高中生物配套课件：3.1细胞膜──系统的边界（人教版必修1）

(共66张PPT)
1.试分析制备细胞膜的时候能选择鸡或猪的新鲜的红细胞稀释液吗？并解释其原因。
提示：(1)鸡的新鲜的红细胞稀释液不可以，因为鸡不属于哺乳动物，其红细胞内含有许多细胞器和细胞核，这些结构都具有类似于细胞膜的膜结构。
(2)猪的新鲜红细胞稀释液可以，因为猪是哺乳动物，其成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，可以避免核膜和细胞器膜的干扰。
2.尝试从红细胞功能的角度分析哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器的原因。
提示：红细胞中含有血红蛋白，能够运输氧气，哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中为了给血红蛋白腾出空间，细胞核和众多的细胞器逐渐退化，并从细胞中排出。
3.细胞吸水涨破后就能够得到纯度较高的细胞膜吗？应该如何处理？
提示：能。细胞吸水涨破后内容物和细胞膜混在一起，可以采用不同转速离心，这样密度较大的细胞膜会沉淀在试管底部，即可获取较纯净的细胞膜。
1.制备细胞膜实验选材原则
(1)无细胞壁(不选植物)。
(2)无细胞核(哺乳动物成熟的红细胞)。
(3)无众多具膜的细胞器。
(4)细胞数量大，材料易得。
2.实验注意事项
(1)取得红细胞后应该立即加入适量的生理盐水以维持细胞的正常形态。
(2)载物台应该保持水平，否则蒸馏水易流走。
(3)用吸水纸吸引时应缓慢进行，防止将细胞吸走。
典例 为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能，请完成下列实验设计并分析有关问题。
(1)应选取下列哪种细胞做实验( )
A.人的成熟红细胞 B.鸡的成熟红细胞
C.洋葱表皮细胞 D.口腔上皮细胞
(2)选用该材料的理由是_____________。
(3)将选取的上述材料放入_____中，一段时间后细胞将破裂。
(4)经过(3)的实验步骤后，可用下列哪一方法获得较纯净的细胞膜( )
A.静置 B.加热 C.离心 D.过滤
制备细胞膜时应选择没有细胞壁、细胞核和众多细胞器的细胞，且将细胞放在蒸馏水中让其吸水涨破。
【规范解答】本题考查了细胞膜的制备方法。细胞膜制备时应该选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞壁、细胞核和众多的细胞器。鸡不是哺乳动物，所以应选择人的成熟的红细胞，然后将人的红细胞放入蒸馏水中吸水涨破，内容物流出，但是内容物和细胞膜混在一起，通过离心即可获得较为纯净的细胞膜。
答案：(1)A (2)细胞核和许多细胞器也有膜，这些膜若与细胞膜混在一起就无法得到较纯净的细胞膜，而哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，且无细胞壁在蒸馏水中会吸水涨破 (3)蒸馏水 (4)C
鸡属于禽类，不属于哺乳动物，常见的哺乳动物有猪、牛、羊等。
【拓展延伸】(1)第(3)题中，人体成熟的红细胞能够放在0.9%的生理盐水或1.5%的生理盐水中吗？为什么？
提示：不能。应该放在蒸馏水中让其吸水涨破，放在0.9%的生理盐水中会维持红细胞正常的形态，放在1.5%的生理盐水中红细胞会因失水而皱缩。
(2)离心后细胞膜在离心管中位置如何？
提示：离心后，细胞膜会沉淀到离心管底部。
1.科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解。通过材料说明细胞膜中含有什么物质？该物质有哪些种类？
提示：说明细胞膜中含有脂质。脂质分为脂肪、磷脂和固醇。但在细胞膜中以磷脂最为丰富。
2.人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质，称为蛋白酶。用蛋白酶处理细胞膜，会使细胞膜分解。通过材料说明细胞膜中含有什么物质？
提示：说明细胞膜中含有蛋白质。
巧记细胞膜的成分
利用“细胞膜上有支(脂质)糖(糖类)衣炮弹(蛋白质)”来记住细胞膜的成分。
典例 如图表示各种细胞膜的成分及含量，图示不能说明的是
A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B.细胞膜中脂质主要是磷脂
C.细胞膜中都含有蛋白质、脂质和糖类
D.不同细胞膜中脂质和蛋白质的比例不同
图示显示细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还有少量的糖类，且在不同细胞膜中蛋白质和脂质的比例不同。
【规范解答】选B。由柱状图数据可知，在各种细胞膜中都含有蛋白质、脂质和糖类，但是脂质和蛋白质的含量相对较高，因此构成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，然而不同细胞膜中脂质和蛋白质的比例不同，故A、C、D正确；图中所给数据并不能显示出脂质中主要是磷脂，故B错误。
虽然组成细胞膜的脂质中主要是磷脂，但是通过题中的图示并不能分析得出这一结论。
【变式备选】最可能构成细胞膜的一组元素是( )
A.C、H、O、N B.C、H、O
C.C、H、O、P D.C、H、O、N、P
【解析】选D。本题通过考查细胞膜的组成元素间接的考查了细胞膜的成分。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类，脂质中主要是磷脂。磷脂的组成元素主要是C、H、 O、 N、P，蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N，糖类的组成元素是C、H、O，所以最可能构成细胞膜的一组元素是C、H、O、N、P。
1.欣赏下面的一首小诗，探讨分别体现了细胞膜的哪些功能。
是谁，隔开了原始海洋的动荡
是谁，奏鸣了生命的交响
是谁，为我日夜守边防
是谁，为我传信报安康
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何种模样！
提示：(1)“是谁，隔开了原始海洋的动荡”说明细胞膜将细胞与外界环境分隔开。
(2)“是谁，为我日夜守边防”说明细胞膜能够控制物质进出细胞。
(3)“是谁，为我传信报安康”说明细胞膜参与细胞间信息的交流。
2.“莲出淤泥而不染”说明细胞膜控制物质进出细胞具有什么特性？是不是所有细胞不需要的物质都不能够进入细胞呢？这说明细胞膜控制物质进出又具备什么特性呢？
提示：(1)说明细胞需要的营养物质能够进入细胞，不需要的、对细胞有害的物质不能轻易进入细胞，体现了细胞膜控制物质进出具有选择性。
(2)不是，如有些病毒、病菌也能侵入细胞。
(3)这说明细胞膜控制物质进出具有相对性。
3.用冷水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜，汤却是红色的，这说明什么问题？
提示：这说明只有活细胞才能够有选择性地控制物质进出细胞。
1.选择透过性膜
细胞膜能够有选择性地控制物质进出细胞，所以细胞膜是一层选择透过性膜。
2.细胞膜控制物质进出的条件及特性
(1)条件：活细胞。
(2)特性：选择性和相对性。
细胞膜上的糖蛋白是细胞间进行信息交流的物质基础。
典例 下列关于细胞膜功能的叙述中，错误的是
A.细胞膜的出现使细胞成为相对独立的系统
B.抗体、激素等物质在细胞内合成后，通过细胞膜分泌到细胞外
C.细胞膜参与细胞之间的信息交流
D.所有生物体都是一个繁忙而有序的细胞社会，细胞间的信息交流使之成为一个整体，从而完成生命活动
细胞膜能够控制物质进出，使细胞成为一个相对独立的但又能够与外界进行信息交流和传递的系统。
【解题关键】
【规范解答】选D。细胞膜的出现将细胞与外界环境分隔开，使其成为相对独立的系统，保障了内部环境的稳定，故A正确；抗体和有些激素不是细胞本身所需要的，会在细胞外发挥其作用，细胞膜会有选择的将其运输到细胞外，故B正确；细胞膜的功能之一是参与细胞间信息交流，故C正确；多细胞生物的细胞间的信息交流会使生物体成为一个整体，从而完成生命活动，单细胞生物的细胞间不进行信息交流，照样完成生命活动，再者并不是所有的生物都是有细胞结构的，如病毒，故D错误。
细胞膜使细胞间通过信息交流成为一个整体，但并不是所有生物体都是一个繁忙而有序的细胞社会，因为诸如病毒等生物没有细胞结构。
【误区警示】
【变式备选】用食醋和蔗糖可以将鲜蒜腌制成糖醋蒜，其原因是( )
A.醋酸与蔗糖分解后被细胞吸收
B.醋酸与蔗糖分子存在于细胞间隙中
C.腌制时间长，两种物质缓慢渗入到细胞中
D.醋酸杀死细胞，两种物质扩散到细胞中
【解析】选D。蔗糖不是鲜蒜所需要的，所以鲜蒜的细胞膜会控制不让蔗糖进入细胞，但是醋酸可以杀死细胞，使细胞膜失去了选择性控制物质进出的作用，使得两种物质均可以进入细胞中，从而制成糖醋蒜。
1.用哺乳动物的红细胞制备细胞膜的方法正确的是( )
A.把细胞放在清水里，涨破细胞
B.用针刺破细胞
C.用镊子把细胞膜剥下来
D.用石英砂研碎细胞
【解析】选A。细胞太小，用 B、C、D 三种方法皆不可取。细胞内的溶液有一定浓度，将动物细胞放在清水中时，水会通过渗透作用进入细胞，将细胞涨破，细胞内的物质流出，便可得到细胞膜。
2.细胞中脂质的作用不包括( )
A.激素的重要成分 B.储能的主要物质
C.酶的主要成分 D.细胞膜的主要成分
【解析】选C。某些激素的本质是脂质，如性激素；脂质中的脂肪是主要的储能物质；多数酶的本质是蛋白质且不含脂质；细胞膜中也含有脂质。
3.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是( )
A.细胞需要的物质可以进入细胞
B.对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C.细胞中的成分如DNA、RNA、蛋白质等不会流失到细胞外
D.致病的病毒、细菌等可能进入细胞
【解析】选C。细胞膜能够选择性地控制物质进出细胞。细胞所需要的营养物质能够进入细胞，细胞不需要的或对细胞有害的物质一般不能够进入细胞，但有的病毒或病菌也可以侵入细胞内，故A、B、D正确；细胞中的核酸作为遗传物质，一般不会流失到细胞外，但是蛋白质可分泌到细胞外起作用，如消化酶，故C错。
4.植物细胞具有一定的强度，这是由于其存在着( )
A.细胞膜 B.叶绿体 C.液泡 D.细胞壁
【解析】选D。植物细胞的细胞壁由纤维素和果胶组成，对植物细胞起支持和保护作用，使植物细胞具有一定的强度。
5.科学家揭示出电压控制的钾通道，这些通道是负责K+进出细胞的看门蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的作用，与晶体管在计算机中的作用一样。这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有( )
A.免疫功能
B.识别功能
C.控制物质进出细胞的功能
D.进行细胞间信息交流的功能
【解析】选C。本题考查了细胞膜的功能。题中信息反映出细胞膜上的蛋白质负责控制K+进出细胞，体现了细胞膜具有选择性控制物质进出细胞的作用。
6.科学家将哺乳动物(或人)的成熟红细胞特殊处理后，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将流出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。问：
(1)题中对红细胞所谓的特殊处理是____________。如果需要对血液进行稀释，那么应做的特殊处理是___________，目的是为了____________。
(2)“血影”的化学组成是______、_______、_______；其中对行使细胞膜功能有重要作用的是________，该物质是由__________经过_________而形成的。
(3)“血影”中的脂质主要是__________，其组成元素是
________。
(4)使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力( )
A.核酸酶 B.苏丹Ⅲ C.糖水解酶 D.双缩脲试剂
【解析】本题以红细胞溶血现象出现的“血影”为背景考查
了细胞膜制备、成分等知识以及学生分析问题、解决问题的
能力。(1)题中对红细胞所作的特殊处理为将红细胞放在蒸馏
水中让其吸水涨破；如果要稀释血液应该采用0.9%的生理盐
水，以维持细胞的正常的形态；(2)红细胞吸水涨破后得到的
细胞膜即为“血影”，所以“血影”的化学组成是脂质、蛋
白质、糖类， 其中蛋白质的种类和数量与细胞膜的功能的复
杂程度有关，其功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多；蛋
白质是由氨基酸经过脱水缩合而形成的；(3)“血影”中的
脂质主要是磷脂，磷脂的化学组成元素是C、H、O、N、P；(4)细胞具有识别能力的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白，是由糖类和蛋白质结合形成的，所以如果使用糖水解酶水解糖蛋白，会使细胞失去识别的功能。
答案：(1)将红细胞放入蒸馏水中 用0.9%的生理盐水稀释维持细胞的正常的形态
(2)脂质 蛋白质 糖类 蛋白质 氨基酸 脱水缩合
(3)磷脂 C、H、O、N、P (4)C
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1.科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是( )
①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构
②光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜
③植物细胞的细胞膜较薄
④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐
⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰
A.①④ B.②③ C.②⑤ D.④⑤
【解析】选D。植物细胞在细胞膜外有一层细胞壁，会给制备带来一定的麻烦。另外植物细胞同大多数的动物细胞一样具有核膜和细胞器膜等膜结构，会干扰细胞膜的制备。
2.在制备细胞膜的实验中，为获得新鲜的红细胞稀释液，向血液中加入的液体是( )
A.生理盐水
B.质量分数为12.5%的氯化钠溶液
C.蒸馏水
D.质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液
【解析】选A。注意题中只是要得到红细胞的稀释液，而不是使红细胞破裂或皱缩。在质量分数为12.5%的氯化钠溶液和质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液中，红细胞都会失水皱缩，在蒸馏水中红细胞则会吸水涨破；生理盐水的溶液浓度与红细胞细胞液浓度相当，红细胞能维持正常的形态。
3.下列有关细胞膜的叙述中，不正确的是( )
A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B.不同功能的细胞，其细胞膜蛋白质的种类和数量相同
C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富
D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关
【解析】选B 。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多；癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关，如会产生甲胎蛋白和癌胚抗原。
4.(2011·泰州高一检测)美、英研究人员相继宣布“去除排斥基因”的猪已经降生。人们可望利用这种猪大量“生产”适用于移植手术的器官。在此之前如果把猪器官移植给人体，人体的免疫系统能识别猪细胞上的X物质，从而发生强烈的排斥反应。X物质所处的位置和化学成分分别是( )
A.细胞膜 磷脂
B.细胞膜 糖蛋白
C.细胞核 脱氧核糖核酸
D.细胞质 蛋白质
【解析】选B。器官移植的过程中发生免疫排斥反应是由于细胞膜上有糖蛋白，其参与细胞之间的信息交流。
5.胰岛细胞和神经细胞的细胞膜功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中( )
A.脂质不同 B.磷脂不同
C.蛋白质不同 D.水不同
【解析】选C。细胞膜中的磷脂分子构成细胞膜的结构基础，而细胞膜功能的不同主要是因为构成细胞膜的蛋白质不同，蛋白质种类和数量越多，细胞膜的功能就越复杂。
6.以下各种生物都具有细胞壁且成分相同的是( )
A.白菜、衣藻、水绵
B.变形虫、草履虫、蘑菇
C.灵芝、肺炎球菌、酵母菌
D.大肠杆菌、烟草、小麦
【解析】选A。白菜、烟草、小麦属高等植物，水绵、衣藻属低等植物，细胞壁的成分是纤维素和果胶；变形虫、草履虫属单细胞原生动物，不具备细胞壁；蘑菇、灵芝、酵母菌为真菌，细胞壁成分通常是几丁质；肺炎球菌和大肠杆菌属原核生物，细胞壁成分是肽聚糖。
【规律方法】细胞壁的成分
通常植物、细菌、真菌具有细胞壁，但成分不尽相同，总结如下：
(1)植物细胞壁的主要成分：纤维素和果胶。
(2)细菌细胞壁的主要成分：肽聚糖(蛋白质和糖类的复合物)。
(3)真菌细胞壁的主要成分：几丁质。
7.下列说法中，错误的是(多选)( )
A.多细胞生物实现各个细胞间的协调配合只依靠细胞间的信息交流
B.细胞膜功能的复杂程度主要与磷脂有关
C.细胞膜对物质的选择性主要由细胞是否需要决定，而与物质相对分子质量的大小基本无关
D.环境中的一切有害物质均不能通过细胞膜进入细胞内，而细胞内的一切营养物质也不可能通过细胞膜排到细胞外
【解析】选A、B、D。多细胞生物各个细胞间的协调配合主要与细胞膜的结构和功能有关，它不仅依靠细胞间的信息交流，还依赖于细胞间物质和能量的转换；细胞膜功能的复杂程度主要与蛋白质有关，蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂；细胞膜控制物质进出的功能体现了细胞膜的选择透过性，它主要与细胞是否需要有关，与物质的大小无关；细胞控制物质进出的功能具有相对性，环境中的有害物质可能会进入细胞，如细菌、病毒。
二、非选择题(共2小题，共29分)
8.(14分)下图是细胞间的3种信息交流方式，请据图回答：
(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随①____到达全身各处，与靶细胞表面的②_____结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示_____，请举一个例子：____________________________________________。
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成______，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示_____。
(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于________的交流，这种交流大多与________有关。
【解析】本题通过图示考查了细胞之间信息交流的几种方式。细胞间的信息交流的方式多种多样，有通过信息分子传递的，如激素作用于细胞上的受体进行信息传递；有通过细胞与细胞之间直接接触来传递信息的；有通过细胞与细胞之间形成通道来传递信息的。细胞的正常生命活动的完成正是依赖于细胞之间的物质和能量的交换，以及信息的交流。
答案：(1)血液 受体
(2)细胞膜接触 与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合
(3)通道 胞间连丝 (4)信息 细胞的结构和功能
【实验·探究】
9.(15分)人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。
(1)实验课题：___________________________________。
(2)实验目的：利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质。
(3)实验原理：___________________________________。
(4)实验材料：细胞膜样液、稀释的蛋清、洁净的试管、滴管、双缩脲试剂等。
(5)实验步骤：
第一步：取洁净试管2支，编号为甲、乙。
第二步：向甲试管中滴加2 mL的细胞膜样液，向乙试管中滴
加______________________________________________。
第三步：向甲、乙两试管中各______________________。
(6)实验现象：甲试管中颜色______，乙试管中颜色______。
(7)实验结论：___________________________________。
【解析】运用检测蛋白质的原理和实验方法来检测细胞膜中含有蛋白质成分。注意这是验证性实验。实验课题的确定依据于本实验的目的，而实验原理则是为完成实验目的而寻找的依据。根据题目给定的实验材料可确定若细胞膜中有与蛋清和双缩脲试剂发生相同颜色变化的物质，则证明细胞膜中含有蛋白质成分。在设计实验时，由于考虑到是对照实验，因此，除实验中单一变量外的其他因素应相同。
答案：(1)验证细胞膜中含有蛋白质成分
(3)蛋白质与双缩脲试剂反应产生紫色现象
(5)第二步：2 mL稀释的蛋清
第三步：滴加双缩脲试剂A液1 mL，再分别加入B液4滴，振荡摇匀，观察颜色变化
(6)变为紫色 变为紫色
(7)细胞膜中含有蛋白质成分