高中生物复习细胞膜系统的边界课件新人教必修

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1、关 注 新 考 纲把 握 新 考 情1.细胞膜系统的结构和功能2主要细胞器的结构和功能3细胞核的结构和功能实验4观察线粒体和叶绿体5通过模拟实验探究膜的透性1.细胞膜的成分特点及生物膜系统在结构和功能上的联系、应用2关注细胞膜在细胞间信息交流功能的方式及图像识别3各种细胞器的结构与功能相适应的特点及各种细胞器之间的分工合作4细胞核的结构与功能以及设计实验探究细胞核的功能5生物膜的特性在制药、人工肾等方面的应用第1节细胞膜系统的边界自我校对：脂质蛋白质糖类糖被磷脂双分子层流动镶嵌一定的流动性进出细胞信息交流哺乳动物成熟的红细胞细胞膜外面纤维素果胶支持保护想一想：磷脂分子有一个亲水的头部和疏水的尾

2、部，这种结构决定它在含水的介质中只有形成双层结构才稳定。图示如下议一议：磷脂双分子层不是固定不变的，脂肪酸分子的尾部可以摆动，使得整个磷脂分子能向两侧滑动，但由于许多细胞膜中夹杂着有“刚性”的胆固醇，使得其既具有一定的流动性、又比较坚实。想一想：保护和润滑作用，如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白。识别作用，如动物细胞表面的糖蛋白(又称受体蛋白)。一、“体验制备细胞膜的方法”的实验分析1选取哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因(1)动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水涨破。(2)哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器，易用离心分

3、离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。(3)红细胞数量大，材料易得。2实验原理：细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。3实验步骤选材：猪(或牛、羊、人)的新鲜的红细胞稀释液制作装片：用滴管取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片观察：用显微镜观察红细胞形态(由低倍高倍)滴清水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引(引流法)观察：持续观察细胞的变化结果：凹陷消失，体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜4实验注意事项(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。

4、(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。(4)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。特别提醒1细胞膜成分的实验探究(1)用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有脂质成分。(2)用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有蛋白质成分。2细胞膜具有识别作用的实验探究可将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞能结合。跟踪训练1某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其

5、结构和功能。请你帮助该同学设计一个简易的实验。(1)选取人体的_作为获取细胞膜纯净物的来源。A成熟的红细胞B神经细胞C白细胞 D口腔上皮细胞(2)将选取的上述材料放入_中，由于_作用，一段时间后细胞将破裂。(3)再用_法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的有机物是_，这种物质的特征是_，因而使红细胞具有_功能。(4)将膜成分分离提纯后，用_试剂可以鉴定蛋白质，具体现象是_。命题立意：本题综合考查细胞膜的制备方法、人的成熟的红细胞的特征及蛋白质的鉴定，考查学生对知识的整合能力，为高考重点。解析：要获得纯净的细胞膜，从细胞的取材来说，最好选取不具有细胞核和多种细胞器的哺乳动物成熟的红细胞。成熟红细

6、胞离心后，沉淀物中含细胞膜，而上清液则是血红蛋白的溶液。对细胞膜化学成分的鉴定，可采用双缩脲试剂鉴定，出现紫色现象，则说明蛋白质的存在。答案：(1)A(2)清水渗透(3)离心血红蛋白(或蛋白质)在氧气浓度高的地方容易和氧结合，在氧气浓度低的地方容易和氧分离运输氧气(4)双缩脲溶液变紫色规律总结：细胞的结构和功能是相适应的，哺乳动物的红细胞为携带氧，在发育成熟的过程中，细胞核和大多数细胞器逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的血红蛋白腾出空间。二、细胞膜的成分成分所占比例在细胞膜构成中作用脂质 约50%其中磷脂是构成细胞膜的重要成分，另外还有少量胆固醇蛋白质约40%蛋白质是生命活动的主要承担者，

7、细胞膜的功能主要由其上的蛋白质来行使，功能越复杂的膜，其蛋白质的种类和数量越多特别提醒各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质含量和种类越多。糖蛋白(也叫糖被)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。跟踪训练2科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。其主要成分是()A无机盐、蛋白质 B蛋白质、糖类C脂肪、蛋白质 D磷脂、蛋白质解析：哺乳动物的成熟红细胞无核，无各种细胞器。吸水涨破后

8、，去除溶出细胞外的物质，剩下的结构为细胞膜。细胞膜的主要成分为蛋白质和磷脂。答案：D三、细胞膜的功能1将细胞与外界环境分隔开细胞膜将细胞与外界环境隔开，保障了细胞内环境的相对稳定。(1)对于原始生命，膜的出现起到至关重要的作用，它将生命物质与非生命物质分隔开，成为相对独立的系统。(2)对于原生生物，如草履虫，它属于单细胞生物，它与外界环境的分界面也是细胞膜，由于细胞膜的作用，将细胞与外界环境分隔开。2控制物质进出细胞包括细胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相对性两个方面，如图所示：(3)相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，即细胞 细胞。高等植物细胞之间通过胞间连丝相互

9、连接，进行细胞间的信息交流。跟踪训练3如下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是()A若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是B细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与有密切的关系C适当提高温度将加快和的流动速度Db过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性解析：由题干图示可获取的主要信息有：(1)图中是糖蛋白、为蛋白质通道、为磷脂双分子层；(2)a物质由膜侧向侧运输，逆浓度梯度进行，需蛋白质载体；(3)b物质由膜侧向侧顺浓度梯度进行，不需要消耗能量。解答本题时，首先要仔细识图，判断出图中各标号名称、膜的内、外侧，然后联系各选项具体内容

10、作出正确分析判断。逐项分析如下：选项内容指向联系分析A图中为膜外侧，为膜内侧，肝细胞内合成尿素，通过肝细胞膜运出到细胞外，A项正确B图中是糖蛋白，是细胞间的识别、免疫功能的物质基础，细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，癌细胞易扩散转移。B项正确C图中是蛋白质，是磷脂双分子层，组成细胞膜的蛋白质分子、磷脂分子是运动的，适当提高温度，分子运动速度加快，所以C项正确D图中a方式是由低浓度向高浓度，需载体协助的主动运输，b方式是由高浓度向低浓度，不需要消耗能量。主动运输需要消耗ATP，还需载体蛋白的协助，体现出膜的选择透过性，故D项错误答案：D规律总结：构成细胞膜的化学元素有C、H、O

11、、N、P等。糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白的分布，可以判断细胞膜的内外侧。各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。细胞膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体、识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现病原体特异性的抗原以及催化作用的酶等。题型一细胞膜的成分【例1】(2011青岛模拟)下列关于细胞膜的叙述，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，其细胞膜上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癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关思路点拨：本题是对膜结构和功能的考查。解答时需明确膜的结构特点和各项功能，然后再作答。【标准解答】逐项分析如下：选

12、项内容指向联系分析A细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B功能越复杂的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量越多C组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富 【答案】【答案】B【互动探究】(1)如何证明细胞膜的成分中含有蛋白质？(2)为什么功能不同的细胞，其膜上蛋白质的种类和数量不同？提示：(1)可用蛋白酶处理细胞膜，如果处理后膜结构破坏则证明有蛋白质。(2)蛋白质是生命活动的体现者，不同种类和数量的蛋白质体现的生理功能不相同。题型二细胞膜的结构特点和功能【例2】(2011山东潍坊模拟)下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是()A动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动发生改变B兴奋在神经元之间的传递C洋葱表皮细胞放

13、入浓蔗糖溶液中发生质壁分离D效应T细胞与靶细胞结合，使靶细胞裂解死亡【自主解答】细胞间信息交流有几种形式：(1)化学物质的传递，即细胞分泌一些化学物质(如激素)至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。如A选项的激素调节。(2)细胞间隙连接，是一种细胞间的直接通讯方式，如B选项的兴奋在神经元之间通过突触传递。(3)膜表面分子接触通讯，指相邻细胞通过细胞膜的直接接触实现细胞间信息交流，如D选项的效应T细胞与靶细胞之间的细胞识别。(4)相邻细胞之间的相互连接，如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流。洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离，不是发生在细胞之间，不存在细胞间的信息交流，故C选

14、项错误。【答案】C变式训练 下列有关细胞间的信息交流的叙述正确的是()A激素与靶细胞膜上蛋白质结合，将信息传递给靶细胞B细胞分泌的化学物质必须经过血液的运输才能将信息传递给靶细胞C高等植物细胞之间的胞间连丝只起物质通道的作用D多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现完全依赖于信息交流解析：激素与靶细胞膜上的受体蛋白(糖蛋白)结合传递信息；细胞分泌的激素要经血液运输到达靶细胞传递信息，但神经递质则可不经过血液运输而直接传递信息。胞间连丝不仅是物质通道，还具有传递信息的作用；而多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现依赖于物质交换、能量转换和信息交流。答案：A一、选择题1(2010山东高考)下列关于真核细

15、胞生物膜的叙述，正确的是()A生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇C有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行D核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输解析：本题考查真核细胞生物膜的化学组成、结构和功能，意在考查考生对细胞膜的结构和功能、有氧呼吸和光合作用的场所和生理过程以及细胞器的结构和功能的理解能力。构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇，故B错误。有氧呼吸的三个阶段均可以产生ATP，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行；光合作用的光反应阶段可以产生ATP，该过程在叶绿体的类囊体

16、膜(基粒)上进行，故C错误。蛋白质的合成在核糖体上进行，但核糖体没有膜结构，故D错误。答案：A2(2010安徽高考)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是()A肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体B细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构C线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶D核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出解析：本题以“生物膜”为核心命题点，意在考查考生对生物膜结构和功能的理解以及综合分析能力。肌细胞的细胞膜上存在着协助葡萄糖运输的载体；细胞膜上的受体并非细胞间信息交流所必需的；线粒体内膜上存在着与有氧呼吸第三阶段有关的酶，并不局限于合成ATP的酶；核膜也具有一定的选择性，并

17、不能让蛋白质和RNA自由进出。答案：A3(2010全国卷)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是()A胰岛B细胞分泌胰岛素B吞噬细胞对抗原的摄取CmRNA与游离核糖体的结合D植物体细胞杂交中原生质体融合解析：本题考查生物膜的功能及免疫调节、基因的表达、细胞工程等知识，意在考查考生对所学知识的要点和知识间的内在联系的理解能力。激素的分泌方式是胞吐；吞噬细胞对抗原的摄取是胞吞；植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合。以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。mRNA与游离核糖体的结合是在细胞内完成的，没有涉及细胞膜。答案：C4(2009江苏高考)细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功

18、能高度统一。下列有关叙述正确的是()卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输的能量供应哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动ABC D解析：卵细胞体积较大，含有的营养物质较多，能为胚胎早期发育提供所需养料。答案：B5(2009浙江高考)对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，

19、即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()A细胞膜具有流动性B荧光染料能与细胞膜组成成分结合C根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率解析：用荧光染料标记细胞，是因为该染料能与细胞膜组成成分结合。激光照射后荧光的恢复是由于膜上其他部位的移动，即细胞膜的流动性，荧光恢复的快慢反映了膜中蛋白质和脂质流动的快慢。该实验与物质跨膜运输无直接关系，故C错误。答案：C6(2009北京高考)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是()A细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C细胞膜内外两侧结合的蛋白质种

20、类有差异D载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质解析：细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用。细胞膜是一层选择透过性膜，对物质进出细胞具有选择性。由细胞膜内外结合的蛋白质功能有差异，可推知相关的蛋白质种类也有差异。载体蛋白协助物质进行跨膜运输，所以该类蛋白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。答案：D二、简答题7(2009广东高考)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如下图)。请回答问题。(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量_，尿素含量_。由于在原培养液中没有尿素，推测其是_的产物。

21、(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是_；被吸收的葡萄糖主要通过_作用，为细胞提供_。(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是_。(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有_的特性。解析：(1)由图可知，随培养时间延长，葡萄糖和氨基酸含量下降，尿素含量上升，尿素是蛋白质在细胞代谢中的产物。(2)氨基酸进入细胞后，主要用来合成蛋白质，被选择吸收的葡萄糖主要通过呼吸作用，为细胞提供能量。(3)肝脏受损，细胞膜通透性增大会使转氨酶排到细胞外。(4)由(1)(3)判断，细胞膜对物质的转运具有选择透

22、过性。答案：(1)降低增加细胞代谢(代谢)(2)作为蛋白质合成的原料呼吸(分解)能量(ATP)(3)肝细胞膜受损(或细胞裂解)(4)选择透过(选择通透)8细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题。(1)b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是_，c是_，d是_。(2)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有_特点。(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是_等。(4)细胞器膜

23、、_和_等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的_功能对海水进行淡化处理。解析：考查了生物膜系统的有关知识。明确细胞器的形态特点是做好(1)题的关键，从形态上判断a是高尔基体，c是内质网，d是线粒体，它们都是由膜构成的细胞器，膜的主要成分都是蛋白质和磷脂，在结构上具有一致性。b和e之间相互融合的依据是膜的流动性。细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。答案：(1)高尔基体内质网线粒体(2)流动性(3)蛋白质和磷脂(4)细胞膜核膜选择透过探究课题：细

24、胞膜的结构、成分和功能理论归纳细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质以及细胞膜结构的基本骨架是磷脂双分子层往往是实验设计的背景材料，在实验设计中，要仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量。(1)细胞膜组成成分的设计思路用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜含有脂质成分。用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜含有蛋白质成分。(2)细胞膜具有识别作用的探究思路：大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合。专题感悟下列是某生物兴趣小组的一个问题探究实例：【材料分析】1925年，高特和戈来格尔用丙酮提取出红细

25、胞膜上的磷脂，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原来红细胞表面积的2倍。据此，得出了细胞膜是由连续的两层磷脂分子组成的推论。【提出问题】细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列呢？【背景知识】磷脂分子的头部亲水，尾部疏水。如图1所示。【探究1】如果把一滴油滴在水面上，形成“油水”界面，“油水”界面上磷脂分子的排列是什么样的呢？结果如图2。【探究2】如果把一滴油滴在水面上，再高速振荡，形成油水乳液，油水乳液小滴中磷脂的结构又会是什么样的呢？结果如图3。(1)图3中A的主要成分是水还是油？_。(2)请根据探究1和探究2的结果推导细胞膜上磷脂分子的排布情况，在图4中绘出其简图(

26、片段)。(3)根据图4所示结果，科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。这一事实表明：_。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的蛋白质有关。彼德阿格雷从人红细胞及肾小管壁细胞的膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白CHIP28，并证明它是一种“水通道蛋白”。请简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。有实验证明钾离子也不能通过该“脂质体”，若要使钾离子通过，则 该“脂 质 体”模 型 中 还 需 要 具 备 哪 些 物 质？_。【解析】生物膜主要由

27、磷脂和蛋白质组成，磷脂是极性分子，头部亲水，尾部疏水，从图3中磷脂分子的头部和尾部的分布看，A处的主要成分是水。在生物膜中，磷脂分子头部位于膜的内外两侧，尾部位于膜中间，排成两层。“脂质体”的实验说明水分子不能自由通过纯粹的磷脂双分子层，而阿格雷的实验更证明水分子的跨膜运输最可能与膜上的蛋白质有关。要验证此观点，可在“脂质体”中加入CHIP28，于清水中放置与对照组相同时间后，观察并比较实验组和对照组“脂质体”体积变化情况。K通过生物膜的方式是主动运输，需相应的载体蛋白、ATP。【答案】(1)水(2)见图(两层磷脂分子层的亲水性头部分别位于细胞膜的内外两侧，疏水性尾部位于细胞膜的中间)(3)水分子不能通过纯粹的磷脂双分子层在“脂质体”中加入CHIP28，于清水中放置与对照组相同时间后，观察并比较实验组和对照组“脂质体”体积变化情况相应的载体蛋白、ATP