2022-2023 學(xué)年 人教版 必修一 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 教案

1、第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1概述細胞膜的成分和功能。2了解生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。3掌握流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。1生命觀念通過圖示、示例認知細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，認同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。2科學(xué)思維根據(jù)生物膜結(jié)構(gòu)探索過程的有關(guān)實驗，培養(yǎng)演繹與推理能力。3科學(xué)探究體會有關(guān)實驗的設(shè)計方法和原理。分點突破(一)細胞膜的功能基礎(chǔ) eq avs4al(落實) 1將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，使細胞成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2控制物質(zhì)進出細胞3進行細胞間的信息交流(1)方式方式實例間接交流激素隨血液將信息傳遞給靶細胞直接接觸精子和卵細胞之間的識別和結(jié)

2、合形成通道高等植物細胞之間通過胞間連絲交流信息(2)意義：如果沒有信息交流，生物體不可能作為一個整體完成生命活動。(3)決定因素：大多與細胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。深化 eq avs4al(認知) 一、在“思考探究”中解惑1相鄰細胞間如何進行信息交流？距離較遠的細胞間如何進行信息交流？提示：動物兩個相鄰細胞的細胞膜可以直接接觸，通過膜上的受體進行識別，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。高等植物細胞之間可以通過胞間連絲相互連接，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞，從而實現(xiàn)信息交流。距離較遠的細胞間進行信息交流時，發(fā)出信息的細胞釋放出細胞分泌物(即信號分子，如激素)，信號分子通過體液運輸?shù)桨屑毎?，與靶細胞的

3、細胞膜表面的受體結(jié)合，把信息傳遞給靶細胞。2用涼水洗紅莧菜，水不變紅；煮莧菜湯，湯卻是紅色的。該現(xiàn)象與細胞膜的功能有什么關(guān)系？體現(xiàn)了細胞膜的什么特點？提示：細胞膜有控制物質(zhì)進出的功能；體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1細胞間信息交流的三種主要方式通過信息分子間接交流細胞間直接交流經(jīng)通道交流信息交流方式通過細胞分泌的化學(xué)物質(zhì)(如激素)間接傳遞信息通過相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸傳遞信息通過相鄰兩個細胞之間形成通道傳遞信息舉例內(nèi)分泌細胞分泌的激素經(jīng)體液運輸作用于靶細胞精子和卵細胞之間的識別高等植物細胞間通過胞間連絲進行信息交流圖示2細胞間信息交流的兩點提醒(1)三種信息交流方式均

4、發(fā)生于細胞與細胞之間，而不是細胞內(nèi)的信息交流。(2)通過化學(xué)物質(zhì)傳遞信息和通過細胞膜接觸傳遞信息，都依賴于細胞膜上的受體蛋白。應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1(2021江蘇揚州高一期中)據(jù)最新研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮素在皮膚中分布不均，是造成色斑的主要原因。內(nèi)皮素拮抗劑進入皮膚，可以和黑色素細胞膜的受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用，這為美容研究機構(gòu)帶來了福音。上述材料體現(xiàn)了()A細胞膜具有信息交流的功能B細胞膜中磷脂含量越高，功能越復(fù)雜C細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，將細胞與周圍環(huán)境分隔開D細胞膜嚴(yán)格控制物質(zhì)進出細胞解析：A根據(jù)題干信息“內(nèi)皮素拮抗劑進入皮膚，可以和黑色素細胞膜的受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用”，可知

5、內(nèi)皮素只有與細胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用。細胞膜上的受體識別并與相應(yīng)的信號分子結(jié)合來完成信息傳遞的過程，屬于細胞膜的信息交流功能，A符合題意。2(2021河北石家莊高一期末)作為系統(tǒng)的邊界，細胞膜在細胞的生命活動中有多種功能。有關(guān)如圖模型的說法錯誤的是()A圖示信息主要體現(xiàn)了細胞膜能進行細胞間信息交流的功能B甲細胞分泌a物質(zhì)與細胞膜控制物質(zhì)進出的功能有關(guān)C.乙細胞上識別a物質(zhì)的受體b可以識別所有的信號分子Db物質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)解析：C題圖所示的是細胞間進行信息交流的一種方式；甲細胞分泌物質(zhì)a也是細胞膜控制物質(zhì)出入細胞的一個實例；不同的信息分子具有不同的受體，所以圖中的受體b不能識別

6、所有的信息分子；b的化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白，其主要成分是蛋白質(zhì)。方法點撥細胞膜的功能特點是由細胞膜的結(jié)構(gòu)特點決定的，這類試題往往結(jié)合新的材料，要學(xué)會從題干或材料中提取相關(guān)信息，理解并識記細胞膜的三大功能。解答時要將試題中所列實例與教材中的實例進行類比、判斷。分點突破(二)對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索基礎(chǔ) eq avs4al(落實) 1對細胞膜成分的探索(1)探索過程時間(人物)實驗依據(jù)結(jié)論或假說1895年，歐文頓對植物細胞進行通透性實驗，發(fā)現(xiàn)可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜細胞膜是由脂質(zhì)組成的20世紀(jì)初對哺乳動物紅細胞的細胞膜進行化學(xué)分析組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多1925年，戈特

7、和格倫德爾將從人的紅細胞中提取的脂質(zhì)鋪成單分子層，其面積是紅細胞表面積的 2倍細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層1935年，丹尼利和戴維森細胞的表面張力明顯低于油水界面的表面張力細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)(2)各成分的比例及功能脂質(zhì)(約占50%) eq blc(avs4alco1(磷脂（主要）,膽固醇（動物細胞膜）) 蛋白質(zhì)(約占40%)：與細胞膜的功能密切相關(guān)，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，細胞膜的功能越復(fù)雜。糖類(2%10%)：與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合。2對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索(1)看到暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)科學(xué)家：羅伯特森。模型假說a所有的細胞膜都有蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。b把細胞膜描述

8、為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。(2)對靜態(tài)結(jié)構(gòu)提出質(zhì)疑：20世紀(jì)60年代以后，不少科學(xué)家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑。31970年熒光標(biāo)記的細胞融合實驗特別提醒該實驗只證明了細胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性，不能表明脂質(zhì)分子具有流動性；只有該實驗和其他相關(guān)實驗證據(jù)一起，才能表明細胞膜具有流動性。深化 eq avs4al(認知) 一、在“思考探究”中解惑結(jié)合磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點，試以示意圖的形式分別畫出多個磷脂分子在水空氣界面和在細胞膜上的排布狀態(tài)，并分析其原因。提示：因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾部”疏水，所以在水空氣界面磷脂分子“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣一面；在細胞膜上兩層磷脂分子“頭部”均向

9、外，“尾部”相對向內(nèi)。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1磷脂頭部是親水的，尾部是疏水的，多個磷脂分子在水中總是自發(fā)地形成雙分子層(見下圖)。2細胞膜的電鏡照片與模型圖3熒光標(biāo)記技術(shù)用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來觀察研究對象的變化，以反映研究對象的相關(guān)信息。應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1(2021江蘇揚州高一檢測)如圖表示各種細胞膜組成成分的含量，據(jù)圖判斷，下列說法正確的是()A構(gòu)成細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)B細胞膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的變化與細胞膜的功能無關(guān)C細胞膜的功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越多D蛋白質(zhì)在進行細胞間的信息交流中具有重要作用解析：A細胞膜的成分有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖

10、類，但脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在膜成分中占的比例很大，是細胞膜的主要成分，A正確；細胞膜中蛋白質(zhì)與細胞膜的功能有關(guān)，細胞膜的功能越復(fù)雜，所含蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，B錯誤；細胞膜的功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的數(shù)量越少，C錯誤；圖中信息不能說明蛋白質(zhì)在信息交流中的作用，D錯誤。2科學(xué)家用兩種熒光染料分別標(biāo)記人和小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，將這兩種標(biāo)記細胞進行融合。細胞剛發(fā)生融合時，兩種熒光染料在融合細胞表面對等分布(即各占半邊)，最后在融合細胞表面均勻分布。這一實驗現(xiàn)象支持的結(jié)論是()A膜蛋白能自主翻轉(zhuǎn)B細胞膜具有流動性C細胞膜具有選擇透過性D膜蛋白可以作為載體蛋白解析：B兩種熒光染料分別標(biāo)記兩種細胞表面的蛋白質(zhì)

11、分子，細胞剛?cè)诤蠒r，兩種熒光染料在細胞表面對等分布，最后在細胞表面均勻分布，說明細胞膜具有流動性。不能說明膜蛋白在細胞內(nèi)外翻轉(zhuǎn)，也不能說明細胞膜的物質(zhì)運輸功能。特別提醒熒光染料熒光粉(1)熒光染料是指吸收某一波長的光波后能發(fā)射出另一波長大于吸收光的波長的物質(zhì)。它們大多是含有苯環(huán)或雜環(huán)并帶有共軛雙鍵的化合物。(2)熒光粉(俗稱夜光粉)是指在受到自然光、日光燈光、紫外光等照射后，把光能儲存起來，在停止光照射后，再緩慢地以熒光的方式釋放出來的物質(zhì)。3人類對生物膜結(jié)構(gòu)的探索經(jīng)歷了漫長的歷程，下列結(jié)論錯誤的是()A脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜說明細胞膜是由脂質(zhì)組成的B提取哺乳動物成熟紅細胞的脂質(zhì)鋪展成的單分

12、子層的面積是紅細胞表面積的2倍，說明細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層C電鏡下細胞膜呈清晰的暗亮暗三層結(jié)構(gòu)，羅伯特森認為生物膜由脂質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成D人鼠細胞融合實驗以及相關(guān)的其他實驗證據(jù)，證明細胞膜具有流動性解析：C根據(jù)相似相溶的原理，脂溶性物質(zhì)更易通過細胞膜，說明細胞膜是由脂質(zhì)組成的，A正確；哺乳動物成熟紅細胞的膜結(jié)構(gòu)中只有一層細胞膜，無其他細胞器膜和核膜，脂質(zhì)鋪展成的單分子層的面積是紅細胞表面積的2倍，說明細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層，B正確；電鏡下細胞膜呈清晰的暗亮暗三層結(jié)構(gòu)，羅伯特森認為所有的生物膜由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，C錯誤；科學(xué)家用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記小鼠

13、和人細胞表面的蛋白質(zhì)，并使之融合，發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布，根據(jù)這一實驗及其他相關(guān)實驗表明細胞膜具有流動性，D正確。特別提醒(1)一層膜是由2層磷脂分子層構(gòu)成的，單層膜在水面形成的磷脂分子層的面積是膜面積的2倍，雙層膜在水面形成的磷脂分子層的面積是膜面積的4倍。(2)細胞膜的內(nèi)外都是液體環(huán)境，因此磷脂雙分子層的內(nèi)外都是親水的。分點突破(三)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容基礎(chǔ) eq avs4al(落實) 1發(fā)現(xiàn)者：辛格和尼科爾森。2流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容(1)化學(xué)組成：主要是磷脂分子和蛋白質(zhì)分子。(2)兩種物質(zhì)組成細胞膜的方式如圖圖中a名稱磷脂雙分子層作用膜的基本支架特點具有流動性圖中b名稱蛋白質(zhì)分子

14、位置鑲在磷脂雙分子層中；部分或全部嵌入雙分子層中；貫穿于整個磷脂雙分子層特點大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的圖中c名稱糖蛋白位置細胞胞膜的外表面作用保護、潤滑和細胞識別等3細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：流動性。4細胞膜的功能特性：選擇透過性。深化 eq avs4al(認知) 一、在“思考探究”中解惑1實驗表明，將兩種不同的海綿動物的細胞分散成單個的細胞，然后將這些細胞摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細胞才能結(jié)合，在這里起識別作用的是細胞膜上的何種物質(zhì)？如何判斷細胞膜的外側(cè)和內(nèi)側(cè)？提示：糖被。有糖被的一側(cè)為細胞膜的外側(cè)。2變形蟲依靠偽足進行運動，這依賴細胞膜的什么特性？簡要說明其在細胞生命活動中的作用。提示：依

15、賴細胞膜的流動性。流動性具有重要的生理意義，與物質(zhì)運輸、細胞識別、細胞融合等有關(guān)。二、在“系統(tǒng)思維”中提能細胞膜兩大特點的比較(1)區(qū)別項目結(jié)構(gòu)特點流動性功能特性選擇透過性基礎(chǔ)磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的膜上具有轉(zhuǎn)運蛋白意義保證細胞的物質(zhì)需要、信息交流、分裂和融合等生命活動的進行控制物質(zhì)進出表現(xiàn)分泌蛋白的分泌、變形蟲的變形、吞噬細胞的吞噬有些物質(zhì)可進入細胞，有些物質(zhì)不能進入(2)聯(lián)系：生物膜的流動性是表現(xiàn)其選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因為只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性。事實上，只有活細胞才具有膜的流動性和選擇透過性。應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1

16、如圖表示真核生物細胞膜的組成與結(jié)構(gòu)，與此相關(guān)的敘述中，錯誤的是()A圖中物質(zhì)甲表示蛋白質(zhì)，物質(zhì)乙表示多糖，物質(zhì)丙表示磷脂B具有的一側(cè)可能為細胞膜的外側(cè)，也可能為細胞膜的內(nèi)側(cè)C在不同細胞的細胞膜中種類不完全相同D和大多數(shù)的是可以運動的解析：B根據(jù)元素組成及細胞膜的成分可知，甲、乙、丙分別是蛋白質(zhì)、多糖和磷脂，A正確；為糖蛋白，具有糖蛋白的一側(cè)一定是細胞膜的外側(cè)，B錯誤；為蛋白質(zhì)，功能不同的細胞，其細胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不完全相同，C正確；磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的，D正確。2在流動鑲嵌模型提出后，研究人員又提出了“脂筏模型”：脂筏是生物膜上富含膽固醇和鞘磷脂的微結(jié)構(gòu)域，其中的膽固

17、醇就像膠水一樣，對鞘磷脂親和力很高，并特意吸收或排出某些蛋白質(zhì)，形成一些特異蛋白聚集的區(qū)域，結(jié)構(gòu)模型如圖所示，下列敘述不正確的是()A生物膜的基本支架是磷脂雙分子層B脂筏的存在不影響膜的流動性C破壞膽固醇可能會導(dǎo)致脂筏結(jié)構(gòu)解體D脂筏可能與細胞膜的功能特性有關(guān)解析：B生物膜的基本支架是磷脂雙分子層，A正確；脂筏富含膽固醇，而膽固醇像膠水一樣，對鞘磷脂親和力很高，并特意吸收或排出某些蛋白質(zhì)，形成一些特異蛋白聚集的區(qū)域，因此脂筏的存在會影響膜的流動性，并且破壞膽固醇會導(dǎo)致脂筏結(jié)構(gòu)解體，B錯誤，C正確；細胞膜的功能特性是選擇透過性，而選擇透過性與載體蛋白有關(guān)，脂筏形成一些特異蛋白聚集的區(qū)域，所以可能與細胞膜的功能特性有關(guān)，D正確。3在中國每年新增約150萬人等待器官移植，異體器官移植最大的障礙就是異體細胞間的排斥。這種排異反應(yīng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是()A細胞膜主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)B細胞膜的外表面有糖蛋白C細胞膜具有一定的選擇透過性D細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞解析：B異體器官移植手術(shù)往往很難成功，最大的障礙就是異體細胞間的排斥，細胞排斥的前提是生物體識別“自己”和“非己”，這種識別作用主要依賴于細胞膜上的糖蛋白，B正確，A