2024年新教材高中生物第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能学案新人教版必修1

PAGE1-第1节细胞膜的结构和功能学习目标核心素养1.理解细胞膜的功能。2.概述细胞膜的成分、含量及作用。3.了解科学家建立生物膜模型的过程。4.简述生物膜的流淌镶嵌模型的基本内容。1.生命观念：分析细胞膜的结构和功能，认同世界的结构和功能相适应的观点。2.科学思维：分析细胞膜的成分和结构探究历程，了解细胞膜成分，建立生物膜的流淌镶嵌模型。3.科学探究：通过体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法和过程，驾驭科学探究的基本思路和方法。学问点一细胞膜的功能1．细胞膜：也称eq\o(□,\s\up4(01))质膜，它是细胞的eq\o(□,\s\up4(02))边界。2．功能(1)将eq\o(□,\s\up4(03))细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的eq\o(□,\s\up4(04))相对稳定。(2)限制物质进出细胞①可“进”的物质：细胞须要的eq\o(□,\s\up4(05))养分物质。②不简单“进”的物质：细胞eq\o(□,\s\up4(06))不须要或对细胞eq\o(□,\s\up4(07))有害的物质，以及有些eq\o(□,\s\up4(08))病毒、病菌。③可“出”的物质：eq\o(□,\s\up4(09))抗体、激素等物质和细胞产生的eq\o(□,\s\up4(10))废物。④不会轻易“出”的物质：细胞内eq\o(□,\s\up4(11))有用的成分，如核酸。总结：细胞膜能eq\o(□,\s\up4(12))限制物质进出细胞，且这种限制作用是eq\o(□,\s\up4(13))相对的。(3)进行细胞间的信息沟通eq\a\vs4\al(问题思索)鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，尝试说明缘由？推想细胞膜作为系统边界，应具有什么功能？提示：活细胞具有限制物质进出细胞的功能，台盼蓝是细胞不须要的，故不能进入细胞，死细胞失去了限制物质进出的功能，故台盼蓝可以进入。限制物质进出细胞的功能。eq\a\vs4\al(问题思索)细胞间的信息沟通都依靠于信息分子和受体吗？提示：肯定依靠于信息分子传递信息，但不肯定须要受体，如高等植物的胞间连丝。题型一细胞膜功能的考查[例1]春天，很多植物同时开花，花粉在空气中传播后，也很简单黏附到其他植物的柱头上，但这些花粉不能萌发，而落到同种植物柱头上的花粉可以萌发。这依靠于()A．细胞分泌物的信息传递B．花粉和柱头细胞的细胞膜之间信号分子与受体的识别C．花粉与柱头细胞间的胞间连丝D．花粉与柱头细胞中核酸的一样性解题分析花粉和柱头细胞的细胞膜含有特定的信号分子和受体，这样可以使得在植物的柱头上只有同种植物的花粉可以萌发，保证了物种的正常持续。答案B[例2]细胞间信息沟通的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息沟通的实现分别依靠于()A．血液运输，突触传递B．淋巴运输，突触传递C．淋巴运输，胞间连丝传递D．血液运输，细胞间干脆接触解题分析雌激素属于信号分子，由哺乳动物卵巢细胞分泌后通过血液运输到乳腺并作用于乳腺细胞，实现细胞间的信息沟通；精子进入卵细胞前须要通过干脆接触的方式进行信息沟通。答案D学问点二细胞膜的成分1．对细胞膜成分的探究(1)最初对细胞膜成分的探究(2)细胞膜中脂质成分试验探究(3)磷脂分子在细胞膜中排列方式探究eq\a\vs4\al(问题思索)探讨细胞膜选用哺乳动物成熟红细胞的缘由？提示：哺乳动物成熟红细胞含有的膜结构只有细胞膜，无其他膜干扰。eq\a\vs4\al(问题思索)依据磷脂分子特点，说明为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？提示：因为磷脂分子头部亲水，所以在空气—水界面磷脂分子是头部向下，与水面接触，尾部则朝向空气一面。

(4)细胞膜中是否还含有其他成分的探究2．细胞膜成分(结合P43—第一自然段写出细胞膜的成分及特点)(2)特点：功能越困难的细胞膜，eq\o(□,\s\up4(13))蛋白质的种类和数量越多。,eq\a\vs4\al(问题思索)将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？提示：大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核。eq\a\vs4\al(问题思索)依据磷脂分子特点，推想其在组成细胞膜的双层分子如何排列。提示：细胞内、外两侧均以水为主，须要亲水端与之接触，亲水头部朝向两侧，疏水尾部排在中间(尾尾相对、头部朝向两侧)。题型二细胞膜成分的考查[例3]下列说法与生物膜发觉史不一样的是()A．欧文顿在试验基础上提出：膜是由脂质组成的B．荷兰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，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。他们由此推出：细胞膜中的脂质分子必定排列为连续的两层C．科学家通过对动物的卵细胞等细胞膜的成分分析，推想细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇D．丹尼利和戴维森通过显色试验证明细胞膜中含有蛋白质解题分析丹尼利和戴维森探讨了细胞膜的张力，发觉细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，推想细胞膜上附有蛋白质，D错误。答案D[例4]下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是()A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质B．细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越困难C．脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要少D．动物细胞膜中不仅含有磷脂，还有少量的胆固醇解题分析细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，其中蛋白质约占40%，脂质约占50%，此外还含有少量的糖类，A正确，C错误；蛋白质是生命活动的主要担当者，其种类与数量越多，细胞膜功能越困难，B正确；组成动物细胞膜的脂质中含量最丰富的是磷脂，此外还含有少量的胆固醇，D正确。答案C学问点三对细胞膜结构的探究1．静态结构模型的提出(1)时间：1959年。(2)科学家：eq\o(□,\s\up4(01))罗伯特森。(3)依据：电镜下看到了细胞膜清楚的eq\o(□,\s\up4(02))暗—亮—暗的三层结构。(4)模型假说：全部的细胞膜都由eq\o(□,\s\up4(03))蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是eq\o(□,\s\up4(04))脂质分子，两边的暗层是eq\o(□,\s\up4(05))蛋白质分子。(5)模型缺点：细胞膜为静态的统一结构，细胞膜功能将难以实现，无法说明细胞的生长、变形虫的变形运动。,2.新技术带来新模型(1)人—鼠细胞融合试验(2)动态结构模型的提出时间1972年科学家eq\o(□,\s\up4(09))辛格和eq\o(□,\s\up4(10))尼科尔森模型名称eq\o(□,\s\up4(11))流淌镶嵌模型科学方法——提出假说1．提出假说——依据已有的学问和信息说明某一生物学问题。2．修正和补充假说。3．假说被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的视察和试验结果相吻合。eq\a\vs4\al(问题思索)在人—鼠细胞融合的试验中，将温度维持在0℃，与37℃相比，试验现象有什么改变？提示：0℃条件下，全部蛋白质分子平均运动速率比37℃下要低，故蛋白质分子须要更长的时间才能分布匀称。题型三对生物膜结构的探究历程的分析[例5]下列说法与生物膜结构发觉史不一样的是()A．罗伯特森在电镜下看到细胞膜清楚的暗—亮—暗的三层结构，提出全部的生物膜都是由磷脂—蛋白质—磷脂三层结构构成的B．科学家将不同荧光染料标记的人细胞和小鼠细胞进行融合，证明白细胞膜的流淌性C．辛格和尼科尔森提出的流淌镶嵌模型D．罗伯特森把细胞膜描述为静态的结构，与很多现象不符解题分析罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗—亮—暗的三层结构，提诞生物膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，A错误；科学家用不同荧光染料标记人、小鼠细胞表面的蛋白质分子，两种细胞融合一段时间后，两种颜色的荧光匀称分布，证明白细胞膜具有流淌性，B正确；辛格和尼科尔森依据已有的学问和信息提出的流淌镶嵌模型，C正确；罗伯特森提出的细胞膜是静态的观点，受到很多质疑，因为它与细胞的生长、变形虫的运动等很多现象相冲突，D正确。答案A[例6]对某动物细胞进行荧光标记试验，基本过程如下：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照耀该细胞表面的某一区域，该区域荧光消逝。③停止激光束照耀一段时间后，该区域的荧光渐渐复原，即又出现了斑点。上述试验不能说明的是()A．细胞膜具有流淌性B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合C．依据荧光复原的速率可推算出物质跨膜运输的速率D．依据荧光复原的速率可推算出膜的流淌速率解题分析依据图示信息，激光束照耀时荧光消逝，停止照耀时荧光复原，说明荧光物质并没有跨膜运输，过段时间后别处的荧光物质又流淌过来，因此能推算膜的流淌速率而不能推算出物质跨膜运输速率。答案C学问点四流淌镶嵌模型的基本内容1．流淌镶嵌模型的基本内容eq\a\vs4\al(问题思索)细致视察辛格和尼科尔森建构的流淌镶嵌模型，它是对称模型吗？提示：不对称。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布是不匀称的。eq\a\vs4\al(问题思索)你能快速推断出哪个是细胞膜的内侧和外侧吗？提示：依据糖蛋白的分布状况推断，有糖蛋白存在的一侧为细胞膜外侧。2.生物膜的结构特性——eq\o(□,\s\up4(19))具有肯定的流淌性(1)缘由：构成生物膜的磷脂分子可以eq\o(□,\s\up4(20))侧向自由移动，大多数eq\o(□,\s\up4(21))蛋白质分子也是可以运动的。(2)生理意义：对于细胞完成eq\o(□,\s\up4(22))物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。3.生物膜的功能特性——eq\o(□,\s\up4(23))选择透过性(1)结构基础：膜上具有载体蛋白。(2)生理意义：限制物质进出细胞。eq\a\vs4\al(问题思索)体现生物膜具有流淌性的实例。提示：变形虫变形；细胞融合；分泌蛋白的传递分泌。题型四对生物膜的流淌镶嵌模型基本内容的考查[例7]如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：(1)图中[③]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基本支架的结构是[]______________。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[]________。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有________性。这是因为_____________________。(4)不同的细胞，其细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的________。(填写标号)(5)细胞膜的外侧是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)侧，推断的依据是_________________。(6)细胞膜的这种结构模型被称为________________。答案(1)蛋白质氨基酸②磷脂双分子层(2)④糖被(3)流淌组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动(4)③(5)ⅠⅠ侧有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧(6)流淌镶嵌模型1．细胞膜具有限制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是()A．细胞须要的物质可以进入细胞B．细胞不须要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C．细胞中的某些成分如核酸等不会流失到细胞外D．由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等都不能进入细胞答案D解析细胞膜限制物质进出的功能表现在细胞须要的物质可以进入细胞，不须要的或对细胞有害的物质一般不能进入细胞，细胞内的核酸等重要成分不能流失到细胞外，A、B、C正确；但细胞膜限制物质进出的功能具有相对性，有些致病的病毒、细菌等也可能进入细胞，D错误。2．典型的细胞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B解析细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，还有少量的糖类，但是不含RNA。其中脂质约占细胞膜总量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%～10%。3．能进行细胞间的信息沟通是细胞膜的重要功能，下列实例中不能体现该项功能的是()A．胰高血糖素作用于肝细胞促进肝糖原分解B．同种生物的精子与卵细胞的相互识别C．一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞D．高等植物细胞之间，通过胞间连丝相互连接答案C解析细胞间的信息沟通过程至少要涉及两个细胞。胰高血糖素作用于肝细胞，与其细胞膜上的胰高血糖素受体结合，进而促进肝糖原分解，进行了细胞间的信息沟通，A不符合题意；同种生物的精子与卵细胞的相互识别，离不开精子与卵细胞的细胞膜接触进行信息沟通，B不符合题意；一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞，是无机盐离子进行跨膜运输，没有进行细胞间的信息沟通，C符合题意；高等植物细胞的胞间连丝在相邻的两个细胞间形成通道，携带信息的物质可以通过该通道进入另一个细胞，进行了细胞间的信息沟通，D不符合题意。4．下列关于生物膜结构的探究历程的说法，不正确的是()A．人—鼠细胞融合试验证明白细胞膜具有流淌性B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构C．1972年，桑格和尼克森提出流淌镶嵌模型，认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动D．三层结构模型和流淌镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不匀称的答案D解析人—鼠细胞融合试验证明白细胞膜具有流淌性，A正确；罗伯特森认为生物膜是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的，而且是静态的结构，B正确；流淌镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动，说明生物膜具