2024-2025學年高中生物第3單元第1章第1節(jié)細胞膜的結構與功能教案中圖版必修1

PAGEPAGE9第一節(jié)細胞膜的結構與功能1.簡述細胞膜的結構及其特點。(重點)2.駕馭細胞膜的功能。(難點)細胞膜結構的認識過程1.1895年，歐瓦頓發(fā)覺脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)簡單透過細胞膜進入細胞中。2.1917年，朗姆瓦：將磷脂溶于苯和水中，當苯揮發(fā)完以后，磷脂分子分布散亂，經(jīng)過推擠，磷脂分子在水中排列成了單層，而且其磷酸基團的極性頭部都浸入水中。右圖為一個磷脂分子的結構示意圖。3.1925年，荷蘭科學家高特和格倫德：把紅細胞的細胞膜中的磷脂抽提出來，在水面上鋪成單分子層，結果發(fā)覺磷脂分子排成單層后的面積恰好等于紅細胞表面積的兩倍。4.1972年，辛格：提出了細胞膜的流淌鑲嵌模型。eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：科學家發(fā)覺脂質(zhì)類的物質(zhì)易出入細胞膜而其他小分子物質(zhì)則比較困難，分析這種現(xiàn)象，你推想最可能的結論是什么？提示：依據(jù)相像相溶原理，最可能的結論是細胞膜是由脂質(zhì)類的物質(zhì)組成的。探討eq\a\vs4\al(2)：磷脂分子排成單層的面積是紅細胞表面積的兩倍，這說明白什么？提示：說明紅細胞的細胞膜是由兩層磷脂分子構成的。探討eq\a\vs4\al(3)：結合磷脂分子的結構特點，試以示意圖的形式畫出多個磷脂分子在水—空氣界面的排布狀態(tài)和在細胞膜上的排布狀態(tài)，并分析其緣由。提示：分析：(1)水—空氣界面：因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾部”疏水，所以在水—空氣界面上磷脂分子“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣一面。(2)細胞膜上：因細胞膜內(nèi)外均為水環(huán)境，依據(jù)磷脂分子“頭部”親水，“尾部”疏水的特點，故呈現(xiàn)如上圖所示狀態(tài)。eq\a\vs4\al([思維升華])1.人鼠細胞融合試驗分析(3)結論：細胞膜上的蛋白質(zhì)是運動的，膜具有肯定的流淌性2.溫度、膜流淌性與細胞生命活動的關系(1)溫度高時，膜流淌性大，有利于生命活動的進行，但溫度過高，膜的流淌性過大，甚至破壞了膜的結構，反而不利于生命活動的正常進行。(2)溫度低時，膜的流淌性下降，膜的運輸功能下降或完全丟失。1.科學家在試驗中發(fā)覺，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解，這些事實說明白組成細胞膜的物質(zhì)中有()【導學號：60150122】A.糖類和脂質(zhì) B.糖類和蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)和脂質(zhì) D.蛋白質(zhì)和核酸【解析】依據(jù)“相像相溶”原理以及酶具有專一性的特性，可以得知細胞膜中含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。【答案】C2.下列關于生物膜結構探究歷程的說法中，不正確的是()A.最初通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質(zhì)組成的B.三層結構模型認為生物膜為靜態(tài)的結構C.流淌鑲嵌模型認為構成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的D.三層結構模型和流淌鑲嵌模型都認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不勻稱的【解析】三層結構模型認為生物膜結構由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結構構成，認為蛋白質(zhì)是勻稱的、固定的?！敬鸢浮緿流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.細胞膜的結構模型——流淌鑲嵌模型(1)成分：細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。脂質(zhì)是細胞膜中的基本成分，構成細胞膜的脂質(zhì)主要為磷脂分子，它包括親水性的頭部和疏水性的尾部。(2)基本骨架：磷脂分子以疏水尾部相對，親水頭部朝向兩側，構成了磷脂雙分子層，以此作為細胞膜的基本骨架。(3)蛋白質(zhì)：覆蓋、鑲嵌或貫穿于磷脂雙分子層中。有的蛋白質(zhì)分子還與糖結合成糖蛋白。它們是細胞膜功能的主要執(zhí)行者，有的作為載體負責細胞內(nèi)外的物質(zhì)運輸，有的和信號分子結合進行信號轉導。2.細胞膜的結構特點構成細胞膜的磷脂和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運動的，即細胞膜具有肯定的流淌性。eq\a\vs4\al([合作探討])下圖為細胞膜的流淌鑲嵌模型示意圖，請據(jù)圖回答相關問題。探討eq\a\vs4\al(1)：構成生物膜的主要成分是什么？分析其元素組成。提示：生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。元素組成是C、H、O、N、P等。探討eq\a\vs4\al(2)：細胞膜上只含磷脂、蛋白質(zhì)和糖類嗎？試舉例說明。提示：不是。動物細胞膜上還含有膽固醇。探討eq\a\vs4\al(3)：從成分上分析，不同的生物膜功能不同的主要緣由是什么？提示：蛋白質(zhì)不同。不同的生物膜其功能一般不同，蛋白質(zhì)是生命活動的主要擔當者，所以不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量也不同。功能越困難的膜結構，所含有的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。探討eq\a\vs4\al(4)：由圖示看出，膜兩側是否對稱？提示：不對稱。糖蛋白、糖脂只分布在細胞膜的外表面，膜兩側的分子性質(zhì)和結構不同，這說明細胞膜具有不對稱性。探討eq\a\vs4\al(5)：細致分析膜結構，如何推斷細胞膜的內(nèi)外側？提示：糖蛋白、糖脂具有識別作用，分布于細胞膜的外表面，所以糖蛋白、糖脂所在的一側即為細胞膜外側。探討eq\a\vs4\al(6)：生物膜的結構特點是具有肯定的流淌性，請從分子組成上分析具有流淌性的緣由。提示：由于脂質(zhì)是可以運動的，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的，所以它們組成的生物膜具有肯定的流淌性。eq\a\vs4\al([思維升華])1.生物膜的流淌鑲嵌模型(1)細胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于細胞膜的外表面。(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是勻稱分布的，而是呈不對稱性分布。2.生物膜的結構特點——具有肯定的流淌性(1)結構基礎：構成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是運動的。(2)實例證明：質(zhì)壁分別與復原、變形蟲運動、內(nèi)吞和外排、白細胞的吞噬作用等。(3)膜的流淌性受溫度影響，在肯定溫度范圍內(nèi)，隨溫度上升，膜的流淌性加快。1.下列最能正確表示細胞膜的結構的是()【導學號：60150123】ABCD【解析】細胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，頭部是親水的，朝向細胞內(nèi)外。蛋白質(zhì)覆蓋、鑲嵌或貫穿其中，細胞膜外側有識別作用的糖蛋白。A、B圖磷脂分子頭部排列錯，無糖蛋白，故A、B錯。D圖細胞膜內(nèi)外都有糖蛋白，故D錯?！敬鸢浮緾2.下圖為細胞膜的流淌鑲嵌模型示意圖，有關敘述錯誤的是()A.a指磷脂分子的尾部，具有疏水性B.c指磷脂分子的頭部，具有親水性C.糖蛋白在細胞膜的內(nèi)外側均有分布D.細胞膜的選擇透過性與b的種類和數(shù)量有關【解析】磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸組成的，其“頭”部(c)是親水端，“尾”部(a)是疏水端。細胞膜為細胞的邊界，在細胞膜的外側分布著具有識別作用的糖蛋白，而在細胞膜的內(nèi)側沒有糖蛋白分布。細胞膜具有選擇透過性，這與細胞膜上b的種類和數(shù)量有關?！敬鸢浮緾細胞膜的功能1.細胞膜具有屏障作用愛護細胞不受外來物質(zhì)的干擾和有害物質(zhì)的侵襲。2.限制細胞與外界物質(zhì)交換3.負責信息的接收與傳遞細胞膜表面的糖蛋白具有識別作用。eq\a\vs4\al([合作探討])探討eq\a\vs4\al(1)：生長在水底淤泥中的蓮藕“出淤泥而不染”。蓮藕“出淤泥而不染”的事例說明細胞膜具有什么功能？這種功能的詳細體現(xiàn)是什么？提示：限制物質(zhì)進出細胞的功能。主要體現(xiàn)在對養(yǎng)分物質(zhì)的汲取及有害廢物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。探討eq\a\vs4\al(2)：植物傳粉后，同種和不同種的花粉都會落到雌蕊的柱頭上，同種的花粉能萌發(fā)，異種的花粉不能萌發(fā)。雌蕊和花粉是通過什么相識別的？這體現(xiàn)了該結構的什么功能？提示：通過細胞膜相識別，體現(xiàn)了細胞膜具有信息接收和傳遞功能。探討eq\a\vs4\al(3)：試驗室中用紅墨水染色的方法就能知道種子的死活，你能說明它的原理嗎？提示：種子活細胞膜具有限制物質(zhì)進出細胞的功能，所以活種子不會被染色，而死種子細胞的細胞膜失去這個功能而被染成紅色。eq\a\vs4\al([思維升華])1.細胞膜的功能圖解2.細胞間信息溝通的三種方式(1)一些細胞如分泌細胞分泌一些物質(zhì)如激素，通過血液的傳遞運輸?shù)阶饔貌课坏募毎?靶細胞)，被靶細胞的細胞膜上的受體(成分為糖蛋白)識別，引起靶細胞的生理反應(圖示如下)。eq\x(內(nèi)分泌細胞)eq\o(→,\s\up14(產(chǎn)生))eq\x(激素)eq\o(→,\s\up14(體液),\s\do15(運輸))eq\x(靶細胞)(2)相鄰兩個細胞的細胞膜干脆接觸，通過糖蛋白識別，將信息從一細胞傳遞給另一細胞(圖示如下)。(3)植物細胞間的識別主要是通過植物細胞間的胞間連絲來實現(xiàn)的(圖示如下)。1.在洋蔥鱗片葉的表皮細胞內(nèi)，液泡中含有紫色的花青素。將鱗片葉的表皮撕成若干小方塊放入清水中，水的顏色無明顯改變。若進行加溫，隨著水溫的上升，視察到水的顏色會漸漸變?yōu)樽仙Ｆ渲饕売墒?)【導學號：60150124】A.細胞壁在加溫中受到破壞B.水溫上升，花青素的溶解度加大C.加溫使細胞膜和液泡膜失去了限制物質(zhì)進出的作用D.加溫使水中的化學物質(zhì)發(fā)生了反應【解析】由題意知水的顏色變?yōu)樽仙f明液泡中的色素由液泡流出后經(jīng)細胞膜進入水中，即由于水溫上升，導致細胞膜和液泡膜失去了限制物質(zhì)進出的作用?！敬鸢浮緾2.下列不是細胞間信息溝通方式的是()A.胰島細胞形成的胰島素通過血液運輸作用于組織細胞B.細胞膜將細胞與四周環(huán)境分隔開C.精子和卵細胞相互接觸完成受精作用D.高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接【解析】本題是對細胞間信息溝通方式的考查。信息溝通的形式：激素eq\o(→,\s\up14(體液),\s\do15(運輸))靶細胞(體液傳遞，間接溝通)，A項正確。細胞細胞(干脆接觸)，C項正確。細胞細胞(通道溝通溝通)，D項正確?！敬鸢浮緽1.以下關于細胞膜結構的敘述中，不正確的是()【導學號：60150125】A.膜兩側物質(zhì)分子的排列是不對稱的B.組成膜的物質(zhì)分子的運動使膜具有肯定的流淌性C.磷脂具有愛護、潤滑、識別和信息傳遞的作用D.磷脂排列成雙分子層【解析】細胞膜上的糖蛋白具有愛護、潤滑、識別和信息傳遞的作用，磷脂雙分子層是構成細胞膜的基本骨架?！敬鸢浮緾2.下列不符合生物膜的流淌鑲嵌模型的說法是()A.磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流淌性B.每個磷脂分子的疏水端都向內(nèi)C.嵌入磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)分子大多能運動D.生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子之間沒有聯(lián)系，所以才具有流淌性【解析】生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都能運動，這使整個生物膜具有流淌性。生物膜是一個整體，它上面的各種分子相互作用、親密聯(lián)系才維持了生物膜的整體性?！敬鸢浮緿3.關于細胞膜流淌性的敘述，正確的是()【導學號：60150126】A.因為磷脂分子有頭和尾，磷脂分子利用尾部搖擺在細胞膜上運動，使細胞膜具有流淌性B.因為蛋白質(zhì)分子無尾，不能運動，所以它與細胞膜的流淌性無關C.細胞膜的流淌性是指蛋白質(zhì)載體的翻轉運動，與磷脂分子無關D.細胞膜流淌性與磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都有關【解析】磷脂雙分子層構成細胞膜的基本骨架，這個骨架不是靜止的，具有流淌性。構成細胞膜的蛋白質(zhì)分子大多數(shù)也是可以運動的?！敬鸢浮緿4.如圖表示細胞膜的亞顯微結構模式圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中的基本組成單位是。構成細胞膜基本骨架的結構是。(2)與細胞膜的識別功能有關的結構是。(3)吞噬細胞吞噬細菌的過程體現(xiàn)了細胞膜具有性。這是因為。(4)不同細胞細胞膜的生理功能不同，主要取決于細胞膜上的什么結構？(填寫標號)。(5)細胞膜的外側是(選填“M”或“N”)側，推斷的依據(jù)是