2019-2020学年人教版高中生物必修一教案：3.1 细胞膜——系统的边界

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1、第 1 节 细胞膜系统的边界一、细胞膜的成分1.细胞膜的制备(1)原理：细胞吸水涨破 获得细胞膜。 离 心 (2)选材人和其他哺乳动物成熟的红细胞。原因：没有细胞核和众多的细胞器，这可使得到的细胞膜更为纯净。(3)过程(4)注意事项红细胞要用生理盐水(质量分数为 0.9%)稀释，这样既可以使红细胞分散开，不易凝集成块，又能使红细胞暂时维持原有的形态。注意盖盖玻片的方法，防止出现气泡。用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸走。滴蒸馏水操作在载物台上进行，载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。实验中持续观察细胞的变化与引流前观察到的细胞形态形成对照。2.细胞膜的成分(1)细胞膜的主要成分：脂质和蛋白质，

2、还有少量糖类。(2)细胞膜成分的特点：组成细胞膜的脂质中，磷脂含量最丰富，功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的种类和数量越多。(1)细胞膜的主要成分是蛋白质、磷脂和多糖( )(2)细胞膜中不含胆固醇( )(3)细胞膜中的糖主要是纤维素( )(4)哺乳动物成熟的红细胞中没有除细胞膜之外的其他膜结构( )答案 (1) (2) (3) (4)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？提示 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.哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中，核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞

3、一般不含细胞器且取材方便，是研究细胞膜的好材料。请根据材料回答问题：(1)将红细胞放入_中，一段时间后细胞将破裂。(2)红细胞破裂后，流出细胞外的物质主要是_。(3)再用_法获得纯净的细胞膜，将膜成分分离提纯后，用 _试剂可检测其中的蛋白质，具体现象是_。提示 (1)清水 (2) 血红蛋白 (3) 离心 双缩脲 溶液变成紫色归纳总结 细胞膜成分的实验鉴定细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果脂溶剂处理 细胞膜被溶解磷脂酶处理 细胞膜被破坏磷脂脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过双缩脲试剂 紫色蛋白质蛋白酶处理 细胞膜被破坏二、细胞膜的功能、细胞壁1.细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开，保障

4、了细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞细胞膜控制物质进出细胞具有普遍性和相对性，如图所示。普遍性：细胞需要的营养物质可进入细胞；抗体、激素等物质在细胞内合成后，被分泌到细胞外；细胞产生的废物被排到细胞外。相对性：对细胞有害的物质有可能进入细胞；有些病毒、病菌等可以侵入细胞，使生物体患病。(3)进行细胞间的信息交流项目 通过信息分子间接交流 细胞间直接交流 经特殊通道交流信息交流方式通过细胞分泌的化学物质(如激素) 间接传递信息通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息举例细胞分泌激素经体液运输作用于靶细胞精子和卵细胞之间的识别和结合高等植物细胞之间通

5、过胞间连丝进行信息交流图示方法技巧 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。(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。2.植物细胞的细胞壁(1)化学组成：主要是纤维素和果胶。(2)主要功能：对植物细胞有支持和保护作用。(1)细胞膜难以杜绝所有对细胞有害物质的进入，说明其控制物质进出的能力是有限的( )(2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用( )(3)细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体的识别( )(4)植物细胞与细菌细胞都有细胞壁，细胞壁的主要成分均为纤维素和果胶( )答案 (1) (2) (3) (4)1.细胞膜将细

6、胞和外界环境分隔开，是单纯的隔离作用吗？提示 不是，细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定，还能控制物质进出细胞，细胞需要的物质可从外界进入细胞，不需要的或有害的物质不容易进入细胞。2.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？提示 受体的化学本质是糖蛋白。受体和信号分子的结合具有特异性。1.(2019黄山高一检测)研究细胞膜常用的材料是 ( )A.变形虫B.受精卵C.蛙成熟的红细胞D.哺乳动物成熟的红细胞答案 D解析 研究细胞膜常用的材料是哺乳动物成熟的红细胞，因为它没有细胞核及众多的细胞器，故选 D。2.(2018河

7、北定州中学期末)下列有关细胞膜的制备及观察的叙述，正确的是( )A.家鸡的红细胞是最佳的实验材料B.若选用洋葱鳞片叶内表皮细胞，应先用镊子去除细胞壁C.制备细胞膜可先利用吸水涨破法，再利用离心法D.用显微镜观察时，可直接用高倍显微镜找到目标答案 C解析 家鸡不属于哺乳动物，它的红细胞中含有细胞核和众多具膜结构细胞器，不宜用于制备细胞膜，A 错误；植物细胞太小，不能用镊子去除细胞壁，B 错误；红细胞吸水涨破后，经过离心，细胞膜可与其他成分分离开来，C 正确；用显微镜观察时，应先用低倍镜找到目标，然后再换用高倍镜进行观察，D 错误。3.在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的元素是( )A.C、H

8、、OB.C、H、O、PC.C、H、O、ND.C、H、O、N、P答案 D解析 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，组成蛋白质的元素有 C、H、O、N 等，而在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，磷脂中含有 P 元素。4.(2018北京首都师范大学附中期中) 下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是( )A.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多B.细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动C.相邻两个细胞的信息交流全靠细胞膜的直接接触D.细胞膜能控制物质进出细胞，这种功能是相对的答案 C解析 蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关，功能越复杂的细胞，细胞膜

9、上蛋白质的种类和数量越多，A 正确；细胞间的信息交流保证了生物体作为一个整体完成生命活动，B 正确；相邻细胞间直接接触只是细胞间进行信息交流的一种形式，相邻细胞之间还可以通过胞间连丝联系等，C 错误；细胞膜作为系统的边界，能控制物质进出细胞，但具有相对性，D 正确。5.(2018湖南师大附中期末)下列关于植物细胞壁的说法，不正确的是( )A.植物细胞都有细胞壁B.细胞壁的化学组成中含有多糖C.细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用D.细胞壁具有控制物质进出细胞的作用答案 D解析 正常的植物细胞都具有细胞壁，A 正确；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，其中纤维素是多糖，B 正确；细胞壁对植物细胞具

10、有支持和保护的作用，C 正确；细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞，D 错误。6.科 学 家 在 进 行 细 胞 膜 化 学 成 分 的 分 析 时 ， 需 制 备 比 较 纯 净 的 细 胞 膜 ， 从 真 核 细 胞 分 离 出 比较 纯 净 的 细 胞 膜 较 为 困 难 ， 因 为 会 有 核 膜 和 细 胞 器 膜 的 混 杂 。 而 哺 乳 动 物 (或 人 )的 成 熟 红 细胞 ， 没 有 细 胞 核 和 各 种 细 胞 器 ， 将 其 作 特 殊 处 理 就 是 比 较 纯 净 的 细 胞 膜 ， 在 生 物 学 上 称 为“血 影 ”。 对“血影”的分析得知，其化学组成如

11、下：蛋白质 49%、脂质 43%、糖类8%。请回答：(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？_。(2)“血影”的化学成分中，脂质主要是哪一类？_。(3)红细胞溶血后，溶出到细胞外的物质应该是_ ，这种物质的特性是_。因此，红细胞具有_的功能。答案 (1)放在蒸馏水中 (2)磷脂 (3) 血红蛋白 容易和氧结合，又容易与氧分离 运输氧解析 红细胞内的物质具有一定的浓度。如果把细胞放在清水里或蒸馏水里，水会进入细胞，使细胞涨破，细胞内的物质流出来，从而出现溶血现象，通过该种方法所得到的细胞膜较纯净。血影实际上就是细胞膜，细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，脂质中磷脂含量最丰富。红细胞溶血后，溶出到细

12、胞外的物质是血红蛋白，血红蛋白容易与氧结合，又容易与氧分离，因此，红细胞具有运输氧气的功能。题组一 细胞膜的成分1.(2018广东广雅学校高一上学期期中) 下列用哺乳动物成熟红细胞制备细胞膜的方法，正确的是( )A.把细胞放在清水里，涨破细胞B.用针刺破细胞C.用镊子把细胞膜剥下来D.用石英砂研碎细胞答案 A解析 把细胞放在清水里，细胞渗透吸水，使细胞涨破，A 正确；细胞是微小的结构，需要借助显微镜观察，所以不能用针刺破细胞，B 错误；细胞膜将细胞内物质与外界分隔开，无法用镊子把细胞膜剥下来，C 错误；用石英砂研磨细胞，将破坏细胞膜的结构，D 错误。2.如图所示是利用人成熟的红细胞制备纯净细胞

13、膜的流程，下列说法正确的是( )A.图示可表示红细胞在浓盐水中涨破B.人成熟的红细胞无核糖体，因而无蛋白质C.红细胞涨破后，需经离心才能获得细胞膜D.红细胞涨破后，无法用光学显微镜观察到答案 C解析 红细胞在蒸馏水中会吸水涨破，在浓盐水中会失水，不会涨破，A 错误；人成熟的红细胞中有血红蛋白，B 错误；人成熟的红细胞中没有细胞核和多种具膜结构的细胞器，将红细胞放在蒸馏水中，使其吸水涨破，释放出内容物，再通过离心、过滤，可获得较为纯净的细胞膜，C 正确；红细胞涨破后，可以用光学显微镜观察到，D 错误。3.肝细胞和甲状腺细胞的细胞膜功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中( )A.脂质不同 B

14、.磷脂不同 C.蛋白质不同 D.水不同答案 C解析 肝细胞和甲状腺细胞的细胞膜中的脂质主要是磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，即两种细胞膜的成分中脂质(主要是磷脂) 相同；蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能主要取决于细胞膜上的蛋白质的种类和数量；细胞膜的构成中没有水。4.(2018河北清河中学高一上学期期中) 下列有关细胞膜的叙述，不正确的是( )A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B.不同功能的细胞，其细胞膜蛋白质的种类和数量相同C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富D.蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂答案 B解析 蛋白质是生命活动的主要承担者，不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类

15、和数量不同，B 错误。5.(2019武汉高一检测)如图表示各种细胞膜组成成分的含量，图示能说明的是( )A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类B.细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关C.细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多D.蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用答案 B解析 从题图中可以看出，构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，蛋白质是生命活动的主要承担者，不同膜的蛋白质和脂质的含量不同，与其细胞膜的功能有关，A 错误、B 正确；细胞膜的功能越复杂，其所含蛋白质的种类和数量越多，C 错误；蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用，这句话本身正确，但从图中不能获取

16、此信息，D 错误。题组二 细胞膜的功能、细胞壁6.(2018湖北宜昌第一中学高一上学期期中) 下列关于细胞膜的生理功能的描述，不正确的是( )A.将细胞与外界环境分隔开 B.控制物质进出细胞C.进行细胞间的信息交流 D.具有一定的流动性答案 D7.(2018江苏泰州中学高一上学期期中) 下列关于细胞膜控制物质进出这一功能的叙述中，正确的是( )A.对细胞有害的物质不能进入细胞B.细胞膜对物质进出的控制作用是相对的C.细胞内合成的大分子物质不会被排放到细胞外D.细胞代谢过程中产生的尿素不会排出细胞答案 B解析 细胞膜对物质进出的控制作用是相对的，如病毒、病菌等对细胞有害的物质也有可能侵入细胞，A

17、 错误、B 正确；细胞内合成的大分子物质，会被排放到细胞外发挥作用，C 错误；尿素属于代谢废物，对机体具有毒害作用，因此必须排出细胞，D 错误。8.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌性激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于( )A.血液运输，信号分子B.信号分子，信号分子C.信号分子，胞间连丝传递D.血液运输，细胞膜直接接触答案 D解析 哺乳动物卵巢分泌的雌性激素通过血液循环作用于乳腺细胞，精子在输卵管内与卵细胞结合，进入卵细胞内完成受精作用，是细胞膜直接接触。9.下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是( )

18、A.功能在生命起源过程中具有重要作用B.功能表示进入细胞的物质对细胞都有利C.胰岛素调控生命活动可用图中表示D.相邻的植物细胞可通过功能 进行信息交流答案 B解析 功 能 表 示 细 胞 膜 将 细 胞 与 外 界 环 境 分 隔 开 ， 在 生 命 起 源 过 程 中 具 有 重 要 作 用 ， 将生 命 物 质 与 外 界 环 境 分 隔 开 ， 产 生 了 原 始 的 细 胞 ， 并 成 为 相 对 独 立 的 系 统 ， A 正 确 ； 功 能 表 示 物 质 进 出 细 胞 ， 一 般 是 吸 收 有 利 物 质 ， 但 有 些 有 害 物 质 也 能 进 入 细 胞 ， 说 明 细

19、 胞 膜 控制 物 质 进 出 细 胞 是 相 对 的 ， B 错 误 ； 功 能 表 示 进 行 细 胞 间 的 信 息 交 流 ， 激 素 通 过 与 靶 细 胞膜 上 相 应 物 质 识 别 来 调 控 生 命 活 动 ， C 正 确 ； 相 邻 的 植 物 细 胞 可 通 过 功 能 进 行 信 息 交 流 ，D 正 确 。10.下列关于细胞壁的叙述中，正确的是( )A.纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，是植物细胞壁的主要成分之一B.食物中的纤维素在人体内水解成葡萄糖后才能被吸收C.细菌的细胞壁也可以用除去植物细胞壁的方法除去D.细胞壁是各种细胞最外层的结构答案 A解析 人的消化液中不含

20、纤维素酶，所以食物中的纤维素在人体内是不能被消化吸收的，B 错误；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，与植物细胞壁(主要成分是纤维素和果胶)的成分不同；细菌细胞壁一般用溶菌酶除去，而植物细胞壁用纤维素酶和果胶酶除去，C 错误；细胞壁并不是各种细胞最外层的结构，动物细胞没有细胞壁，很多细菌细胞壁外面有荚膜等结构，D 错误。11.(2018重庆一中高一上期末) 科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是( )植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构 光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜 植物细胞的细胞膜较薄 植物细胞有细胞壁，用其提取细胞膜的过程比较繁琐 植物细胞内会有其他膜结构干扰A.

21、B. C. D.答案 D解析 植物细胞有细胞壁，给制备细胞膜带来一定困难，而且植物细胞中除了具有细胞膜以外，还具有核膜和细胞器膜。12.(2018甘肃天水一中高三上月考) 据研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和细胞膜上的黑色素受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究带来了福音。分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )A.细胞膜将细胞与外界环境分隔开B.细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞C.细胞膜具有信息交流的功能D.细胞膜具有保护功能答案 C解析 细胞膜的功能主要分为三种，即将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。

22、题中材料体现了细胞膜具有信息交流的功能。13.(2018内蒙古包头一中高一上期末) 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你设计一个简易实验制备较纯净的细胞膜，并对其成分进行鉴定。A.制备较纯净的细胞膜(1)用蒸馏水处理红细胞后，流出细胞外的物质主要是_ ，这种物质的特性是_，因而使红细胞具有_的功能。(2)用_进行多次冲洗，即可获得较纯净的细胞膜。B.对细胞膜的成分进行鉴定(3)在制得的膜成分中加入双缩脲试剂，如果产生_ 反应，即可证明细胞膜成分中含有_。(4)研究发现，脂溶性物质容易透过细胞膜，非脂溶性物质透过细胞膜十分困难，这表明组成细胞膜的主要成分中有_。(5

23、)该实验表明，组成细胞膜的主要成分有_ 。答案 (1)血红蛋白 易与氧气结合 运输氧 (2)蒸馏水 (3)紫色 蛋白质 (4) 脂质 (5)蛋白质和脂质解析 (1)(2)制备细胞膜应选用哺乳动物成熟的红细胞，因为其内没有细胞器，也没有线粒体、核膜等多种膜结构，用蒸馏水处理后会吸水涨破。流出细胞外的物质主要是血红蛋白，其易与氧气结合，从而使红细胞具有运输氧的功能。(3)蛋白质遇双缩脲试剂产生紫色反应，根据这一特性可以鉴定细胞膜中有无蛋白质的存在。(5)细胞膜主要由蛋白质和脂质组成。14.(2018河北承德期末)如图中 X、Y、Z 表示构成细胞膜的三种有机物，请回答下列问题：(1)图中的物质 X、

24、Y 和 Z 分别表示_、_、_。不同细胞膜的功能不同，主要与_(填“X”“Y”或“Z”) 的种类和数量有关。(2)实验室一般选用_作材料，将其放置在 _中来获取细胞膜。(3)将不同物种的植物混合种植，柱头只能识别同种植物的花粉，而不同物种的花粉不能被识别，无法完成受精，这体现了细胞膜具有_的功能。答案 (1)糖类 蛋白质 脂质( 或磷脂) Y (2)哺乳动物成熟的红细胞 蒸馏水(或清水) (3)进行细胞间信息交流解析 (1)细胞膜的成分是磷脂( 主要组成元素是 C、H 、O、N、P 等)、糖类( 组成元素是C、H、O )和 蛋 白 质 (主 要 组 成 元 素 是 C、 H、 O、 N 等 )

25、， 分 别 对 应 图 中 的 Z、 X、 Y。 其 中Y(蛋 白 质 )在 细 胞 膜 行 使 功 能 时 起 重 要 作 用 ， 功 能 越 复 杂 的 细 胞 膜 ， 蛋 白 质 的 种 类 和 数 量越 多 。 (2)由于哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和其他具膜结构的细胞器，故可作为提取细胞膜的理想材料。将之放置在清水或蒸馏水中，细胞会因吸水涨破，从而可得到较纯净的细胞膜。(3)细胞间的识别是通过信号分子与相应细胞膜上特异性受体结合实现的，体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。15.(2018四川成都七中期中) 如图是细胞的 3 种信息交流方式，请据图分析回答下列问题：(1)图

26、A 表示通过细胞分泌的化学物质，随_到达全身各处，与靶细胞表面的_结合，将信息传递给靶细胞。(2)图 B 表示通过相邻两细胞的细胞膜接触，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中表示_，请举一例：_。(3)图 C 表示相邻两植物细胞之间形成_，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中表示_。(4)在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流，这种交流大多与_的结构和功能有关。答案 (1)血液 (特异性)受体 (2)与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合 (3)通道 胞间连丝 (4) 细胞膜解析 图 A、B、C 均属于细胞间信息交流方式， A 表示通过细胞分泌的化学物质随血液到达全身各处，再与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞；B 表示两细胞直接通过细胞膜进行信息交流；C 表示细胞间形成通道，细胞中的信息分子由通道进入另一细胞从而实现信息交流。