2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)案1新人教版必修1

PAGE10-第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.簡述細(xì)胞膜功能,說明細(xì)胞膜在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能中的重要作用。2.認(rèn)同細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界,及對于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義。3.簡述生物膜的成分和結(jié)構(gòu)。4.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。學(xué)習(xí)過程情境導(dǎo)學(xué):取一個(gè)蛋清、蛋黃分別器,讓一位學(xué)生將一個(gè)雞蛋磕破,放到分別器中,蛋清流入燒杯內(nèi),分別后只剩下蛋黃;然后再讓這個(gè)學(xué)生用牙簽將蛋黃戳破,蛋黃的內(nèi)容物也漸漸流出。通過這個(gè)過程體驗(yàn)?zāi)さ拇嬖?并理解細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界分開(作為系統(tǒng)邊界)的功能。自主合作探究探究一、細(xì)胞膜的功能【自主學(xué)習(xí)】(2)信息溝通方式【合作探究】(1)科研上鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞,常用“染色解除法”。例如,用臺(tái)盼藍(lán)染色,死的動(dòng)物細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色,而活的動(dòng)物細(xì)胞不著色,從而推斷細(xì)胞是否死亡。你能說明“染色解除法”的原理嗎?(2)科學(xué)家用顯微注射器將一種叫作伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。此試驗(yàn)說明白什么?(3)用今日學(xué)的學(xué)問說明詩句“蓮出淤泥而不染”的緣由。探究二、細(xì)胞膜的成分【合作探究】閱讀下面的材料,完成下列問題。材料1:1859年,歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對動(dòng)物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬次的探討,發(fā)覺凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也簡單穿過膜;反之,不簡單溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也不簡單穿過膜。(提示:化學(xué)中有物質(zhì)相像相溶原理)(1)依據(jù)歐文頓的試驗(yàn)發(fā)覺,你能得出什么結(jié)論?(2)最初相識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的,是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定?(3)在推理分析得出結(jié)論后,還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分別和鑒定嗎?材料2:科學(xué)家對細(xì)胞膜化學(xué)成分做深層分析:利用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞,通過肯定方法制備出純凈的細(xì)胞膜,進(jìn)行化學(xué)分析,得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。在此試驗(yàn)中,為什么要選用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞作為分別膜的材料?材料3:1935年,英國學(xué)者丹尼利和戴維森探討了細(xì)胞膜的張力,推想細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)?！咀灾骺偨Y(jié)】(1)細(xì)胞膜的成分(2)細(xì)胞膜主要成分是。

(3)細(xì)胞膜的功能與成分親密相關(guān),功能越困難的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量。

(4)設(shè)計(jì)試驗(yàn)來證明細(xì)胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)探究三、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)【合作探究】分析下列材料,回答相關(guān)問題。材料1:1925年,兩位荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì),將抽提出的脂質(zhì)在空氣—水界面上鋪展成單分子層,測得其分子的面積相當(dāng)于所用的紅細(xì)胞表面積的2倍。(1)分析該試驗(yàn)結(jié)果,你能得出什么結(jié)論?(2)磷脂分子“頭”部是親水的,“尾”部是疏水的,請運(yùn)用你學(xué)過的化學(xué)學(xué)問,說明為什么磷脂在空氣—水界面上鋪展成單分子層。材料2:1959年,J.D.Robertson依據(jù)電鏡下視察到的細(xì)胞膜暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),提出“三明治”模型。請閱讀教材P43有關(guān)該試驗(yàn)的文本,思索并回答下列問題。(1)“三明治”模型認(rèn)為:全部的生物膜都由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,中間的亮層是,兩邊的暗層是。

(2)該模型有什么缺陷?材料3:1970年L.D.Frye和H.Edidin用熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞,并將二者融合。請閱讀教材P43有關(guān)該試驗(yàn)的文本,查看教材P43“圖3-4熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)示意圖”,思索并回答下列問題。(1)該試驗(yàn)表明什么?(2)據(jù)已有的生物學(xué)問或生活閱歷,請列舉證明細(xì)胞膜具有流淌性的證據(jù)。探究四、細(xì)胞膜的流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容【自主學(xué)習(xí)】1972年桑格和尼克森提出流淌鑲嵌模型。請閱讀教材P68文本,查看“圖4-6生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖”,思索并回答以下問題。(1)細(xì)胞膜的主要組成成分是什么?(2)細(xì)胞膜的基本支架是什么?膜蛋白在膜上是如何排布的?【合作探究】學(xué)生制作并講解“膜的流淌鑲嵌模型”。依據(jù)教材P44-P45“圖3-5細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖”及膜的流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容,以小組為單位制作生物膜的結(jié)構(gòu)模型。然后以小組為單位進(jìn)行展示、溝通與講解,并進(jìn)行總結(jié)?！咀灾骺偨Y(jié)】生物膜的流淌鑲嵌模型(1)生物膜的流淌鑲嵌膜型認(rèn)為,構(gòu)成了膜的基本支架,這個(gè)支架不是的,而是具有;蛋白質(zhì)分子有的在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部磷脂雙分子層中,有的整個(gè)磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的。

(2)在細(xì)胞膜的外表,有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合成的,叫作糖被。它在細(xì)胞生命活動(dòng)中有重要功能,如細(xì)胞識(shí)別、信息溝通、愛護(hù)和潤滑等。

(3)生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是;功能特性是。

核心素養(yǎng)專練1.取細(xì)胞膜上糖蛋白成分相同的兩種海綿動(dòng)物,將其細(xì)胞都分散成單個(gè)后混合培育,發(fā)覺這兩種細(xì)胞能夠結(jié)合在一起;但將細(xì)胞膜上糖蛋白成分不相同的兩種海綿動(dòng)物的細(xì)胞分散后,混合培育,會(huì)發(fā)覺這兩種細(xì)胞不能結(jié)合在一起。這一試驗(yàn)現(xiàn)象說明細(xì)胞膜上的糖蛋白與()A.細(xì)胞間的相互識(shí)別有關(guān) B.細(xì)胞間的免疫作用有關(guān)C.細(xì)胞的分泌作用有關(guān) D.細(xì)胞間物質(zhì)溝通有關(guān)2.細(xì)胞間的排斥導(dǎo)致異體器官移植手術(shù)很難勝利,這與下列細(xì)胞膜的哪一特點(diǎn)有關(guān)()A.由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 B.具有選擇透過性C.具有肯定的流淌性 D.細(xì)胞膜的外側(cè)有糖蛋白3.大腸桿菌在生長時(shí),細(xì)胞內(nèi)鉀離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是培育液的3000倍。假如在培育液中加入一種叫箭毒素的藥物(并不影響細(xì)胞內(nèi)能量的產(chǎn)生),大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)鉀離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)馬上下降。這種藥物的作用機(jī)理是()A.使細(xì)胞膜不能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開 B.使細(xì)胞無法進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通C.變更了細(xì)胞的遺傳特性 D.使細(xì)胞膜無法限制鉀離子的進(jìn)出4.下列關(guān)于細(xì)胞膜成分和功能的敘述,正確的是()A.脂質(zhì)含量達(dá)50%,對細(xì)胞膜的功能起確定性作用B.糖類的多少確定著細(xì)胞膜功能的困難程度C.蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多的細(xì)胞膜功能較困難D.脂質(zhì)豐富的細(xì)胞膜功能困難5.變形蟲可以吞噬整個(gè)細(xì)菌,這一事實(shí)說明白()A.細(xì)胞膜具有選擇透過性 B.細(xì)胞膜具有肯定的流淌性C.細(xì)胞膜具有全透性 D.細(xì)胞膜具有愛護(hù)作用6.下列關(guān)于細(xì)胞膜流淌性的敘述,錯(cuò)誤的是()A.科學(xué)家用紅、綠兩種顏色的熒光染料分別標(biāo)記人與小鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),然后再將兩種細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞,最終發(fā)覺細(xì)胞膜上紅、綠熒光染料勻稱分布,體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流淌性B.膜的流淌性與溫度有關(guān),在肯定范圍內(nèi),溫度越高,膜的流淌性越大C.細(xì)胞膜的流淌性確定了大部分的物質(zhì)能夠自由地通過細(xì)胞膜D.細(xì)胞膜的流淌性對于完成各種生理功能,如物質(zhì)的透過、膜內(nèi)外信息的傳遞等特別重要7.從細(xì)胞膜上提取了某種成分,加入雙縮脲試劑處理后出現(xiàn)紫色,若加入斐林或班氏試劑并加熱,出現(xiàn)磚紅色,該成分是()A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白8.下圖X、Y、Z是細(xì)胞中的三種化合物,X為細(xì)胞的主要能源物質(zhì),Y、Z是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分。下列有關(guān)說法正確的是()A.細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解,說明組成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有ZB.細(xì)胞的識(shí)別與細(xì)胞膜上Y和X的結(jié)合物有關(guān)C.細(xì)胞膜的功能主要與Z有關(guān)D.構(gòu)成細(xì)胞膜的Y、Z都可以運(yùn)動(dòng),說明細(xì)胞膜具有選擇透過性9.維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜,這是因?yàn)?)A.細(xì)胞膜以磷脂分子層作基本支架B.磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì)C.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有肯定的流淌性D.細(xì)胞膜是選擇透過性膜10.作為系統(tǒng)的邊界,細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)中有多種功能。如圖的模型主要表明白細(xì)胞膜的何種功能 ()A.將細(xì)胞與外界環(huán)境分開 B.限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞C.進(jìn)行細(xì)胞間信息溝通 D.促進(jìn)物質(zhì)的運(yùn)輸11.心肌細(xì)胞和小腸絨毛上皮細(xì)胞在細(xì)胞膜上的不同主要體現(xiàn)在()A.磷脂的含量凹凸 B.蛋白質(zhì)的含量及種類不同C.糖類的含量及種類不同 D.脂質(zhì)的含量及種類不同12.用一個(gè)乒乓球,下面扎兩根鐵絲,可制成簡易的磷脂分子,下列說法錯(cuò)誤的是()A.乒乓球表示磷脂分子的頭部B.鐵絲表示磷脂分子的尾部C.類似的小球應(yīng)當(dāng)制成兩層D.兩層小球可表示生物膜的流淌鑲嵌模型13.(不定項(xiàng)選擇題)細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的限制主要體現(xiàn)在哪些方面()A.細(xì)胞須要的養(yǎng)分物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞 B.細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物可以排出細(xì)胞C.細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分不會(huì)流出細(xì)胞 D.環(huán)境中一切有害的物質(zhì)都不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞14.(不定項(xiàng)選擇題)如圖為細(xì)胞膜的液態(tài)流淌鑲嵌模型示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是()A.具有①的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)B.細(xì)胞膜表面①的含量通常較細(xì)胞器膜的要多C.組成細(xì)胞膜的基本骨架是②D.細(xì)胞膜的選擇透過性與③的種類和數(shù)量有關(guān)15.如圖是細(xì)胞間的3種信息溝通方式,請據(jù)圖回答:(1)圖A表示通過細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì),隨到達(dá)全身各處,與靶細(xì)胞表面的結(jié)合,將信息傳遞給靶細(xì)胞。

(2)圖B表示通過相鄰兩細(xì)胞的,使信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞,圖中表示,請舉例:。

(3)圖C表示相鄰兩植物細(xì)胞之間形成,攜帶信息的物質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞,圖中表示。

(4)由以上分析可知:在多細(xì)胞生物體內(nèi),各個(gè)細(xì)胞之間都維持功能的協(xié)調(diào),才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)不僅依靠于物質(zhì)和能量的交換,也有賴于的溝通,這種溝通大多與有關(guān)。

16.一種嗅覺受體細(xì)胞只擁有一種類型的氣味受體。氣味受體有多少,就有多少類型的嗅覺受體細(xì)胞。每一種受體能探測到有限數(shù)量的氣味物質(zhì)。當(dāng)氣味物質(zhì)分子流淌到我們的鼻端黏膜處的嗅覺受體細(xì)胞處時(shí),氣味物質(zhì)分子可以黏附在細(xì)胞膜上的特別氣味受體上;人體基因的3%被用來編碼嗅覺受體細(xì)胞膜上的不同氣味受體。如圖為嗅覺受體細(xì)胞膜模式圖(局部),請據(jù)圖回答下列問題:(1)A代表分子,C代表。

(2)氣味物質(zhì)分子首先要與圖中[]結(jié)合,才有產(chǎn)生嗅覺的可能。

(3)某些有機(jī)溶劑如苯酚,可溶解B造成膜的損傷,使嗅覺辨別實(shí)力下降,B的完整化學(xué)名稱是。

參考答案自主合作探究【自主學(xué)習(xí)】(1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通(2)激素精子卵細(xì)胞胞間連絲探究一【合作探究】(1)“染色解除法”利用了活細(xì)胞的細(xì)胞膜能夠限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的原理。臺(tái)盼藍(lán)染色劑是細(xì)胞不須要的物質(zhì),不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,所以活細(xì)胞不被染色。而死細(xì)胞的細(xì)胞膜不具有限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能,所以臺(tái)盼藍(lán)染色劑能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi),使其被染色。(2)伊紅不能通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞,細(xì)胞作為一個(gè)完整的系統(tǒng),它是有邊界的。(3)細(xì)胞膜具有限制物質(zhì)進(jìn)出的作用,它只汲取淤泥中對細(xì)胞有用的水和無機(jī)鹽。探究二【合作探究】材料1:(1)膜是由脂質(zhì)組成的。(2)最初的相識(shí)是通過對試驗(yàn)現(xiàn)象的推理分析得出的。(3)有必要對膜的成分進(jìn)行提取與鑒定。材料2:哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有除細(xì)胞膜外的其他膜結(jié)構(gòu),用之易獲得純凈的細(xì)胞膜。材料3:(1)脂質(zhì)(主要是磷脂)占50%蛋白質(zhì)占40%糖類占2%~10%(2)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)(3)蛋白質(zhì)越多(4)用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)探究三【合作探究】材料1:(1)由該試驗(yàn)可得知:細(xì)胞膜中的磷脂分子必定排列為連續(xù)的兩層。(2)磷脂分子的“頭”部親水,所以在空氣—水界面上磷脂分子是“頭”部向下與水面接觸,“尾”部則朝向空氣一側(cè)。材料2:(1)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子(2)該模型認(rèn)為膜是靜態(tài)的,對細(xì)胞的生長、運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)交換等現(xiàn)象都不好說明。材料3:(1)該試驗(yàn)表明細(xì)胞膜具有流淌性。(2)變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分泌物的分泌過程、精子與卵細(xì)胞的融合等,都能表明細(xì)胞膜具有流淌性。探究四【自主學(xué)習(xí)】(1)細(xì)胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)分子組成。(2)磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂