(浙科版2019必修1)细胞膜控制细胞与周围环境的联系(解析版)公开课.docx
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1、第06讲 细胞膜控制细胞与周围环境的联系 【学习目标】1. 通过模拟实验,探究膜的透过性。2. 理解细胞膜具有选择透过性3. 理解细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成4. 理解生物膜具有流动性5. 理解生物膜的研究历程【基础知识】一、 通过模拟实验探究膜的透过性1. 目的要求 尝试模拟实验的方法 推测细胞膜具有选择透过性2. 材料用具淀粉溶液、葡萄糖溶液、蒸馏水、碘-碘化钾溶液、本尼迪特试剂、透析袋、细线、烧杯、玻璃棒等。3. 方法步骤(1) 实验设计:(2) 检测:A组袋内变蓝,烧杯内呈棕色。B组,取袋外蒸馏水2ml加入2ml本尼迪特试剂,热水浴2-3min,产生红黄色沉淀。(3) 结论:葡萄糖分
2、子和碘可以通过透析膜,而淀粉分子无法通过,所以透析膜对分子的进出具有半透性。二、细胞膜具有选择透过性1.半透膜与透析膜一些膜具有一定大小的孔径,小分子和离子可以自由通过,而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过,这种膜称半透膜;透析膜就是一种半透膜。2.细胞膜具有选择透过性(1)概念:细胞膜可以控制物质进出细胞,选择性的吸收营养物质和排出代谢废物,保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性。(2)实例:海带能源源不断从海水中吸收碘,使得碘在细胞内的浓度远高于周围海水;人体组织将钾离子移入胞内,同时将钠离子移出膜外,使得胞内钾离子浓度约为胞外的30倍,胞外的钠离子浓度为胞内的12倍。三、
3、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成1.细胞的显微结构(1)细胞的基本结构包括细胞膜、细胞质、细胞核,这是在光学显微镜下观察到的细胞结构,称细胞的显微结构。(2)植物细胞的细胞膜外还有细胞壁(3)用电子显微镜可以观察到分子水平的细胞结构,称为细胞的亚显微结构。2.细胞膜的成分与功能成分功 能磷 脂磷脂分子形成双分子层结构,称为磷脂双分子层。构成细胞膜的基本支架膜蛋白 细胞膜的功能主要由膜蛋白实现 功能越多的细胞,其膜蛋白的种类和数量也越多胆固醇胆固醇存在于动物细胞膜中,植物细胞膜一般不含胆固醇。胆固醇能保持动物细胞膜的稳定性四、细胞膜具有流动性1.细胞膜具有流动性(1)生物膜并不是刚性的固态结构(2)
4、人-鼠细胞融合实验:实验结果表明:细胞膜的蛋白质是呈流动状态的。2.细胞膜的流动镶嵌模型细胞膜(生物膜)的流动镶嵌模型(1) 磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架(2) 蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或者部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。(3) 磷脂和蛋白质位置不是固定的,生物膜具有一定流动性。4. 膜蛋白及其功能(1)成分:蛋白质,蛋白质与糖类结合成糖蛋白(2)功能:控制物质出入细胞作用 、催化作用、细胞标志物作用、细胞识别、保护和润滑、免疫等5.细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构 (1)存在:植物、真菌和大多数原核细胞都有
5、细胞壁 (2)成分: 植物:纤维素和果胶 细菌:肽聚糖 真菌:壳多糖(几丁质)(3)特点:细胞壁无生命活性,无选择透过性,即细胞壁具有全透性,所有物质都能自由出入细胞壁。(4)作用:保护细胞、维持细胞形态,加强细胞的机械强度。 参与细胞间的相互黏连 激素等化学信号传递的介质和通路【考点剖析】考点一:通过模拟实验探究膜的透过性例1如图所示,溶液甲为清水,乙为0.1g/ml的蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)F、G为两个半透膜袋,G的体积大于F的体积,上端分别接上口径相同的小玻璃管。最初两个小玻璃管内液面与烧杯液面相平, 当F和G液面均不在变化时,下列说法中正确的是( )A.F与G中溶液浓度相同B.F
6、中液面高于GC.F、G两个半透膜袋中的水分子仍在进出半透膜D.通过渗透进入F、G两个半透膜袋的水分子量相同【解析】 当G、F液面均不在变化时,G中液面高于F,且G中溶液浓度大于F中的,此时F、G两个半透膜袋中的水分子仍在进出半透膜袋,且处于动态平衡,A、B错误,C正确。半透膜袋G的体积大于F的体积,所以通过渗透作用进入G袋的水分子量比进入F袋的水分子量多,D错误。故选: C考点二:细胞膜具有选择透过性例2下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述,正确的是()A钾离子通过主动运输的形式进入细胞主要体现了细胞膜的选择透过性B流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子是运动的,而蛋白质分子是不运动的C选择透
7、过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性D分泌蛋白的分泌主要体现了细胞膜的选择透过性【解析】A、钾离子以主动运输形式进入细胞,该方式需要载体蛋白的协助和能量的供应,体现细胞膜具有选择透过性,A正确;B、流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,B错误;C、选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性,磷脂分子没有特异性,C错误;D、分泌蛋白的分泌方式是胞吐,主要体现细胞膜具有流动性,D错误。故选:A。考点三:细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成例3下列关于细胞膜成分的叙述,错误的是()A功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多B动植物细胞膜上的脂质主要是磷脂和胆
8、固醇C细胞在衰老时,细胞膜的通透性会改变D经蛋白酶处理后细胞膜的组成和物质运输能力受到影响【解析】 A、蛋白质是生命活动的主要承担者,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,A正确;B、植物细胞膜上不含胆固醇,B错误;C、细胞在衰老时,细胞膜的通透性会改变,物质运输能力下降,C正确;D、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,载体蛋白具有运输作用,蛋白酶能将蛋白质水解,故经蛋白酶处理后细胞膜的组成和物质运输能力受到影响,D正确。故选:B。考点四:细胞膜具有流动性 例4如图表示的是小鼠细胞和人体细胞融合示意图。下列相关叙述中正确的是()A该实验的研究方法和卡尔文研究光合作用所采用的方法相同B该实验可
9、以证明细胞膜具有选择透过性C该实验可以证明辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型是错误的D该实验可以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的【解析】 A、该研究方法是荧光标记法,卡尔文研究光合作用所采用的方法是同位素标记法,A错误;B、该实验可以证明细胞膜具有一定的流动性,B错误;C、该实验可以证明辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型是正确的,C错误;D、该实验可以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的,D正确。故选:D。【真题演练】1. (2021湖北高考)1. 在真核细胞中,由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是( )A. 葡萄糖的有氧呼吸过程中,水的生成发生在线粒体外膜B. 细胞膜
10、上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白C. 溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解D. 叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质【解析】A、葡萄糖的有氧呼吸过程中,水的生成发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,A错误;B、真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白,该类蛋白发挥作用时可催化ATP水解,为跨膜运输提供能量,B正确;C、溶酶体内有多种水解酶,能溶解衰老、损伤的细胞器,溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解,C正确;D、叶绿体的类囊体膜是光反应的场所,其上分布着光合色素和蛋白质(酶等),利于反应进行,D正确。故选A。2. (20216浙江月选考)质膜的流动镶嵌
11、模型如图所示。下列叙述正确的是( )A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的 B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关 D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号【解析】A、脂双层是指磷脂双分子层,不包括膜蛋白,是在有水的环境中自发形成的,由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的,但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧,故脂双层是不完全对称的, A错误;B、磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部,而非镶嵌或贯穿在膜中,且由于胆固醇是“刚性的”,会限制膜的流动性,B错误;C、物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散,其中易化
12、扩散需要载体蛋白,即与膜蛋白有关,C错误;D、有些膜蛋白起着细胞标志物的作用,能识别并接受来自细胞内外的化学信号,D正确。故选D。3.(2017.11浙江选考)下列关于细胞膜的叙述,错误的是( )A磷脂双分子层两层中的磷脂分子含量不同B.细胞之间的识别主要取决于磷脂分子C.膜中磷脂和蛋白质分子是不断运动的D.蓝细菌进行细胞呼吸的主要场所位于细胞膜【解析】A、磷脂双分子层两层中的磷脂分子含量不同,A正确;B、细胞之间的识别主要取决于糖蛋白分子,B错误;C、膜中磷脂和蛋白质分子是不断运动的,C正确;D、蓝细菌是原核细胞,没有线粒体,进行细胞呼吸的主要场所位于细胞膜,D正确。故选B。4.(2018.
13、11浙江选考)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示,-表示其中的物质,下列叙述正确的是( )A.在细胞膜的内外则均有分布,与细胞间的识别有关B.可自发形成双层结构,与核糖体的形成有关C.分布于细胞膜中,能催化细胞膜中发生的生化反应D.有脂溶性和水溶性两部分,可控制某些离子出入细胞【解析】A、糖蛋白分布细胞膜的外则,与细胞间的识别有关,A错误;B、磷脂分子一端亲水,另一端疏水,在水环境中会自发形成双层结构,核糖体没有膜(双层磷脂)结构。B错误;C、是胆固醇,分布于细胞膜中,但不具有催化功能,C错误;D、蛋白质有脂溶性和水溶性两部分,可作为载体时,可控制某些离子出入细胞,D正确。故选 D。 【过关检测】1
14、人成熟红细胞可应用于递送药物。将红细胞置于一定浓度的溶液(甲)中,使其膜上出现 孔洞,药物通过孔洞进入细胞后再转移至浓度与红细胞相同溶液中,膜表面孔洞闭合,将药 物包载在细胞内,再运送至靶细胞。下列相关叙述错误的是()A甲溶液的浓度应略低于红细胞的浓度B包载入的药物必须具有脂溶性的特点C在临床使用时要进行严格的血型匹配D包载入药物的方法利用了细胞膜的流动性【解析】 A、由题可知,红细胞置于甲溶液中,其膜上出现孔洞,说明红细胞吸水涨破出现孔洞,则甲溶液的渗透压应略低于红细胞的细胞内液,A正确;B、由于药物是通过孔洞进入细胞,因此不是非要药物具有脂溶性,B错误;C、临床使用时必须进行严格的血型匹配
15、,C错误;D、红细胞的细胞膜具有流动性,包载药物的方法利用了细胞膜的流动性,D正确。故选:B。2细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用,下列相关叙述错误的是()A精卵结合过程与细胞膜的功能有关B胰岛细胞分泌胰岛素与细胞膜的功能有关C用台盼蓝鉴别细胞生死的“染色排除法”体现了细胞膜的结构特点D保障细胞内部环境的相对稳定与细胞膜的功能有关【解析】 A、精卵结合过程体现了细胞膜具有信息传递功能,A正确;B、胰岛细胞分泌胰岛素属于胞吐,与细胞膜控制物质进出细胞功能有关,B正确;C、用台盼蓝鉴别细胞生死的“染色排除法”利用了细胞膜的选择透过性,C错误;D、细胞膜将细胞与外界环境分开,保障细胞内部环境的相对
16、稳定,D正确。故选:C。3去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子。如图为去垢剂处理细胞膜的过程,相关叙述错误的是()A去垢剂不能破坏细胞膜的结构B组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动C去垢剂能代替脂质分子支持和稳定去膜状态下膜蛋白的结构D去垢剂与膜蛋白相互作用可能会影响膜蛋白提纯【解析】 A、去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子,据图可知,去垢剂能与细胞膜上蛋白质结合,破坏细胞膜结构,造成细胞损伤、功能丧失,A错误;B、组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动,所以细胞膜具有一定的流动性,B正确;C、去垢剂和磷脂分子都是一端亲水、一端疏水,因此去垢剂能代替脂质分子支持和稳定去膜状态下膜蛋白的结构
17、,C正确;D、据图可知,去垢剂能与细胞膜上蛋白质结合,去垢剂与膜蛋白相互作用可能会影响膜蛋白提纯,D正确。故选:A。4下列关于生物膜系统的叙述,正确的是()A细菌的生物膜系统增大了代谢的面积B生物膜系统有利于提高细胞代谢的效率C生物膜系统是人体免疫的第一道防线D生物膜系统是氨基酸间形成肽键的场所【解析】 A、细胞代谢的主要场所在细胞质基质,A错误;B、生物膜系统不仅为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所,还能够分隔细胞器,有利于提高细胞代谢的效率,B正确;C、人体免疫的第一道防线是皮肤、黏膜,C错误;D、氨基酸间形成肽键的场所是核糖体,而核糖体没有膜结构,D错误。故选:B。5新型冠状病
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