课件57张PPT。第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜——系统的边界一、体验制备细胞膜的方法
1.实验原理:动物细胞放在_____里,细胞_____,细胞内的
物质流出即可得到_______。
2.实验材料:
(1)材料:人或其他哺乳动物的___________。
(2)原因:这样的细胞中没有_____________________。清水涨破细胞膜成熟红细胞细胞核和众多的细胞器3.实验过程及结果:红细胞增大内容物二、细胞膜的成分
1.
2.成分与功能的关系:功能越复杂的细胞膜,_______的种类
和数量越多。脂质磷脂蛋白质糖类蛋白质三、细胞膜的功能
1.将细胞与_________分隔开。
2.控制物质进出细胞:营养物质废物外界环境3.进行细胞间的信息交流:
将下列信息交流的方式与实例连接起来:四、细胞壁
1.主要成分:_____________。
2.主要功能:对植物细胞有___________作用。纤维素和果胶支持和保护1.思考辨析下列说法的正误。
(1)细胞膜的制备实验中,一般不用植物细胞,因为显微镜下看不到细胞膜。( )
(2)在任何生理条件下,细胞膜的成分都不发生变化。( )
(3)细胞膜可以控制物质的进出。( )
(4)植物细胞间的信息交流可以通过胞间连丝进行。( )答案:(1)×。分析:细胞膜的制备实验中,一般不用植物细胞的原因是植物细胞有细胞壁,不容易破坏,且细胞质中含有复杂的细胞器。
(2)×。分析:细胞在癌变的过程中,细胞膜的成分发生变化,有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。
(3)√。
(4)√。2.下列有关细胞膜制备及观察的叙述,正确的是( )
A.鸡的红细胞是最佳的实验材料
B.若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用蛋白酶去除细胞壁
C.制备细胞膜应先利用吸水涨破法,再利用差速离心法获取
D.可以用高倍镜直接观察细胞膜
【解析】选C。细胞膜的制备及观察一般选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料,去除植物细胞壁要用纤维素酶和果胶酶进行酶解法处理,观察时应先用低倍镜进行观察,再用高倍镜观察。3.肝细胞和甲状腺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。决定细胞膜功能复杂程度的是蛋白质的种类和含量,不同细胞膜功能差别较大,就是由蛋白质的种类和数量不同引起的。4.细胞膜上一般不含( )
A.胆固醇 B.磷脂 C.血红蛋白 D.糖蛋白
【解析】选C。细胞膜主要由脂质(磷脂最丰富)、蛋白质和少量的糖类构成,胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分,血红蛋白是红细胞内的重要成分,细胞膜上无血红蛋白。5.下列不属于细胞膜控制物质进出的是( )
A.细胞需要的营养物质从外界进入细胞
B.细胞产生的废物排到细胞外
C.激素作用于靶细胞
D.有些病菌、病毒也可能进入细胞
【解析】选C。A、B、D都体现了细胞膜控制物质进出的作用,激素作用于靶细胞属于细胞间信息传递。6.下列各项中,不属于细胞膜功能的是( )
A.控制某些分子和离子进出细胞
B.细胞识别
C.合成蛋白质
D.使细胞具有相对稳定的内部环境
【解析】选C。合成蛋白质不是细胞膜的功能。一、细胞膜的制备实验及成分
1.制备实验:
(1)选取哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的原因。
①无细胞壁
②无细胞核和众多的细胞器,避免细胞膜、核膜和细胞器膜
分离的环节。
③红细胞数量多,材料易得。a.易吸水涨破,使内容物流出
b.避免去除细胞壁的环节(2)实验流程:
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(由低倍镜→高倍镜)
↓ 滴清水:在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水,注意不要把细胞
吸跑,同时在另一侧用吸水纸吸引(引流法)
↓
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(3)制备实验的注意事项。
①取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是:
a.使红细胞分散开,防止凝集成块。
b.使红细胞暂时维持原有的形态。
②操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。
③滴蒸馏水时应缓慢,边滴加边用吸水纸吸引,注意不要把细胞吸跑,同时用显微镜观察红细胞的形态变化。2.细胞膜的成分:【点拨】制备细胞膜的选材
(1)不能选鸡血细胞,因为鸡血细胞含有细胞核及各种细胞器,不易得到纯净的细胞膜。
(2)不能选植物细胞,因为植物细胞必须去掉细胞壁,步骤相对繁琐。【拓展深化】细胞膜中磷脂成分的鉴定
(1)用溶解脂质的溶剂处理细胞膜,细胞膜被破坏。
(2)脂溶性物质能够优先通过细胞膜。
(3)用磷脂酶处理细胞膜,细胞膜被破坏。【微思考】
(1)如果实验过程不是在载物台上的载玻片上操作,而是在试管中进行,怎样才能获得较纯净的细胞膜?
提示:红细胞破裂后,再经过离心、过滤就可获得纯净的细胞膜。
(2)实验中用显微镜观察刚制作的血液临时装片,目的是什么?
提示:目的是了解红细胞的正常形态、特点,以便与引流操作后的红细胞形成对照。1.(制备细胞膜所用试剂)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。注意题干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;生理盐水能够使红细胞维持正常的形态。2.(体验制备细胞膜的方法)某探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,请你设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜,并对其成分进行检验。
(1)应选取人的哪种细胞做实验( )
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 法获得纯净的细胞膜,将膜成分分离提纯后,用 试剂可检验其中的蛋白质,具体现象是 。【解题关键】解答本题的关键是:
(1)明确制备细胞膜的方法步骤。
(2)知道细胞膜的组成成分。
【解析】制备细胞膜应选取哺乳动物成熟的红细胞,因为其内没有线粒体、核膜等多种膜结构,当它置于蒸馏水中,将吸水涨破。蛋白质遇双缩脲试剂发生紫色反应,根据这一特性可以检验细胞膜中有无蛋白质的存在。
答案:(1)A (2)蒸馏水
(3)离心 双缩脲 溶液出现紫色3.(细胞膜的成分)下图表示各种细胞膜组成成分的含量:图示能说明的是( )
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【解题关键】解答本题的关键是识别图中不同细胞膜在成分上的共同点和含量上的差异性。
【解析】选B。由图中数据可知,细胞的组成成分有蛋白质、脂质和糖类,但主要成分是蛋白质和脂质,A项错误;细胞膜的功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多,C项错误;蛋白质在细胞间的信息交流中有重要作用,但由图中信息不能得出该结论,D项错误。【延伸探究】
(1)题2中为什么要获得较纯净的细胞膜?
提示:便于研究细胞膜的结构和组成成分。
(2)题3图中显示髓鞘细胞膜上蛋白质含量较少,为什么?
提示:髓鞘主要起保护作用,很少进行物质运输和识别,功能较简单。【变式训练】下列各项中,对生物膜化学成分的表述,最全面的是( )
A.蛋白质、糖类、脂肪 B.糖蛋白、脂质
C.蛋白质、糖类、脂质 D.脂质、蛋白质
【解析】选C。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。二、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开:保障细胞内部环境的相对稳定。
2.控制物质进出细胞:细胞膜的控制作用具有普遍性与相对性。(1)细胞膜的控制作用具有普遍性。
①可“进”的物质:营养物质。
②不易“进”的物质:细胞不需要或对细胞有害的物质。
③可“出”的物质:抗体、激素等物质和细胞产生的废物。
④不可“出”的物质:细胞内的重要成分。
(2)细胞膜控制作用的相对性:环境中对细胞有害的物质,以及病菌、病毒等病原体也能侵入细胞,使生物体患病。3.进行细胞间的信息交流:
(1)一些细胞(如分泌细胞)分泌一些物质(如激素),通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞),被靶细胞的细胞膜表面的受体(成分为糖蛋白)识别,引起靶细胞的生理反应(图示如下)。(2)相邻两个细胞的细胞膜直接接触,通过糖蛋白识别,将信息从一个细胞传递给另一个细胞(图示如下)。
(3)高等植物细胞间的识别主要是通过胞间连丝来实现的(图示如下)。【点拨】细胞膜的结构与功能
(1)细胞膜控制物质进出的作用是通过细胞膜上的蛋白质来完成的。
(2)细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成糖蛋白,具有识别、信息传递等作用。【微思考】
(1)植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁的原因是什么?
提示:植物细胞最外层是细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶,细胞壁不具有生命活性,是全透性的,故不能作为植物细胞“系统的边界”。
(2)细胞不需要的物质一定不能通过细胞膜吗?试举例说明。
提示:不一定,如病毒、病菌等可以通过细胞膜。细胞膜控制物质进出的作用是相对的。1.(细胞膜控制物质进出的功能)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色,可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中,仅有死亡细胞的核会被染色,活细胞则不着色,但将PI注射到活细胞中,则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是( )
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同
B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PI
D.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入【解题关键】解答本题的关键是:
(1)理解题干中的内容:活细胞不着色,死细胞着色。
(2)明确细胞膜控制物质进出的功能。
【解析】选D。活细胞的细胞膜可控制物质出入细胞,维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质,因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后,细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失,溶于水中的物质(如PI)都可以通过,从而使细胞核着色。2.(细胞膜的信息传递功能)细胞之间通过信息交流,保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是( )A.B细胞与乙细胞上受体的化学本质都是糖蛋白
B.图2可以表示精子与卵细胞的识别
C.若A细胞为胰岛B细胞,则胰岛素通过血液循环最终作用于机体的肝细胞、肌细胞等靶细胞
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构【解题关键】解答本题的关键点是:
(1)准确读取图中信息;
(2)判断细胞间信息交流的方式。
【解析】选D。选项A,细胞膜上受体的本质是糖蛋白;选项B,图2表示的是细胞的直接接触,精子和卵细胞的识别就属于此种方式;选项C,胰岛B细胞产生的胰岛素通过血液循环到达肝脏和肌肉,靶细胞上的受体与胰岛素作用,从而实现信息交流;选项D,高等植物的细胞间通过胞间连丝进行信息交流不需要受体的作用。【延伸探究】
(1)题1中的结论可用来判断细胞的死活吗?
提示:可以。活细胞的细胞膜具有控制物质进出的作用,死细胞的细胞膜没有该功能。
(2)题2中图1和图2细胞间信息交流的方式有何不同?
提示:图1的信息交流是细胞通过分泌物间接传递信息,图2是两个细胞间直接传递信息。【变式训练】下列有关细胞间信息交流的说法,不正确的是
( )
A.不同细胞之间必须相互接触才能传递信息
B.能在细胞之间传递信息的物质并不都是激素
C.高等植物细胞间的胞间连丝有信息交流作用
D.细胞间的信息交流有利于整个生物体完成相应的生命活动【解析】选A。细胞间进行信息交流的主要方式有三种:通过化学物质传递,但该化学物质不一定是激素;接触传递;通道传递,如胞间连丝。细胞间的信息交流有利于整个生物体完成相应的生命活动,这是信息交流的意义。课题:信息推断类题目——细胞膜的结构与功能
【示范案例】科学家在进行细胞膜化学成分分析时,采用哺乳动物或人的红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来,使其在空气和水界面上铺展成单分子层,所形成的薄膜面积是原来细胞表面积的二倍。(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象? 。
(2)红细胞溶血后,溶出细胞外的红色物质主要是 。
(3)“血影”中主要化学成分是 。
(4)脂质单分子层的面积是细胞表面积的二倍,这说明了
。【审题】模板构建·思路导引
关键信息┄→本题以文字为信息载体考查细胞膜的组成成分,其关键信息为提取出脂质铺成单层,其面积为细胞表面积的二倍
分析推理┄→细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,其脂质主要是磷脂,单层的磷脂面积是细胞表面积的二倍
得出结论┄→细胞膜中的磷脂分子两层排布,即细胞膜由两层磷脂分子组成【答题】规范答案·警示失误
(1)将红细胞浸泡在蒸馏水中
(2)血红蛋白
(3)脂质和蛋白质
错答:蛋白质
错因:没有仔细审题,不清楚“血影”是什么物质,由题干信息可知,血影就是纯净的细胞膜。
(4)细胞膜由两层脂质(磷脂)分子组成
错答:细胞膜含有脂质
错因:不能正确处理、分析题中相关信息,只注意到“脂质”,而忽视了“二倍”关系。【解析】(1)红细胞没有细胞壁,将其浸泡在蒸馏水中,会吸水涨破。
(2)红细胞吸水涨破后,其所含的血红蛋白溶出。
(3)根据题中信息,“血影”为红细胞纯净的细胞膜,而细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(4)由“所形成的薄膜面积是原来细胞表面积的二倍”这一信息,可推断脂质分子在细胞膜中呈两层排布,即细胞膜由两层脂质(磷脂)分子组成。【类题试解】
1.(2014·郑州高一检测)据最新研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞膜的受体结合,使内皮素失去作用。上述材料体现了细胞膜( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间的信息交流
D.组成成分主要为磷脂和蛋白质【解析】选C。由题干信息可知,内皮素拮抗剂可以和黑色素细胞膜受体结合,使内皮素失去作用,故体现了细胞膜的信息交流功能。2.科学家揭示出电压控制的钾通道,此通道是负责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。由题干信息“此通道是负责K+进出细胞的看门蛋白质”可知,细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。3.(2013·宜昌高一检测)在光学显微镜下观察某动物细胞时看到,用微针触碰细胞表面时,细胞表面有弹性,可以伸缩。下列分析正确的是( )
A.这一实验事实证明了细胞膜具有选择透过性
B.这一实验事实能够确定细胞膜的存在
C.这一实验事实表明细胞膜可以看作一层半透膜
D.这一实验事实表明在光学显微镜下能看见细胞膜
【解析】选B。由题干描述可知,在细胞的外侧有一层边界的存在,并且该细胞为动物细胞,由此可判断为细胞膜。课件33张PPT。第3章 细胞的基本结构第1节 细胞膜——系统的边界【思考】科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。此实验说明了什么?1.细胞膜的成分和功能。(难点)
2.体验制备细胞膜的方法。
3.简述细胞膜的组成成分。(重点) 请从下面细胞中选出适合作为研究细胞膜材料的细胞,并说明理由。一、细胞膜的成分提示:因为人和其他哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器,易制得纯净的细胞膜;无细胞壁,细胞容易吸水涨破。【思考】为什么要用哺乳动物成熟的红细胞作为材料来研究膜的组成?1.选材:猪(哺乳动物)新鲜的红细胞稀释液(加适量生理盐水)。2.制作装片:3.观察:低倍镜到高倍镜→滴蒸馏水→引流→观察4.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。 实验方法步骤【思考】为什么用生理盐水稀释红细胞?提示:使红细胞维持原有的形态,防止凝结成块。【思考】如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜?提示:细胞破裂后细胞内容物流出,细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样,可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开,得到较纯的细胞膜。【警示】
1.所取实验材料是哺乳动物的成熟红细胞,而不能是鸡血细胞,因为鸡血细胞含有细胞核和多种细胞器。
2.若在试管中制备细胞膜,还必须经过离心滤去上清液,才能得到较纯净的细胞膜。离心原理是细胞膜碎片与细胞内其他物质相比,密度较大,离心后会沉到试管底部。磷脂最丰富在细胞膜行使功能时起重要作用 细胞膜的成分功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。细胞膜的结构模型【例1】组成细胞膜的主要成分是( )
A.磷脂、蛋白质、糖类
B.糖脂、糖蛋白
C.脂质、蛋白质、无机盐
D.磷脂、蛋白质、核酸A【解题关键】解答本题的关键是从“成分”入手,通过分析找到选项。
【解析】在组成细胞膜的各成分中,脂质约占50%,其中最丰富的是磷脂,蛋白质约占40%,糖类约占2%~10%。二、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开原始海洋景观图 膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统,为细胞的生命活动提供了一个稳定的内部环境。不需要或对细胞有害的物质需要的物质废物释放到细胞外发挥作用的物质演示2.控制物质进出细胞【警示】细胞膜的控制作用是相对的3.进行细胞间的信息交流演示靶细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子膜上接受信号分子的受体相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。3.进行细胞间的信息交流演示相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用3.进行细胞间的信息交流【例2】细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪
些方面( )
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
②细胞产生的代谢产物也要排出细胞
③细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞
④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④A【解题关键】解答本题的关键是从“控制”入手,通过对比分析找到选项。
【解析】细胞膜对物质进出细胞的控制作用是相对的,环境中一些有害物质也能进入细胞,如某些病菌和病毒侵入机体细胞,使生物体患病。三、细胞壁主要成分:纤维素和果胶主要功能:支持和保护【思考】细胞最外层的结构一定是细胞膜吗?思考:细菌细胞壁的成分也是纤维素和果胶吗?不是, 成分为肽聚糖【例3】在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下,
下列能行之有效的除去细胞壁的是( )
A.蛋白酶 B.盐酸 C.纤维素酶 D.淀粉酶【解题关键】除去细胞壁首先从细胞壁的成分出发,结合选项选择最佳的去除方法。
【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,用纤维素酶可分解纤维素,除去细胞壁,而不伤害其他结构。C细 胞 膜制 备成 分原 理步 骤蛋 白 质脂 质糖 类功 能控制物质进出细胞将细胞与外界
环境分隔开进行细胞间的信息
交流1.在制备细胞膜的实验中,把红细胞放入蒸馏水中
的目的是( )
A.溶解细胞膜 B.清洗细胞
C.使红细胞吸水涨破 D.溶解细胞质C2.在哺乳动物受精的过程中,精子能够与卵细胞相互
识别,精子头部钻入卵细胞中,与卵细胞发生结合,
当一个精子进入后,细胞发生变化,不再让其他精子
进入。这一现象体现了细胞膜能够( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定
B.控制物质进出细胞
C.促进卵细胞摄入所需要的精子
D.进行细胞间的信息交流D3.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,主要原因是( )
A.哺乳动物红细胞容易得到
B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构
C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破
D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到B4.根据下图回答下列问题(1)图中反映的是细胞膜的________的功能。
(2)图中甲表示的是________的细胞,乙表示的是________细胞。
(3)图中1表示______________,2表示________细胞膜上的________,其化学实质是____________。
(4)一般认为细胞识别的分子基础是受体。受体主要指细胞膜中的________,它对细胞外信号分子的结合有特异性。【解析】细胞间信息交流的方式有三种,其中题图表示的是细胞间的直接接触,信号分子与靶细胞膜上的受体识别和结合,使信息从一个细胞传递给另一个细胞,靶细胞上的受体一般是蛋白质分子。答案:(1)信息交流
(2)发出信号 靶
(3)与膜结合的信号分子 靶 受体 蛋白质(通常为糖蛋白或脂蛋白)
(4)蛋白质地球上一切美丽的东西都来源于太阳,而一切美好的东西都来源于人。
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课时提升作业(八)
细胞膜——系统的边界
(20分钟 50分)
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1.(2013·南宁高一检测)下列选项中最可能是构成细胞膜的一组化学元素是
( )
A.C、H、O、N、Fe B.C、H、O
C.C、H、O、P D.C、H、O、N、P
【解析】选D。细胞膜主要由蛋白质和脂质组成,蛋白质含有C、H、O、N,脂质中的磷脂是组成细胞膜的主要成分,含有P。因此最可能的组成细胞膜的元素是C、H、O、N、P。
2.(2014·宜昌高一检测)下列关于细胞膜的组成和功能的叙述,错误的是( )
A.动物细胞膜有保护作用
B.细胞膜能将细胞与外界环境分隔开
C.细胞膜都含有磷脂、蛋白质、胆固醇、少量糖类
D.细胞膜能够完成信息交流
【解析】选C。动物细胞没有细胞壁,细胞膜在外层具有保护作用,A正确;细胞膜能将细胞与外界环境分隔开,保证了细胞内部环境的相对稳定,B正确;胆固醇是动物细胞膜的特有成分,植物细胞膜中不含胆固醇,C错误;细胞膜还有信息交流的功能,D正确。
3.(2014·广州高一检测)典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成上的重量百分比( )
A.35%脂质,45%蛋白质,5%糖类,10%RNA
B.50%脂质,40%蛋白质,5%糖类,0%RNA
C.20%脂质,75%蛋白质,0%糖类,0%RNA
D.60%脂质,30%蛋白质,0%糖类,5%RNA
【解析】选B。典型的细胞膜中主要含脂质和蛋白质,除此之外,还有少量的糖类。
4.(2014·苏州高一检测)下列过程主要与细胞膜的功能有关的是( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定
B.合成与分泌激素
C.红细胞运输氧气
D.激素在血液中的运输
【解析】选A。细胞膜的主要功能之一是保障细胞内部环境的相对稳定,A正确;细胞膜不能合成激素,B错误;红细胞运输氧气是血红蛋白的作用,C错误;激素在血液中的运输是血浆的作用,D错误。
5.(2013·娄底高一检测)在哺乳动物受精的过程中,精子能够与卵细胞相互识别,精子将其头部钻入卵细胞中,与卵细胞发生融合,当一个精子进入后,细胞发生变化,不再让其他精子进入。这一现象体现了细胞膜能够( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定
B.控制物质进出细胞
C.促进卵细胞摄入所需要的精子
D.进行细胞间的信息交流
【解析】选D。哺乳动物受精过程中精子能够与卵细胞相互识别,是细胞间信息交流的体现。
6.细胞膜对物质进出的控制作用主要体现在哪些方面( )
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
②细胞产生的代谢废物可以排出细胞
③细胞内核酸等重要的成分不会流出细胞
④环境中一切有害物质都不能通过细胞膜进入细胞
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【解析】选A。细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的,环境中的有害物质也可能进入细胞,如重金属离子、病毒、病菌等。
【变式训练】细胞膜将细胞与外界环境分隔开的作用不包括( )
A.保障了细胞内部环境的相对稳定
B.将生命物质与外界环境分隔开
C.使细胞成为相对独立的系统
D.使细胞内物质不能流失到细胞外,细胞外物质不能进入细胞内
【解析】选D。细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定,细胞膜还能控制物质进出细胞,细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞内,细胞不需要的或者对细胞有害的物质不容易进入细胞内。
7.(2013·保定高一检测)将小麦种子浸泡在红墨水中10 min后,取出剖开,发现胚为白色,胚乳为红色,这说明( )
A.胚有活性,胚乳死亡 B.胚已死亡,胚乳有活性
C.胚和胚乳均有活性 D.胚和胚乳均死亡
【解析】选A。由题意可知,红墨水中的色素分子不能进入胚细胞内,但已进入胚乳细胞中,而色素分子不是细胞所需要的物质,因此具有活性的细胞不会选择不需要的物质,不会被染成红色。反之,如被染色,说明细胞膜失去了控制物质进出的功能,也就意味着细胞已死亡。
【方法规律】判断细胞死活的方法
(1)染色排除法:如用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成淡蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断出细胞的死活。
(2)观察细胞质是否流动:活的细胞由于不断进行代谢,细胞质是流动的,而死细胞的细胞质是不会流动的。
(3)观察质壁分离和复原:活的、成熟的植物细胞由于细胞膜具有选择透过性,会在高浓度溶液中发生质壁分离,并在低浓度溶液中自动复原,而死的植物细胞不会发生这种现象。
8.(2013·保定高一检测)取两种不同的海绵动物,使其细胞分散成单个状态,然后掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才相互结合。这一实例体现细胞膜的哪一功能( )
A.细胞识别 B.免疫
C.控制物质进出 D.排泄
【解析】选A。同种细胞的细胞膜上的受体能相互识别进行信息交流,从而相互结合。
二、非选择题(共18分)
9.对细胞膜结构和组成的研究经历了一个漫长的过程。请根据所学知识,回答下列问题。
(1)研究人员选用500多种化学物质对细胞的透性进行上万次的研究。发现:凡是溶于脂肪的物质,也很容易穿过膜,反之,不容易溶于脂肪的物质,也不容易穿过膜。这表明:细胞膜是由 构成的。
(2)将人的红细胞置于蒸馏水中,红细胞发生的形态变化是 ,这是
作用的结果。将加有红细胞的蒸馏水放置一段时间后,在该液体的 (填“上”“中”“下”)层能得到破碎的细胞膜。
(3)研究人员发现蛋白酶能够使细胞膜被破坏,这表明:
。
(4)通过有关方法,测得多种膜的化学成分,如表。
物质种类
膜的类别
蛋白质(%)
脂质(%)
主要是磷脂
糖类(%)
变形虫细胞膜
54
42
4
小鼠肝细胞膜
44
52
4
人红细胞膜
49
43
8
线粒体内膜
76
24
0
菠菜叶绿体片层膜
70
30
0
表中数据显示,细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是
;主要区别是
。
【解析】(1)根据物质的相似相溶原理可以判断出细胞膜中含有脂质。
(2)根据渗透作用原理可以判断出红细胞放入蒸馏水中会吸水涨破;细胞膜比重小,会存在于溶液的上层。
(3)蛋白酶能使蛋白质分解,所以细胞膜中含有蛋白质。
(4)由题中表格可看出各种膜的主要组成成分相同,都有蛋白质和脂质;分别比较每种成分在不同膜中的含量,可得出细胞膜与细胞器膜组成的主要区别。
答案:(1)脂质
(2)(吸水)膨胀,甚至破裂 渗透 上
(3)细胞膜上有蛋白质
(4)主要由蛋白质和脂质组成 细胞器膜中蛋白质含量较高,脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不同;或细胞膜含糖,而细胞器膜不含糖)
(30分钟 50分)
一、选择题(共6小题,每小题4分,共24分)
1.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前,已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是( )
A.动物细胞有明确的边界
B.植物细胞有明显的固定形态
C.细胞能够分裂
D.物质进出细胞受到控制
【解析】选D。从四个选项分析可知,D项能够体现出细胞膜的特性;植物细胞具有明显的固定形态是因为具有细胞壁;动植物细胞都有明确的边界;细胞能够分裂不能体现细胞膜的存在。
2.(2014·揭阳高一检测)下列哪项不是细胞膜的重要功能( )
A.具有保护细胞的作用
B.与细胞的物质交换关系密切
C.与细胞的遗传有重要关系
D.与细胞识别、分泌、免疫等有密切关系
【解析】选C。细胞膜是细胞外层具有保护作用的结构,A正确;细胞膜还可以控制物质的进出,B正确;细胞膜外有糖蛋白,与细胞的识别、分泌、免疫有关,D正确;细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,与细胞的遗传没有关系,其功能的复杂程度主要取决于细胞膜上蛋白质的种类和数量。
3.(2013·广州高一检测)细胞膜功能的复杂程度,主要取决于膜上的( )
A.磷脂含量 B.蛋白质的种类和数量
C.多糖的种类 D.水含量
【解析】选B。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,蛋白质是生命活动的主要承担者,因此蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度,故B项是正确的。
【方法规律】生物学的基本规律——结构决定功能
(1)细胞膜功能的复杂性取决于细胞膜上蛋白质的种类和数量。
(2)细胞功能的复杂性取决于细胞器的种类和数量。
4.(2013·绍兴高一检测)下列各项不属于细胞膜上蛋白质主要功能的是( )
A.细胞标志物 B.控制物质出入
C.催化作用 D.提供能量
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)明确膜蛋白属于结构蛋白。
(2)知道膜蛋白的功能有哪些。
【解析】选D。细胞膜上的糖蛋白可作为细胞标志物,起到识别作用;载体蛋白可控制物质进出;酶可起催化作用;膜蛋白不提供能量,属于结构蛋白。
5.(2014·南京高一检测)苋菜无论用清水怎么洗,清水中都不见红色物质,但若放入沸水中一烫,水立刻变成红色,这是因为( )
A.在清水中没有物质出入
B.在清水中细胞膜没有选择透过性
C.沸水中色素分解成小分子物质
D.沸水使细胞膜失去选择透过性
【解析】选D。细胞膜的生理功能是选择透过性,这是活细胞所特有的功能。通常情况下,色素不是细胞需要的,活细胞的细胞膜是不会让其轻易透过的,所以在清水中,红色色素是不会进入水中的。若放入沸水中,高温杀死了细胞,也使细胞膜失去了活性,破坏了其结构,就使其功能丧失,物质的出入便失去了选择性,细胞内部的色素物质就可以不受限制地释放出来,故使水变成红色。
6.下列关于植物细胞细胞壁的说法,正确的是(多选)( )
A.植物细胞都有细胞壁
B.细胞壁的化学组成中含有多糖
C.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用
D.细胞壁可控制物质进出细胞
【解析】选A、B、C。植物细胞都有细胞壁;细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,纤维素是多糖;细胞壁对植物细胞有保护和支持作用;细胞壁是全透性的,不能控制物质进出细胞。
二、非选择题(共2小题,共26分)
7.(12分)下图是细胞间的三种信息交流方式,请据图分析回答下列问题:
(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 ,请举例: 。
(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 。
【解题关键】解答本题的关键是:
(1)明确图形代表的含义。
(2)理解三种信息交流方式的特点。
【解析】细胞间信息交流的常见方式有三种:①通过血液的传送,将腺细胞分泌的物质运送到靶细胞,把信息传递给靶细胞,如激素调节;②通过细胞间的直接接触,把信息传递给另一个细胞,如精子与卵细胞相互识别和结合的过程;③相邻细胞间形成通道,由通道完成信息的相互传递,如高等植物细胞间的胞间连丝。
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
【实验·探究】
8.(14分)(能力挑战题)为探究温度对植物细胞膜通透性的影响,某同学以红甜菜根(液泡中含有花青素)进行下列实验:
a.将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出。
b.再分别放在清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。
c.测量这些溶液的花青素吸光度,得结果如图。
请回答以下问题:
(1)上述实验操作步骤的叙述存在着一个明显的不足,没有遵循实验设计的
原则。请你对上述实验中不准确的操作重新进行叙述:?
。
(2)由上图中的曲线可以得出的结论是:
。
(3)已知物质A能促进细胞膜上载体的活性。请你借助上述材料设计实验证明该观点是否正确。
材料用具:略。
实验步骤:
①取两组等量的相同大小的切片,进行编号,一组加入物质A处理一段时间,另一组 。
②将两组切片分别放在等量的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。
③ 。
结果与结论:
① ,
说明上述观点不正确;
② ,
说明上述观点正确。
【解析】(1)找出评价类实验中存在漏洞的方法:
分析修订实验方案时,首先应看有没有对照,对照设置是否合理,是否遵循实验设计的一般原则。从实验的过程看,实验的目的是探究温度对植物细胞膜通透性的影响,自变量是温度,可设置具有一定梯度的系列温度进行相互对照。还应注意无关因素的影响,通过步骤a看出使用的切片不同,也就是无关变量不同会对实验结果造成影响,所以应保持等量的原则。
(2)分析曲线含义的方法:
分析曲线时应该抓住曲线的起点、转折点等关键点的含义,并对曲线的走势作出合理的解释,结合相应的生理变化过程逐步分析,如从坐标图看,10℃~
50℃时,溶液中的花青素吸光度低且相同。随温度的继续升高,花青素的吸光度突然增大,这种变化的原因是细胞膜的通透性增大,花青素从细胞中渗出。
(3)根据实验目的找出单一变量的方法:
第二个实验的目的是为了测试A物质的作用,它是否会促进细胞膜上载体的活性,特别是对细胞膜上花青素载体活性的影响,此时物质A是实验中研究的对象,应该是实验中的单一变量,在第二个实验中温度就会变成无关变量,应保持等量原则,并且温度不能高于50℃。
答案:(1)等量 将等量的相同大小的切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出;再分别放在等量的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液
(2)受50℃以上的温度处理后细胞膜的通透性大大增加
(3)实验步骤:
①不作处理,作为对照
③测量两组溶液的花青素吸光度并进行比较
结果与结论:
①如果两组溶液的吸光度相同或相近
②如果实验组的吸光度大于对照组
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