第1节 细胞膜的结构和功能

二、连线题。
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,却不能很快逸出细胞;在光学显微镜下看到,用微针触碰细胞表面时,细胞表面 有弹性,可以伸展;用微针插入细胞内,细胞表面有一层结构被刺破;如果细胞表面 结构受损面过大,细胞会死亡。 上述材料说明:细胞膜将生命物质和 外界环境 分开,保障了细胞内部环境 的 相对稳定 。
【提示】流动镶嵌模型。该模型的基本内容是:(1)磷脂双分子层是膜的基本支架, 具有流动性;(2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,有的镶在表面,有 的部分或全部嵌入磷脂双分子层,有的贯穿于磷脂双分子层中,大多可运动;(3)糖 类分子(糖被)与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂。
4.结合课本第43页图3-4,思考讨论下列问题。 (1)人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布说明什么问题? 【提示】膜蛋白是运动的,即细胞膜具有流动性。 (2)若适当降低温度,膜蛋白最终均匀分布的时间会延长,由此说明什么? 【提示】温度能影响膜的流动性。
【提示】 磷脂分子亲水的“头部”与水接触,疏水的“尾部”远离水,朝向空气 界面,在空气-水界面上铺展成单分子层。将磷脂平铺在空气-水界面后的面积=2 倍的细胞表面积。
3.1959年罗伯特森通过电镜观察提出假说,细胞膜都由“蛋白质-脂质-蛋白质” 三层结构构成,且为静态的统一结构;1972年辛格和尼科尔森提出细胞膜的流动镶 嵌模型。判断哪种结构模型更能体现细胞膜的结构与功能相适应?该模型的基本 内容是什么?
6.探索细胞的生物膜系统
1.生物膜系统的概念 2.生物膜系统的功能
分析细胞的生物膜系统的功能
7.探究细胞核的功能 8.探索细胞核的结构
细胞核的功能
分析资料探究细胞核有什么功能
1.细胞核的结构 2.尝试制作真核细胞的三维 结构模型
观察细胞核的结构图像,认同细胞的 结构与功能观
1.通过学习,概述细胞都由质膜(细胞膜)包裹,质膜(细胞膜)将细胞与其生活环境 分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流;结合实例理解细胞膜的功能,达 成对生命观念和科学思维素养的提升。
2.生长在水底淤泥中的莲“出淤泥而不染”。莲“出淤泥而不染”的事例说明细 胞膜具有什么功能?这种功能的具体体现是什么?
【提示】控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收 及有害废物的排出,防止病菌、病毒的侵入等方面。
3.植物传粉后,同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上,同种的花粉能萌发, 异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的?这体现了该结构的什么 功能?
细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的 是( D )。 A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用 B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
1.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 ( C)。 A.细胞需要的营养物质可以进入细胞 B.细胞产生的废物要排到细胞外 C.对细胞有害的物质不能进入细胞 D.细胞不需要的物质不容易进入细胞
1959年 晰的⑮__暗__—__亮__—__暗____的三层结 层结构构成,把细胞膜描述为⑰____静__态_______的
构
统一结构
1970年
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融 合实验
细胞膜具有⑱__流__动__性_______
1972年 辛格和尼科尔森
提出细胞膜的⑲__流__动__镶__嵌___模型
1.细胞膜的成分中不仅含有磷脂、蛋白质和糖类,有的还含有胆固醇(如动 物细胞的细胞膜)等物质。 2.细胞大多生活在液体环境中,因此构成细胞膜支架的磷脂分子亲水的“头 部”排在外侧,疏水的“尾部”排在内侧。 3.膜结构中的蛋白质大多能运动,磷脂分子可以侧向自由移动,导致膜整体 具有一定的流动性。在一定的温度范围内,随着温度的升高,膜的流动性增 强。
5.[第 45 页]构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不动的。(× ) 6.[第 45 页]细胞膜的外表面含有糖脂和糖蛋白,它们被称为糖被。(×) 7.[第 45 页]糖被与细胞间的信息传递有关。(√ ) 8.[第 45 页]细胞膜内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能通过。(×)
3.通过阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能 量转化和信息传递等生命活动,培养学生的理解能力和分析问题、解释现象的能 力,帮助学生达成对结构与功能观、系统观等素养的提升。
4.认同细胞各部分在结构和功能上的密切联系,使细胞成为一个有机的整体—— 基本的生命观,在理解细胞结构的基础上,尝试从系统的视角认识自然和社会。
二、对细胞膜成分的探索 1.细胞膜成分的探索过程
பைடு நூலகம்
时间 1895年
科学家或实验 欧文顿
结论 细胞膜是由⑩___脂__质_____组成的
20世纪初
以卵细胞等为实验材料进行膜的 分离实验
组成细胞膜的脂质中有磷脂和胆固醇,其中磷脂 含量最多
1925年
戈特和格伦德尔的提取脂质实验
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 ⑪___两__层________
【提示】细胞膜是由脂质组成的。
2.戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气-水界面上铺展成单分 子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断:细胞膜中的磷 脂分子必然排列为连续的两层。根据磷脂分子的特点解释,为什么磷脂在空气-水 界面上铺展成单分子层?科学家是如何推断出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的 两层”这一结论的?
探索细胞膜的功能 活动1 探索细胞膜的功能 1.在原始海洋中生物大分子相互结合,形成能显示一些生命现象的体系,这种体系 就是原始生命的萌芽。在多分子体系的外面还有原始的膜,它使多分子体系与原 始海洋隔离,成为独立的体系。多分子体系外面的原始膜的主要作用类似于细胞 膜的哪种功能?
【提示】将细胞与外界环境分隔开的功能。
2.通过对细胞膜成分与结构的探索,引发学生的兴趣,提升探究能力,达成对科学 思维和科学探究素养的提升。
3.通过对流动镶嵌模型的构建及其内容的分析和归纳,掌握细胞膜的结构组成及 特点,达成对科学思维素养的提升。
课前预学区 明确目标 课前准备
目
课中导学区 情境问题 探究体验
录
课堂思学区 学习反思 评价检测
【提示】通过细胞膜相识别,体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功 能。
1.细胞间信息交流的方式
2.与细胞膜功能相关的实验设计
项目
设计思路
细胞膜识别作用探究
将大量的同种生物和亲缘关系较远的生 物的精子和卵细胞混合在一起,观察精子 和卵细胞结合情况
细胞膜控制物质进出细胞探 究
可利用有颜色的植物组织,将其放入无色 溶液中,然后再用高温、强酸或强碱处理, 观察处理前后溶液颜色是否发生变化
四、生物膜的流动镶嵌模型 1.化学组成:主要由⑳___磷__脂__分__子___和㉑___蛋__白__质__分__子__构成。
2.结构模型
图中的(1)
名称:㉒
磷脂双分子层 基本支架
作用:细胞膜的㉓ 流动性
特点:具有一定的㉔
图中的(2)
蛋白质
名称:㉕
分子
镶在磷脂双分子层的表面 位置 部分或全部嵌入磷脂双分子
下列有关细胞膜的说法,不正确的是(A )。 A.科研上可以用台盼蓝染色法来鉴别死细胞和活细胞,其中活细胞会被染成蓝色 B.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,但这种控制作用是相对的 C.细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定,使细胞成为相对独立的系统 D.细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构有关 【解析】科研上鉴别动物细胞的死活常用台盼蓝染色法,凡是活的动物细胞不会 被染成蓝色,死的细胞会被染成蓝色,A项错误。
任务 1.探索细胞膜的功能
内容 细胞膜的功能
活动设计 通过分析资料来探索细胞膜的功能
1.对细胞膜成分的探索
思考、讨论细胞膜的成分和结构;尝
2.探索细胞膜的成分和结构 2.对细胞膜结构的探索
试构建细胞膜的流动镶嵌模型,并归
3.流动镶嵌模型的基本内容 纳其内容
3.探索细胞器的种类、结构 1.分离细胞器的方法
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开 使细胞成为① 相对独立 的系统,保障细胞② 内部环境 的相对稳定。
2.控制物质进出细胞 营养物质
抗体 废物
核酸
3.进行细胞间的信息交流 (1)通过⑦ 化学物质 交流。如:内分泌细胞分泌的激素作用于靶细胞。 (2)通过⑧ 细胞膜 相互接触交流。如:精子和卵细胞之间的识别和结合。 (3)通过通道交流。如:植物细胞的⑨ 胞间连丝 。
2.下列适合作制备细胞膜材料的是( C )。 A.家鸽的红细胞 B.青蛙的成熟红细胞 C.兔的成熟红细胞 D.大肠杆菌
3.某同学学习了细胞膜的成分后,自己构建了4种磷脂双分子结构模型,你认为构 建最合理的是(A )。
【解析】 磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,其中磷脂分子的亲水性“头部”朝 向外侧，疏水性“尾部”朝向内侧，故A项最合理。
苋菜的细胞液中有一些红色的物质,无论用清水怎么洗,清水中仍不见红色 物质,但若把苋菜放在沸水中烫一烫,水会立刻变成红色。出现这样的现象是因为( D )。 A.沸水使细胞膜失去流动性 B.沸水使色素分解成小分子物质 C.在清水中没有物质出入 D.沸水使细胞膜失去控制物质进出细胞的能力
探索细胞膜的成分和结构 活动2 阅读课本第42~45页,探索细胞膜的成分和结构 1.欧文顿通过上万次的实验发现细胞膜对不同物质的通透性不一样,如下图: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 细胞膜是由什么物质组成的?
1.细胞膜的成分 2.细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
下图是荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图:
3.细胞膜的结构模型:流动镶嵌模型。 4.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
(不定项)下图是科学家普遍认可的细胞膜流动镶嵌模型示意图,下列 叙述正确的是( B )。 A.细胞膜功能的复杂性与②的种类无关 B.在有水的环境中,①可自发形成双层结构 C.③在细胞的内外两侧均有分布,起到信息传递作用 D.此图为电子显微镜下观察到的细胞膜亚显微结构
2022
新教材 人教版 必修1
第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能
1.通过对细胞膜结构的探索历程等内容的学习,认同科学探索永无止境,科学理论 是在不断修正的过程中建立和完善的,培养学生的勇于探索的精神和科学思维方 法等,促进学生科学探究和科学思维素养的提升。
2.通过概述细胞都由质膜(细胞膜)包裹,质膜(细胞膜)将细胞与其生活环境分开, 能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流,培养学生的理解能力,促进学生生命 观念和科学思维素养的提升。
与功能
2.细胞器之间的分工
通过对比,分析、归纳细胞器的结构 与功能
4.探究:用高倍显微镜观察叶 用高倍显微镜观察叶绿体和 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的
绿体和细胞质的流动
细胞质的流动
流动
任务
5.探索细胞器之间的协调配 合
内容
1.分泌蛋白的合成和运输 2.同位素标记法
活动设计 通过图像观察分泌蛋白的合成和运输
层中 贯穿于整运个动磷的脂双分子层 特点:大多数蛋白质分子是可以
㉖
糖蛋白
名称:㉗
外表面
图中的(3) 位置:分布于细胞膜的细㉘胞识别
功能:保护、润滑和㉙
等
流动性 3.生物膜的结构特点:具有一定的㉚__________。
一、判断正误,从课本中找到依据并标出页码。 1.[第 41 页]高等植物细胞的胞间连丝具有信息交流的作用。(√ ) 2.[第 41 页]细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。(√ ) 3.[第 43 页]细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类。(√ ) 4.[第 43 页]在组成细胞膜的脂质中,胆固醇最丰富。(× )
1935年
丹尼利和戴维森研究细胞膜的张 推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有
力实验
⑫___蛋__白__质______
2.细胞膜的成分
磷脂
3.细胞膜成分与功能的关系 功能越复杂的细胞膜, ⑭___蛋__白__质___的种类和数量越多。
三、对细胞膜结构的探索历程
时间
科学家或实验
结论
罗伯特森在电镜下看到细胞膜清 所有的细胞膜都由⑯__蛋__白__质__-_脂__质__-_蛋__白__质____三