體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法-2021年高考生物必考實(shí)驗(yàn)突破（解析版）

實(shí)驗(yàn)三：體驗(yàn)細(xì)胞膜的制備方法

知識鏈接

1.材料新鮮的哺乳動(dòng)物血液

2.用具離心機(jī)，離心管，滴管，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，吸水紙，小燒杯。

3.試劑檸檬酸鈉或肝素(抗凝劑)，生理鹽水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液)，蒸儲(chǔ)水或清水。

4.操作要點(diǎn)

準(zhǔn)備一定量的新鮮的哺乳動(dòng)物血液，如羊血或豬血，在冰箱中靜置一晝夜。用滴管將上清液吸去。再

吸取1mL的沉淀物，放入離心管中，加入生理鹽水2mL,在2000r/min條件下離心5min。去除上清液，

在沉淀中再加入生理鹽水2mL,再離心一次，去除上清液，留沉淀備用。以上操作的目的是洗去血漿成分,

避免血漿對血細(xì)胞的緩沖作用，從而使紅細(xì)胞的溶血現(xiàn)象更加明顯。

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作如下。

(1)取一個(gè)5mL的小燒杯，加入生理鹽水2?3mL。

(2)用滴管在沉淀的下層吸取一小滴血細(xì)胞，滴入小燒杯的生理鹽水中，以達(dá)到稀釋紅細(xì)胞的目的，

以免觀察時(shí)，由于細(xì)胞密度太大，影響觀察效果。

(3)取另一個(gè)滴管，在小燒杯中輕輕攪拌，然后吸取少量的血細(xì)胞稀釋液，在載玻片的中央滴很小的

一滴，加蓋玻片。

(4)先在低倍鏡下觀察紅細(xì)胞的正常形態(tài)，可見其邊緣完整發(fā)亮。

(5)在蓋玻片的一側(cè)加一滴蒸儲(chǔ)水或清水，在另一側(cè)非常小心地用吸水紙慢慢地吸引，防止把紅細(xì)胞

全部吸入吸水紙中而影響觀察。邊加水邊觀察，注意紅細(xì)胞的形態(tài)變化。紅細(xì)胞會(huì)隨著水流向一側(cè)漂移，

觀察時(shí)注意移動(dòng)玻片。紅細(xì)胞體積逐漸變大，變得非常鼓脹，在視野中可以找到少數(shù)脹破的紅細(xì)胞，它們

已失去完整發(fā)亮的邊緣，變成彌散狀。

選材：豬（或牛、羊、人）的新鮮的紅細(xì)胞稀釋液zfflk

1一?

制作裝片：用滴管取一滴紅細(xì)胞稀釋液滴在載玻片!

上，虹蓋玻片

■

觀察：用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)（由低倍鏡一

高布）

滴蒸溜水：在蓋玻片的?側(cè)滴一滴蒸?水,在另一側(cè)用吸水紙

吸引（引流法）

I

結(jié)果：凹陷消失,細(xì)胞體積增大，細(xì)胞破裂.內(nèi)容物流出.

獲得細(xì)胞膜

5.需要注意的幾個(gè)問題

（1）制作臨時(shí)裝片時(shí).，紅細(xì)胞必須稀釋，而且取紅細(xì)胞的量要少。

（2）在高倍鏡下觀察，待觀察清晰時(shí)，在蓋玻片的一側(cè)滴加蒸鐳水，同時(shí)在另一側(cè)用吸水紙吸引。上

述操作均在載物臺(tái)上進(jìn)行，并隨時(shí)調(diào)整鏡筒高度，持續(xù)觀察細(xì)胞的變化。在蓋玻片一側(cè)滴加蒸儲(chǔ)水的量要

少，不能讓蓋玻片處于漂浮狀態(tài)；同時(shí)在另一側(cè)用吸水紙吸引時(shí)要小心，不要將血細(xì)胞吸走。

（3）要想取得好的觀察效果，所用顯微鏡的放大倍數(shù)應(yīng)在400倍以上。

（4）操作中要認(rèn)真觀察才能看到連續(xù)的變化過程。

典例引領(lǐng)

例1.生物體細(xì)胞內(nèi)的膜具有一定的選擇透過性，即水分子可以自由通過，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子

也可以通過，而其他粒子、小分子和大分子則不能通過。請根據(jù)以下所提供的條件，驗(yàn)證細(xì)胞內(nèi)膜的選擇

透過性。

實(shí)驗(yàn)材料和用具：①新鮮的紅玫瑰②燒杯③玻璃鉛筆④質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸⑤清水⑥量筒

（1）紅玫瑰的紅色與細(xì)胞的哪一結(jié)構(gòu)有關(guān)？。

（2）完善下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證活細(xì)胞的膜具有選擇透過性

第一步：選兩只相同的燒杯，用玻璃鉛筆標(biāo)上A和B

第二步：.

第三步：。

結(jié)果預(yù)測：0

原因分析：0

（3）此實(shí)驗(yàn)主要能驗(yàn)證哪些膜的選擇透過性？。

【答案】液泡在A、B兩只燒杯中，分別加入等量的15%的鹽酸和清水選等量的紅色玫瑰花瓣，

分別放入A、B兩只燒杯中，經(jīng)過一段時(shí)間后觀察水中的花瓣仍為紅色，水為無色；鹽酸中的花瓣顏色

逐漸變淺，而鹽酸溶液變紅鹽酸將細(xì)胞殺死，膜喪失其選擇性，而清水對細(xì)胞活性無傷害作用細(xì)

胞膜和液泡膜

【解析】

試題分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的單一變量原則、對照原則等，圍繞題意準(zhǔn)確定位該實(shí)驗(yàn)是探究性實(shí)驗(yàn)還是

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?jù)此找出實(shí)驗(yàn)變量（自變量、因變量、無關(guān)變量），進(jìn)而完善實(shí)驗(yàn)步驟并得出相

應(yīng)的結(jié)論。

（1）紅玫瑰的紅色與液泡中含有的色素有關(guān)。

（2）依題意可知：本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證活細(xì)胞的膜具有選擇透過性，因此該實(shí)驗(yàn)的自變量是細(xì)胞是否有活性,

因變量是細(xì)胞所處的水溶液是否變紅，其它對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的因素均為無關(guān)變量，應(yīng)控制相同且適宜。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則、己經(jīng)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具以及不完整實(shí)驗(yàn)步驟可知：第二步，應(yīng)在A、B兩只

燒杯中，分別加入等量的15%的鹽酸和清水；第三步，選等量的紅色玫瑰花瓣，分別放入A、B兩只燒杯

中，經(jīng)過一段時(shí)間后觀察。

結(jié)果預(yù)測：因該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)論是已知的，所以預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：水（B燒杯）中的花瓣

仍為紅色，水為無色；鹽酸（A燒杯）中的花瓣顏色逐漸變淺，而鹽酸溶液變紅。

原因分析：鹽酸對活細(xì)胞具有很強(qiáng)的傷害作用，將細(xì)胞殺死而使其細(xì)胞膜失去選擇透過性，而清水對細(xì)胞

活性沒有傷害作用。

（3）存在于液泡中的色素，若進(jìn)入溶液中，需經(jīng)過液泡膜和細(xì)胞膜，所以此實(shí)驗(yàn)主要能驗(yàn)證細(xì)胞膜和液泡膜

的選擇透過性。

【點(diǎn)睛】解答此題時(shí)需抓住問題的實(shí)質(zhì)：植物花瓣的顏色由液泡中含有的色素決定，活細(xì)胞的細(xì)胞膜和液

泡膜具有選擇透過性，液泡中的色素分子不能透過細(xì)胞膜和液泡膜，溶液不變色；當(dāng)細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜

和液泡膜的選擇透過性喪失，液泡中含有的色素分子能夠進(jìn)入溶液而導(dǎo)致溶液變色；鹽酸可導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

在此基礎(chǔ)上，圍繞題意找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)變量并根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則，既可對相關(guān)問題作出解答。

例2.下列有關(guān)細(xì)胞膜制備及觀察的敘述，正確的是（）

A.家雞的紅細(xì)胞是最佳的實(shí)驗(yàn)材料

B.若選用洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞應(yīng)先用蛋白酶去除細(xì)胞壁

C.制備細(xì)胞膜應(yīng)先利用吸水漲破法，再利用差速離心法獲取

D.可以用高倍鏡直接進(jìn)行觀察

【答案】C

【解析】家雞的紅細(xì)胞為正常細(xì)胞，有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，因此不能用家雞的紅細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料，A錯(cuò)

誤；去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁需使用纖維素酶和果膠酶，B錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞放在清水中吸水漲破，再離

心時(shí)將血紅蛋白和細(xì)胞膜分離，C正確；用顯微鏡觀察時(shí)，需先在低倍鏡下找到要觀察的目標(biāo)，然后再用高

倍鏡觀察，D錯(cuò)誤。

熱點(diǎn)專練

1、研究細(xì)胞膜常用的材料是（）

A.變形蟲

B.受精卵

C.蛙成熟的紅細(xì)胞

D.哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞

【答案】D

【解析】研究細(xì)胞膜常用的材料是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)樗鼪]有細(xì)胞核及眾多的細(xì)胞器，故選D。

2、下列有關(guān)細(xì)胞膜的制備及觀察的敘述，正確的是（）

A.家雞的紅細(xì)胞是最佳的實(shí)驗(yàn)材料

B.若選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞，應(yīng)先用鏡子去除細(xì)胞壁

C.制備細(xì)胞膜可先利用吸水漲破法，再利用離心法

D.用顯微鏡觀察時(shí)，可直接用高倍顯微鏡找到目標(biāo)

【答案】C

【解析】家雞不屬于哺乳動(dòng)物，它的紅細(xì)胞中含有細(xì)胞核和眾多具膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器，不宜用于制備細(xì)胞膜,

A錯(cuò)誤；植物細(xì)胞太小，不能用鍛子去除細(xì)胞壁，B錯(cuò)誤；紅細(xì)胞吸水漲破后，經(jīng)過離心，細(xì)胞膜可與其他

成分分離開來，C正確；用顯微鏡觀察時(shí)，應(yīng)先用低倍鏡找到目標(biāo)，然后再換用高倍鏡進(jìn)行觀察，D錯(cuò)誤。

3.瘧原蟲可以寄生在紅細(xì)胞內(nèi)，使人患瘧疾，要判斷一個(gè)人是否患瘧疾，應(yīng)取血樣放在什么溶液中制片檢查

A.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液

B.清水

C.濃鹽水

D.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的葡萄糖溶液

【答案】B

【解析】紅細(xì)胞在清水中易吸水而破裂。

4.下列關(guān)于制備細(xì)胞膜的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.鳥類的紅細(xì)胞不是制備純凈細(xì)胞膜的理想材料

B.人的成熟紅細(xì)胞在生理鹽水中不會(huì)發(fā)生水分子的跨膜運(yùn)輸，細(xì)胞體積不變

C.葉肉細(xì)胞因有細(xì)胞壁的存在，使提取細(xì)胞膜更復(fù)雜

D.提取出的豬的成熟紅細(xì)胞的磷脂分子在空氣一水界面上的面積是紅細(xì)胞表面積的兩倍

【答案】B

【解析】鳥類的細(xì)胞有細(xì)胞核和各種具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，不是制備細(xì)胞膜的理想材料，A正確；人成熟紅

細(xì)胞在生理鹽水中也會(huì)發(fā)生水分子跨膜運(yùn)輸，但細(xì)胞體積不變，是因?yàn)檫\(yùn)輸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，B錯(cuò)誤；植物葉

肉細(xì)胞有細(xì)胞壁，提取細(xì)胞膜前需要去除細(xì)胞壁，C正確；豬成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和各種具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞

器，膜是由磷脂雙分子層組成，在空氣——水界面上的面積是紅細(xì)胞表面積的兩倍，D正確。

5.體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法實(shí)驗(yàn)中，材料選用哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞，關(guān)鍵原因是紅細(xì)胞（）

A.是動(dòng)物細(xì)胞

B.有細(xì)胞核

C.有各種細(xì)胞器

D.無細(xì)胞核及各種細(xì)胞器

【答案】D

【解析】哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無核膜和各種細(xì)胞器的膜，只有細(xì)胞膜，容易提取純凈的細(xì)胞膜。

6.制備細(xì)胞膜時(shí)，稀釋紅細(xì)胞的液體和使細(xì)胞漲破的方法分別是（）

A.清水，將其放入生理鹽水中

B.9%的NaCl溶液，將其放入清水中

C.生理鹽水，將其放入清水中

D.清水，將其放入9%的NaCl溶液中

【答案】C

【解析】稀釋紅細(xì)胞應(yīng)用生理鹽水，以保持紅細(xì)胞的正常形態(tài)；使紅細(xì)胞漲破應(yīng)用清水。

7.在制備細(xì)胞膜時(shí)，顯微鏡下觀察紅細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化是（）

①細(xì)胞破裂②凹陷消失③內(nèi)容物流出④細(xì)胞體積增大

A.②④①③

B.④②①③

C.④①③②

D.①③②④

【答案】B

【解析】制備細(xì)胞膜時(shí)用的是吸水漲破法，故紅細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化為④②①③。

8、科學(xué)家在進(jìn)行細(xì)胞膜化學(xué)成分的分析時(shí)，需制備比較純凈的細(xì)胞膜，從真核細(xì)胞分離出比較純凈的細(xì)胞膜

較為困難，因?yàn)闀?huì)有核膜和細(xì)胞器膜的混雜。而哺乳動(dòng)物（或人）的成熟紅細(xì)胞，沒有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，將

其作特殊處理就是比較純凈的細(xì)胞膜，在生物學(xué)上稱為“血影”。對“血影”的分析得知，其化學(xué)組成如下：蛋

白質(zhì)49%、脂質(zhì)43%、糖類8%。請回答：

（1）如何處理紅細(xì)胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象？

（2）“血影”的化學(xué)成分中，脂質(zhì)主要是哪一類?

⑶紅細(xì)胞溶血后，溶出到細(xì)胞外的物質(zhì)應(yīng)該是,這種物質(zhì)的特性是

__________________________________________。因此，紅細(xì)胞具有的功能。

【答案】（1）放在蒸儲(chǔ)水中（2）磷脂（3）血紅蛋白容易和氧結(jié)合，又容易與氧分離運(yùn)輸氧

【解析】紅細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)具有一定的濃度。如果把細(xì)胞放在清水里或蒸儲(chǔ)水里，水會(huì)進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞

漲破，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)流出來，從而出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，通過該種方法所得到的細(xì)胞膜較純凈。血影實(shí)際上就是

細(xì)胞膜，細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，脂質(zhì)中磷脂含量最豐富。紅細(xì)胞溶血后，溶出到細(xì)胞外的物

質(zhì)是血紅蛋白，血紅蛋白容易與氧結(jié)合，又容易與氧分離，因此，紅細(xì)胞具有運(yùn)輸氧氣的功能。

9.為獲得純凈的細(xì)胞膜用于研究其結(jié)構(gòu)與功能，請完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并分析有關(guān)問題：

（1）應(yīng)選取人體下列哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)（）

A.成熟紅細(xì)胞B.神經(jīng)細(xì)胞

C.白細(xì)胞D.口腔上皮細(xì)胞

（2）選用該材料的理由是_____________________________________________________

(3)將選取的上述材料放入中，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂。

(4)經(jīng)過(3)的實(shí)驗(yàn)步驟后，可用下列哪兩種方法獲得純凈的細(xì)胞膜(多選)()

A.靜置B.加熱

C.離心D.過濾

(5)通過有關(guān)方法，測得多種膜的化學(xué)成分，如下表：

質(zhì)種類脂質(zhì),％

蛋白質(zhì)必糖類/%

膜的類(主要是瓊脂)

變形蟲細(xì)胞瞑54424

小鼠肝細(xì)胞膜44524

人紅細(xì)胞膜49438

線粒體內(nèi)膜76240

菠菜葉綠

體片層膜70300

①依據(jù)上表數(shù)據(jù)，請分析構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞器膜的化學(xué)物質(zhì)組成上的共同點(diǎn)是：

②化學(xué)物質(zhì)組成的主要區(qū)別是：_______________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

【答案】(1)A(2)細(xì)胞核和許多細(xì)胞器也有膜，這些膜若與細(xì)胞膜混在一起就無法得到較純凈的細(xì)胞膜，

而成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器(3)清水(4)CD(5)①都有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)②細(xì)胞膜除了

有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)外，還有少量的糖類，而細(xì)胞器膜則不含糖類

【解析】人和其他哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞除細(xì)胞膜外無其他膜結(jié)構(gòu)，通過吸水漲破，從而得到較純凈的細(xì)

胞膜。細(xì)胞吸水漲破后先離心，將細(xì)胞膜與細(xì)胞質(zhì)中的其他物質(zhì)分開，再過濾可得到較純凈的細(xì)胞膜。

10.為獲得較純凈的細(xì)胞膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能，請你幫助完成下列實(shí)驗(yàn)分析并回答相關(guān)問題。

(1)最好選取豬的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)()

A.成熟紅細(xì)胞B.神經(jīng)細(xì)胞

C.白細(xì)胞D.口腔上皮細(xì)胞

(2)你選擇該材料的原因是。

(3)將選取的材料放入中，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂.