2024-2025學(xué)年高中生物第3章第1節(jié)細胞膜-系統(tǒng)的邊界教學(xué)案含解析新人教版必修1

PAGE12-細胞膜——系統(tǒng)的邊界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．功能越困難的細胞膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。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．功能越困難的細胞膜中，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限制物質(zhì)進出細胞。③進行細胞間的信息溝通。4．細胞間信息溝通的方式有三種：通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息；細胞間干脆接觸傳遞信息；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。一、體驗制備細胞膜的方法1．試驗原理動物細胞放在清水里，細胞吸水漲破，細胞內(nèi)的物質(zhì)流出，即可制得細胞膜。2．試驗材料3．試驗過程及結(jié)果二、細胞膜的成分1.2．成分與功能的關(guān)系功能越困難的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。三、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)，保障細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2．限制物質(zhì)進出細胞3．進行細胞間的信息溝通[連線]四、植物細胞壁1．推斷下列敘述的正誤(1)人和其他哺乳動物的紅細胞均無細胞核和眾多細胞器，可作為制備細胞膜的材料(×)(2)細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)(√)(3)功能越困難的細胞膜中磷脂的含量越多(×)(4)細胞間的信息溝通都是通過細胞膜的干脆接觸來完成的(×)2．植物細胞膜的化學(xué)成分是()A．脂質(zhì)和蛋白質(zhì)B．纖維素和果膠C．脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類D．纖維素、果膠和蛋白質(zhì)解析：選C纖維素和果膠是植物細胞壁的主要成分，細胞膜中主要有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和少量糖類等成分。3．動物細胞和植物葉肉細胞的細胞膜功能差異較大，其主要緣由是構(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確定細胞膜功能困難程度的是蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，不同細胞膜功能差別較大，是由蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同引起的。4．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中解析：選D細胞間的信息溝通有多種方式，如題中的A、B、C項所示的三種溝通方式。D項屬于細胞膜對物質(zhì)進出細胞的限制，不屬于細胞間的信息傳遞。eq\a\vs4\al(核心要點一)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,)))eq\a\vs4\al(細胞膜的制備及成分)1．細胞膜的制備(1)試驗材料：哺乳動物成熟的紅細胞。結(jié)構(gòu)特點細胞膜外無細胞壁細胞內(nèi)無細胞核和眾多的細胞器優(yōu)點①易吸水漲破，使細胞內(nèi)的物質(zhì)流出②避開了去除細胞壁的麻煩避開了細胞膜與核膜、細胞器膜分別所帶來的麻煩，經(jīng)過離心即可獲得純凈的細胞膜(2)試驗流程：(3)制備細胞膜時幾種液體的作用：①生理鹽水eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.使紅細胞維持原有形態(tài),b.使紅細胞分散開))②蒸餾水：使紅細胞吸水漲破。滴加時速度要緩慢，且邊滴邊用吸水紙吸引。2．細胞膜的成分及功能分析[思索探究](1)推斷下列細胞是否適合作為提取細胞膜的試驗材料，并分析緣由。①菠菜細胞②雞紅細胞③羊成熟紅細胞eq\a\vs4\al(提示：)①不適合。植物細胞有細胞壁，細胞不易吸水漲破，另外細胞內(nèi)有細胞核和眾多的具膜細胞器。②不適合。鳥類的紅細胞雖然沒有細胞壁，但細胞內(nèi)有細胞核和眾多的具膜細胞器，因此不易得到純凈的細胞膜。③適合。人或其他哺乳動物成熟的紅細胞無細胞壁，無細胞核和具膜的細胞器，能夠保證提取到比較純凈的細胞膜。(2)假如該試驗不是在載物臺上的載玻片上進行，而是在試管中進行，要想獲得較純凈的細胞膜還需用什么方法？eq\a\vs4\al(提示：)在紅細胞裂開后，還必需經(jīng)過離心，過濾后才能勝利獲得純凈的細胞膜。[題組沖關(guān)]1．科學(xué)家將哺乳動物或人的成熟紅細胞放進蒸餾水中，造成紅細胞裂開出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，再將溶出細胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”，那么，血影的主要成分有()A．無機鹽、蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)、糖類C．脂質(zhì)、糖類D．脂質(zhì)、蛋白質(zhì)解析：選D紅細胞溶血剩下的結(jié)構(gòu)“血影”其實質(zhì)就是細胞膜。故其主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。2．下圖表示各種細胞膜的組成成分含量：圖示能說明的是()A．構(gòu)成細胞膜的成分其含量是不變的B．細胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的改變與細胞膜的功能有關(guān)C．細胞膜的功能越簡潔，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越多D．蛋白質(zhì)在進行細胞間的信息溝通中具有重要作用解析：選B由圖可知，不同細胞膜中相同成分其含量不肯定相同；髓鞘只是起愛護作用，功能簡潔，蛋白質(zhì)含量少，而人紅細胞膜、小鼠肝細胞膜和變形蟲細胞膜功能相對困難，蛋白質(zhì)含量多；圖中信息不能說明蛋白質(zhì)在信息溝通中的作用。eq\a\vs4\al(核心要點二)eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,)))eq\a\vs4\al(細胞膜的功能)1．細胞膜的功能圖解2．細胞間信息溝通的三種方式(1)一些細胞如分泌細胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過血液的傳遞運輸?shù)阶饔貌课坏募毎?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干脆接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一個細胞傳遞給另一個細胞(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)。3．細胞膜功能的試驗驗證(1)限制物質(zhì)進出功能的驗證：(2)識別功能的驗證：[名師點撥]對細胞間信息溝通的兩個認知誤區(qū)(1)三種信息溝通方式是發(fā)生于細胞與細胞之間的，而不是細胞內(nèi)的信息溝通。(2)并非細胞間信息溝通都依靠于細胞膜上的受體蛋白，如通過細胞通道的信息溝通方式，而通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息和通過細胞膜接觸傳遞信息都依靠于細胞膜上的受體蛋白。[題組沖關(guān)]3．(海南高考)科學(xué)家用兩種熒光染料分別標(biāo)記人和小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，將這兩種標(biāo)記細胞進行融合。細胞剛發(fā)生融合時，兩種熒光染料在融合細胞表面對等分布(即各占半邊)，最終在融合細胞表面勻稱分布。這一試驗現(xiàn)象支持的結(jié)論是()A．膜蛋白能自主翻轉(zhuǎn)B．細胞膜具有流淌性C．細胞膜具有選擇透過性D．膜蛋白可以作為載體蛋白解析：選B兩種熒光染料標(biāo)記細胞表面的蛋白質(zhì)分子，細胞剛?cè)诤蠒r，兩種熒光染料在細胞表面對等分布，最終在細胞表面勻稱分布，說明細胞膜具有流淌性。不能說明膜蛋白能在細胞內(nèi)外翻轉(zhuǎn)，也不能說明細胞膜的物質(zhì)運輸功能。4．水溶性染色劑(PI)能與核酸結(jié)合而使細胞核著色，可將其應(yīng)用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于肯定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到活細胞中，則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞死活的基本原理是()A．死細胞與活細胞的核酸結(jié)構(gòu)不同B．死細胞與活細胞的核酸含量不同C．活細胞能分解染色劑PID．活細胞的細胞膜能阻擋PI的進入解析：選D死細胞的細胞膜對物質(zhì)進出細胞失去了限制作用。一、選擇題1．下列各項中，具有細胞壁的是()A．花粉B．紅細胞C．胰島A細胞D．流感病毒解析：選A具有細胞壁的細胞包括植物細胞、細菌細胞及真菌細胞；全部動物細胞均無細胞壁；全部病毒均無細胞結(jié)構(gòu)，故只有A選項所述具有細胞壁。2.如圖表示細胞膜中的各種成分及其含量，其中①②③對應(yīng)的成分是()A．①磷脂，②蛋白質(zhì)，③膽固醇B．①蛋白質(zhì)，②脂肪，③纖維素C．①脂質(zhì)，②蛋白質(zhì)，③糖類D．①蛋白質(zhì)，②脂質(zhì)，③糖類解析：選C細胞膜中脂質(zhì)含量最多，其次是蛋白質(zhì)，含量最少的是糖類。3．下列有關(guān)細胞膜制備及視察的敘述，正確的是()A．家雞的紅細胞是最佳的試驗材料B．若選用洋蔥鱗片葉表皮細胞作試驗材料，則應(yīng)先用蛋白酶處理以去除細胞壁C．制備細胞膜應(yīng)先利用吸水漲破法，再利用離心法獲得D．可以干脆用高倍鏡進行視察解析：選C家雞的紅細胞中含有細胞核和眾多的細胞器，制備的細胞膜中會有核膜和細胞器膜；植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，用蛋白酶處理無法去掉細胞壁；用顯微鏡視察時應(yīng)先用低倍鏡，再用高倍鏡。4．細胞膜具有限制物質(zhì)進出細胞的功能。下列有關(guān)這一功能的理解，不正確的是()A．細胞須要的物質(zhì)可以進入細胞B．細胞不須要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)一般不能進入細胞C．細胞中的成分如核酸等不會流失到細胞外D．由于細胞膜的存在，致病的病毒、細菌等都不能進入細胞解析：選D細胞膜限制物質(zhì)進出的功能表現(xiàn)在細胞須要的物質(zhì)可以進入細胞，不須要的或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)一般不能進入細胞，細胞內(nèi)的核酸等重要成分不能流失到細胞外。但細胞膜限制物質(zhì)進出的功能具有相對性，有些致病的病毒、細菌等也可能進入細胞。5．如圖所示為某生理活動的一個過程，這一過程體現(xiàn)出的細胞膜功能是()A．限制物質(zhì)進出細胞B．將細胞與外界環(huán)境分隔開C．具有選擇透過性D．進行細胞間的信息溝通解析：選D精子和卵細胞之間干脆接觸，并相互識別完成受精的過程中，兩種細胞間進行了充分的信息溝通。二、非選擇題6．為獲得純凈的細胞膜，探討其結(jié)構(gòu)和功能。請完成下列試驗設(shè)計并分析有關(guān)問題：(1)應(yīng)選取人體哪種細胞做試驗材料()A．口腔上皮細胞B．神經(jīng)細胞C．白細胞D．成熟的紅細胞你選用該材料的緣由是_____________________________________________________。(2)將上述材料放入____________中，由于________作用，一段時間后細胞將裂開。(3)經(jīng)過(2)的試驗步驟后，可用下列哪一方法獲得純凈的細胞膜()A．靜置B．加熱C．離心D．過濾(4)通過有關(guān)方法，測得多種膜的化學(xué)成分，如下表(表中數(shù)據(jù)均為質(zhì)量分數(shù)%)。物質(zhì)種類膜的類別蛋白質(zhì)脂質(zhì)(主要是磷脂)糖類變形蟲細胞膜54424小鼠肝細胞膜44524人紅細胞膜49438線粒體內(nèi)膜約7624微量菠菜葉綠體片層膜約7030微量依據(jù)表中數(shù)據(jù)，可看出構(gòu)成細胞膜與細胞器膜的化學(xué)物質(zhì)在組成上的共同點是：____________________________________________________________________；主要區(qū)分有：__________________________________。(5)紅細胞在血漿中與其他物質(zhì)或細胞之間依靠______彼此分隔，血漿中的養(yǎng)分物質(zhì)可通過________進入紅細胞；紅細胞與其他細胞之間可通過細胞膜進行________________________________________________________________________。解析：(1)因為人成熟的紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以常被用作獲得純凈的細胞膜的試驗材料。(2)(3)通常先將紅細胞放入蒸餾水中，通過滲透作用使紅細胞漲破，再用離心的方法，進一步提純細胞膜。(4)從題中所給的表格可以看出組成細胞膜與細胞器膜的化學(xué)物質(zhì)包括糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，但細胞膜中含糖類較多。(5)紅細胞在血漿中與其他物質(zhì)或細胞之間依靠細胞膜彼此分隔，血漿中的養(yǎng)分物質(zhì)可通過細胞膜以不同的方式進入紅細胞，紅細胞與其他細胞之間可通過細胞膜上的糖蛋白進行信息溝通。答案：(1)D人成熟的紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，比其他三種細胞更易獲得純凈的細胞膜(2)蒸餾水滲透(3)C(4)都含有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)細胞膜中含較多的糖類，而細胞器膜中只含微量的糖類(5)細胞膜細胞膜信息溝通7．請利用以下材料和用具，驗證細胞膜具有限制物質(zhì)進出的功能。(1)試驗材料和用具：簇新的紅色月季花瓣、燒杯、玻璃鉛筆、質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸、清水、量筒。(2)方法步驟：①選兩只大小相同的燒杯，分別用玻璃鉛筆標(biāo)上A、B。②________________________________________________________________________________________________。③選等量的紅色月季花瓣，分別放入A、B兩只燒杯中。經(jīng)過相同時間后視察并記錄試驗結(jié)果。(3)試驗結(jié)果：________________________________________________________。(4)請說明鹽酸溶液中出現(xiàn)試驗結(jié)果的緣由：_______________________________。解析：比照試驗設(shè)計的步驟一般有四步：第一步：分組編號。即選兩只大小相同的燒杯，分別用玻璃鉛筆標(biāo)上A、B。(步驟①)其次步：設(shè)置比照試驗。向A、B兩燒杯中分別加入等量的15%的鹽酸和清水，再分別向兩燒杯中加入等量的紅色月季花瓣。(步驟②③)第三步：視察并記錄試驗結(jié)果，留意要設(shè)置視察標(biāo)準(zhǔn)，即相同時間后視察花瓣、水的顏色改變。(步驟④)第四步：試驗結(jié)論。結(jié)合試驗原理，依據(jù)試驗現(xiàn)象，得出試驗結(jié)論。本試驗的現(xiàn)象應(yīng)為清水中花瓣仍為紅色，水無色；鹽酸中花瓣褪色，溶液變紅。在分析鹽酸溶液中出現(xiàn)試驗結(jié)果的緣由時，可從鹽酸對細胞膜選擇透過性的影響角度進行分析。答案：(2)②在A、B兩只燒杯中分別加入等量的15%的鹽酸和清水(3)清水中花瓣仍為紅色，水無色；鹽酸中花瓣褪色，溶液變紅(4)在酸性環(huán)境中，細胞膜和液泡膜失去選擇透過性，液泡中的大分子色素進入鹽酸中一、選擇題1．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)的含量及種類不同解析：選B細胞具有多樣性，不同細胞的結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致功能存在差異。細胞膜的不同主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)的種類和含量上。2．科學(xué)家揭示出電壓限制的鉀通道，這些通道是負責(zé)K＋進出細胞的看門蛋白質(zhì)，它們在神經(jīng)和肌肉細胞上的作用，與晶體管在計算機中的作用一樣。這一成果從另一側(cè)面證明白細胞膜具有()A．免疫功能B．識別功能C．限制物質(zhì)進出細胞的功能D．進行細胞間信息溝通的功能解析：選C從題干信息可知，看門蛋白質(zhì)的作用是負責(zé)K＋進出細胞。3．下列關(guān)于真核細胞細胞膜的敘述，正確的是()A．細胞膜的特定功能主要由膜蛋白確定B．構(gòu)成膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇C．不同功能的細胞，其細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同D．細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，嚴格限制著物質(zhì)的出入，細胞不須要的物質(zhì)不能進入細胞內(nèi)解析：選A生物膜的特定功能與膜蛋白有關(guān)；構(gòu)成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和少量的固醇，不含有脂肪；蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能時起重要作用，功能越困難的細胞膜上蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多；細胞膜能限制物質(zhì)進出細胞，但是這種功能是相對的，如細胞外的病菌等有時可以進入到細胞內(nèi)，使細胞受到破壞。4．細胞之間通過信息溝通，保證細胞間功能的協(xié)調(diào)。關(guān)于細胞間信息溝通的敘述錯誤的是()A．B細胞與乙細胞上受體的化學(xué)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進行信息溝通所必需的唯一結(jié)構(gòu)解析：選D細胞膜上受體的本質(zhì)是糖蛋白；圖2表示的是細胞的干脆接觸，精子和卵細胞的識別就屬于此種方式；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)信息溝通；細胞間的信息傳遞途徑除圖示的兩種外，第三種途徑(如高等植物的細胞間通過胞間連絲進行信息溝通)不須要受體的作用。5．據(jù)最新探討發(fā)覺，內(nèi)皮素在皮膚中分布不均是形成色斑的主要緣由。內(nèi)皮素拮抗劑進入皮膚后，可以與黑色素細胞膜的受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用，這為美容探討機構(gòu)帶來了福音。上述材料體現(xiàn)了細胞膜的功能是()A．細胞膜中磷脂含量越高，功能越困難B．細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，嚴格限制物質(zhì)進出細胞C．細胞膜具有信息溝通的功能D．細胞膜的組成成分主要為磷脂和蛋白質(zhì)解析：選C題干中的“內(nèi)皮素拮抗劑”屬于信息分子，要與細胞膜表面上的受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用，完成信息的傳遞。二、非選擇題6．下圖是細胞間的3種信息溝通方式，請依據(jù)圖回答問題：(1)圖A表示通過細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)，隨①________到達全身各處，與靶細胞表面的②________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③表示__________________，請舉一個例子：______________________。(3)圖C表示相鄰兩植物細胞之間形成__________，攜帶信息的物質(zhì)從一個細胞傳遞給另一個細胞，圖中④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(guān)。解析：圖A中傳遞信息的物質(zhì)是激素，激素通過血液循環(huán)到達靶器官或靶組織、靶細胞起調(diào)整作用；圖B體現(xiàn)了細胞識別，細胞膜上的糖蛋白起了作用；圖C是植物細胞的胞間連絲，是信息物質(zhì)的通道。細胞間的信息溝通保證了細胞功能正常進行。答案：(1)血液受體(2)細胞膜接觸與膜結(jié)合的信號分子精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合(3)通道胞間連絲(4)信息細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能7.eq\a\vs4\al([試驗探究])紅細胞懸液為不透亮的紅色液體，而紅細胞發(fā)生溶血(即紅細胞裂開)后，溶液會漸漸透亮，所以可通過紅細胞懸液澄清的速度推斷紅細胞溶血速度，進而依據(jù)紅細胞溶血速度來推斷物質(zhì)進入紅細胞的速度。(1)試驗?zāi)康模涸O(shè)計試驗推斷葡萄糖和甘油進入紅細胞的速度。(2)試劑用具：稀釋的羊的紅細胞懸液、0.3mol·L－1的葡萄糖溶液、0.3mol·L－1的甘油溶液、試管、量筒、計時器、試管架、記號筆等。(3)試驗步驟：第一步：取2支試管，分別標(biāo)記為A、B。其次步：分別量取_________________________________