1、第1节细胞膜系统的边界课前自主预习案一、体验制备细胞膜的方法1实验原理动物细胞放在清水里，细胞吸水涨破，细胞内的物质流出，即可制得细胞膜。2实验材料3实验过程及结果二、细胞膜的成分1.2成分与功能的关系功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。三、细胞膜的功能1将细胞与外界环境分隔开使细胞成为相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。2控制物质进出细胞3进行细胞间的信息交流连线四、植物细胞壁1.细胞膜是一种重要的实验材料，科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，判断正误(1)植物细胞液中的有机酸会溶解膜结构()(2)光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜()(3)植物细胞有细胞壁
2、，提取细胞膜的过程比较烦琐()(4)植物细胞的细胞膜较薄()(5)植物细胞内会有其他膜结构干扰()解析：在制备细胞膜时，一般不选用植物细胞，原因是植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程麻烦；另外植物细胞内其他细胞器膜会影响细胞膜的提纯；如果选用哺乳动物成熟的红细胞就避免了这些麻烦。答案：(1)(2)(3)(4)(5)2判断下列关于细胞膜成分的说法的正误(1)功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂()(2)功能越复杂的细胞膜，它的糖脂越多()(3)癌细胞主要是细胞核发生了变异，细胞膜并没有改变()(4)在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富()解析：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，故(1)(
3、2)错误；癌细胞的细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，故成分发生了改变，(3)错误；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富，(4)正确。答案：(1)(2)(3)(4)3判断下列叙述的正误(1)人和其他哺乳动物的红细胞均无细胞核和众多细胞器，可作为制备细胞膜的材料()(2)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质()(3)细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的()答案：(1)(2)(3)课堂互动探究案【课程标准】概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流【素养达成】 1进行用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的实验过程，体验制备细胞膜的方法。(科学探究
4、) 2简述细胞膜的成分和功能。(科学思维)3认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。(社会责任)科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。此实验说明了细胞作为一个完整的系统，它有边界。细胞的边界就是细胞膜。细胞膜的主要成分是什么？怎样获得细胞膜？细胞膜具有哪些功能呢？探究点一细胞膜的制备及成分【师问导学】结合下表中几种家猪细胞的细胞膜组成成分分析，并回答问题：细胞膜的种类主要成分含量蛋白质脂质糖类成熟的红细胞膜42%53%5%肌细胞膜36%60%4%小肠绒毛上皮细胞膜50%44%6%(1)我们常用猪的成熟的红细胞作为细胞膜制
5、备的材料，可否用鸡的红细胞做细胞膜的制备实验呢？(2)不同细胞的细胞膜各种成分的含量完全相同吗？(3)上述几种细胞膜中哪种脂质含量最丰富？(4)小肠绒毛上皮细胞膜蛋白质含量最高，功能也最复杂，这说明什么？(5)如果发现某细胞膜中甲胎蛋白异常增高，最可能的原因是什么？(6)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那么要想获得比较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还需要用什么方法才能获得较纯的细胞膜？答案：(1)不可以。鸡不是哺乳动物，其红细胞内含有细胞核和众多的细胞器，不易获得较纯净的细胞膜。(2)不完全相同。(3)磷脂最丰富，胆固醇的含量较少。(4)说明蛋白质在细胞膜行使功能时
6、起重要作用。(5)细胞发生了癌变导致细胞膜成分发生改变。(6)在试管中进行，要想获得较纯的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能获得较纯的细胞膜。【智涂笔记】1哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，细胞只具有细胞膜这一种生物膜，是制备细胞膜的理想材料，另外哺乳动物成熟的红细胞不能分裂，寿命较短。但是要注意，两栖类、鸟类的红细胞是有细胞核的。2实验注意事项(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的
7、形态变化。【师说核心】1细胞膜的制备(1)实验材料：哺乳动物成熟的红细胞。结构特点细胞膜外无细胞壁细胞内无细胞核和众多的细胞器优点易吸水涨破，使细胞内的物质流出避免了去除细胞壁的麻烦避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离所带来的麻烦，经过离心即可获得纯净的细胞膜(2)实验流程：(3)制备细胞膜时几种液体的作用：生理盐水蒸馏水：使红细胞吸水涨破。2细胞膜的成分及功能分析【检测反馈】1科学家将哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，那么，血影的主要成分有()A无机盐、蛋白质B蛋白质、糖类C脂质、糖类 D脂质、蛋白质解
8、析：红细胞溶血剩下的结构“血影”其实质就是细胞膜，故其主要成分是脂质和蛋白质。答案：D2科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明了组成细胞膜的物质中有()A糖类和脂质 B糖类和蛋白质C蛋白质和脂质 D蛋白质和核酸解析：答案：C3典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成(质量分数)()A35%脂质、50%蛋白质、5%糖类、10%RNAB50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNAC25%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNAD60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、10%RNA解析：细胞膜的成分主要是脂质和蛋白质，还含有少量的糖
9、类，不含RNA。答案：B探究点二细胞膜的功能、细胞壁【师问导学】1细胞膜作为系统的边界，有着非常重要的功能，结合下列材料和教材42页图32分析回答。(1)材料一用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。上述材料说明：细胞膜将生命物质和_分开，保障了细胞内部环境的_。(2)材料二细胞膜控制物质进出细胞示意图据图看出，细胞膜能_，细胞需要的物质才能进入细胞，但是对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细
10、胞，说明这种控制作用是_的。答案：(1)外界环境相对稳定(2)控制物质进出细胞相对2细胞膜有多种功能，请分析：(1)细胞膜将细胞和外界环境分隔开，是单纯的隔离作用吗？(2)生长在污泥中的莲能“出污泥而不染”，它能吸收污泥中的有益矿质元素，而一般不会吸收不需要的物质，这体现了细胞膜的什么功能？答案：(1)不是，细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开，从而保障细胞内部环境的相对稳定，还能控制物质进出细胞，细胞需要的物质才能进入细胞，不需要的物质或有害的物质不容易进入细胞。(2)体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。3如图是细胞间的三种信息交流方式，请据图分析回答下列问题：(1)图中的物质或结构的名
11、称分别是什么？(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？(3)细胞间进行信息交流时往往需要受体，受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？答案：(1)信号分子；受体；与膜结合的信号分子；胞间连丝。(2)分别属于图C、图A、图B。(3)受体是糖蛋白，和信号分子的结合具有特异性。4植物细胞在细胞膜的外面还有一层_，它的化学成分主要是_，细胞壁对植物细胞具有_作用。答案：细胞壁纤维素和果胶支持和保护【智涂笔记】对细胞间信息交流的两个认知误区(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。(2)并非细胞
12、间信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式，而通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。方法规律判断细胞是否具有活性的方法(1)判断依据：只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出细胞。(2)判断方法：能够控制物质进出活细胞；不能够控制物质进出死细胞。【师说核心】1细胞膜的功能图解2细胞间信息交流的三种方式(1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞的生理反应(图示如下)。(2)相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一个细胞传递给
13、另一个细胞(图示如下)。(3)植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的(图示如下)。3细胞膜功能的实验验证(1)控制物质进出功能的验证：(2)识别功能的验证：【检测反馈】1在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的()A将细胞与外界环境分隔开的功能B控制物质进出细胞的功能C进行细胞间信息交流的功能D具有免疫的功能解析：“有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧”体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能。答案：B2在哺乳动物受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，
14、当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够()A保障细胞内部环境的相对稳定B控制物质进出细胞C使卵细胞摄入所需要的精子D进行细胞间的信息交流解析：细胞膜具有多种重要功能，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定；能控制物质进出细胞；能够进行细胞间的信息交流。精卵之间的相互识别与结合，靠的是细胞膜上对应的糖蛋白即信息分子，这是一种信息交流方式。答案：D【网络建构】【主干落实】1细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还含少量糖类。2功能越复杂的细胞膜中，蛋白质的种类和数量越多。3细胞膜的主要功能： (1)将细胞与外界环境分隔开。 (2)控制物质进出细胞
15、。 (3)进行细胞间的信息交流。4细胞间信息交流的方式有三种：通过化学物质传递信息；细胞间直接接触传递信息；通过细胞通道传递信息。5植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。问题探讨教材P401提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。2提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物
16、质注入变形虫体内，伊红很快便扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。实验教材P40提示：细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。练习教材P43基础题1提示：C细胞核和许多细胞器也有膜，这些膜会与细胞膜混在一起，而人和其他哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器。2提示：A细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。脂质中磷脂最丰富，也含有胆固醇。3提示
17、：C能提高细胞内化学反应速率的是酶。拓展题1提示：把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡一些物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多这是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。2提示：“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。课后分层检测案8细胞膜系统的边界授课提示：对
18、应学生用书142页【基础巩固练】1下列各项中，对生物膜化学成分的表述，最全面的是()A蛋白质、糖类、脂肪B糖蛋白、脂质C蛋白质、糖类、脂质 D脂质、蛋白质解析：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。答案：C2疟原虫可以寄生在红细胞内，使人患疟疾，要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在什么溶液中制片检查()A质量分数为0.9%的NaCl溶液B清水C浓盐水D质量分数为0.1%的葡萄糖溶液解析：红细胞在清水中易吸水膨胀而破裂。答案：B3对于同一棵玉米来说，下列细胞中，其细胞膜的成分中蛋白质的种类和数量最多的是()A导管 B根成熟区细胞C茎表皮细胞 D叶表皮细胞解析：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的
19、种类和数量越多。而上述细胞中，成熟区细胞的功能最复杂。答案：B4科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是()植物细胞液中的有机酸会溶解细胞膜结构光学显微镜下观察不到植物细胞膜植物细胞的细胞膜较薄植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐植物细胞内有其他膜结构干扰A BC D解析：制备细胞膜时一般都选用哺乳动物成熟的红细胞，该类细胞中没有细胞核及各种具膜的细胞器，避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离的麻烦，经离心即可得到较纯净的细胞膜，既省时省力、处理环节少，得到的细胞膜纯度又高。植物细胞则不然，而且外面还有一层细胞壁，所以处理起来繁琐得多。答案：D5心肌细胞和小肠绒毛上皮细胞在细
20、胞膜上的不同主要体现在()A磷脂的含量高低B蛋白质的含量及种类不同C糖类的含量及种类不同D脂质的含量及种类不同解析：细胞具有多样性，不同细胞的结构不同，导致功能存在差异。细胞膜的不同主要体现在蛋白质的种类和含量的不同。答案：B6肝细胞和甲状腺细胞的功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中()A脂质不同 B磷脂不同C蛋白质不同 D水不同解析：决定细胞膜功能复杂程度的是蛋白质的种类和含量，不同细胞膜功能差别较大，就是由蛋白质的种类和含量不同引起的。答案：C7在“体验制备细胞膜的方法”实验中，下列操作步骤中不正确的是()A制成红细胞临时装片B先低倍镜后高倍镜观察C在盖玻片的一侧滴生理盐水D在盖玻
21、片的另一侧用吸水纸吸引解析：在制备细胞膜时，首先制作哺乳动物成熟红细胞的临时装片，在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引(引流法)。实验过程先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。答案：C8下列各项中，具有细胞壁的是()A花粉 B红细胞 C胰岛A细胞 D流感病毒解析：具有细胞壁的细胞包括植物细胞、细菌细胞及真菌细胞；所有动物细胞均无细胞壁；所有病毒均无细胞结构，故只有A选项所述具有细胞壁。答案：A9根据下图回答下列问题：(1)图中反映的是细胞膜的_功能。(2)图中甲表示的是_的细胞，乙表示的是_细胞。(3)图中1表示_，2表示_细胞膜上的_。(4)一般认为细胞识别的分子基础是受体。受体主要指细胞
22、膜上的_，它对细胞外信号分子的结合有特异性。解析：细胞间信息交流的方式有三种，其中题图表示的是细胞间的直接接触，信号分子与靶细胞膜上的受体识别和结合，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，靶细胞膜上的受体一般是糖蛋白分子。答案：(1)信息交流(识别)(2)发出信号靶(3)与膜结合的信号分子靶受体(4)糖蛋白【能力提升练】10如图所示为某生理活动的一个过程，这一过程体现出细胞膜的哪一项功能()A控制物质进出细胞B将细胞与外界环境分隔开C具有选择透过性D进行细胞间的信息交流解析：精子和卵细胞之间直接接触，并相互识别完成受精的过程中，两种细胞间进行了充分的信息交流。答案：D11如图表示各种细胞膜的组成成
23、分含量，图示能说明的是()A构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类B细胞膜中的蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关C细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多D蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用解析：细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还含有少量的糖类；细胞膜的功能与蛋白质的种类和含量有关；细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量就越少；D选项的描述是正确的，但不能从图示中得到这个结论。答案：B12水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于鉴别细胞的死活。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到细胞中，则细胞核会着色，利用PI鉴别细胞死
24、活的基本原理是()A死细胞与活细胞的细胞膜结构不同B活细胞能分解染色剂PIC死细胞与活细胞的细胞膜成分含量不同D活细胞的细胞膜阻止PI进入解析：判断细胞的死活，主要依据是判断细胞膜是否具有控制物质进出的作用。活细胞有这种控制作用，而死细胞没有。答案：D13红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血(即红细胞破裂)后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞溶血速度，进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。(1)实验目的：设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。(2)试剂用具：稀释的羊的红细胞悬液、0.3 molL1 的葡萄糖溶液、0.3 molL1的甘油溶液、试
25、管、量筒、计时器、试管架、记号笔等。(3)实验步骤：第一步：取 2 支试管，分别标记为 A、B。第二步：分别量取_各 10 mL，注入 A、B 两支试管。第三步：分别量取1 mL_注入 A、B 两支试管中，同时开始计时，记录溶液由不透明到透明所需的时间。(4)实验结论：如果加入葡萄糖的试管内溶液透明所用的时间短，说明_。如果_，说明甘油比葡萄糖进入细胞的速度快。如果_，说明_。(5)实验思考：根据研究得知，0.3 molL1的葡萄糖溶液和0.3 molL1的甘油溶液都是红细胞的等渗溶液，其吸水能力与红细胞相同，那为什么还会使红细胞发生溶血？_。解析：由题干信息可知，实验的自变量是溶液种类(葡萄
26、糖、甘油)，实验的因变量是红细胞悬液澄清的速度，澄清的速度越快，说明物质进入红细胞的速度越快。答案：(3)第二步：0.3 molL1的葡萄糖溶液、0.3 molL1的甘油溶液第三步：稀释的羊的红细胞悬液(4)葡萄糖比甘油进入细胞的速度快加入甘油的试管内溶液透明所用的时间短两支试管内溶液透明所用的时间相同葡萄糖和甘油进入细胞的速度相同(5)葡萄糖和甘油都是细胞需要的营养物质，所以会逐渐进入细胞，使细胞内的内容物增多，细胞大量吸水，最终导致细胞涨破【素养养成练】14科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理方法及结果见下表：实验组号在等渗溶液中进行的处理在低
27、渗溶液中测定卵细胞的水通透速率(cm/s102)向卵母细胞注入微量水(对照)27.9向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0将部分组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7将部分组细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0(1)将组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的_进入卵母细胞。(2)与组细胞相比，组细胞对水的通透性_，说明HgCl2对蛋白A的功能有_作用。比较、组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能_。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的_。(3)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的_结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿
28、中水分子的_。(4)综合上述结果，可以得出_的推论。解析：(1)水分子进出细胞的方式有自由扩散和水通道蛋白协助扩散，自由扩散是水分子直接穿过细胞膜的磷脂分子之间的空隙。(2)实验与实验相比，实验的自变量为HgCl2，加入HgCl2后，细胞对水的通透性降低，由此可推出是否加入HgCl2对蛋白A有抑制作用。实验中加入M物质后，细胞对水的通透速率接近于实验，说明M物质能解除HgCl2对蛋白A的抑制作用，使蛋白A的功能部分恢复。由此可以看出，HgCl2并没有改变蛋白A的氨基酸序列，只是改变了蛋白A的空间结构。(3)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对原尿中的水的重吸收，是通过与肾小管上皮细胞的细胞膜上的相应受体结合，发挥作用的。(4)通过实验、相互比较可以得出，蛋白A对于水分子进出细胞起到了很大的促进作用，据此可推断，蛋白A就是水通道蛋白。答案：(1)磷脂双分子层(2)明显降低抑制部分恢复空间结构(3)受体重吸收(4)蛋白A是水通道蛋白
