3)細胞膜上具有識別功能的是糖蛋白，糖蛋白的成分有蛋白質(zhì)和糖類；蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定細胞膜功能的復雜程度。(4)人的口腔上皮細胞中含有細胞核和細胞器，不適合用于制備較純凈的細胞膜。答案：(1)C(2)把紅細胞放在蒸餾水中，使紅細胞吸水漲破，內(nèi)容物流出，經(jīng)洗滌、離心便可得到細胞膜(3)糖蛋白蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量(4)不能人的口腔上皮細胞中有細胞核和細胞器，制備的生物膜除細胞膜外，還有細胞器膜和核膜等(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共24分)1下列有關(guān)細胞膜制備及觀察的敘述，正確的是()A雞的紅細胞是最佳的實驗材料B若選用洋蔥鱗片葉表皮細胞應(yīng)先用蛋白酶去除細胞壁C制備細胞膜應(yīng)先利用吸水漲破法，再利用差速離心法獲取D可以用高倍鏡直接進行觀察細胞膜解析：選C一般選擇哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料，去除植物細胞壁一般用纖維素酶和果膠酶進行酶解法處理，觀察時應(yīng)先用低倍鏡進行觀察，再利用高倍鏡觀察。2肝細胞和甲狀腺細胞的功能差異較大，其主要原因是構(gòu)成細胞膜的成分中()A脂質(zhì)不同 B磷脂不同 C蛋白質(zhì)不同 D水不同解析：選C決定細胞膜功能復雜程度的是蛋白質(zhì)的種類和含量，不同細胞膜功能差別較大，就是由蛋白質(zhì)的種類和含量不同引起的。3細胞膜對物質(zhì)進出的控制作用主要體現(xiàn)在哪些方面()細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞細胞產(chǎn)生的代謝廢物可以排出細胞細胞內(nèi)核酸等重要的成分不會流出細胞環(huán)境中一切有害物質(zhì)都不能通過細胞膜進入細胞A BC D解析：選A細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的作用是相對的，環(huán)境中的有害物質(zhì)也可能進入細胞，如重金屬離子、病毒、病菌等。4(廣東高考)細胞膜上一般不含()A膽固醇 B磷脂C血紅蛋白 D糖蛋白解析：選C細胞膜主要由脂質(zhì)(磷脂最豐富)、蛋白質(zhì)和少量的糖類組成，膽固醇也是構(gòu)成細胞膜的成分，血紅蛋白是紅細胞內(nèi)的重要成分。5諾貝爾化學獎得主美國科學家阿格雷與另一位科學家發(fā)現(xiàn)了細胞膜上專門供水分子進出的通道，要想證實細胞膜上的水通道是否是蛋白質(zhì)，一般情況下，最好用哪種同位素進行標記()A15N B35S C32P D18O解析：選B細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和少量的糖類，脂質(zhì)主要是磷脂，因此細胞膜所含有的化學元素有C、H、O、N、P、S等，其中S僅存在于蛋白質(zhì)中，因此可利用35S標記蛋白質(zhì)，研究其功能。6下列不屬于細胞間信息傳遞的是()A激素作用于靶細胞B精子與卵細胞的識別與結(jié)合C高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接D一個細胞中的無機鹽離子進入相鄰的細胞解析：選D細胞間的信息交流有多種方式，如題中的A、B、C項所示的三種交流方式。D項屬于細胞膜對物質(zhì)進出細胞的控制，不屬于細胞間的信息傳遞。7細胞之間通過信息交流，保證細胞間功能的協(xié)調(diào)。關(guān)于細胞間信息交流的說法錯誤的是()AB細胞與乙細胞上受體的化學本質(zhì)都是糖蛋白B圖2可以表示精子與卵細胞的識別C若A細胞為胰島B細胞，則胰島素通過血液循環(huán)最終作用于機體的肝細胞、肌細胞等靶細胞D細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結(jié)構(gòu)解析：選D選項A，細胞膜上受體的本質(zhì)是糖蛋白；選項B，圖2表示的是細胞的直接接觸，精子和卵細胞的識別就屬于此種方式；選項C，胰島B細胞產(chǎn)生胰島素，通過血液循環(huán)到達肝臟和肌肉，靶細胞上的受體與胰島素作用，從而實現(xiàn)信息交流；選項D，細胞間的信息傳遞途徑除圖示的兩種外，第三種途徑如高等植物通過胞間連絲交流信息不需要受體的作用。8功能越復雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多，下列除哪項外，均屬于正常機體細胞膜上的蛋白質(zhì)()A具有信息轉(zhuǎn)換的受體蛋白B具有催化作用的蛋白質(zhì)C具有識別功能的糖蛋白D具有運輸功能的載體蛋白解析：選B細胞膜上行使多種功能的成分是蛋白質(zhì)，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多。細胞膜上的蛋白質(zhì)能夠識別、信息交流，以及運輸進出細胞的物質(zhì)。起催化作用的蛋白質(zhì)是酶，不是膜蛋白的功能。二、非選擇題(共26分)9(12分)如圖是細胞間的3種信息交流方式，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(jié)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_，請舉一個例子：_。(3)圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成_，攜帶信息的物