新编人教版高中生物必修一学案31 细胞膜系统的边界 Word版含答案.docx

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新编人教版高中生物必修一学案31细胞膜系统的边界Word版含答案

第1节　细胞膜——系统的边界

学习目标

1．体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法和过程（重点）。

2.简述细胞膜的成分和功能（重难点）。

|基础知识|

一、体验制备细胞膜的方法

1．实验原理：

将动物细胞放在清水里，细胞涨破，细胞内的物质流出即可得到。

2．实验过程及结果

选材：

猪（或牛、羊、人）的新鲜的（成熟）红细胞稀释液

↓

制作装片：

用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片

↓

观察：

用显微镜观察红细胞的正常形态（低倍镜→高倍镜）

↓

滴清水：

在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸吸引（引流法），注意不要把细胞吸跑

↓

观察：

持续观察细胞的变化

↓

结果：

凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜

二、细胞膜的成分及与功能的关系

1．成分

2．成分与功能的关系

（1）功能复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量多。

（2）与脂质或蛋白质结合为糖脂或糖蛋白，糖蛋白与细胞识别有关。

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

方式

实例

间接交流

激素随血液将信息传递给靶细胞

直接接触

精子和卵细胞之间的识别和结合

形成通道

高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息

四、植物细胞的细胞壁

1．主要成分

2．功能：

支持和保护细胞

|自查自纠|

1．选用兔、鸡的成熟的红细胞制备细胞膜，是因为该类细胞没有细胞壁、细胞核和多种细胞器。

（　　）

2．制备细胞膜时滴加的是生理盐水。

（　　）

3．细胞膜主要的化学成分有脂质、糖类、蛋白质。

（　　）

4．不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。

（　　）

5．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

（　　）

6．植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶。

（　　）

答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.√　6.√

|图解图说|

纯化细胞膜的方法

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密度不一样，可采用离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

★细胞癌变后。

细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，这是判断细胞是否癌变的指标之一。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

★细胞膜控制物质的进出：

营养物质可以进入细胞，细胞产生的抗体、激素等可排出细胞，对细胞有害的物质不易进入细胞。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

★植物细胞具有细胞壁，支撑和保护作用较强；动物细胞无细胞壁，支撑力较差。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

植物细胞最外层是细胞壁，为什么“系统的边界”是细胞膜？

提示：

“系统”指的是生命系统，细胞壁并不具有生命活性，是全透性的，不能控制物质进出细胞。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

探究点一　体验细胞膜制备的方法

1．实验材料的选择

请分析下列材料适合或不适合作为制备细胞膜的原因：

洋葱，鸡的红细胞，猪的成熟红细胞，大肠杆菌细胞

提示　洋葱：

不适合，因为具有细胞核和多种细胞器，且具有细胞壁。

鸡的红细胞；不适合，因为具有多种细胞核和多种细胞器。

猪的成熟红细胞：

适合，因为无细胞核和多种细胞器，且无细胞壁。

大肠杆菌细胞：

不适合，具有细胞壁。

2．实验处理方法

（1）制备红细胞稀释液时，用生理盐水而不能用蒸馏水，目的是________________________________________________________________________。

（2）如果该实验在试管中进行，当细胞破裂后，需用什么方法才能获得较纯净的细胞膜？

提示　

（1）保持红细胞的正常形态　

（2）采用不同转速离心的方法

制备细胞膜实验时选材的两个标准

（1）无细胞壁：

能使细胞吸水涨破，且避免了去除细胞壁的麻烦，因此选动物细胞而不选植物细胞。

（2）无细胞核和众多的细胞器：

避免了细胞膜与核膜、细胞器膜分离所带来的麻烦，因此选择只有细胞膜这一种生物膜的哺乳动物成熟的红细胞。

【典例1】某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜，并对其成分进行鉴定。

（1）应选取人的哪种细胞作实验材料（　　）

A．成熟红细胞B．神经细胞

C．白细胞D．口腔上皮细胞

（2）将选取的上述材料放入________中，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂。

（3）经过

（2）的实验步骤后，再用________法获得较纯净的细胞膜。

尝试解答________

解析　制备细胞膜时宜选用哺乳动物成熟的红细胞，因为其内没有细胞核和众多具膜结构的细胞器，避免了其他膜结构的干扰。

将红细胞置于蒸馏水中，使细胞吸水破裂发生溶血现象。

再通过离心的方法获得较纯净的细胞膜。

答案　

（1）A　

（2）蒸馏水　（3）离心

【跟踪训练】

1．制备细胞膜时，稀释红细胞的液体和使细胞涨破的方法分别是（　　）

A．清水，将其放入生理盐水中

B．9%的NaCl溶液，将其放入清水中

C．生理盐水，将其放入清水中

D．清水，将其放入9%的NaCl溶液中

解析　稀释红细胞应用生理盐水，以保持红细胞的正常形态；使红细胞涨破应用清水。

答案　C

探究点二　细胞膜的成分和功能

1．细胞膜的成分

大鼠肝细胞膜与人红细胞膜相比，功能复杂得多。

实验测得其化学成分如下表。

（表中数据均为质量分数%）

物质种类

膜的类别　　　

蛋白质

脂质（主要是磷脂）

糖类

大鼠肝细胞膜

59

37

4

人红细胞膜

49

43

8

根据上表思考下列问题：

（1）将膜成分分离提纯后，加入双缩脲试剂，如果产生________反应，可以证明细胞膜成分中含有________，除此之外，细胞膜还含有________。

（2）为什么说不同细胞的细胞膜成分不完全相同？

（3）研究发现，大鼠肝细胞膜的功能要比人红细胞膜的要复杂，从细胞膜的成分分析，其原因是什么？

提示　

（1）紫色　蛋白质　脂质（磷脂）和糖类

（2）因为不同细胞的细胞膜各种成分的含量不同

（3）大鼠肝细胞膜上的蛋白质种类和数量多于人的红细胞

探究细胞膜组成成分的实验设计思路

①用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有脂质。

②用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有蛋白质，也可用双缩脲试剂检测蛋白质是否存在。

2．细胞膜的功能

（1）在质量分数为5%的葡萄糖溶液中滴入少量红墨水，然后用它培养癌细胞，一段时间后，观察到癌细胞内并未变红，但测得培养液中葡萄糖的浓度下降了。

该过程说明细胞膜能运输哪种物质？

它体现了细胞膜的哪种功能？

细胞膜行使该功能时有何特点？

提示　运输葡萄糖　控制物质进出细胞的功能　具有选择性

（2）下图表示三种细胞间信息交流方式。

①图

（1）所示的信息交流方式中，A细胞主要是________，产生的信息分子主要是____________，需要通过________的运输才能运至B细胞，信息分子要与B细胞膜上的________结合才能完成信息的传递。

②图

（2）中的1是________，2是________，请举一个以图

（2）中的信息交流方式的例子：

________。

③图（3）中所示的是________细胞间的信息交流方式，该通道是________。

提示　①内分泌细胞　激素　血液　受体　②信息分子　受体　精子和卵细胞间的识别　③植物　胞间连丝

细胞膜的功能图解

【典例2】（2016·郑州高一检测）作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。

有关下图模型的说法错误的是（　　）

A．图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能

B．甲细胞分泌a物质与细胞膜控制物质进出功能有关

C．乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子

D．b物质的主要成分是蛋白质

尝试解答________

解析　图示所示的是细胞间信息交流的一种方式，A正确；甲细胞分泌物质a也是细胞膜控制物质出入细胞的一个实例，B正确；不同的信息分子具有不同的受体，所以图中的受体不能识别所有的信息分子，C错误；b的化学本质是糖蛋白，其主要成分是蛋白质，D正确。

答案　C

细胞膜对物质控制作用的普遍性和相对性

正常情况下，图中A、C可以进出细胞膜，而B、D不能进出细胞膜，这说明了细胞膜控制物质进出作用的普遍性，但在一些情况下，B也能进入细胞膜，这说明了细胞膜对物质控制的相对性。

【跟踪训练】

2．下图表示各种细胞膜的组成成分含量：

图中信息能说明的是（　　）

A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类

B．细胞膜中的脂质和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　由图可知，构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，而糖类含量较少，A错误；髓鞘只是起保护作用，功能简单，蛋白质含量少，而人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜功能相对复杂，蛋白质含量多，B正确，C错误；图中信息不能说明蛋白质在信息交流中的作用，D错误。

答案　B

知识脉络

要点晨背

1.制备细胞膜的材料是哺乳动物的成熟红细胞，因为该类细胞中无细胞核和多种细胞器。

2.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还有少量的糖类。

3.植物细胞膜中的脂质只有磷脂，但动物细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇。

4.细胞膜可以控制物质出入细胞，物质出入细胞是有选择性的。

5.细胞膜上有受体（糖蛋白），与细胞间交流信息有关。

1．（原创）科学家常用哺乳动物的成熟红细胞