广东省中山市高中生物 第一章 走近细胞 1.4.1 物质跨

第1节物质跨膜运输的实例
学习目标：
1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2.说出渗透作用的条件。

3.说出植物细胞发生质壁分离的原因和质壁分离复原的原因。

自主学习
一、动物细胞的吸水与失水
1
①当外界溶液_________细胞质的浓度，细胞吸水膨胀，浓度差异大时，会因吸水而涨破。

②当外界溶液_________细胞质的浓度，细胞失水皱缩，浓度差异大时，会因失水而死亡。

③当外界溶液_________细胞质的浓度，细胞处于动态平衡状态。

2．思考（P61）：①红细胞内的水
二、植物细胞的吸水与失水
1．成熟的植物细胞内的液体环境主要指_______________________。

2．原生质层：______________和________________以及这两层膜之间的细胞质。

3．探究：原生质层相当于一层半透膜
（1）探究实验的一般步骤：提出问题→作出____ → ____实验→____实验→
分析_______，得出________ →表达和交流→进一步探究。

（2）原理：植物细胞的原生质层相当于一层________________。

当_________小于_________的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________；
当_________大于_________的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________。

（3）当植物细胞失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性________，因而会出现原生质层和细胞壁分离的现象，称为__________________。

（4）质壁分离的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为__________________。

三、物质跨膜运输的其他实例
1．特点：物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而是对与物质的输入和输出具有_____。

2．细胞膜和其他生物膜都是______________________。

【课前预习自测】
1．一个成熟的植物细胞，它的原生质层包括：
A．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C. 细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D. 细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
2. 将一种动物细胞浸没于质量分数为 5% 的蔗糖溶液中，它会膨胀破裂，则它的细胞液的
浓度： A. 小于 5% B. 等于 5% C. 大于
5% D. 不能确定
3. 将人体的血液置于浓度为 9% 的食盐溶液中，制成临时装片，用显微镜观察，可以发现
血细胞： A. 质壁分离 B. 呈正常状态 C. 细胞膜破
裂 D. 皱缩
4．植物细胞发生质壁分离的原因是（）
①外界溶液浓度大于细胞液浓度②细胞液浓度大于外界溶液浓
度
③细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性④原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A. ②④
B. ①④
C. ②
③ D. ③④
合作探究
【活动一】渗透作用
1．分析教材P60渗透装置示意图，并思考以下问题：
⑴什么是半透膜？
⑵漏斗内的液面为什么会升高？会持续不断上升吗？
⑶液面高度稳定之后，半透膜的两侧有水分子出入吗？
半透膜两侧溶液浓度相等吗？
⑷用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内液面还会升高吗？
⑸如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
2．归纳总结：
（1）渗透作用的概念：是指水分子等溶剂分子透过__________，从相对含量______的地方
（2）渗透作用发生的条件：具有____________________；____________________________。

3．应用：有两瓶蔗糖溶液，一瓶10%，一瓶20%，可是标签掉了，请用渗透作用的原理，设计实验将它们区分？请简要设计实验思路并预测判断结果。

实验思路：
预测判断结果：
【活动二】探究细胞的吸水和失水
（一）动物细胞的吸水和失水
感受实例：吃比较咸的食物时，例如食用腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜会有干燥难受感觉。

原因是：动物细胞是一个_____________系统，其细胞膜相当于___________，细胞质是动物
（二）植物细胞的吸水和失水。

实例分析：把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出；对农作物施肥过多，会造成__________现象。

1.提出问题：植物细胞在什么情况下吸水或失水（原生质层相当于一层半透膜吗？）
2.作出假设：当植物细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞会失水; 当植物细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞会吸水（原生质层相当于一层半透膜）
3.验证假设：植物细胞的质壁分离与复原实验
质壁分离的“质”指____________________；“壁”指____________________。

4.实施实验：
（2）观察质壁分离及质壁分离的复原
①观察质壁分离：方法：引流法
a 在盖玻片的一侧滴入质量浓度为的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使洋葱鳞片叶表皮完全浸润在蔗糖溶液中。

b 观察细胞的是否逐渐变小，在什么位置，是否变化。

②观察质壁分离的复原：方法：引流法
a 在盖玻片的一侧（与滴蔗糖的一侧相反）滴入，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使洋葱鳞片叶表皮完全浸润在清水中。

b 观察细胞的是否逐渐变大，在什么位置，是否变化。

5.实验结果：
（1）画出质壁分离的实验结果
并标注出细胞壁、原生质层
（2）完成下列表格
6.得出结论：
当____________________________________________，发生质壁分离。

当____________________________________________，发生质壁分离的复原。

【活动三】物质跨膜运输的其他实例
问题：细胞的吸水与失水是水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输的过程。

那么其他物质的跨膜运输是怎样的呢？
1. 参照插图阅读教材P63文字，进行资料分析，回答下列问题：
（1）水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？
（2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
（3）水分子跨膜运输是顺____________的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于__________________。

（4）细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？（微生物实例）
2. 归纳与总结：（1）物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。

既有_________梯度的，也有_________梯度的，这取决于细胞生命活动的需要，即细胞对于物质的输入和输出有
_________。

由此可见细胞膜和生物膜都是___________________。

（2）选择透过性膜：___________可以自由通过；_________________也可以通过，而细胞生命活动不需要的离子、小分子、大分子物质_______________。

导学案1.3.3 细胞核——系统的控制中心参考答案
一、1. 拟核 2. 筛管细胞、红细胞二、1. (1) 双、RNA、蛋白质、物质交换、信息交
流 (2) 细胞质2.某种RNA、核糖体 3. (1)DNA、蛋白质、 DNA (2) 碱性染料 (3)
载体 (4)同种物质
三、遗传信息、代谢和遗传四、2. 概念、数学、物理、物理、实物、图画
合作探究：一、⒈发育的美西螈全部都是黑色的、美西螈的肤色是由细胞核控制的⒉有核的一半能分裂，无核的一半不能分裂、细胞核控制着细胞的分裂和分化⒊(1)有核一半能正常生活，无核一半一段时间后死亡 (2)一段时间后死亡 (3)正常生活、细胞核是细胞生命活动的控制中心⒋(1)新长出来的伞帽与重组的核相关 (2) 新长出来的伞帽与移植的核相关、生物体的形态结构的建成与细胞核有关。

二、1.核孔、生物膜系统 2.联系、合作 3.代谢和遗传 4.物质交换和能量转换
三、不是、核孔具有选择性四、分裂期、丝状、圆柱、杆、DNA、蛋白质、碱性、遗传物质、主要、同一种、两种五、同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的(除非发生体细胞突变或细胞癌变)，细胞形态、结构、功能多种多样是细胞分化的结果。

六、略目标检测： 1~5：DDBDC 6~10：DADDA 11：ABD 12：AD
11. (1)真核、电子(2)染色质、DNA、[2]核孔 (3)内质网、[5]核膜、[2]核孔、细胞质、细胞核
(4)核仁、与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
12. (1)①伞柄中段、带核假根段②伞柄中段、带核假根段(2)①甲种伞柄中段长出乙种伞形
②乙种伞柄中段长出甲种伞形(3)伞帽形状由细胞核内的遗传物质控制
【目标检测】
1．在植物细胞质壁分离过程中，水分子通过细胞结构的顺序是：
①细胞壁②细胞膜③细胞质④液泡膜⑤液泡
A．①②③④⑤ B．①②④⑤③C．⑤④②③① D．⑤④③②①
2．下列细胞能成功用于做质壁分离实验的材料的是：
A．人的口腔上皮细胞B．洋葱根尖分生区细胞
C．叶的下表皮细胞 D．用开水煮过的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞3．利用高浓度盐水杀菌防腐的原理是：
A．盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B．盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C．盐水是中性的，不适于细菌的生活 D．由于渗透作用使细菌细胞内水分渗出而死亡4．下列现象中属于渗透作用的是：
A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜
C．钾离子通过原生质层 D．水分子通过原生质层
5．将新鲜苔藓叶片放入含少量红墨水的30%蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是：
A．①无色②绿色 B．①红色②绿色
C．①红色②无色 D．①红色②红色
6．将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同
一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如下
图。

则有关各细胞液浓度的判断，正确的是：
①实验前B<A<C ②实验前B>A>C
③实验后B≥A=C ④实验后B<A<C
A．①③B．②③ C．①④D．②④
学生：高一_____班姓名学号
7．一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明显的质壁分离现象，这可能是因为：
A．该细胞是正在发育过程中的细胞 B．该细胞是死细胞
C．蔗糖溶液浓度太小 D．实验操作不正确
8．下列关于半透膜和细胞膜的描述中，错误的是：
A．半透膜是允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜
B．细胞膜是一层选择透过性膜，H2O、O2等可以自由通过，
其他被选择的小分子、离子也能通过，具有生物活性
C．细胞膜不属于半透膜
D．半透膜包括物理性的过滤膜和生物性的选择透过性膜
9．如图把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用于半透膜(允许
溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开，一段时间后液面的情况是：
A．甲高于乙B．乙高于甲
C．先甲高于乙，后乙高于甲 D．先甲低于乙，后乙低于甲
10．(双选)植物细胞的质壁分离与复原现象可以说明什么？
A.细胞膜相当于一层半透膜
B.原生质层相当于一层半透膜
C.植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
D.成熟植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
11.甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：(甲图是发生渗透作用的初始状态。

乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，漏斗
内外的水分子达到平衡时的状态。

甲图中①为
清水，②为30%的蔗糖溶液)
（1）典型的渗透装置必须具备两个条件：
A________；B____________。

（2）比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：__________________。

（3）丙图中⑦的名称为 _，甲图中的③相当于丙图中的_____，它与丙图
（5）若把根毛细胞放入90%的蔗糖溶液中，它会出现什么变化?___________。

过一段时间再将其放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_________。

为什么？_______________。

第2节生物膜的流动镶嵌模型
学习目标:1.通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律
2.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
3.说出生物膜的结构特点和功能特点
自主学习：一、对生物膜结构的探索历程：
1．19世纪末，欧文顿通过实验发现：凡是可以溶于的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是提出膜是由组成的。

2．20世纪初，科学家第一次将膜从＿＿＿中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是＿和＿＿＿。

3．1925年，荷兰科学家从人红细胞中提取脂质，在空气—水的界面上铺展成单分子层，面积为红细胞表面积的2倍。

从而得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为＿。

4．20世纪40年代，科学家推测细胞膜的脂质两边各覆盖着。

5．1959年，罗伯特森在电镜下看到了清晰的＿的三层结构，大胆地提出了生物膜由三层结构构成。

他把生物膜描述成的统一结构而受到质疑。

6．1970年，科学家用荧光标记技术进行人鼠细胞杂交实验，表明细胞膜具有。

7．1972年，提出的生物膜的模型为大多数人所接受。

二、流动镶嵌模型的基本内容：
1．生物膜的流动镶嵌膜型认为，构成了膜的基本支架，这个支架不是的，而具有的；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的。

2．在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的与结合成的，叫做糖被。

它在细胞生命活动中有重要功能，如、和等。

【课前预习自测】
1. 细胞膜具有流动性，是指（）
A．整个细胞膜具有流动性 B．细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C．细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
D．细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
2.生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是( )
①以磷脂双分子层为基本骨架②蛋白质-脂质-蛋白质的三层结构③静止的④流动的
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（）
A 糖蛋白
B 磷脂
C 脂肪
D 核酸
探究一：细胞膜是由哪些成分组成的？在教材中找到相应的实验依据。

（在教材中标出）
讨论1：最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是对膜成分的提取和鉴定？
讨论2：在推理分析得出结论后，还有必要对膜成分进行提取、分离和鉴定么？
归纳总结：组成细胞膜的主要物质有和。

练习1.据研究发现，胆固醇、脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为
A 细胞膜具有一定流动性
B 细胞膜是选择透过性
C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
探究二：脂质的排列、分布。

讨论3：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，一个磷脂分子是由
一个亲水的极性头部和疏水性尾部构成。

1、画出磷脂在空气-水界面上铺成单分子层的图示
2、细胞生活在水环境中，细胞膜的两面都是水。

再根据
材料内容，尝试画出细胞膜中的磷脂是如何排列的？
归纳总结：脂质在细胞膜中排列方式为。

练习2：如图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是（）
探究三：蛋白质的分布:__________或__________在磷脂双分子层中。

探究四：细胞膜的特点：
参考教材P67，科学家用荧光染料标记做的实验，说明细胞膜具有什么特点？
如果将温度改为10℃，结果会发生什么变化？
归纳总结：细胞膜的结构特点是具有；这种特性受到的影响。

功能
特点是。

探究五：画出流动镶嵌模型的
示意图，并标注各个成分。

讨论1：生物膜的流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型有何异同？
讨论2：生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看法。

目标检测：
1．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是 A．膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B．磷脂排布成双分子层C．蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D．蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性2．变形虫表面的任何部位都能伸为伪足，人体内的一些白细胞可以吞噬病菌和异物。

上述生理过程的完成依赖于细胞膜的
A．选择透过性 B．流动性 C．保护性 D．主动运输
3.生物膜的“蛋白质一脂质－蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象
A．细胞膜是细胞的边界 B．溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜
C．变形虫的变形运动 D．细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中间
4．用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质。

把人和鼠的细胞融合。

融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜的条件下培养，保持其活性，但融合后的杂种细胞仍为一半红，一半绿，发生这一现象可能的原因是
A．人、鼠细胞发生了免疫反应 B．构成人和鼠细胞的磷脂分子不具亲合性
C．人细胞的蛋白质分子大，位于下方，鼠细胞的蛋白质分子小，位于上方
D．细胞膜上的蛋白质发生变性，细胞膜失去了流动性
5.细胞膜的结构特性及功能特性分别是：
A．细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动 B．具有流动性和全透性
C．静态三层结构和选择透过性 D．具有流动性和选择透过性
6.用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。

将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。

在37℃下保温40 min后，细胞上两种荧光点呈均匀分布，试问：
（1）融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是，这表明膜的结构具有。

（2）细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明。

若在10℃条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明。

导学案1.4.1 物质跨膜运输的实例参考答案
一、1.控制物质的进出、小于、大于、等于 2.能、不能、不一定、细胞内外的浓度差
二、1.液泡里面的细胞液 2.细胞膜、液泡膜 3.⑴假设、设计、进行、结果、结论
⑵半透膜、细胞液、外界溶液、变小；细胞液、外界溶液、变大
⑶大、质壁分离⑷质壁分离的复原
三、1.选择性 2.选择透过性膜【课前预习自测】 BCDB
【活动一】1.⑴小分子物质通过而较大分子物质不能通过的多孔性薄膜
⑵因为漏斗中蔗糖溶液浓度大于清水。

不会。

⑶有，达到了动态平衡；不相等
⑷不会，因为没有了半透膜⑸不会升高，没有浓度差。

2. （1）半透膜多少低高（2）半透膜；两侧有浓度差
3. 思路：在渗透装置中，半透膜两侧分别装入两瓶溶液，一段时间后观察。

预期结果：如果液面上升，则内为20%，外为10%；如果液面下降，则内为10%，外为20%
【活动二】㈠渗透半透膜外界溶液浓度大于细胞质浓度
㈡“烧苗” 3. 原生质层细胞壁 4.⑴外中央液泡的大小原生质层的位置
⑵①0.3g/mL 中央液泡原生质层细胞大小②清水中央液泡原生质层细胞大小
5.⑴略（2）逐渐变小脱离细胞壁基本不变逐渐恢复恢复原来位置基本不变
⒍外界溶液＞细胞液浓度、外界溶液＜细胞液浓度
【活动三】1.⑴吸收水多，吸收Ca2+和Mg2+较少
⑵有相对含量梯度细胞对物质的选择性⑷有，有
2. ⑴顺、逆、选择性、选择透过性膜⑵水分子、一些离子和小分子、不能通过【目标检测】1.DCDDB 6-9 BCCB 10.BD 11.(1)具有③半透膜半透膜两侧溶液具有浓度差(2)②>①(3)原生质层⑦甲图中的③属于半透膜，没有选择透过性；而丙图中的⑦为生物膜，具有选择透过性 (4)质壁分离、质壁分离复原 (5)迅速质壁分离、不一样、蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞过度失水死亡
导学案1.4.2 生物膜的流动镶嵌模型
一、1. 脂质脂质 2. 哺乳动物的红细胞脂质蛋白质 3.连续的两层 4. 蛋白质
5. 暗-亮-暗蛋白质-脂质-蛋白质静态
6. 一定的流动性
7.桑格-尼克森流动镶嵌
二、1.磷脂双分子层、静止、流动性、镶、嵌入、贯穿、流动
2.蛋白质糖类糖蛋白保护润滑识别【课前预习自测】CCA
【探究一】1. 对现象的推理和分析 2.有归纳总结：脂质蛋白质练习1：C
【探究二】1.略2.略归纳总结：连续的两层练习2：A
【探究三】P67膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的. 【探究四】细胞膜具有一定的流动性；流动性会降低。

归纳总结：一定的流动性、温度、选择透过性
【探究五】略讨论1：①流动镶嵌模型认为蛋白质的分布是不均匀的，而三层结构模型认为蛋白质是在脂双层两侧均匀分布的；②流动镶嵌模型认为脂质和大多数蛋白质是流动的，而不是静止的。

讨论2：不是。

略。

【目标检测】：1. BBCDD 6.(1)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动、一定的流动性（2）随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速率减慢细胞膜的流动性特点只有在适宜条件下才能体现
11。