（必修1）3.1 细胞膜的结构与功能（第1课时）（解析版）（导学案4）

skybamboo · 发表于 4 小时前

第1节细胞膜的结构与功能（第一课时）
【学习目标】
1．从系统与环境角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能(系统观)。
2．概述细胞都有质膜包裹，质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。
3．通过对伊红注射入变形虫以及台盼蓝鉴别死活细胞的实验结果的观察感受、分析并概述细胞膜作为边界的功能，形成归纳、概括的科学思维。
4．通过对细胞膜的成分的探索历程资料分析，基于事实、证据进行推理并归纳出细胞膜的组成成分。
【课前学习】
一、细胞膜的功能
1.细胞膜（也叫__________）是细胞的__________。
2.细胞膜的三大功能
（1）将细胞与__________分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。
（2）控制物质进出细胞，不过细胞膜的控制作用是__________，营养物质可以进入细胞，细胞产生的抗体、激素等可以排出细胞，对细胞有害的物质_____________。
（3）进行细胞间的信息交流，其方式有三种：①通过内分泌细胞分泌的化学物质来完成；②通过相邻两个细胞的细胞膜接触来完成；③通过相邻两个细胞间形成的通道来完成。
二、细胞膜的成分
1.对细胞膜成分的探索
（1）1895年欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜，据此推测细胞膜是由_______组成的。
（2）科学家利用__________制备出细胞膜，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
（3）1925年，荷兰科学家发现，细胞膜中的磷脂分子排列为__________。
（4）1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，发现细胞表面张力明显低于__________的表面张力，据此推测细胞膜中除含有脂质分子外，可能还含有_______。
2.细胞膜各成分的比例和功能
（1）脂质（约占50%）：______含量最丰富，_______是构成动物细胞膜的重要成分。
（2）蛋白质（约占40%）：与细胞膜的功能密切相关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_________就越多。
（3）糖类（2%～10%）：与____________或脂质结合。
参考答案：一、1.质膜边界 2.（1）外界环境（2）相对的不易进入细胞
二、1.（1）脂质（2）哺乳动物的红细胞（3）连续的两层（4）油－水界面蛋白质 2.（1）磷脂胆固醇（2）种类与数量（3）蛋白质分子
【课上学习】
任务一：认识细胞膜的功能
1．伊红注入变形虫和台盼蓝染色实验：
（1）解释为什么伊红染料无法扩散出细胞，而台盼蓝无法进入活细胞。

（2）作为边界，细胞膜的分隔作用和控制物质进出作用具有什么意义？
2．请举例说明细胞间信息交流的方式。
3．请准确阐述细胞膜的功能：
任务二：对细胞膜成分的探索
1．根据磷脂分子的特点，请同学们画出磷脂分子在空气-水界面上以及水中的排布方式。
2．借鉴朗缪尔的实验，请用实验推导细胞膜中磷脂分子的层数，简要概述出实验思路和预期结果。
3．请分别准确描述欧文顿、朗缪尔、戈特和格伦德尔、荷兰科学家的表面张力实验的结果、结论或推测（请准确注明科学家通过各实验得出的是结论还是推测）。
4．请列举出细胞膜的组成成分。
【小结】

【课后练习】
1．在高等植物细胞中，相邻细胞之间可通过胞间连丝相互连接，体现了细胞膜具有的功能是（）
A．将细胞与环境分隔开               B．控制物质进出细胞
C．进行细胞间的信息交流            D．细胞膜具有流动性
2．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
3．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鉴别细胞的基本原理是(　　)
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．活细胞的细胞膜阻止PI的进入
4．将大量磷脂分子放入清水中,搅拌后静置一段时间,下列图示现象不可能出现的是(　　)

5．下列关于细胞膜的叙述，错误的是（）
A．病毒识别宿主细胞依赖细胞膜表面受体
B．细胞膜的组成成分主要是糖蛋白和糖脂
C．变形虫的运动主要依赖细胞膜的流动性
D．不同的细胞膜上可能存在相同的蛋白质
6．从细胞膜上提取了某种成分，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色。该成分是(　　)
A．糖脂 B．磷脂 C．糖蛋白 D．脂蛋白
7．为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能．请完成下列实验设计并分析下列有关问题。
（1）应选取人体下列哪种细胞做实验______
A．成熟红细胞 B．神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞
（2）选用该材料的理由是______．
（3）将选取的上述材料放入______中，一段时间后细胞将涨破．
（4）经过（3）的实验步骤后，可用下列哪一方法获得纯净的细胞膜______
A．静置 B．加热 C．离心 D．过滤
8．红细胞可被冷冻干燥保存于血库中，解冻后浸于生理盐水中，仍能较好地恢复其正常结构和功能，这对于输血有重要意义。为研究红细胞保存的最适条件，科研人员进行了实验研究。请回答问题：
（1）红细胞膜主要由_______和蛋白质分子构成，可控制物质出入细胞。
（2）下图为不同浓度NaCl溶液中红细胞的形态。红细胞在浓度的NaCl溶液中最接近其正常形态和体积，此浓度NaCl溶液称为生理盐水。

（3）用不同浓度NaCl溶液处理加入抗凝剂的血液，离心沉淀，测得红细胞的溶血率如下表所示。据表分析，红细胞更加耐受（低浓度、高浓度）NaCl溶液。有研究表明，NaCl溶液浓度为0．54%和0．72%时，红细胞占血液的体积比正常状态明显增加，这是由于红细胞形态由双凹圆饼形变为__________形所致。

NaCl溶液浓度（％）	0．38	0．45	0．54	0．72	0．90	3	4	9	12
溶血率（％）	79．4	30．2	6．6	2．4	1．9	2．1	2．5	25．2	55．8

注：溶血指红细胞破裂，血红蛋白外溢。
（4）将浓度为3%和9％的NaCl溶液处理过的红细胞分别放入生理盐水中，后者血红蛋白外溢程度远高于前者，其原因是。
答案与解析：
1．C
2．B
3．D　活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能。PI不是细胞所需物质，不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后则失去控制作用，则PI可以通过，最终使细胞核着色，故D正确。因此PI染色原理跟核酸的含量和结构无关，故A、B错。由PI注射到活细胞中细胞核会着色，判断C错误。
4． A 磷脂分子由亲水的头部和疏水的尾部构成,把大量磷脂分子放入水中,磷脂分子会将头部面向水环境，尾部向内和疏水的尾部凑到一起。A图的散布方式不是磷脂分子稳定存在的形式，故A错。
5． B  病毒识别特定的宿主细胞依赖于与细胞膜表面特异性受体结合，故A正确。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，还有少量糖类，故B错误。变形虫是单细胞生物，运动主要依赖细胞膜的流动性，故C正确；多细胞生物体内的细胞虽然有协调分工，但是它们也有共性的功能，比如人体组织细胞需要接受胰岛素的信号促进细胞对葡萄糖的吸收利用，因而细胞膜表面都具有胰岛素的受体，故D正确。
6．  C  双缩脲试剂可鉴定蛋白质，斐林试剂可鉴定可溶性还原糖，说明该成分既含有蛋白质又含有糖类，即糖蛋白。故选C。
7．  【答案】（1）A （2）人体成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器（3）清水（蒸馏水）（4）C
【解析】（1）为获得纯净的细胞膜，应选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料。（2）获得纯净的细胞膜要选择人的成熟红细胞，因为该细胞除了细胞膜，无核膜等其他膜结构的干扰，能获得较为纯净的细胞膜。（3）将人成熟的红细胞放入蒸馏水中，细胞吸水膨胀，一段时间后细胞将破裂，释放出血红蛋白。（4）红细胞置于蒸馏水中渗透吸水破裂，其中的内容物混合在一起，通过离心的方法可提取纯净的细胞膜。
8．【答案】（1）磷脂（2）0．9% （3）高浓度（圆）球（4）处于9% NaCl溶液中的红细胞膜结构损伤程度更高（或红细胞对高浓度溶液的耐受程度有限）
【解析】题目研究的是红细胞储存条件对细胞形态、结构及功能的改变和影响。
由图分析在0．45%的NaCl溶液中红细胞形态饱满、体积变大，说明红细胞在一定程度上吸收了外界的水分。而在3%的NaCl溶液中体积变小，说明细胞失水皱缩了。在0．9%的NaCl溶液中红细胞形态结构与正常红细胞相似，说明此条件下细胞内外环境的渗透压相等。由表格数据和注释可知，溶血率越大，说明红细胞破裂越严重，血红蛋白外溢越多。根据图中细胞形态观察可知，细胞形态结构会发生变化，细胞膜会有不同程度的膨胀或皱缩。因此，经过不同浓度的NaCl溶液储存后，即便放到0．9%浓度的NaCl溶液中，由于细胞膜结构受到不同程度的损伤，细胞也会发生溶血。这说明细胞膜对不同储存条件下的耐受程度不同，从而产生的溶血率也不同。

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