2012届高三生物二轮复习 细胞膜的结构和功能教案 人教版

用心 爱心 专心 1 细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能 学习目标 1 理解细胞膜的化学成分 分子结构以及流动性的结构特点 2 理解细胞膜的主要功能 物质出入膜的两种方式及功能特点 3 建立细胞膜的结构模型 了解细胞膜的其他功能 4 能用膜的流动性 选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象 学习障碍 1 理解障碍 如何理解细胞膜的结构以及结构特点 如何理解膜的结构与功能之间的关系 如何理解膜的 结构特点与功能特性之间的联系 2 解题障碍 用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合 物质出入细胞 包 括内吞与外排 主动运输等 等相关的生命现象 学习策略 1 理解障碍的突破 1 用 模型法 理解细胞膜的结构 生命是物质的 生命活动需要一定的结构来保障 因此 学习过程中经常会遇到生物体的结 构问题 尤其是更微观层次上的结构 这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题 而 建立一个简单 直观的模型来辅助 为思维创建一些支点 是解决此类问题的有效方法之一 这就是所谓的 模型法 如下图 在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基 极性强 是亲水性的 尾部的碳氢链为 非极性的 具疏水性 如通过实验将磷脂加入水中 在一定浓度下 磷脂分子相互聚集 亲 水性的极性头部朝向水相 而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集 从而形成微小的球形磷 脂分子团 若继续用超声波处理 则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结 构 因此 膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列 而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的 膜结构具有重要意义 从模型中还可以看出 磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架 膜蛋白为球蛋白 分布于磷 脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中 有的甚至横跨整个磷脂双分子层 组成细胞膜的各种成 分在膜中的分布是不均匀的 即具有不对称性 例如 膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地 不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面 同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同 另外 细胞膜上的糖被只存在于膜外表面 与外层蛋白质结合形成糖蛋白 所以 糖类在细 胞膜中的分布具有显著的不对称性 这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义 用心 爱心 专心 2 例 1 根据细胞膜的化学成分和结构特点 分析下列材料并回答有关问题 1 1895 年 Overton 在研究各种未受精卵细胞的透性时 发现脂溶性物质容易透过细胞膜 不溶于脂质的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 2 1925 年 Gorter Grendel 用丙酮提取红细胞膜的类脂 并将它在空气 水界面上展开时 这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍 由此可以认为细胞膜由 组成 解析 用 联想对照法 来解 答案 1 脂质分子 2 两层磷脂分子 点评 此题以考查细胞膜的结构和功能为线索 兼学科内综合及跨学科知识于一体 取材于 书外 回答的内容却在书内 即 题在书外 理在书内 是一道科技含量高 分析推理较 强的试题 2 用 借比法 理解膜的结构特点 借比法 就是把难于想象或很抽象的生物学内容 通过借助我们所熟知的一些事例或现象 进行比喻 以达到对问题真正理解的一种科学思维方法 根据细胞膜的结构 巧妙地利用 借比法 帮助理解 细胞膜的结构特点是具有一定的流动 性 膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一 同时也是细胞膜表现其正常功能的必要条件 膜的流动性是指膜结构分子的运动性 它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动 我们可以 联想细胞就好比地球 假设地球上没有陆地而全被大海所覆盖 那么磷脂双分子层就好比海 水 蛋白质分子就好比海上的各种船只 它们都是可以运动的 这样就很容易理解细胞膜的 结构特点 具有一定的流动性 3 用 结构与功能相统一 的观点去理解细胞膜的结构与功能之间的关系 结构特点与功 能特性之间的联系 结构与功能相统一的观点包括两层意思 一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在 二是任何功能都需要有一定的结构来完成 细胞膜的基本结构是 由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架 这种结构的存在就必然有 与之相对应的功能存在 脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过膜 其他不带电荷的 小分子也可以以自由扩散的方式通过膜 在磷脂双分子层中 镶嵌有蛋白质分子 这一结 构的存在 也必然有与之相对应的功能存在 蛋白质可以作为物质运输的载体 从而使膜 具有主动运输的功能 糖被的存在 与细胞保护 润滑 识别等功能有关 因此 细胞膜的 结构使其具有保护 物质交换 识别 分泌 排泄 免疫等功能 而细胞膜的以上这些生理 功能的实现必定有一定的结构来完成 这就是细胞膜磷脂双分子层 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 细胞膜的功能特性是具有选择透过性 这是两个不 同而又有联系的概念 膜的流动性的存在 就既可使膜中各种成分按需要调整其组合分布而 利于控制物质进出细胞 又能使细胞经受一定程度的变形不至破裂而具有了保护细胞内部的 作用 从而保证了活细胞完成各种生理功能 是细胞膜具有选择透过性这一功能特性的基础 而活细胞的细胞膜具有选择透过性 是细胞生命活动的体现 这种膜可以让水分子自由通过 细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过 而其他的离子 小分子和大分子则不能通过 这样可保证细胞按生命活动需要吸收和排出物质 而物质选择性的透过细胞膜等各项生理功 能的实施 又需要细胞膜的流动性这一结构特点来保障 这就是结构特点和功能特性的统一 4 用 系统化法 理解细胞膜的结构与功能的关系 所谓 系统化法 就是把各种相关知识纳入一定顺序或沿一条或几条主线纳入一定体系的思 维方法 系统化不单纯是知识的分门别类 而且是把知识按逻辑关系加以系统整理 使其构 成一个比较完整的体系 在生物学学习中 经常采用编写提纲 绘制图表 框图等形式 把 用心 爱心 专心 3 学过的知识加以系统整理 便于知识的掌握 该方法尤其是在后期复习中被经常使用 是形 成知识网络的重要方法之一 将细胞膜的结构与功能的关系概括如下图所示 2 解题障碍的突破 1 用 类比分析法 分析解释有关细胞的融合 物质出入细胞 包括内吞与外排 主动运输 等 等相关的生命现象 类比分析法 就是指先对问题对象加以归类 再针对性进行知识归类并进行分析的思维方 法 本方法特别适于一题多方面考查或多层次考查的题型 尤其当前高考的简答题多是这种 题型 在解题时要求我们必须先对知识背景或所提问题迅速归类 再找到对应知识点然后综 合其他方法分析作答 例 2 有两位科学家做了以下实验 下图 用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质 用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质 把人和鼠的细胞融合 融合后的细胞 一半发红色荧光 另一半发绿色荧光 此细胞在 37 下培养 40min 后 两种颜色均匀分布在融合后细胞的表面 请分析 1 两种颜色均匀分布是由于 的结果 2 这一实验结果 能证明细胞膜具有 性 解析 用 类比分析法 解 遇到这类问题要认真审题和思考 要弄明白都涉及到哪些知识 点 即首先进行知识类化 有关细胞融合 内吞与外排主要体现了细胞膜的流动性 这是细 胞膜的结构特点 主动运输主要体现了细胞膜的选择透过性 这是细胞膜的功能特性 二者 不可混淆 此题涉及的是细胞膜的结构特点 细胞膜中以磷脂双分子层为基本支架 内外覆 盖或镶嵌或贯穿着蛋白质分子 而磷脂和蛋白质分子都可以流动 所以膜的结构特点是具有 一定的流动性 但分析时应注意明确以下问题 这是人细胞和鼠细胞的融合实验 由两个 细胞融合成一个细胞 在融合前 先分别用不同的荧光染料将人和鼠细胞膜的蛋白质进行 标记 观察融合后的细胞 开始细胞膜上的红色和绿色各占一半 37 下培养 40 min 后 两种颜色就均匀分布在融合后的细胞膜表面了 从颜色的移动可推知一定是蛋白质分子的移 动 答案 1 细胞膜上的蛋白质分子移动 2 一定的流动 点评 从本题科学家所采用的实验方法 我们还可以领悟到科学实验思想 实验原理 细 胞膜的组成成分 蛋白质分子和磷脂分子 细胞膜中分子的流动 细胞膜的流动性 实验 用心 爱心 专心 4 方法设计 用红 绿色荧光染料标记细胞膜上的蛋白质 细胞融合 观察实验结果 进行实 验分析 得出结论 发散 若变换题干 把融合后的细胞 放置在 0 的温度下培养 40 min 后 则融合细胞表 面两种颜色的分布情况可能如何 说明了什么问题 解析 由于温度太低 细胞膜中的蛋 白质分子和磷脂分子的流动减弱 所以融合细胞很可能仍然一半发红色荧光 另一半发绿色 荧色 这可以说明 细胞膜中的蛋白质分子和磷脂分子的流动性受温度的影响 在低温下显 著减弱 例 2 一位科学家发现 当温度升高到一定程度时 细胞膜的厚度变小而面积增大 这是由 于细胞膜的什么特性所决定的 A 一定的流动性 B 选择透过性 C 专一性 D 运输物质的功能 解析 用 类比分析法 解 首先对问题进行类比 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子 构成的 而且这些分子大都不是静止的 而是可以流动的 且物质运动与温度相关 当温度 升高时 物质运动活性增强 使细胞膜的相对面积增大 从而使厚度减小 B C 选项都是相 对于载体蛋白分子而言的 不能反映细胞膜的结构特点 D 项是细胞膜的功能 也不能反映 细胞膜的结构变化 故答案选 A 答案 A 同步达纲练习 1 变形虫的表面任何部分都能伸出伪足 人体内的一些白细胞可以吞噬病菌 上述生理过 程的完成都依赖于细胞膜的 A 选择透过性 B 流动性 C 保护性 D 主动运输 2 物质穿膜运输时 既不需要载体 也不需要消耗能量的运输方式是 A 自由扩散 B 主动运输 C 分泌作用 D 吞噬作用 3 对细胞膜的选择性起主要作用的物质是 A 水 B 磷脂 C 蛋白质 D 糖类 4 物质进入细胞都要穿过细胞膜 下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内 的三种不同情况 消耗代谢能量的方式通常需要细胞呼吸提供能量 请据下图回答下列问题 用心 爱心 专心 5 1 图 A B C 中能表示出自由扩散的是 能表示出主动运输的是 2 哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化 为什么 3 CO2 乙醇 氨基酸进入细胞的方式分别是 参考答案 同步达纲练习 1 解析 用 类比分析法 来解 变形虫是单细胞的原生动物 它的形态改变很明显与细 胞膜有关 同理白细胞的吞噬病菌也是与细胞膜的改变有关 白细胞通过变形运动吞噬病菌 都必须靠细胞膜的流动而形成伪足 进而伪足相接形成食物泡 而不是直接穿过细胞膜 所 谓膜的选择透过性是指被选择吸收的离子 小分子可以通过细胞膜 而未被选择吸收的离子 小分子和大分子是不能通过细胞膜的 所以流动性与选择透过性是不同的 前者是指膜的结 构特点 后者是指膜的特性 因此不属于细胞膜的选择透过性的范畴 故不选 A C D 答案 B 2 解析 用直接判断法 来解 答案 A 3 解析 用 直接判断法 来解 答案 C 4 解析 用 图文转换法 和 类比分析法 来解 本题主要考查物质出入细胞的方式 突破口是识图分析能力 A 图所示物