细胞膜的结构和功能-人教版新教材高中生物必修1课件

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的( √ ) (3)细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的
(× )
3.下列关于生物膜结构探索历程的叙述,不正确的是( ) A.最初的探索是通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂 质组成的 B.三层结构模型认为生物膜为静态的统一结构 C.流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白 质分子是可以运动的 D.三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中 的分布是不均匀的
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
解析:死细胞的细胞膜对物质进出细胞失去了控制作用。 答案:D
探究点二 对细胞膜成分和结构的探索
【师问导学】
1.许多有关细胞膜化学组成的资料,都来自细胞膜(尤其是 红细胞膜)的研究。下表是猪的几种细胞的细胞膜组成成分,回 答问题:
答案: (1)不是,细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开,从而 保障细胞内部环境的相对稳定,还能控制物质进出细胞,细胞需 要的物质才能进入细胞,不需要的物质或有害的物质不容易进入 细胞。 (2)体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
3.如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:
贯穿于整个磷脂双分子层
特点:大多数蛋白质分子是可以 运动的
(3)名 位称 置: :糖分蛋布白于细胞膜的 外表 功能:保护、润滑和细胞识别等
2.结构特点 生物膜的结构特点是具有一定的流动性 。
1.判断下列关于细胞膜成分的说法的正误 (1)功能越复杂的细胞膜,它的脂质成分越复杂( × ) (2)功能越复杂的细胞膜,它的糖脂越多( × ) (3)在组成细胞膜的脂质中,磷脂最为丰富( √ )
(2)排列方式:“尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分 子层(如图),作为生物膜的支架。磷脂分子的这种排列方式符合 生物膜两侧均为水环境的事实。
3.细胞膜成分及结构的探索历程
资料 2 科学家用荧光分子标记细胞的膜蛋白,然后用高能 激光束照射质膜的某一区域,使该区域内的荧光分子发生不可逆 的破坏,这一区域称为光漂白区。继续观察,可以发现光漂白区 逐渐重新出现荧光(图 3)。
答案: (1)不可以。鸡不是哺乳动物,其红细胞内含有细胞核和众 多的细胞器,不易获得较纯净的细胞膜。 (2)不完全相同。 (3)磷脂最丰富。 (4)说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。
2.根据阅读获得的信息,思考下列问题: 资料 1 电镜照片显示出质膜具有 3 层结构,两侧着色较深, 称为暗带,均厚约 2 nm;中间层着色较浅,称为亮带,厚约 3.5 nm(图 1)。利用冷冻蚀刻电镜技术观察质膜的断裂面,可以看到 蛋白质像鹅卵石一样镶嵌在质膜中(图 2)。
(3)高等植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连 丝来实现的(图示如下)。
3.细胞膜功能的实验验证 (1)控制物质进出功能的验证:
(2)识别功能的验证:
【检测反馈】 1.(合格必考)在处理污水时,人们设计出一种膜结构,有 选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,以降低有毒重金属离 子对水的污染。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.具有免疫的功能
解析:细胞膜具有多种重要功能,细胞膜将细胞与外界环境 分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定;能控制物质进出细胞; 能够进行细胞间的信息交流。精卵之间的相互识别与结合,靠的 是细胞膜上对应的糖蛋白即信息分子,这是一种信息交流方式。
答案:D
3.(等级选考)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( )
解析:功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,故 (1)(2)错误;在组成细胞膜的脂质中,磷脂最为丰富,(3)正确。
2.判断下列叙述的正误
(1)不同细胞的形态相对固定,主要是由细胞膜决定的,因 为构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的( × )
(2)不同细胞膜的磷脂分子是相同的,而蛋白质分子是不同
(1)材料一 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_。
是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我——一个小小的细胞 会是何等模样? 同学们,诗中的“你”是指什么呢?这幅图代表什么呢?
探究点一 细胞膜的功能 【师问导学】
1.细胞膜作为系统的边界,有着非常重要的功能,结合下 列材料和教材 P41 图 3-2 分析回答。
第1节 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开 使细胞成为相对独立的系统,保障细胞 内部环境 的相对稳 定。 2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流[连线]
二、对细胞膜成分的探索 1.细胞膜成分的探索过程 (1)材料 19 世纪末,欧文顿用 500 多种化学物质对植物细 胞进行的通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞 膜。
结论:膜是由脂质组成的。根据相似相溶原理,苯(非极性) 和 Na+(极性)中, 苯 更容易通过细胞膜。
(2)材料 科学研究磷脂分子的结构如右图 水是一种极性溶剂,根据磷脂分子的结构特点在下图画出它 在水—空气界面上的分布情况(用●表示磷脂分子)。
(3)材料 1925 年,两位荷兰科学家从细胞膜中提取的脂质 铺成的单分子层面积是细胞膜表面积的 2 倍。
(1)图中①②③④的物质或结构的名称分别是什么? (2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精 子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式? (3)细胞间进行信息交流时往往需要受体,受体的化学本质 是什么?受体和信号分子的结合有没有特异性?
答案: (1)①信号分子;②受体;③与膜结合的信号分子;④胞间 连丝。 (2)分别属于图 C、图 A、图 B。 (3)受体的本质是糖蛋白,和信号分子的结合具有特异性。
2.荧光标记细胞膜实验[填图]
3.辛格和尼科尔森的结论 在新的观察和实验证据的基础上,提出的流动镶嵌 模型为 大多数人所接受。
四、生物膜的流动镶嵌模型 1.结构模型[据图填空]
(1)名 作称 用: :细磷胞脂膜双的分子 基层 本支架 特点:具有一定的 流动性
名称: 蛋白质 分子
(2)位置镶 部在 分磷 或脂 全双 部分 嵌子 入层 磷的 脂表 双面 分子层中
(2)
材料二 细胞膜控制物质进出细胞示意图 据图看出,细胞膜能控__制__物__质__进__出__细___胞_,细胞需要的物质才 能进入细胞,但是对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细 胞,说明这种控制作用是_相__对_____的。
2.细胞膜有多种功能,请分析: (1) 细 胞 膜 将 细 胞 和 外 界 环 境 分 隔 开 , 是 单 纯 的 隔 离 作 用 吗? (2)生长在污泥中的莲能“出污泥而不染”,它能吸收污泥 中的有益矿质元素,而一般不会吸收不需要的物质,这体现了细 胞膜的什么功能?
结论:细胞膜中的脂质为连续的 两层。
(4)1935 年,英国学者丹尼利和和戴维森(H.Davson)研究了细 胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表 面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则 表面张力会降低,因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子 外,可能还附有 蛋白质 。
2.细胞膜的成分 3.细胞膜成分与功能的关系 功能越复杂的细胞膜, 蛋白质 的种类和数量越多。
三、对细胞膜结构的探索
1 . 1959 年 , 罗 伯 特 森 在 电 镜 下 看 到 细 胞 膜 清 晰 的暗—亮—暗.的结构,他结合其他科学家的工作,提出细胞膜 模型的假说:所有生物膜都由 蛋白质—脂质—蛋白质构成,电 镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是 蛋白质分子。 他把细胞膜描述为 静态 的统一结构。
解析:罗伯特森提出的三层结构模型认为生物膜结构是蛋白 质—脂质—蛋白质,电镜下观察到的中间亮层是脂质分子,两边 的暗层是蛋白质分子,认为蛋白质的分布是均匀的、固定的。
答案:D
课堂互动探究案 【课程标准】 概述细胞都由细胞膜包裹,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
细胞膜的种类
主要成分含量 蛋白质 脂质 糖类
成熟的红细胞膜 42% 53% 5%
肌细胞膜
36% 60% 4%
小肠绒毛上皮细Baidu Nhomakorabea膜 50% 44% 6%
(1)我们常用猪的成熟的红细胞作为细胞膜制备的材料,可 否用鸡的红细胞做细胞膜的制备实验呢?
(2)不同细胞的细胞膜各种成分的含量完全相同吗? (3)上述几种细胞膜中哪种脂质含量最丰富? (4)小肠绒毛上皮细胞膜蛋白质含量最高,功能也最复杂, 这说明什么?
【智涂笔记】 对细胞间信息交流的两个认知误区 (1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的,而不是 细胞内的信息交流。 (2)并非细胞间信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白,如 通过细胞通道的信息交流方式,而通过化学物质传递信息和通过 细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
[方法规律] 判断细胞是否具有活性的方法 (1)判断依据:只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出细 胞。 (2)判断方法:能够控制物质进出→活细胞;不能够控制物 质进出→死细胞。
【素养达成】 1.基于科学家的研究资料进行演绎推理,通过生物膜模型 的构建过程,理解生物膜的结构和功能相适应。(生命观念) 2.简述细胞膜的成分和功能。(科学思维) 3.结合生物膜的结构模型,掌握流动镶嵌模型的基本内容。 (科学思维) 4.认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的 重要意义。(社会责任)
解析:“有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧”体现 了细胞膜控制物质进出细胞的功能。
答案:B
2.(合格必考)在哺乳动物受精过程中,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 象体现出细胞膜能够( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出细胞 C.使卵细胞摄入所需要的精子 D.进行细胞间的信息交流
【师说核心】 1.细胞膜的功能图解
2.细胞间信息交流的三种方式 (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),被靶细胞的细胞膜上的受 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)。
(1)资料 1 中的质膜电镜观察结果说明蛋白质分子在质膜中 是怎么排布的?而在冷冻蚀刻电镜下观察到的图示中又是怎么 排布的?
(2)资料 2 中光漂白区重新出现荧光的原因是什么?质膜是 静态的还是具有一定流动性的?
答案: (1)电镜观察结果说明蛋白质分子在质膜中是分层排布的; 冷冻蚀刻电镜下显示蛋白在细胞膜表面或者穿透,而不是在两层 之间。 (2)是由于质膜上其它区域的蛋白质流动光漂白区呈现的荧 光。质膜是具有一定的流动性的。
【智涂笔记】 磷脂分子的性质使它在水-空气界面上总是以亲水的头部 朝向水,而在水溶液中,疏水的尾部相互结合形成双层结构才能 稳定存在;细胞膜上的蛋白质是可以运动的,一定范围内温度升 高,这种运动会加快。
【师说核心】 1.细胞膜的成分及功能分析
2.构成生物膜的磷脂分子分析 (1)结构:由磷酸、甘油和脂肪酸构成,其中磷酸作为亲水 性的“头部”、脂肪酸作为疏水性的“尾部”。
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