山东省淄博市淄川般阳中学人教版高中生物必修一（导学案）3-1 细胞膜——系统的边界

第3章　细胞的基本结构
第1节　细胞膜——系统的边界
学习目标
1.简述细胞膜的成分和功能,解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。
2.选取哺乳动物成熟红细胞做制备细胞膜的实验,体验制备细胞膜的方法。
3.掌握流动镶嵌模型
一、学情调查、情景导入
体验细胞膜的制备
二、问题展示、合作探究
●探究一、实验:体验制备细胞膜的方法
下列适合制备纯净细胞膜的材料的是(　　)
A.鸡的红细胞　　　　　B.洋葱表皮细胞 C.蛙的红细胞 D.猪的红细胞
[自主总结1]
(1)(动物细胞、植物细胞)选择哪个更好 　　　　 ,原因是　 。
(2)最理想的实验材料是　　　　,原因是　 。
(3)使细胞破裂,获取细胞膜的方法是　 。
(4)细胞破裂后,再用　　　　法获得纯净的细胞膜。
●探究二、细胞膜的成分
[合作探究1]
阅读下面的材料1、2,完成下列问题。
【材料1】:1859年,欧文顿选用500 ( http: / / www.21cnjy.com )多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究,发现凡是易溶于脂质的物质,也容易穿过膜;反之,不容易溶于脂质的物质,也不容易穿过膜。(提示:化学中有物质相似相溶原理)
(1)你从以上实验得出的结论是　　　　 。
(2)联系前面所学知识,构成细胞膜的脂质有　　　　、　　　　,其中　　　的含量最丰富。
【材料2】:科学家对细胞膜化学成分做深层分析:从细胞膜上提取了某种成分,加入双缩脲试剂处理后出现紫色,若加入斐林试剂并加热,出现砖红色。
你从以上实验得出的结论是　 。
[自主总结2]
（1）细胞膜的成分
(2)细胞膜主要成分是　　　　 。
(3)细胞膜的功能与　　成分密切相关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量　　　。
●探究三、细胞膜的功能
[自主学习2]
(1)细胞膜的功能:
(2)信息交流方式:
[合作探究2]
(1)科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色 ( http: / / www.21cnjy.com )排除法”。例如,用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗
(2)科学家用显微注射器将一种叫作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
(3)用今天学的知识解释诗句“莲出淤泥而不染”的原因。
●探究四、细胞壁
[自主学习3]
(1)植物细胞壁的主要化学成分是　　　　。
(2)细胞壁的作用是　　　　。
生物膜的流动镶嵌模型
●探究一、对生物膜结构的探索历程
材料1:19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的:凡可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
(1)根据欧文顿的实验发现,你能得出什么结论
(2)最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定
(3)在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗
材料2:20世纪初,科学家 ( http: / / www.21cnjy.com )将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
(1)该实验现象说明了什么 你能得出什么结论
(2)在此实验中,为什么要选用哺乳动物的红细胞作为分离膜的材料
材料3:1925年,两位荷兰科学家E. ( http: / / www.21cnjy.com )Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞膜中的脂质,将抽提出的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层,测得其分子的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
(1)分析该实验结果,你能得出什么结论
(2)磷脂分子“头”部是亲水的,“尾”部是疏水的,请运用你学过的化学知识,解释为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层。
材料4:1959年,J.D.Robertson根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构,提出“三明治”模型。
请阅读教材P66有关该实验的文本,思考并回答下列问题。
(1)“三明治”模型认为:所有的生物膜都由　　　　三层结构构成,中间的亮层是　　　　,两边的暗层是　　　　。
(2)该模型有什么缺陷
材料5:1970年L.D.Frye和H.Edidin用荧光标记小鼠细胞和人细胞,并将二者融合。
请阅读教材P67~68有关该实验的文本,查看教材P67“图4-5荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图”,思考并回答下列问题。
(1)该实验表明什么
(2)据已有的生物知识或生活经验,请列举证明细胞膜具有流动性的证据。
●探究二、细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容
1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。请阅读教材P68文本,查看“图4-6生物膜的结构模型示意图”,思考并回答以下问题。
(1)细胞膜的主要组成成分是什么
(2)细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2]
根据教材P68“图4-6生物膜的结 ( http: / / www.21cnjy.com )构模型示意图”及膜的流动镶嵌模型的基本内容,以小组为单位制作生物膜的结构模型。然后以小组为单位进行展示、交流与讲解,并进行总结。
[自主总结]
生物膜的流动镶嵌模型
(1)生物膜的流动镶嵌膜型认为　　 ( http: / / www.21cnjy.com )　　构成了膜的基本支架,这个支架不是　　　　的,而是具有　　　　;蛋白质分子有的　　　　在磷脂双分子层表面,有的部分或全部　　　　磷脂双分子层中,有的　　　　整个磷脂双分子层。大多数蛋白质也是可以运动的。
(2)在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质与糖类结合成的　　　　,叫作糖被。它在细胞生命活动中有重要功能,如细胞识别、信息交流、保护和润滑等。
(3)生物膜的结构特点是　　 　　;功能特性是　　 　　。
三、达标训练、巩固提升
1.在制备细胞膜的实验中常用新鲜成熟的哺乳动物的红细胞作材料,是因为(　　)
A.哺乳动物红细胞在水中容易涨破B.哺乳动物红细胞容易收集
C.哺乳动物红细胞内没有核膜、线粒体膜等细胞器膜
D.哺乳动物红细胞的细胞膜在分离时容易沉淀
2.动物细胞和植物叶肉细胞的功能差异较大,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
3.大肠杆菌的细胞膜的主要成分是(　　)
A.蛋白质和多糖 B.多糖和脂质 C.脂质和核酸 D.蛋白质和脂质
4.下列有关细胞膜的叙述,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不同
C.组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富 D.组成细胞膜的化学元素只有C、H、O、N
5.下列关于真核细胞生物膜的叙述,正确的是(　　)
A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
C.变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
6.从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色;若加入斐林试剂并
加热,出现砖红色。该成分是(　　)A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白
7.苋菜细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将苋菜的叶片切成小块后放入水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随着水温的升高,水的颜色逐渐变红,其原因是(　　)
A.细胞壁在加温后受到破坏
B.水温升高,花青素的溶解度加大
C.加热使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的功能
D.加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜
8.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是(　　)
A.吞噬细胞对抗原处理后,以直接接触方式将抗原呈递给T细胞
B.玉米植株细胞之间通过胞间连丝相互连接交流信息
C.胰岛素调节靶细胞对血糖的摄取 D.有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病
9.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,其功能是(　　)
A.保护和交换作用 B.保护和吸收作用 C.保护和支持作用 D.支持和吸收作用
10.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出细胞
B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
D.由于细胞膜的存在,致病的病毒、细菌等不能进入细胞
1.细胞膜上一般不含有(　　)A.胆固醇　　　B.磷脂C.血红蛋白 D.糖蛋白
2.细胞膜在结构、功能上的特性依次是(　　)
①选择透过性　②流动性　③主要由脂质、蛋白质组成④信息交流　⑤控制物质出入
A.②① B.③①C.③④ D.②⑤
3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是(　　)
A.糖蛋白 B.磷脂C.脂肪 D.核酸
4.变形虫任何部位都能伸出伪足,人体某些白细胞能吞噬病菌,这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的(　　)A.保护作用 B.流动性C.主动运输 D.选择透过性
四、知识梳理、归纳总结
五、预习指导、新课链接
第1节　细胞膜——系统的边界
[自主学习1] D
[自主总结1]
(1)动物　动物细胞没有细胞壁
(2)人或哺乳动物成熟的红细胞　人或哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器
(3)将细胞置于蒸馏水中,使其吸水涨破
(4)离心
[合作探究1]
材料1:(1)细胞膜中含有脂质　(2)磷脂　胆固醇　磷脂
材料2:细胞膜中含有蛋白质、糖类
[自主总结2]
(1)脂质(主要是磷脂)　占50%　蛋白质　占40%　糖类　占2%~10%　(2)脂质和蛋白质　(3)蛋白质　越多
[自主学习2]
(1)将细胞与外界环境分隔开　控制物质进出细胞　进行细胞间的信息交流
(2)激素　精子　卵细胞　胞间连丝
[合作探究2]
(1)“染色排除法”利用了 ( http: / / www.21cnjy.com )活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。而死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能,所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内,使其被染色。
(2)伊红不能通过细胞膜进出细胞,细胞作为一个完整的系统,它是有边界的。
(3)细胞膜具有控制物质进出的作用,它只吸收淤泥中对细胞有用的水和无机盐。
[自主学习3]
(1)纤维素和果胶　(2)支持和保护作用
课时检测
1.C　2.C　3.D　4.D　5.A　6.C　7.C　8.D　9.C
10.D　11.D
12.(1)C　(2)蒸馏水　离心　(3)紫
生物膜的流动镶嵌模型
导入新课
弹力布;细胞膜很薄,是细胞这个生命系统的边界。细胞膜是选择透过性膜,能够控制物质的进出,让一部分物质通过,其他物质不能通过。植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们,细胞能够在一定范围内胀大和缩小,说明细胞膜具有一定的弹性。塑料袋只能满足作为系统边界的要求,普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求,只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。
探究新知
[合作探究1]
材料1:(1)膜是由脂质组成的。
(2)最初的认识是通过对实验现象的推理分析得出的。
(3)有必要对膜的成分进行提取与鉴定。
材料2:(1)膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(2)哺乳动物成熟的红细胞没有除细胞膜外的其他膜结构,用之易获得纯净的细胞膜。
材料3:(1)由该实验可得知:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
(2)磷脂分子的“头”部亲水,所以在空气—水界面上磷脂分子是“头”部向下与水面接触,“尾”部则朝向空气一侧。
材料4:(1)蛋白质—脂质—蛋白质　脂质分子　蛋白质分子
(2)该模型认为膜是静态的,对细胞的生长、运动、物质交换等现象都不好解释。
材料5:(1)该实验表明细胞膜具有流动性。
(2)变形虫的变形运动、细胞分泌物的分泌过程、精子与卵细胞的融合等,都能表明细胞膜具有流动性。
[自主学习]
(1)细胞膜主要由磷脂和蛋白质分子组成。
(2)磷脂双分子层构成了膜的基本支架。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的嵌入磷脂双分子层之中,有的横跨整个磷脂双分子层。
[自主总结]
(1)磷脂双分子层　静止　流动性　镶　嵌入　贯穿于
(2)糖蛋白
(3)具有一定的流动性　选择透过性
课时检测
1.C　2.A　3.A　4.B　5.C　6.A　7.C　8.B　9.C
10.B
11.(1)C　(2)清水　离心　(3)A
(4)细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层