人教版高中生物必修1学案：第3 章细胞的基本结构

第3章细胞的基本结构

第1节细胞膜一一系统的边界

［学习目标］:目标导航

1.进行用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。

2.简述细胞膜的成分和功能。

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。

［学习重点］

1.细胞膜的成分和功能。

2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。

［学习难点］

1.用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。

2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。

基础预习

使用说明：①依据学习目标,认真预：汴—■—*-**■4yV]，，，7--z.W点疑难点。②认真独立完成以下内容。

【知识链接】

知识Q细胞膜的成厂〉

i.细胞膜的制备方法

（1）实验原理

细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入中，细胞由于，除去细胞内的其他物质，得到。

（2）实验材料

①材料：人或其他哺乳动物。

②原因：这样的细胞中没有。

（3）实验流程

,选材：猪（或牛、羊）的稀释液

制作装片：用滴管吸取一滴滴在载玻片上，盖上盖玻片

J观察：用显微镜观察（由低倍镜到高倍镜）

滴清水：在盖玻片的一侧滴蒸馆水，在另一侧用吸引（引流法）

观察：持续观察细胞的变化

结果：凹陷消失，细胞体积变大,，内容物流出，获得

2.细胞膜的成分

(1)主要成分：和；少量成分。

(2)含量最丰富的脂质：。

(3)与细胞膜功能的复杂程度有关的是：的种类和数量。

知识最细胞膜的功能二>

1.将细胞与外界环境分懈开一

使细胞成为的系统，保障了的相对稳定。

2.控制物质进出细胞

(1)细胞需要的可以从外界进入细胞，细胞或对细胞的物质不容易进入细胞。

(2)细胞合成的等物质及细胞产生的

要排到细胞外，但是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、

能侵入细胞，使生物体患病。

3.进行细胞间的信息交流

(1)通过的运输作用来完成的间接交流

分泌讲入运输力白

内分泌细胞_、靶细胞受体、_.

—>—>—>____

(2)相邻两个细胞的直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，如之间的识别和结合。

(3)相邻细胞之间形成，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。

【预习自测】

①想一想能否用鸡血细胞代替上述细胞？

②荷花“出淤泥而不染”，从细胞结构的角度考虑，你能解释其原因吗？

【预习反馈】

使用说明：①将自学中遇到的问口作探究一小组交流，总结本组内的看法和观点，组长

做好记录，准备展示和点评。③按照互动要求，及时思考，展示到位，认真点评。

问题探讨一：实验：体验制备细胞膜的方法

【问题导学】阅读课本P©实验。

讨论:1.怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞?

2.光学显微镜下能不能看见细胞膜?

3.如何确定细胞膜的存在？

问题探讨二：细胞膜的成分

【问题导学】

讨论：1.为什么选择动物细胞？能否选植物细胞？

2.为什么选择哺乳动物成熟的红细胞做实验材料？

3.怎样才能获得细胞膜？

☆思考延伸：L制备细胞膜的时候用鸡的新鲜的红细胞稀释液可以吗?为什么？

2.如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜？

【典例导悟】

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。

(D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：

①共同点：。

②主要区别：。

【思路点拨】本题主要考查细胞膜的制备及化学成分的分析，解答本题可以从以下方面着手：

①明确制备细胞膜所选用的材料及原因。

②掌握制备和纯化细胞膜的基本方法。

③正确识别柱形图中信息，转换为文字表述，分析不同细胞膜化学组成的异同。

【标准解答】(1)(2)哺乳动物成熟红细胞内无细胞核和众多细胞器，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：(DA(2)成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器(3)蒸储水(4)C、D(5)①

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②不同生物膜蛋白质

的含量不同

【迁移训练1】

科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。下列实

验现象中，不能证明细胞膜存在的是()

A.显微镜下观察到动物细胞具有明显的边界

B.将红细胞置于清水中，一段时间后发生溶血现象

C.向变形虫中注入伊红(一种大分子染料)后观察发现细胞外始终不呈红色

D.植物细胞有明显的固定的形态

问题探讨三：细胞膜的功能

【问题导学】

讨论：1.细胞膜的功能有哪些？对细胞有害的物质能否进入细胞？如病毒?这体现了细胞膜的什

么特性？

2.植物细胞放在清水中为何不会胀破？

【典例导悟】

据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,

可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。分析上

述材料体现了细胞膜的哪项功能

A.细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂

B.细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞

C.细胞膜具有信息交流的功能

D.细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质

【思路点拨】本题主要考查细胞膜的功能，解答本题应突破以下几点：

①掌握细胞膜具有的功能。

②明确题干中细胞膜受体是一种糖蛋白，与细胞识别有关。

③知道细胞膜功能与成分不同。

解析：选C。细胞膜的功能可分为三种，即：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、

进行细胞间的信息交流。细胞膜受体的本质为糖蛋白，具有细胞识别功能，可接受外界信息,

体现了细胞膜具有信息交流的功能。细胞膜的主要组成成分为脂质和蛋白质，脂质中磷脂最丰

富，细胞膜的功能与蛋白质密切相关，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类就越多。细胞膜功能

与成分是两个不同的概念，应区分开。

【迁移训练2】

下列有关细胞膜功能的叙述，正确的是()

A.细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂

B.细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，细胞内的物质不能流失到细胞外面，细胞

外物质也不能进入

C.相邻细胞的信息交流全靠细胞间接触

D.细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动

特别提醒：

实验素养提高一一对照与均衡性原则

实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，

对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能会被多种不

同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果,

也很难保证该实验结果是由某因素所引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服

力。可见只有设置对照实验，鉴别处理因素与非处理因素之间的差异。处理因素效应的

大小，重要的不是其本身，而是通过对比后得出的结论，消除和减少实验误差，才能有

效地排除其它因素干扰结果的可能性，才能使设计显得比较严密，所以大多数实验，尤

标之一。

①动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易

吸水涨破。

②哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器，易用离心分离法得到纯净

的细胞膜。

③红细胞数量大，材料易得。

(2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是

①使红细胞分散开，不易凝集成块。

②使红细胞暂时维持原有的形态。

(3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸储水流走。

(4)滴蒸储水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，注意吸力不要过大，防止细胞被吸走，同时

用显微镜观察红细胞的形态变化。

(5)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片生操作.而是在试管中进行，要想获得较纯净的

细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。

二.细胞膜的成分

成分所占比例在细胞胶构成中的作川

碎析是构成细胞膜的雨:要成分；动物细

月后质约50%

胞的细胞腴中还含有胆141醉

企白皮是生命消动的主耍承担者.细胞

蛋白质约40%

股的功能主要由我J.的蛋白质来行使

与膜蛋白或膜月旨结合成糖色白或樵脂，

2%

怖类分布在:细胞腴的外&而,以此作为判断

-10%

细胞的内、外表面的依据

三、细胞膜的功能

1.将细胞与外界环境分隔开(细胞的界膜)

(1)膜的出现一一生命起源中至关重要的阶段。

(2)细胞膜使细胞成为一个相对稳定的系统，保障了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)

(1)细胞膜有选择地允许物质进出，从而保证细胞正常代谢的进行。

(2)进入细胞的情况

细胞需要的营养物质一一可以进入细胞

细胞不需要或有害的物质——不易进入细胞

(3)排出细胞的物质(并不都是废物)

抗体、激素等一一分泌到细胞外

细胞产生的废物一一排到细胞外

3.进行细胞间的信息交流(膜上信号蛋白)

细胞间信息交流主要有三种方式：

(1)间接信息交流。内分泌细胞…靶细胞。

激多

(2)动物细胞间的直接信息交流：细胞膜的直接接触。

(3)植物细胞间的直接信息交流如胞间连丝。

【自主构建】

巩固提升

使用说明：①课后利用自主时间一%、一71—4\7I----1),■»I_，.全面掌握知识内容。明确知识体系，并标注

和记录疑难问题。②交流学习体会，就存在的困惑向其他同学请教，对仍然解决不了的问题通过问题卡请教

老师。③独立完成作业

【基础巩固】

1.细胞膜由脂质、蛋白质、糖类组成，下列关于其成分和功能的说法正确的是（）

A.脂质丰富的细胞膜功能复杂

B.蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂

C.糖类的多少决定着细胞膜功能的复杂程度

D.脂质含量达50%,对细胞膜的功能起决定性作用

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

3.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（）

①植物细胞液中的有机酸会溶解细胞膜结构②光学显微镜下观察不到植物细胞③植物细胞的

细胞膜较薄④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐⑤植物细胞内有其他膜结构干

扰

A.①④B.②③C.②⑤D.④⑤

4.多细胞生物体内实现各个细胞间的功能协调依赖于（）

A.细胞间的物质和能量交换B.细胞间的信息交流

C.细胞间的物质交换D.A和B两项

5.根据图解回答下面的问题：

（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，其化学本质是。

⑷细胞之间除了通过直接接触传递信息外,还可间接传递信息,如内分泌细胞将分泌出来后,

由运输到全身各处，作用于远处的靶细胞。

（5）细胞膜除了具备图中所示功能外，还具有和的功能。

【能力提升】

1.对细胞膜成分的描述最全面的是（）

A.磷脂、蛋白质B.脂质、蛋白质C.脂质、蛋白质和糖类D.磷脂、蛋白质和

糖类

2.甘油、脂肪酸等脂质类分子在通过细胞膜时比较快，而同样大小的亲水性分子通过细胞膜较

慢或不能通过，原因是细胞膜的成分中含有大量的（）：

A.磷脂B.蛋白质C.糖类D.糖蛋白

3.如果将单细胞的阿米巴原虫（又叫变形虫，长期生活在清澈的小溪中）和红细胞一同放到纯

水中，其结果是（）

A.两种细胞均破裂死亡B.两种细胞均存活

C.阿米巴原虫死亡，红细胞存活D.阿米巴原虫存活，红细胞死亡

4.细胞膜本身的作用不包括（）

A.控制物质进出细胞B.信息交流

C.保障细胞内部环境的相对稳定D.蛋白质加工

5.下列物质中，与物质出入细胞、物质在细胞内的合成与分解、细胞分裂都有直接关系的是

（）

A.糖类B.脂质C.蛋白质D.核甘酸

6.下列哪一项不是细胞间信息交流的方式（）

A.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接B.活细胞吸收营养物质，排出代谢废物

C.精子和卵细胞相互接触完成受精作用D.胰岛B细胞分泌的胰岛素通过血液运输作

用于靶细胞

7.下列关于植物细胞细胞壁的说法不正确的是（）

A.植物细胞都有细胞壁B.细胞壁的化学组成中含有多糖

C.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用D.细胞壁可控制物质进出细胞

8.关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是（）

A.信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性

B.与不同激素分子结合的受体是不同的

C.与胰岛素和甲状腺素结合的受体可能相同

D.细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关

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：

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：0

10.如图为细胞间的3种信息交流方式，请据图回答：

(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①到达全身各处，与靶细胞细胞膜表面的

②结合，将信息传递给靶细胞。

(2)B表示通过相邻两细胞，使信息从一个细胞传递给另一个图中③表示，请举一个例子:

(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成，携带信息的物质从一个传递给另一个细胞，图中④

表7Ko

(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使身体健

康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于流，这种交流大多与有

关。

使用说明：①课后利用自主时拓展阅读j3自主翻阅辅助书籍、利用网络丰富完善相关

内容③交流学习体会，就存和窗惑篇具他同学请教,对仍然解决不了的问题通过问题卡请教老师。

【拓展阅读】

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。从真核细胞分离出纯净

的细胞膜较为困难，因为会混杂细胞内其他膜。而哺乳动物(或人)的成熟的红细胞，没有内

膜，没有细胞核，将其特殊处理后，会造成红细胞破裂而发生溶血现象，再将流出细胞外的物

质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析得知

其化学组成如下：蛋白质49%,脂质43%,糖类8%。

有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气一水界面上铺展成单分子层，所形

成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。

【探究】

请根据以上材料分析回答下面的问题。

(1)哺乳动物细胞内其他的膜有哪些？。(任举2例)

(2)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？。

(3)红细胞溶血后，溶出细胞外的物质是，这种物质的特性是，因而使红细胞具有的功能。

(4)“血影”的化学成分中的脂质主要是哪一类？。它是构成细胞膜的基本支架。

(5)脂质单分子层的面积是细胞表面积的二倍，这说明了。

生物(必修1)学案答案

第3章细胞的基本结构

第1节细胞膜一一系统的边界

【知识链接】

一、1、(1)清水吸水涨破细胞膜(2)成熟的红细胞细胞核和众多的细胞器(3)新鲜的红细

胞红细胞稀释液红细胞形态吸水纸细胞破裂细胞膜

2、（1）脂质蛋白质糖类（2）磷脂（3）蛋白质

二、1.相对独立细胞内部环境2.（1）营养物质不需要有害（2）激素、抗体废物核酸

（3）相对的病菌3.（1）血液激素血液靶细胞（2）细胞膜精子和卵细胞（3）通道胞间

连丝

【预习自测】

1、不能，因为鸡血细胞中含有细胞核和众多细胞器。

2、由于细胞膜具有控制物质进出的功能，所以淤泥中的有害物质并不能轻易进入细胞。

问题探讨一

【问题导学】

归纳与结论：1、气泡是光亮的，里面只有空气，而细胞由细胞膜、细胞核、细胞质等复杂结构

组成，可以通过调焦看到细胞的不同层面2、不能3、用微针触碰细胞表面，细胞表面

有弹性等。

问题探讨二

【问题导学】

归纳与结论：

1、动物细胞没有细胞壁，而植物细胞有细胞壁，保护了植物细胞不至于吸水涨破2、哺乳动

物成熟的红细胞没有细胞核。3、差速离心法

【迁移训练1】

本题的关键是在普通光学显微镜下可以观察到细胞膜的存在。细胞膜具有选择透过性，活细胞

内的大分子物质，如血红蛋白、伊红等，不能透出细胞。动物细胞的边界是细胞膜，而植物细

胞的形态主要由位于细胞膜外的细胞壁来维持。选D。

问题探讨三

【问题导学】

1、将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流不能选择

透过性

2、植物细胞有细胞壁，可以保护植物细胞免于吸水涨破。

【迁移训练2】

该题全面考查了细胞膜的各种功能。细胞膜上与功能相关的物质是蛋白质，蛋白质的种类和含

量越多，膜的功能越复杂。细胞膜可以控制物质进出细胞，细胞需要的物质可以进入，而细胞

不需要或对细胞有害的物质则不能进入；细胞的代谢废物可以从细胞内出来。细胞膜的这种控

制作用是相对的，一些对细胞有害的物质，甚至病毒，病菌有可能进入细胞。组成生物体的细

胞之间要通过信息交流，协调活动，使生物体作为一个整体完成各种生命活动，而细胞间的信

息交流主要依靠细胞膜来完成，其形式有三种：激素传递、细胞间直接接触、相邻细胞形成通

道三种形式。

［答案］D

【基础巩固】

1.选B细胞膜由脂质、蛋白质、糖类组成。脂质主要为磷脂，它构成膜的基本支架；蛋白质与

膜的功能密切相关；糖类与细胞识别有关。

2.选B不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量不同。

3.D

4.选D多细胞生物体内实现各个细胞间的功能协调，不但依赖于细胞间的信息交流，还必须依

赖于细胞间的物质和能量的交换，否则细胞无法正常生存。

5.解析：细胞膜的功能之一是能进行细胞间的信息交流，细胞间信息交流的方式多种多样，本

题图解表示相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。图中甲表示发出

信号的细胞，①表示与膜结合的信号分子；乙表示接受信号的细胞，即靶细胞，②是受体，其

化学本质是蛋白质（通常为糖蛋白）。内分泌细胞分泌的物质为激素，激素分泌进入血液后，经

血液循环，到达全身各处，作用于靶细胞，从而在细胞间间接传递信息。答案：（1）信息交流（2）

发出信号