1、高考资源网（） 您身边的高考专家2014-2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案 3.1 细胞膜系统的边界 一、学习目标进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。简述细胞膜的成分和功能。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。二、学习重、难点1.重点：细胞膜的成分和功能。细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。2.难点：用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。三、知识网络四、导学过程 “导”自主预习一、实验: 体验制备细胞膜的方法1.材料选择:选用人或其他哺乳动物 的 来制备细胞膜。原因是：这样的红细胞中没有细胞壁，以及 和众多的 。2. 方法:把细胞放在清水
2、里,细胞由于吸水而 ,细胞内容物流出,就可以得到细胞膜。二、细胞膜的成分1.主要成分： 和 。2.少量成分： 。3.含量最丰富的脂质是 。4.与细胞膜功能的复杂程度有关的是 。三、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开。细胞膜保障了细胞内部环境的 。2.控制物质进出细胞。(1)细胞需要的 可以从外界进入细胞;细胞 ,或者对细胞 的物质不容易进入细胞.(2) 、 等物质在细胞内合成后,分泌到细胞外,细胞产生的 也要排到细胞外。细胞内的 等重要成分却不会流失到细胞外。(3)细胞膜的控制作用是 ，有些病毒、病菌能侵入细胞，使生物体患病。3.进行细胞间的信息交流。 细胞间的信息交流，大多与细胞膜的 和
3、 有关。（1）细胞分泌的化学物质(如 ),随 到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的结合。（2）相邻两个细胞的 接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如 和 之间的识别和结合。（3）相邻两个细胞之间形成 ，携带信息的物质通过 进入另一个细胞。例如高等植物细胞之间通过 相互连接，进行细胞间的信息交流。四、植物细胞壁的成分和功能1.存在部位：植物细胞的最外层，细胞膜外面。2.主要成分：（1） （2） 3.细胞壁的功能： （1） （2） 功能特性:全透性 “学”互动探究探究一 制备细胞膜的方法阅读课本40页实验，小组讨论回答下列问题：1能否选植物细胞或鸡的红细胞来代替哺乳动物成熟的红细胞？为什么?提
4、示：不能。人体成熟的红细胞中没有染色体和DNA，也没有细胞核等其他复杂的细胞结构。科学家在研究细胞膜的化学组成时获得细胞膜最好的材料就是人(或其他哺乳动物)的成熟红细胞。植物细胞有细胞壁、鸡的红细胞有细胞核和各种细胞器，增加了分离的困难。2.细胞破裂后还需用什么方法获得较纯净的细胞膜?提示：细胞破裂后，用离心法才能获得纯净的细胞膜。可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。3.试验中要注意什么问题？提示：(1)红细胞要用生理盐水稀释。(2)注意盖盖玻片的方法，防止出现气泡。(3)用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸跑。(4)上述操作均在载物台上进行。(5)实验中持续观察细胞
5、的变化。【经典回眸】科学家常用哺乳动物成熟的红细胞做材料来研究细胞膜的组成，是因为 ()A哺乳动物红细胞容易得到B哺乳动物红细胞在水中容易涨破C哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核以及其他具膜膜结构D哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有核，没有其他复杂的结构，因此选它做材料，否则就容易造成细胞膜、其他结构的膜混在一起而无法分开的现象。答案：C【变式训练】1.下列关于人体成熟红细胞的叙述中，不正确的是()A细胞中没有染色体B细胞中没有DNAC细胞中没有细胞核D细胞中含有的膜较薄探究二 细胞膜的组成成分小组思考讨论回答：1.观察下列细胞膜示意图，从中你能获取有
6、关细胞膜组成的哪些信息？提示：细胞膜的组成成分主要是磷脂分子和蛋白质分子。2. 细胞膜的功能主要和哪种成分有关？提示：各种膜所含蛋白质与脂质的比例与膜功能有关，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质含量越丰富。【经典回眸】下列叙述正确的是 ()A细胞膜只是由脂质和蛋白质分子组成B细胞膜的各种成分中脂质的含量最多C在组成细胞膜的脂质中，脂肪最丰富D功能越简单的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多【解析】细胞膜除了主要成分脂质和蛋白质分子以外，还有少量的糖类, A错。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量固醇, C错。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多, D错。细胞膜的各种成分中，脂质约占细胞膜总
7、量的50%，蛋白质约占40%，糖类约占2%10%，因此脂质最多, B正确。答案：B【变式训练】2.下列选项中最可能是构成细胞膜的一组化学元素是（ ）AC、H、O、N、Fe BC、H、OCC、H、O、P DC、H、O、N、P探究三 细胞膜的功能阅读课本42页，小组讨论回答：细胞膜具有什么功能？提示：细胞膜的功能体现在：1.将细胞与外界环境分隔开细胞的界膜进化上的意义：对原始生命出现起标志性的作用。细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，成为相对独立的系统。单细胞生物如草履虫与外界环境的分界面是细胞膜。由于细胞膜的作用，将细胞与外界环境分隔开。细胞与外界环境进行物质交换离不开细胞膜。多细胞生物，细胞膜是
8、细胞与细胞之间的界膜，细胞膜保障细胞内部环境的相对稳定。2.控制物质进出细胞细胞的城门与卫士包括细胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相对性两个方面，如图所示： 3.进行细胞间的信息交流信号转播站细胞间信息交流主要有三种方式：通过血液运输细胞分泌的化学物质(如激素)来完成的间接交流。相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，即细胞细胞，如精子和卵细胞之间的识别和结合。相邻两细胞间形成通道，使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息。比如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。【经典回眸】下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是( )A细胞间的信息交流，
9、大多与细胞膜的结构和功能有关。B细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动。C相邻两个细胞的信息交流全靠细胞间接触。D细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的。【解析】细胞膜上含有蛋白质和糖类，这是细胞膜进行细胞间信息交流的结构基础，A对；细胞间的信息交流，使多细胞的生物体作为一个整体完成生命活动，B对；细胞间的信息交流有多种方式，除细胞直接接触传递信息外，还可以通过化学物质或形成细胞通道进行信息交流，C错；细胞可以根据生命活动的需要控制物质的进出，但这种控制作用是相对的，细胞不需要的物质，如病菌、病毒也能进入细胞，D对。答案：C【变式训练】3.人体注射卡介苗后，经过免疫细胞的识别等过
10、程，血液中会出现抗结核杆菌的抗体。抗体的产生体现了细胞膜的哪一种功能？（ ）A控制物质进出细胞 B将细胞与外界环境分隔开C排泄功能 D进行细胞间的信息交流变式训练参考答案：1D 2D 3A五、达标检测1任何一种细胞均有细胞膜，它是由什么组成的 （ ）A 只是脂质 B只是蛋白质 C 脂质和糖类 D 脂质、蛋白质和少量糖类2功能越复杂的细胞膜，细胞膜的哪一种成分的种类和数量越多 （ ）A、蛋白质 B、脂质 C、糖类 D、磷脂3细胞膜和DNA 共有的元素有 （ ）A. C、H、O B. C、H、O、N C. C、H、O、P D. C、H、O、N、P 4.科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。
11、例如，用台盼蓝染色，死的细胞会被染成蓝色，而活的细胞则不着色，从而判断细胞是否死亡。所利用的是细胞膜的哪种功能()A. 保护细胞内部结构功能 B. 吸收功能C. 控制物质进出功能 D. 免疫功能5.植物细胞具有相当的强度，主要是由于存在（ ）A液泡 B内质网 C细胞壁 D细胞膜 参考答案： 1.D 2.A 3.D 4.C 5.C六、依据考点，归纳总结【例1】科学家常用哺乳动物成熟的红细胞作材料来研究细胞膜的组成，而一般不采用植物细胞，是因为 ()A哺乳动物红细胞容易得到，植物细胞不易得到B哺乳动物红细胞在水中容易涨破，植物细胞有细胞壁，不易涨破C哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构
12、，植物细胞得先去掉细胞壁，再分离细胞膜和其他膜结构D哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到解析：科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从一般的真核细胞中分离出纯净的细胞膜较为困难，因为会有细胞内混杂的其他膜。特别是植物细胞有细胞壁，得先用纤维素酶去掉细胞壁，而且得到的细胞膜也不够纯净。而哺乳动物的成熟的红细胞没有众多细胞器膜，没有细胞核，将其处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜。答案：C温馨提示：实验注意事项(1)实验中吸取的红细胞稀释液不宜太多。(2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，其目的是：使红细胞分
13、散开，不易凝结成块；使红细胞维持原有的形态。(3)应缓慢滴加蒸馏水，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。实验中载玻片上多余的水要及时用吸水纸吸掉。(4)实验过程中注意持续观察红细胞形态的变化。【例2】下列关于细胞膜的叙述，不正确的是 () A细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同C组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富D癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关解析：研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；癌细胞的恶性增殖和转
14、移与癌细胞细胞膜成分中糖蛋白等物质的减少有关。答案：B教您一招：(1)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质含量和种类越多。(2)正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，癌细胞的恶性增殖和转移与这些成分的生成有关。(3)构成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂更丰富。【例3】将小麦种子浸泡在红墨水中10 min后，取出剖开，出现胚为白色，胚乳为红色，这说明 ()A胚有活性，胚乳死亡B胚已死亡，胚乳有活性C胚和胚乳均有活性D胚和胚乳均死亡解析：本题的目的是培养学生“应用生物学基本知识分析和解决日常生活和社会发展中的有关问题”的能力，即将细胞膜控制物质进
15、出细胞的作用应用到具体情境问题的分析中去。由题意可知，红墨水中的色素分子不能进入胚细胞内，但已进入胚乳细胞中，而色素分子不是细胞所需要的物质，因此具有活性的细胞不会选择不需要的物质，不会被染成红色。反之，如被染色，说明细胞膜失去了控制物质进出的功能，也就意味着细胞已死亡。答案：A教您一招：判断细胞死活的方法(1)染色排除法：如用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成淡蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断出细胞的死活。(2)观察细胞质是否流动：活的细胞由于不断进行代谢，细胞质是流动的，而死细胞的细胞质是不会流动的。(3)质壁分离和复原的方法：活的、成熟的植物细胞由于细胞膜具有选择透过性，会在高浓度溶液
16、中发生质壁分离，并在低浓度溶液中自动复原，而死的植物细胞不会有这种现象。【例4】为获得较纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请你帮助完成下列实验分析并回答相关问题。(1)最好选取人体哪种细胞做实验()A成熟红细胞B神经细胞C白细胞D口腔上皮细胞(2)你选择该材料的原因是_。(3)将选取的材料放入_中，一段时间后细胞将破裂。(4)经过(3)的实验步骤后，可用下列哪些方法进一步获得较纯净的细胞膜()A静置B加热C离心D过滤(5)通过有关方法，测得多种细胞膜的化学成分，制作图形如下：据图分析各种生物的细胞膜的化学组成：共同点：_主要区别：_。解析：(1)(2)哺乳动物成熟红细胞内无细胞核和众多细胞器，
17、故利于提取较纯净的细胞膜。(3)动物细胞在水中会吸水涨破，其内容物流出，即可得到细胞膜。(4)由于内容物与细胞膜密度不同，可通过离心、过滤获得较纯净的细胞膜。(5)从柱形图可看出，各种细胞膜中都含有蛋白质、脂质和糖类，但是这三种成分的含量比例却不同，这与细胞膜的功能有关。答案：(1)A(2)成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器(3)蒸馏水(4)CD(5)都含有蛋白质、脂质和糖类，且蛋白质、脂质含量较高，糖类含量较低不同生物膜蛋白质的含量不同。教您一招：实验材料的选取(1)实验材料选取时，一定要注意简便性，即取材较容易且易于操作。如上述细胞膜制备实验中，选取哺乳动物成熟红细胞，就避免了细胞膜与细
18、胞核膜、细胞器膜的分离操作，使细胞膜的纯化度较高。(2)实验的选取应使实验现象较明显。如还原糖的鉴定实验中，选用苹果或梨而不选用西红柿作实验材料，就是为了避免实验材料对实验现象的干扰。七、布置作业一、选择题：1在制备细胞膜的实验中，为获得新鲜的红细胞稀释液，向血液中加入的液体是()A生理盐水B质量分数为12.5%的氯化钠溶液C蒸馏水D质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液2动物细胞和植物叶肉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3下列关于细胞膜的说法中，错误的是 ()A细胞膜保障了细胞内部环境的稳定B在原始生命的起源过程中，细胞核指导
19、合成了细胞膜C有些病毒也能突破细胞膜进入到细胞内部，使机体生病D癌细胞的识别功能发生了改变4细胞膜将细胞与外界环境分隔开的作用不包括()A保障了细胞内部环境的相对稳定B将生命物质与外界环境分隔开C使细胞成为相对独立的系统D使细胞内物质不能流失到细胞外，细胞外物质不能进入细胞内5苋菜细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将苋菜的叶片切成小块后放入水中，水的颜色无明显变化，若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红，其原因是 ()A细胞壁在加温后受到破坏B水温升高，花青素的溶解度加大C加热使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的功能D加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜6取两种不同的海绵动物，使其
20、细胞分散成单个状态，然后掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才相互结合。这可以作为细胞膜哪一功能的典型例子 ()A细胞识别B免疫C控制物质进出D排泄7细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面 ()细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞细胞产生的代谢废物可以排出细胞细胞内核酸等重要成分不会流出细胞环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞AB CD8.如图表示甲、乙两细胞通过某种方式相联系，以下相关叙述不正确的是 () A图中反映的是细胞膜“控制物质进出细胞膜”的功能B若图中甲表示发出信号的细胞，1表示信号分子，则乙是靶细胞，图中2表示受体C精子与卵细胞依靠图中模式相互识别D图中所示的两细胞
21、间的关系体现了细胞膜“可进行细胞间信息交流”的重要功能9为获得纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请你帮助完成下列实验设计和分析有关问题。(1)你选用人体成熟红细胞做材料的原因是_。(2)通过有关方法，测得多种膜的化学成分如下表：物质种类膜的类别蛋白质(%)脂质(%)(主要是磷脂)糖类变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人红细胞膜49438线粒体内膜76240菠菜叶绿体片层膜70300依据上表数据，请分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是_；化学物质组成的主要区别有_。10根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题。 （1）1895 年，Overton 在研究
22、各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_。（2）1925 年，Gorter Grendel 用丙酮提取红细胞膜的磷脂，并将它在空气与水的界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来的红细胞的两倍。由此可以推测细胞膜由_ _组成。（3）在实验中发现：用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜将失去功能并解体，说明： 。（4）洗涤剂分子同时具有亲水基和疏水基，可以洗去衣物上的油脂。人们也发现洗涤剂有一定的杀菌作用，请解释原因 参考答案：1A解析：注意题中只是得到红细胞的稀释液，而不是使红细胞破裂或皱缩；在质量分数为12.5%的氯化钠
23、溶液和质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液中，红细胞都会失水皱缩，在蒸馏水中红细胞则会吸水涨破；生理盐水的溶液浓度与红细胞细胞液浓度相当，红细胞能维持正常的形态。2C解析：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，而细胞膜功能的不同主要是由于构成细胞膜的蛋白质不同，蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂。3B解析：细胞膜的基本功能是保障了细胞内部环境的稳定，但是有些病毒也能突破细胞膜进入到细胞内部，使机体生病；癌细胞细胞膜表面的糖类成分发生了改变，故识别功能发生改变；在原始生命的起源过程中，作为界膜的膜系统不一定比细胞核发生的更晚。4D解析：细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，成为相对独立的系统，保障了细胞
24、内部环境的相对稳定，细胞膜还能控制物质进出细胞，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞内，细胞不需要的或者对细胞有害的物质不容易进入细胞内。5C解析：高温将细胞杀死，细胞膜、液泡膜丧失控制物质进出的功能。6A解析：细胞膜上的糖蛋白与细胞膜的识别作用有关。细胞膜之间的互相识别，是相邻的两种细胞的细胞膜接触，信息就从一个细胞传递给另一个细胞，所以细胞膜的识别作用也是细胞之间信息交流的一种方式。7A解析：环境中的有害物质也可能通过细胞膜进入细胞，如重金属离子、病毒、细菌等。8A解析：图中反映的是细胞与细胞间的信息交流方式，1表示信号分子，2表示细胞膜上的特异性受体，乙是靶细胞。9(1)成熟红细胞无细胞
25、核和众多的细胞器，方便操作(2)都有脂质和蛋白质细胞膜都含糖类，而细胞器膜不含糖类解析：人体成熟红细胞无细胞核，无细胞器等结构，方便操作，加入蒸馏水即可让其破裂。通过分析表格中数据可以看出：生物膜的主要成分是蛋白质和脂质；细胞器膜蛋白质含量较高，脂质含量较低；细胞膜都含糖类，而细胞器膜不含糖类。10（1）脂质 （2）两层磷脂分子 （3）蛋白质是细胞膜的重要组成成分（4）洗涤剂可以破坏细菌的细胞膜，使细菌细胞结构破坏，造成细菌破裂而死亡。八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容- 13 - 版权所有高考资源网
