31 细胞膜系统的边界精品学案Word版含答案.docx
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31细胞膜系统的边界精品学案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。
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________________________________________________________________________
★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作材料来研究细胞膜的组成，这是因为（ ）
A．哺乳动物成熟的红细胞容易得到
B．哺乳动物成熟的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和众多的细胞器
D．哺乳动物成熟的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到
解析 科学家常用哺乳动物的成熟红细胞作材料研究细胞膜的原因是哺乳动物的成熟红细胞只有细胞膜，没有各种细胞器膜和核膜，所制得的细胞膜较纯净。
答案 C
2．将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（ ）
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
解析 红细胞膜属于生物膜，生物膜的主要成分是蛋白质和脂质，故红细胞膜不具有水溶性，A错误；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有液泡，B错误；由于外界溶液的浓度小于细胞质的浓度，红细胞在4℃的蒸馏水中将因吸水过多而涨破，C正确；低温时红细胞膜的流动性降低，D错误。
答案 C
3．（2017·原创）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，细胞外物质也不能进入
C．相邻细胞的信息交流是靠细胞直接接触来完成的
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
解析 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，A错误；细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞，细胞产生的代谢废物可以通过细胞膜排除，B错误；相邻细胞的信息交流主要有三种方式，通过体液运输的间接方式、通过细胞膜的接触的直接方式、通过细胞间通道的方式，C错误；细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动，D正确。
答案 D
4．（2017·黑龙江双鸭山检测）下图为细胞间信息交流的某些方式的示意图。
以下叙述错误的是（ ）
A．在甲、乙、丙三图中，靶细胞都是通过细胞膜上的受体接受信号分子
B．从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样
C．细胞膜上有信息接收功能的物质很可能为糖蛋白
D．细胞间的信息交流一定依赖细胞膜上的受体
解析 相邻细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，此种信息交流不依赖细胞膜上的受体。
答案 D
第4节 细胞中的糖类和脂质
学习目标
1．了解糖类、脂质的元素组成。
2.结合生活实例，掌握糖类的种类和作用（重点）。
3.掌握脂质的种类和作用（重点）。
|基础知识|
一、细胞中的糖类
1．元素的组成和功能
（1）元素组成：
C、H、O三种元素。
（2）功能：
细胞中主要的能源物质。
2．种类
（1）分类依据：
能否水解及水解产物。
（2）单糖
①含义：
不能水解的糖类。
②常见种类
（3）二糖
①含义：
由两分子单糖脱水缩合而成。
②常见二糖的水解产物：
麦芽糖→葡萄糖＋葡萄糖。
蔗糖→果糖＋葡萄糖。
乳糖→半乳糖＋葡萄糖。
（4）多糖
举例
分布
功能
淀粉
植物细胞
储存能量
纤维素
植物细胞
植物细胞壁的主要成分
糖原
动物细胞
储存能量
二、细胞中的脂质
1．元素组成
主要是C、H、O，有的还含有N、P。
2．脂质的种类和功能
类型
功能
脂肪
良好的储能物质；缓冲和减压保护内脏器官；保温作用
磷脂
细胞膜、多种细胞器膜的重要成分
固醇
胆固醇
动物细胞膜的重要成分；参与人体血液中脂质的运输
性激素
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成，激发和维持第二性征及雌性动物的性周期
维生素D
促进肠道对钙、磷的吸收，调节钙、磷代谢
三、生物大分子以碳链为骨架
1．生物大分子的构成
2．将大分子与相对应的单体连接起来：
大分子 单体
①多糖a．核苷酸
②蛋白质b．单糖
③核酸c．氨基酸
答案 ①－b ②－c ③－a
|自查自纠|
1．糖原组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，可与斐林试剂反应呈现砖红色。
（ ）
2．蔗糖和乳糖水解都会得到两种不同的单糖。
（ ）
3．脂质与糖类都只含有C、H、O三种元素。
（ ）
4．等量的脂肪和糖类氧化分解释放出的能量一样多。
（ ）
5．淀粉和纤维素都是植物细胞中储存能量的多糖。
（ ）
6．发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖。
（ ）
答案 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×
|图解图说|
★乳糖主要分布在动物乳汁中，由半乳糖和葡萄糖缩合而成。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
★糖尿病人饮食中，米饭、馒头等主食也需限量，因为其中富含淀粉，水解后生成葡萄糖。
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________________________________________________________________________
★糖类是主要能源物质，在正常代谢中首先氧化供能；脂肪是储能物质，当糖类供能不足时，可氧化分解补充能量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
有人认为“驼峰，对骆驼来说，不仅解渴又解饿”。
请你根据脂肪的特点解释一下。
提示：
脂肪氧化分解释放大量能量，同时还产生大量代谢水。
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________________________________________________________________________
探究点一 糖类的种类和作用
1．下列糖类中，属于单糖的是________，属于二糖的是________，属于多糖的是________，属于植物所特有的是________，属于动物所特有的是________。
①核糖 ②葡萄糖 ③脱氧核糖 ④蔗糖 ⑤糖原 ⑥乳糖 ⑦半乳糖 ⑧纤维素 ⑨淀粉 ⑩麦芽糖
提示 ①②③⑦ ④⑥⑩ ⑤⑧⑨ ④⑧⑨⑩ ⑤⑥⑦
2．并非所有的糖类都是能源物质，请列举生物体内不属于能源物质的糖类的实例，并分析它们的作用。
提示 核糖、脱氧核糖和纤维素三种糖类不是能源物质。
核糖和脱氧核糖是构成核酸的成分，纤维素是构成细胞壁的主要成分。
3．运动员在进行比赛之前往往喝一些葡萄糖，原因是葡萄糖可以为肌肉收缩提供能量。
三个角度对糖进行分类
分类依据
种类
按归属
动植物细胞共有的糖
核糖、脱氧核糖、葡萄糖
主要存在于动物细胞中的糖
乳糖、糖原
主要存在于植物细胞中的糖
蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
按功能
细胞中主要能源物质
葡萄糖
细胞中储能物质
淀粉、糖原
细胞的结构物质
核糖、脱氧核糖、纤维素
按是否具有还原性
还原糖
葡萄糖、果糖、麦芽糖
非还原糖
蔗糖、淀粉、糖原、纤维素
【典例1】下图表示糖类的化学组成和种类，则相关叙述正确的是（ ）
A．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解
B．①②均属还原糖，在水浴加热条件下与斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C．④⑤分别为纤维素、肌糖原，二者均储存能量，可作为储能物质
D．④是植物细胞壁的主要成分，说明多糖也可以参与细胞结构的形成
尝试解答________
解析 ①②③分别是单糖、二糖和多糖，单糖不能再水解，A错误；二糖中的蔗糖和乳糖不是还原糖，B错误；纤维素不是储能物质，是构成细胞壁的主要成分，C错误、D正确。
答案 D
【跟踪训练】
1．按功能对多糖进行分类，下列表示正确的是（ ）
解析 糖原是动物细胞的储能物质，淀粉是植物细胞的储能物质，二者功能一致。
纤维素是植物细胞壁的组成成分，是结构物质。
答案 C
探究点二 脂质的种类和作用
1．脂质的种类和功能
（1）所有的脂质都只含C、H、O三种元素吗？
提示 不都只含C、H、O，如磷脂还含N，P。
（2）判断“脂质＝脂肪”的正误并分析原因。
判断：
错误。
原因：
脂质包括脂肪、磷脂和固醇三种。
2．糖类和脂质与细胞功能的关系
（1）细胞或生物体内能为生命活动提供能量的物质有：
糖类和脂肪。
（2）等质量的糖类和脂肪彻底氧化分解释放的能量一样多吗？
为什么？
提示 不一样，脂肪释放的能量更多，因为脂肪中H的比例更大。
1．四种与能量有关的物质
（1）葡萄糖：
主要的能源物质。
（2）脂肪：
细胞内良好的储能物质。
（3）淀粉：
植物细胞内重要的储能物质。
（4）糖原：
动物细胞内重要的储能物质。
2．相同质量的糖类和脂肪的代谢特点
（1）共同点：
都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有CO2、H2O。
（2）不同点：
①糖类中氧的相对含量多，氢的相对含量少，需氧少，释放的能量少；②脂肪中氧的相对含量少，氢的相对含量多，需氧多，释放的能量也多。
【典例2】下面关于脂质的叙述，正确的是（ ）
A．磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成细胞膜的主要成分
B．性激素的化学本质是蛋白质，对生物体的生殖过程起重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，在其他部位和植物细胞中没有
D．脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物
尝试解答________
解析 磷脂是由C、H、O、N、P五种元素组成的，它是构成细胞膜的主要成分，A错误；性激素的化学本质是固醇，属于脂质，B错误；脂肪不仅存在于动物细胞中，在植物细胞中也含有，C错误；脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物，D正确。
答案 D
有关脂质基础知识题的解法
（1）明确脂质的分类：
脂质
（2）分清元素种类差异
脂肪、固醇只含C、H、O，磷脂含有C、H、O、N、P。
（3）熟记各种脂质的功能，将功能与题干信息一一对应，判断正误。
【跟踪训练】
2．以下有关脂质的叙述，不正确的是（ ）
A．胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输
B．脂质分子中氧的含量远远少于糖类
C．质量相同的糖类和脂肪被彻底氧化分解时，糖类耗氧少
D．所有脂质只含有C、H、O三种元素
解析 脂质都含C、H、O，但有的还含有N、P。
答案 D
知识脉络
要点晨背
1.糖类和脂肪的组成元素都是C、H、O。
2.糖类按照能否被水解及其水解产物可分为单糖、二糖和多糖三大类。
3.单糖有核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖，二糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖，多糖有淀粉、纤维素和糖原。
4.并非所有的糖类都是能源物质，如核糖、脱氧核糖和纤维素。
5.脂肪具有储能、保温、减压和缓冲等作用。
6.磷脂是构成细胞膜的主要成分，性激素具有调节作用，维生素D可促进钙、磷的吸收和利用。
1．（2016·陕西西安一中高一期末）植物细胞和动物细胞共有的糖类物质是（ ）
A．葡萄糖和核糖B纤维素和蔗糖
C．糖原和淀粉D．
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