高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能背景图课件ppt

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1.简述细胞膜的成分和功能。（生命观念、科学思维）2.进行用哺乳动物成熟红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。（科学思维、科学探究）3.认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。（生命观念、科学思维、社会责任）
重点1.细胞膜的成分和功能。2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。难点1.用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
一　细胞膜的功能细胞膜的功能有[1] 　　　　　　　 　、[2] 　 　 　　　　和[3] 　　　　 　　 　　。植物细胞壁的成分主要是[4] 　　　和[5] 　　　，对植物细胞有[6]　　　和[7] 　　　作用。二 细胞膜的成分细胞膜主要由[8] 　　　　和[9] 　　　　组成，此外，还有少量的[10] 　 　。在组成细胞膜的脂质中，[11] 　 最丰富。细胞膜的成分含量并不固定，功能越复杂的细胞膜，[12]　　　　的种类和数量越多。体验制备细胞膜的实验中，实验材料用[13] 　　　　 　 　　，原因是这样的细胞没有[14] 　　　　、[15] 　 　　　和[16] 　　　　。
人或哺乳动物成熟的红细胞
将细胞与外界环境分隔开
判断题1. 细胞膜组成成分包括：脂质、蛋白质、糖类 （　　） 2. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 （　　） 3. 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 （　　） 4. 在普通光学显微镜下，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见 （　　） 5. 细胞膜能控制物质进出细胞的作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质也可能进入细胞 （　　）
一 细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开 细胞膜使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。控制物质进出细胞 细胞膜选择性地允许物质进出细胞，从而保证了细胞正常代谢的进行。1. 进入细胞的物质（1）细胞需要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等可以进入细胞。（2）细胞不需要的或有害的物质，如细菌的外毒素等不易进入细胞。2. 排出细胞的物质（1）细胞合成的物质，如抗体、激素分泌到细胞外。（2）细胞产生的废物，如尿素、尿酸等排到细胞外。
【特别提示】（1）物质能够通过细胞膜，是根据生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。（2）只有活细胞的细胞膜才能控制物质出入细胞，死细胞的细胞膜是全透性的。（3）细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入细胞，有些病毒、病菌等也能进入细胞，使生物体患病。
进行细胞间的信息交流 如右表所示，细胞间信息交流的方式有三种：
细胞之间通过信息交流，保证功能的协调。下列关于甲、乙、丙三图的说法，错误的是（　）A. 图甲中，靶细胞上②的化学本质是糖蛋白B. 图乙可以表示精子与卵细胞的识别C. 图丙表示动物细胞间的信息交流还可以通过相邻细胞间的胞间连丝进行D. 细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关
【解析】图甲中，靶细胞上受体的化学本质是糖蛋白，A 项正确；精子与卵细胞的相互识别是通过细胞间的直接接触完成的，可以用图乙表示，B 项正确；图丙表示植物细胞间的信息交流还可以通过相邻细胞间的胞间连丝进行，动物细胞之间没有胞间连丝，C 项错误；信号分子的受体大多存在于细胞膜上，所以细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关，D项正确。【答案】C
例 1 难度★★☆ 典型★★★
二 对生物膜成分和结构的探索历程
【特别提示】能体现生物膜的流动性但膜静态模型不能解释的现象举例细胞的生长、变形虫的变形运动、受精时精子与卵细胞的融合过程、白细胞吞噬病菌、植物细胞的质壁分离及复原现象。
三 细胞膜的成分
【特别提示】（1）构成细胞膜的化学元素有C、H、O、N、P 等。（2）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。（3）脂质中的磷脂是细胞膜的结构性物质，构成了膜的基本支架。糖类与蛋白质结合，主要起信息传递的作用。（4）不同种类的细胞及同一细胞不同的生长发育时期，细胞膜的成分及含量不完全相同。
例 2 难度★★☆ 典型★★☆ 下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验的叙述，不正确的是（　）A. 用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏B. 用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解C. 比较脂溶性物质与非脂溶性物质透过细胞膜的速率D. 欧文顿提取了细胞膜，并证明了膜是由脂质组成的
【解析】欧文顿用 500 多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不同，提出膜是由脂质组成的，但他并未将细胞膜从细胞中提取出来，D 项错误。【答案】D
例 3 科学家将人的红细胞的细胞膜中磷脂成分提取出来，并将它置于烧杯中的空气—水界面上，在一定温度条件下，该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。此膜在实验过程中磷脂分子的排列方式最可能是下图中的 （　　）
【解析】当把磷脂铺在空气—水界面上时，在一定温度条件下，该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。因为磷脂分子头部亲水、尾部疏水，若要稳定存在，则头部朝向水面， 尾部朝向空气，且只能单层存在，C 项正确。【答案】C
例 4 下列有关细胞膜成分及其探究的叙述，错误的是（　）A. 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多B. 磷脂的一端为疏水的头部，两个脂肪酸一端为亲水的尾部C. 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇等，其中磷脂的含量最多D. 油脂滴表面如果吸附着蛋白质成分，则表面张力会降低
【解析】磷脂的一端为亲水的头部，两个脂肪酸一端为疏水的尾部。【答案】B
四 流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜的结构（如下图） 细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，另外还有少量糖类，脂质和大多数蛋白质分子可以运动。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，亲水的头部排在外侧， 疏水的尾部排在内侧，这个支架不是静止的，而是流动的。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质在细胞膜上的分布具有不对称性。载体蛋白决定膜的选择透过性。
糖类与蛋白质结合构成糖被（即糖蛋白），与某些脂质结合构成糖脂。糖被有识别、信息交流、保护、润滑和免疫等作用。【注意】（1）细胞膜中的脂质除磷脂外，动物细胞膜中还含有胆固醇，但细胞膜中没有没有脂肪。（2）糖蛋白和糖脂都分布于细胞膜的外侧，这是判断细胞膜内外表面的重要指标。（3）不同细胞膜上所含蛋白质的种类和数量不同，功能越复杂的细胞膜，其上蛋白质的种类和数量就越多。结构特点——流动性 原因：膜结构中大部分的蛋白质分子和脂质分子都是 可以运动的。实验验证——细胞融合实验（如图）。
影响因素：主要是温度。在适当的温度范围内，随外界温度的升高，膜的流动性增强；若温度高出一定范围，将导致膜的结构被破坏。实例1. 植物细胞的质壁分离和复原实验。2. 变形虫捕食和运动时伪足的形成。3. 白细胞吞噬细菌。
例 5 右图是细胞膜的亚显微结构模型示意图，下列关于细胞膜的流动镶嵌模型的叙述，错误的是（　）A. ③是磷脂双分子层，一层细胞膜包括两层磷脂双分子B. ①是糖蛋白，糖蛋白具有识别和润滑等作用C. 蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层D. 膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
【解析】图中③表示磷脂双分子层，一层细胞膜包含一层磷脂双分子（含两层磷脂分子）。【答案】A
一 细胞膜的成分与功能之间的关系
细胞膜的成分与功能关系密切 因为细胞膜含磷脂、蛋白质和糖类，因此其含有的化学元素有C、H、O、N、P 等。糖蛋白（蛋白质与糖类结合而成）和糖脂（糖类与脂质结合而成）分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白和糖脂的分布，可以判断细胞膜的内外侧。糖蛋白（又叫糖被）有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。各种膜所含蛋白质与脂质的比例和膜的功能有关。功能越复杂的膜，其蛋白质的种类和数量就越多。细胞膜上的蛋白质种类很多，如运输物质的载体、起识别作用的糖蛋白、接受信号的受体、体现病原体特异性的抗原及膜的结构蛋白等。
正常细胞发生癌变后，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）等物质，这可以作为判断细胞是否癌变的指标。物质能否通过细胞膜，并不完全取决于分子大小，而是由细胞生命活动的需要决定。例如，木糖分子比葡萄糖分子小， 但细胞能吸收葡萄糖，却不吸收木糖。【注意】细胞膜的功能特点主要与细胞膜的成分有关，特别是膜上蛋白质的种类和数量。这体现了结构决定功能的原理。
例 1 ［2021·浙江 6 月选考·第 4 题改编］细胞膜的流动镶嵌模型如下图所示。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. 磷脂分子的疏水端在膜的内部，使物质分子都不能自由通过，具有屏障作用C. 磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的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】具有识别作用的糖脂分子只分布在细胞膜的外侧，故脂双层是不完全对称的，A 项错误；磷脂分子的疏水端在膜的内部，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用，B 项错误；膜中的蛋白质大多能运动，但某些起连接功能的蛋白质不能运动，C 项错误；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 项正确。【答案】D
例 2 ［高考重组题］判断下列说法是否正确：A. 细胞膜的基本结构是脂双层 ［2020·北京卷］（　）B. 用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 ［2020·全国Ⅱ卷］（　）C. 细胞膜的流动性是细胞融合的基础［2019·江苏卷］（　）D. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测［2017·全国Ⅰ卷］（　）
【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，A 项正确。可用荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，用细胞融合的方法探究细胞膜的流动性，B 项正确。组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，即细胞膜具有一定的流动性，这是细胞融合的基础，C 项正确。细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝不能通过活细胞的细胞膜，D 项正确。【答案】A（√）　B（√）　C（√） D（√）