课件53张PPT。第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能
作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中发挥重要
的作用,关于其功能的描述合理的是:_________。
①生命物质有了细胞膜,才成为相对独立的系统。
②细胞膜保障了细胞内部环境的绝对稳定。①③⑤⑥③细胞膜控制物质进出细胞时具有选择性。
④对细胞有害的物质不可能进入细胞。
⑤精子和卵细胞之间通过直接接触来识别。
⑥植物细胞之间,可以通过胞间连丝进行物质运输。
⑦细胞之间的信息交流是单向的。
⑧细胞分泌的化学物质,只会运输到靶细胞附近。二、对细胞膜成分的探索
1.探索过程:脂质磷脂胆固醇磷脂2蛋白质2.各成分的比例及功能:(2)蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密切相关,蛋白
质的___________越多,细胞膜的功能越复杂。
(3)糖类(2%～10%):与_____________结合。种类和数量脂质或蛋白质三、对细胞膜结构的探索
1.提出暗—亮—暗的三层结构:
(1)科学家:罗伯特森。
(2)模型假说:
①所有的细胞膜都由_____________________三层结构
构成。
②把细胞膜描述为_____的统一结构。
2.对静态结构提出质疑:20世纪60年代以后,科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。
蛋白质—脂质—蛋白质静态3.1970年荧光标记细胞膜实验:
(1)实验流程。(2)结合实验操作及结论,判断下列说法的正误。
①荧光标记的成分是细胞膜上的磷脂。 ( )
提示:标记的是蛋白质。×②温度越高,荧光物质扩散得越快,实验效果越好。
( )
提示:高温会损伤细胞,实验效果不一定好。
③本实验为细胞膜的流动性提供了有力证据。 ( )×√四、流动镶嵌模型的基本内容
1.发现者:_______________。
2.流动镶嵌模型的基本内容:
(1)化学组成:主要是_________________。辛格和尼科尔森磷脂分子和蛋白质 (2)两种物质组成细胞膜的方式如图:3.细胞膜的结构特点:_______。
4.细胞膜的功能特性:___________。流动性选择透过性知识点一 细胞膜的功能和成分
1.细胞膜的功能及其特点:
(1)功能图解:(2)功能特点:选择透过性。2.细胞膜成分的探索:
(1)提出问题:为什么细胞能控制物质的进出?这与细胞膜的结构有什么关系?
(2)实验观察:细胞膜对不同物质的通透性不同,脂质更容易通过。
(3)提出假说:细胞膜是由脂质组成的。(4)实验验证:
①提取细胞膜:从哺乳动物的红细胞中分离出来。
②化学分析:细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂的含量最多。
(5)引出问题:磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的呢?
(6)实验观察:磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。(7)提出假设:磷脂分子在细胞膜上也是排列成连续的两层。
(8)实验验证:
①实验材料:用丙酮提取人的红细胞中的脂质。
②现象分析:脂质在空气—水界面上铺展成单分子层,面积恰为红细胞表面积的2倍。
③结论:细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。(9)提出问题:细胞膜的成分中除脂质外还有没有其他物质?
(10)实验现象:细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
(11)推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。【思考·讨论】
1.细胞膜的成分提取出来后,根据前面所学习的知识,可以用哪些方法来分析细胞膜的化学成分?(科学探究)
提示:用双缩脲试剂检测细胞膜是否含有蛋白质;用斐林试剂检测细胞膜中是否含有还原糖;用苏丹Ⅲ检测细胞膜中是否含有脂肪。 2.取两种不同的海绵动物细胞,使其分散成单个,然后掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才能融合,这一现象体现了细胞膜的什么功能?(生命观念)
提示:进行细胞间的信息交流。【素养案例】
细胞膜作为系统的边界,对其成分的探索很多科学家做出了非常突出的贡献。下列与细胞膜有关的叙述错误的是 ( )
A.细胞膜和DNA分子共有的元素有C、H、O、N、P
B.组成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质C.哺乳动物成熟的红细胞膜中的磷脂分子在空气—水界面上铺成单层的面积是其细胞表面积的2倍
D.英国学者丹尼利和戴维森用双缩脲试剂鉴定出细胞膜中含有蛋白质【解析】选D。细胞膜主要是由脂质、蛋白质和少量糖
组成的,脂质主要含有C、H、O三种元素,有的含有N、P,
蛋白质主要含C、H、O、N,有的含P、S等,糖由C、H、O
三种元素组成。DNA的组成元素是C、H、O、N、P,故细
胞膜和DNA共有的元素有C、H、O、N、P,A项正确;在组
成细胞膜的各种成分中,脂质约占50%,其中最丰富的是磷脂,蛋白质约占40%,糖类占2%～10%,B项正确;哺乳动物成熟的红细胞的膜成分都来自细胞膜,磷脂分子排成单层的面积是其细胞表面积的2倍,C项正确;英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的表面张力,结合人们已发现的油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低,推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质,D项错误。【素养·迁移】
如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【解析】选B。从题图中可以看出,构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,蛋白质是生命活动的主要承担者,不同膜的蛋白质和脂质的含量不同,其与细胞膜的功能有关,A错误、B正确;细胞膜的功能越复杂,其所含蛋白质的数量越多,C错误;蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用,这句话本身正确,但从图中不能获取此信息,D错误。【补偿训练】
如图表示生物体内细胞间信息交流的3种方式,下列有关叙述正确的是 ( ) A.①是活细胞分泌的具有调节作用的物质,这种物质一般可作用于机体所有细胞
B.②是靶细胞对信息接收的结构基础——受体,因其具有特定的空间结构而具有特异性
C.③是指与膜结合的信号分子,信号分子与受体特异性相同,因而可以识别D.④的信息传递方式与③相同,都是通过直接接触进行信息传递 【解析】选B。图中①是细胞分泌的信号分子,一般作用于特定的细胞,A错误。特异性识别的结构基础就是特定的空间结构,B正确。③信号分子与受体分子之间的特异性识别,主要是它们的空间结构具有互补性,能够契合,而不是空间结构相同,C错误。④是通过体液传送信号分子来进行信息交流的,这与③的直接接触不同,D错误。 知识点二 流动镶嵌模型的基本内容
1.构成细胞膜的三种物质:2.细胞膜两大特点的比较:
(1)区别:(2)联系:
①图示:②分析:结构决定功能,细胞膜的结构特点流动性和其特有的蛋白质成分,是细胞膜的功能特点选择透过性的基础。
(3)影响细胞膜流动性的因素:温度、pH等。【思考·讨论】
1.温度影响细胞膜物质运输功能的原因是什么?(科学思维)
提示:温度影响磷脂分子的运动;温度影响细胞膜上蛋白质的活性;温度影响细胞内线粒体的功能,从而影响细胞膜的物质运输功能。 2.变形虫依靠伪足进行运动,这依赖细胞膜的什么特性?简要说明其在细胞生命活动中的作用。(生命观念)
提示:依赖细胞膜的流动性。流动性具有重要的生理意义,与物质运输、细胞识别、细胞融合等有关。【素养案例】
如图为细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是
( )A.根据图示我们无法判断膜内和膜外
B.②中分子的排列方向是随机而不是必然的
C.组成细胞膜的③都是可以运动的
D.①的形成与核糖体、内质网都有关系【解题导引】
(1)准确辨认图中①②③都是哪些分子。有头部和尾部的是磷脂;块状的是蛋白质;块状连着链状结构的是糖蛋白。
(2)正确理解①②③与细胞膜的结构特性、功能特性、信息交流功能的关系。 【解析】选D。①是糖蛋白,只分布在细胞膜的外表面,A项错误;由于细胞内外均为水环境,磷脂分子头向外且向内,必然需要两层磷脂分子,磷脂分子的排列方向具有必然性,B项错误;组成细胞膜的③大部分都是可以运动的,不是全部,C项错误;①的合成需要核糖体和内质网参与,D项正确。【方法规律】判断细胞膜内侧与外侧的技巧
(1)依据:细胞膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂只分布于细胞膜外侧。
(2)方法:有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜的内侧。【素养·探究】——母题追问
(1)生命观念——结构与功能观
①只分布在细胞膜外,体现了细胞膜的哪项功能?
提示:细胞间的信息交流。 (2)科学思维——分析与综合
水稻吸收的 多Ca2+少,而番茄吸收的Ca2+多
少,这主要与图中的哪种结构有关?
提示:与③蛋白质有关。细胞膜的选择透过性与蛋白质
有关,而不同矿物质离子的吸收量取决于膜的选择透过
性,所以水稻、番茄对Ca2+、 吸收量取决于细胞膜上
蛋白质的种类和数量。【素养·迁移】
如图表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述错误的是
( ) A.①在细胞膜中是不均匀分布的
B.②是细胞膜的基本支架
C.②分子的头部是亲水的
D.②是运动的,但①是静止的,所以细胞膜具有流动性【解析】选D。图中①代表的是蛋白质,细胞膜的外表面有糖蛋白,内表面没有,A项正确;②为磷脂双分子层,是细胞膜的基本支架,B项正确;磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,C项正确;组成细胞膜的①大多是可以运动的,D项错误。【课堂回眸】课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.上世纪,很多科学家参与了细胞膜成分及结构的探索,下列是关于细胞膜探索历程的叙述,正确的是__________________。?
①欧文顿发现细胞膜的主要成分是磷脂
②用苏丹Ⅲ对细胞膜成分染色,会出现橘黄色
③若用引流法提取鸡红细胞的膜成分,铺在水面后形成的单分子层面积要超过细胞表面积的两倍
④罗伯特森电镜观察结果表明细胞膜具有特定的结构
⑤O2从叶绿体进入线粒体至少要通过4层磷脂分子
【解析】选③④。欧文顿只发现细胞膜含有脂质,①错误;苏丹Ⅲ是对脂肪染色的,细胞膜含有的是磷脂,②错误;鸡红细胞除了细胞膜还有其他膜成分,铺在水面的脂质单分子层表面积会超过细胞表面积的两倍,③正确;罗伯特森观察到的暗—亮—暗三条带就意味着细胞膜是具备特定结构的,④正确;一个细胞内的O2从叶绿体内到线粒体内,至少要通过8层磷脂分子,⑤错误。
2.下列化合物与细胞膜在组成元素种类上基本相同的是 ( )
A.DNA B.蛋白质 C.核糖 D.脂肪
【解析】选A。因为细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质,其组成元素包括C、H、O、N、P,因此与其组成元素在种类上相似的是DNA。
3.异体器官移植成功最大的障碍是异体细胞间的排斥,从细胞膜的角度看这是因为 ( )
A.细胞膜由脂质和蛋白质等组成
B.细胞膜能控制物质进出细胞
C.细胞膜具有一定的流动性和选择透过性
D.细胞膜的外表面有识别功能的糖蛋白
【解析】选D。细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类,但这不是细胞膜有识别作用的物质基础,A错误;细胞膜能控制物质进出细胞,但不是细胞膜有识别作用的物质基础,B错误;细胞膜具有一定的流动性,这是细胞膜的结构特点,细胞膜具有选择透过性,这是细胞膜的功能特性,但都不是其有识别作用的物质基础,C错误;细胞膜的外表面有糖蛋白,这是细胞膜有识别作用的物质基础,D正确。
4.1972年辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上,提出了关于细胞膜的分子结构模型,即流动镶嵌模型。下列不符合细胞膜的流动镶嵌模型的说法的是 ( )
A.磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性
B.每个磷脂分子的疏水端都向内
C.嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多能运动
D.细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子之间没有联系,所以才具有流动性
【解析】选D。流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层是轻油般的流体,构成膜的基本支架,是细胞膜“流动”的基础,A正确;磷脂分子的亲水端朝向外侧,疏水端朝向内侧,B正确;蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层,大多数蛋白质可以流动,C正确、D错误。
5.借助电子显微镜观察细胞膜,可以看到两条暗带中间夹一条明带,那么关于对这两条暗带和一条明带的化学成分的说法最准确的是 ( )
A.两条暗带的成分是蛋白质,明带的成分是脂质
B.明带的成分是蛋白质,两条暗带的成分是脂质
C.两条暗带的主要成分是蛋白质,明带的主要成分是脂质
D.明带的主要成分是蛋白质,两条暗带的主要成分是脂质
【解析】选C。蛋白质分子较大,对电子束的吸收能力较强,在电镜下显示为暗带;脂质分子较小,对电子束的吸收能力较弱,在电镜下显示为明带。
【思维·跃迁】
6.如图为细胞膜结构示意图,A、B表示细胞膜的两侧。请回答下列问题:
(1)该结构模型为目前被公认的细胞膜模型,名称为?
____________________________________。?
(2)图中1表示____________________________________,动物细胞吸水时1的厚度会变小,这说明1具有__________________。?
(3)图中__________________(填图中字母)侧是细胞膜的外侧,判断的理由是_________________________________________________________________________________。?
【解析】(1)分析题图可知,该结构模型是流动镶嵌模型。(2)图中1表示磷脂双分子层,它构成膜的基本支架,动物细胞吸水时1的厚度会变小,这说明1具有流动性。(3)由于糖蛋白存在于细胞膜的外侧,因此A表示细胞膜外侧,B表示细胞膜内侧。
答案:(1)流动镶嵌模型
(2)磷脂双分子层 流动性
(3)A A侧有糖蛋白,而糖蛋白位于细胞膜的外侧
【误区警示】
磷脂双分子层不等于双层膜。如叶绿体、线粒体有两层生物膜,其中每层生物膜都是由两层磷脂分子组成的。
【拓展·探究】
7.不同生物细胞的细胞膜都可以用“流动镶嵌模型”进行描述,也都具有与功能相适应的结构,并在不同时期和特定的生理状态下发生适应性的变化。随着细胞所处温度降低到一定程度,细胞膜会发生相变,从流动的液晶态转变为固化的凝胶态。请回答下列问题:
(1)白细胞能吞噬绿脓杆菌,这一现象能说明 ( )
A.细胞膜具有一定的流动性
B.细胞膜能分隔细胞与胞外环境
C.磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架
D.细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质
(2)科学家发现细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高,细胞膜的相变温度越低。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.细胞膜中的脂肪酸链主要位于磷脂分子中
B.维持流动的液晶态是实现细胞膜功能的必要前提
C.植物细胞的细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高,耐寒性越强
D.耐寒植物细胞膜中的脂肪酸饱和度较高,且细胞膜的流动性也较高
(3)在医疗中将人工薄膜做成胶囊,把消炎剂放入里面,然后将胶囊埋入发炎部位,胶囊可依据患处发炎而引起的温度变化,及时释放出药剂,达到预期的治疗目的和治疗效果,结合本节所学知识,试从其结构和功能特点区分人工膜与细胞膜的不同。
【解析】(1)白细胞吞噬绿脓杆菌说明了细胞膜具有一定的流动性。(2)脂肪酸链主要位于磷脂分子的尾部,A正确;膜的磷脂双分子层具有液晶态的特性,它既具有晶体分子排列的有序性,又有液体的流动性,在此基础上完成膜的各项功能,B正确;细胞膜中脂肪酸链的不饱和程度越高,其相变温度越低,植物耐寒性越强,C正确;耐寒植物细胞膜中的脂肪酸不饱和程度较高,细胞膜的流动性较高,D错误。(3)人工膜只是有一定的滤过作用,由于没有生物活性,因此通透性大,选择性差。一般不能进行主动运输等需要耗能和蛋白质参与的运输。细胞膜选择性高,可以进行主动运输。
答案:(1)A (2)D (3)人工膜只是有一定的滤过作用,由于没有生物活性,因此通透性大,选择性差。细胞膜具有选择透过性。
课时素养评价 八
细胞膜的结构和功能
(20分钟·70分)
一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)
1.科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料,并利用哺乳动物的红细胞通过一定的方法,制备出纯净的细胞膜,进行了化学分析。下列有关细胞膜成分的叙述,错误的是 ( )
A.细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质
B.细胞膜上的蛋白质的种类和数量越多,功能越复杂
C.胆固醇是构成所有动植物细胞膜的成分之一
D.最初对细胞成分的认识是通过对现象的推理分析
【解析】选C。细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,其中脂质约占50%,蛋白质约占40%,A正确。蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的种类和数量越多,说明细胞膜的功能越复杂,B正确。动物细胞的细胞膜含少量的胆固醇,植物细胞的细胞膜不含胆固醇,C错误。最初对细胞膜成分的认识是欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:溶于脂质的物质容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。据此推测:细胞膜是由脂质组成的,D正确。
2.作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关图示的说法错误的是 ( )
A.图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能
B.甲细胞分泌a物质与细胞膜控制物质进出的功能有关
C.乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子
D.b物质的主要成分是蛋白质
【解析】选C。题图中乙细胞上存在与a物质特异性结合的受体,反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能;甲细胞产生a物质,说明细胞膜具有控制物质进出的功能;受体b只能识别特定的信号分子,不能识别所有的信号分子。
3.在处理污水时,人们设计出一种膜结构,有选择地将有毒的重金属离子阻挡在膜的一侧,以降低重金属离子污染。这是试图模拟细胞膜的( )
A.将细胞与外界环境分隔开的功能
B.控制物质进出细胞的功能
C.进行细胞间信息交流的功能
D.细胞膜能够分泌激素的功能
【解题导引】
(1)题眼:这种膜“有选择地”将重金属离子阻挡在一侧。
(2)解题关键:将细胞膜的功能与“有选择”这种性质相比较,进而明确考点。
【解析】选B。根据题干可知,这种膜主要阻挡重金属离子,并不阻挡其他物质,可见这是模拟的细胞膜能够控制物质进出的功能。
4.下列关于膜蛋白的叙述,错误的是 ( )
A.有些膜蛋白可作为载体对物质进行转运
B.膜蛋白都能移动使细胞膜具有一定的流动性
C.有些膜蛋白能接受信号分子传递的信息
D.膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度
【解析】选B。细胞膜中的蛋白质在物质跨膜运输的过程中发挥重要作用,A项正确;组成细胞膜的膜蛋白大多可以运动,这是细胞膜具有一定流动性的原因之一,B项错误;细胞膜上的膜蛋白的功能具有多样性,其中只有受体蛋白才能接受信号分子传递的信息,C项正确;功能越复杂的细胞膜,其膜蛋白的种类和数量就越多,D项正确。
5.在人类对细胞膜结构的探索历程中,罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是 ( )
A.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架
B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧
C.两种模型都认为组成细胞膜的主要物质是蛋白质和脂质
D.两种模型都认为组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
【解析】选C。罗伯特森并没有提出细胞膜的支架是什么,A项错误;两种模型都没有认为蛋白质均匀排列在脂质两侧,B项错误;在两种模型中脂质和蛋白质都是主要成分,C项正确;罗伯特森的模型是静态的,D项错误。
6.如图是细胞膜结构模式图,相关叙述中正确的是 ( )
A.若该图表示动物细胞膜,则A面为细胞质基质
B.①是蛋白质,与糖类结合形成糖蛋白,在细胞间的信息交流方面具有重要的作用
C.该“膜结构”也可表示内质网、高尔基体膜等
D.③是磷脂分子的头端,具有疏水性,④是磷脂分子的尾端,具有亲水性
【解析】选B。由于A面具有糖蛋白,所以A面为细胞膜的外侧,一般为组织液,B面为细胞膜的内侧,为细胞质基质,A错误;图中①②都是蛋白质,其中①与糖类结合成糖蛋白,糖蛋白在细胞间的信息交流方面具有重要的作用,B正确;内质网和高尔基体膜上都没有糖蛋白,所以该膜结构不能表示内质网、高尔基体膜,C错误;磷脂分子的头端具有亲水性,尾端具有疏水性,D错误。
7.关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系,逻辑顺序正确的是 ( )
①细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成
②具有流动性
③具有选择透过性
④细胞膜内蛋白质分子和磷脂分子大多是运动的
⑤物质运输得以正常进行
A.①④②⑤③ B.①②④③⑤
C.①④②③⑤ D.①②④⑤③
【解析】选C。细胞膜的组成成分、结构特点是与其功能相适应的,因此细胞膜的组成、结构、功能之间的关系顺序是①④②③⑤。
二、非选择题(共2小题,共35分)
8.(15分)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)早在19世纪末期,研究人员就曾选用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,很容易穿过膜,反之,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________________。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”或“下”)层能得到破碎的脂质。?
(3)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如下表:
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
依据上表数据,分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是___________________________,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,磷脂相对分子质量轻,会存在于液体的上层。
(3)在找共同点时需要看是否含有,在找不同点时要看含量的差异。
答案:(1)脂质 (2)(吸水)膨胀、甚至破裂 上
(3)组成不同细胞的细胞膜的物质种类相同
组成不同细胞的细胞膜的物质含量有差别
9.(20分)脂质体是根据磷脂分子可以在水中形成稳定的脂质双层膜的原理而制备的人工膜。单层脂质分子铺展在水面上时,极性端(亲水端)与非极性端(疏水端)排列不同,搅拌后可形成双层脂质分子的球形脂质体(如图所示)。
(1)将脂质体置于清水中,一段时间后发现,脂质体的形态、体积没有变化,这一事实说明______________________________。?
(2)根据细胞膜的基本支架是____________可以推测,水分子不能通过脂质体而能通过细胞膜,它最可能与膜上的________成分有关。美国科学家阿格雷试图从人的红细胞、肾小管管壁细胞的细胞膜上寻找这种物质,他以这两种细胞作为实验材料的依据最可能是__?_____________________________________?__。?
【解析】(1)一段时间后脂质体形态体积不变,说明它形成后,具有很强的稳定性,不易解体。
(2)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。与细胞膜相比,脂质体缺少的是蛋白质,因此水分子不能通过脂质体的原因是它缺少蛋白质。我们在寻找这种物质时,要依据相应的功能,如肾小管具有重吸收水的能力,因此肾小管管壁细胞的细胞膜上最有可能含有要寻找的蛋白质。
答案:(1)脂质体在结构上具有一定的稳定性
(2)磷脂双分子层 蛋白质 成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构,便于获得纯净的细胞膜;而肾小管管壁细胞对水分子的重吸收能力强
(10分钟·30分)
1.(6分)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核染色,以此用于细胞死活的鉴别。将细胞浸泡在一定浓度的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.活细胞的细胞膜阻止PI的进入
B.活细胞能分解PI
C.死细胞与活细胞的核酸结构不同
D.死细胞与活细胞的核酸含量不同
【解析】选A。活细胞的细胞膜对物质出入细胞具有选择透过性,PI无法通过活细胞的细胞膜,活细胞的细胞核不被染色,而死细胞的细胞膜失去选择透过性,PI可以通过死细胞的细胞膜,细胞核被染色,说明活细胞的细胞膜能控制物质进出。
2.(6分)下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析,下列说法不正确的是( )
A.功能①在生命起源过程中具有重要作用
B.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C.胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流
【解析】选B。功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开,在生命起源过程中具有重要作用,将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,A正确;功能②表示物质进出细胞,一般是吸收有利物质,但有些有害物质也能进入细胞,说明控制物质进出细胞是相对的,B错误;功能③表示进行细胞间的信息交流,激素通过与靶细胞膜上相应物质识别来调控生命活动,C正确;相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流,D正确。
3.(6分)用不同的荧光染料标记人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的蛋白质。使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时,开始一半呈绿色,一半呈红色。但在37 ℃下保温40 min后,两种颜色的荧光点就呈均匀分布(如图)。下列说法正确的是 ( )
A.该实验表明构成细胞膜的蛋白质都是可以运动的
B.实验中控制的温度越高,实验效果就越好
C.人鼠细胞的融合说明两者的细胞膜具有相似性
D.本实验中蛋白质的运动与磷脂分子无关
【解析】选C。本实验可以说明细胞膜上的蛋白质可以运动,但无法证明所有蛋白质都是运动的,A项错误;实验中温度太高可能杀死细胞,导致实验失败,B项错误;人鼠的细胞可以融合,说明细胞膜之间的共性,C项正确;有些蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中,蛋白质的运动与磷脂分子有密切联系,D项错误。
【实验·探究】
4.(12分)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 min 后取出。
b.再分别放在清水中浸泡1 h获得不同的切片浸出液。
c.测量这些溶液的花青素吸光度,获得结果如图所示。
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)由图中的曲线可以得出的结论是:___________________________________
_______________________。?
【解析】(1)题中实验操作步骤的叙述存在着一个明显的错误,即没有遵循实验设计的等量原则。应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 min后取出,再分别放在等量的清水中浸泡1 h获得不同的切片浸出液。
(2)从坐标图看,10～50 ℃时,溶液中的花青素吸光度低且相同。50 ℃之后,膜的通透性增大,花青素透出细胞,溶液中的花青素吸光度增大。
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 min后取出;再分别放在等量的清水中浸泡1 h获得不同的切片浸出液
(2)处理温度超过50 ℃细胞膜的通透性大大增加
