新教材高中生物第二章细胞的结构和生命活动第二节第1课时细胞质膜和细胞壁课件苏教必修110271373

第1课时细胞质膜和细胞壁第二章2021内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标1.结合科学史关于细胞质膜的成分和结构的探索历程,概述细胞质膜的成分和功能,提升科学思维和科学探究能力。2.利用细胞质膜的模型及资料分析,理解细胞质膜结构的流动镶嵌模型的基本内容,培养分析、建模等科学思维。3.联系实例及资料分析,说出细胞质膜的功能,理解细胞质膜的结构特点和功能特性,培养科学思维。课前篇自主预习一、细胞质膜的成分1.成分:细胞质膜是指包被在细胞最外层的膜结构。细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。2.含量:脂质约占细胞质膜总重量的50%,蛋白质约占40%。在组成细胞质膜的脂质中,含量最高的是磷脂。二、细胞质膜的结构

1.磷脂双分子层构成了细胞质膜的基本支架,支持着许多执行某些特定功能的蛋白质分子。2.细胞质膜上的蛋白质分子,有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层。3.蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性。4.在细胞质膜的表面,还有一些糖分子聚合形成短的糖链,再与蛋白质或脂质分子结合,形成糖蛋白或糖脂。这些糖链绝大多数都位于细胞质膜的外侧。三、细胞质膜的功能1.控制细胞与周围环境的物质交换。(1)细胞需要的营养物质通过细胞质膜从外界进入细胞。(2)细胞内合成的激素、抗体等物质经细胞质膜运输到细胞外。(3)细胞代谢产生的废物等,也经细胞质膜排出。2.将每个细胞与周围环境分隔开,维持着细胞内部环境的相对稳定。3.进行细胞间的信息交流。(1)图甲可表示精子与卵细胞之间的识别,该方式中相邻两个细胞的细胞质膜直接接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。(2)图乙表示相距较远的细胞之间通过信号分子(激素)传递信息,该方式中内分泌细胞通过信号分子(激素)与靶细胞质膜上或细胞内的受体结合,把信息传递给靶细胞。(3)图丙表示高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接进行信息交流,该方式中相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道由一个细胞进入另一个细胞。四、细胞壁1.植物细胞壁(1)成分:主要成分是多糖(如纤维素、果胶)。(2)分布:植物细胞的细胞质膜外面。(3)作用:维持细胞的形态;保护细胞内部结构。2.细菌的细胞壁(1)成分:主要成分是肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质。(2)特点:肽聚糖为多层的细菌,细胞壁中一般含有较高的磷壁酸和少量的蛋白质,几乎不含有脂质,其对机械力抗性强,对青霉素敏感;肽聚糖为单层的细菌,细胞壁中一般几乎不含有磷壁酸,而脂质和蛋白质含量较高,对机械力抗性弱,对青霉素不敏感。3.真菌的细胞壁(1)成分:主要成分是多糖,还有少量的蛋白质和脂质。(2)结构:真菌细胞壁分为有形的微纤维和无定形的基质。真菌细胞壁的微纤维部分是单糖的聚合物,如纤维素和几丁质,基质包括甘露聚糖、葡聚糖和少量蛋白质等。预习反馈1.判断。(1)细胞质膜的主要成分是脂质和糖类。(×)(2)组成细胞质膜的脂质中只有磷脂。(×)(3)细胞质膜只由磷脂和蛋白质组成。(×)(4)磷脂分子构成细胞质膜的基本支架。(×)(5)组成细胞质膜的蛋白质分子是可以运动的,而磷脂分子是静止的。(×

)(6)功能越复杂的细胞质膜中,脂质的种类和数量越多。(×)(7)高等植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用。(√)(8)细胞壁是植物细胞特有的结构。(×)(9)植物细胞壁维持着植物细胞的正常形态,具有支持和保护的功能。(√)(10)同一真菌在不同的生长阶段,细胞壁的成分也有所不同。(√)2.细胞质膜的信息传递功能连线。

答案

3.典型的细胞质膜最可能具有下列哪种组成(质量分数)?(

)A.35%脂质、50%蛋白质、5%糖类、10%RNAB.50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNAC.25%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNAD.60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、10%RNA答案

B4.下列说法中,与细胞质膜发现史不一致的是(

)A.欧文顿在实验基础上提出,细胞质膜是由脂质组成的B.科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍,由此证明脂质呈双分子层排布C.罗伯特森在电镜下看到细胞质膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构,据此提出细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”D.科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的磷脂分子进行融合,证明了细胞质膜的流动性答案

D解析

科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的蛋白质分子进行融合,证明了细胞质膜的流动性。5.下图所示为某生理活动的一个过程,这一过程体现细胞质膜的哪一项功能?(

)A.控制物质进出细胞B.将细胞与外界环境分隔开C.促进物质的运输D.进行细胞间的信息交流答案

D解析

精子和卵细胞之间直接接触,在相互识别和完成受精的过程中,两种细胞间进行了充分的信息交流。课堂篇探究学习探究点一细胞质膜的成分和结构人们借助光学显微镜发现了细胞,后来随着电子显微镜的出现和发展,细胞更细微的结构也逐步被观察到。很多科学家开展了富有创造性的研究工作,有关细胞质膜和细胞结构的研究也逐步深入。请结合教材P40~42相关内容,讨论解决下列问题。1.细胞质膜的主要成分有哪些?能否根据细胞质膜的成分,推测细胞质膜的组成元素?答案

细胞质膜的主要成分是磷脂和蛋白质。蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成,磷脂由C、H、O、N、P五种元素组成,因此细胞质膜的组成元素有C、H、O、N、P五种。2.1959年,罗伯特森提出的“暗—亮—暗”三层结构模型中,“暗”“亮”分别代表什么物质?与流动镶嵌模型比较,该模型的缺陷是什么?答案

“暗”“亮”分别代表蛋白质和双层脂分子。“暗—亮—暗”三层结构模型认为细胞质膜是静态的结构,无法解释细胞的生长、变形虫的运动等现象。3.流动镶嵌模型的流动性是如何实现的?你能否举出几个体现细胞质膜流动性的实例?答案

构成细胞质膜的蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的,因此细胞质膜的结构特点是具有一定的流动性。体现细胞质膜流动性的实例:变形虫捕食和运动时伪足的形成;白细胞吞噬细菌;受精时细胞的融合过程。归纳提升1.细胞质膜的成分

成

分所占比例成分说明主要脂质约50%①组成细胞质膜的成分中脂质含量最高②组成细胞质膜的脂质中磷脂含量最丰富③组成动物细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇蛋白质约40%①蛋白质在细胞质膜行使功能时起重要作用②功能越复杂的细胞,细胞质膜蛋白质的种类和数量越多少量糖类2%~10%①与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂②绝大多数分布在细胞质膜的外侧特别提醒

(1)不同种类的细胞,细胞质膜的成分及各成分的含量不完全相同。(2)细胞在不同时期,细胞质膜的成分及各成分的含量也会发生变化。(3)蛋白质分子在细胞质膜上的分布是不对称的。(4)利用颜色反应可对细胞质膜的组成成分进行检测,如利用双缩脲试剂检测蛋白质。2.温度与细胞质膜流动性和细胞生命活动的关系(1)温度高时,细胞质膜流动性大,有利于生命活动的进行,但温度过高时,细胞质膜的流动性过大,反而会破坏细胞质膜的结构,不利于生命活动的正常进行。(2)温度低时,细胞质膜的流动性下降,细胞质膜的运输功能下降或完全丧失。3.对细胞质膜亚显微结构的分析

(1)从图中可以看出,糖蛋白和蛋白质的分布是不对称的。(2)糖蛋白绝大多数分布在细胞质膜外表面,这是判断细胞质膜内外侧的重要标志。(3)磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的,这决定了细胞质膜具有流动性的结构特点。探究应用1.2013年诺贝尔生理学或医学奖授予JamesE.Rothman等三位科学家,以表彰他们在细胞的“囊泡转运”研究方面做出的重大贡献。细胞内囊泡的膜与细胞质膜的成分相似,它们的主要成分是(

)A.纤维素和果胶B.脂肪和糖类C.蛋白质和DNAD.磷脂和蛋白质答案

D解析

纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分,A项错误;细胞质膜以磷脂双分子层为基本支架,蛋白质分子镶嵌或贯穿磷脂双分子层,不含有脂肪和DNA,B、C两项错误,D项正确。2.下图是细胞质膜的亚显微结构模式图,图中①~③表示构成细胞质膜的物质,下列有关说法错误的是(

)A.细胞识别与糖蛋白①有关B.③构成细胞质膜的基本支架C.细胞质膜上的②可能有运输作用D.②与③是静止不动的答案

D解析

①是糖蛋白,细胞质膜上的糖蛋白与细胞的识别有关,A项正确;③是磷脂双分子层,细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层,B项正确;细胞质膜上的②可能为载体蛋白,起运输作用,C项正确;组成细胞质膜的②蛋白质分子与③磷脂双分子层大多是可以运动的,D项错误。3.下图所示为小鼠细胞和人细胞融合成杂交细胞的过程,图中的小球和小三角表示各自细胞质膜表面的蛋白质分子,下列有关叙述不正确的是(

)A.图中细胞质膜表面的蛋白质构成了细胞质膜的基本支架,此外,细胞质膜的主要成分还包括磷脂B.细胞质膜的元素组成包括C、H、O、N、PC.该实验证明了细胞质膜具有流动性D.适当提高温度有利于图示细胞融合答案

A解析

构成细胞质膜基本支架的是磷脂双分子层;细胞质膜主要由蛋白质和磷脂组成,蛋白质由C、H、O、N等元素组成,磷脂除了含有C、H、O元素外,还含有N、P元素,由此可知,细胞质膜元素组成包括C、H、O、N、P;图中细胞融合后,小球和小三角代表的蛋白质分子在杂交细胞质膜上均匀分布,这说明蛋白质分子可以运动,即体现了细胞质膜具有流动性;适当提高温度能加快分子的运动,从而有利于细胞融合。探究点二细胞质膜的功能作为最基本的生命系统,细胞既要维持内部成分和结构的稳定有序,又要不断从细胞外获得营养物质,排出代谢废物和某些代谢产物,还要根据外界信息随时调整自身的生命活动状态,这些功能的实现都离不开细胞质膜。请结合教材P42~43“细胞质膜的功能”,讨论解决下列问题。1.细胞质膜控制物质进出细胞的作用有什么特点?答案

细胞质膜的控制作用具有普遍性,即细胞需要的营养物质可以进入细胞,细胞不需要或对细胞有害的物质不易进入细胞;细胞质膜的控制作用又是相对的,环境中一些对细胞有害的物质也可能进入细胞,如有些细菌、病毒可侵入细胞使生物体患病。2.相邻细胞间如何进行信息交流?距离较远的细胞间如何进行信息交流?答案

(1)相邻细胞之间的细胞质膜可以直接接触,信息传递可通过信号分子与受体的结合而完成。高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,携带信息的物质通过通道由一个细胞进入另一个细胞,从而实现信息交流。(2)距离较远的细胞间进行信息交流时,发出信号的细胞释放出细胞分泌物(即信号分子,如激素),信号分子通过体液运输到靶细胞,与靶细胞的细胞质膜上或细胞内的受体结合,把信息传递给靶细胞。归纳提升1.细胞间信息交流的方式

类型方

式举

例相邻细胞间通过信号分子与受体的识别和结合而完成精卵识别与结合胞间连丝传递信息高等植物相邻细胞远距离细胞间借助体液传送信号分子,作用于靶细胞质膜上或细胞内的受体激素随血液运输作用于靶细胞2.信息交流对多细胞生物体的重要意义通过信息交流,多细胞生物体内的各个细胞间可保持功能的协调,使生物体作为一个完整的个体完成生命活动。3.鉴定活细胞最常用的实验方法(1)利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子。煮熟的玉米种子细胞死亡,细胞质膜失去控制物质进出细胞的功能,红墨水中的色素分子就可以大量进入细胞,从而使细胞呈红色。相反,正常玉米种子的细胞则不会呈红色。(2)台盼蓝染色法。台盼蓝染色液是细胞活性染料,常用于检测细胞质膜的完整性。正常的活细胞,细胞质膜结构完整,能够排斥台盼蓝,使之不能够进入细胞内;而丧失活性或细胞质膜不完整的细胞,细胞质膜控制物质进出细胞的功能被破坏,可被台盼蓝染成蓝色。探究应用1.生命起源于原始海洋,进化出原始生命的标志是(

)A.有机物逐渐聚集并相互作用B.原始界膜的出现C.具有原始新陈代谢作用D.具有原始的繁殖作用答案

B解析

原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用,进化出原始的生命,由于膜将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始细胞,并使细胞