高中生物新浙科必修1细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件（49张）

第二节细胞膜控制细胞与周围环境的联系一二三四一、细胞膜具有选择透过性1.细胞膜也称

,是围绕在细胞外层,将细胞与周围环境区分开的结构。

2.通过模拟实验探究膜的透过性(1)将等量的

溶液和

溶液分别装入A、B透析袋,并用细线系紧。

(2)将透析袋的一端绑在

中央;透析袋置于烧杯中;玻璃棒横置于烧杯上方。

(3)向烧杯中注入

蒸馏水,直至淹没透析袋。向A组透析袋外的蒸馏水加入适量

溶液。

(4)静置12h。观察A组实验现象;取B组透析袋外的蒸馏水2mL,加入

试剂,热水浴2~3min,观察颜色变化。

质膜淀粉葡萄糖玻璃棒等量碘-碘化钾2mL本尼迪特一二三四3.细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应的有序进行,这一特性,称为细胞膜的

。

选择透过性一二三四预习反馈1.判断正误。(1)动物细胞的边界是细胞膜,植物细胞的细胞边界是细胞壁。(

)(2)模拟探究膜的透过性实验中,透析膜对分子的进出具有选择透过性。(

)(3)细胞膜控制着物质出入细胞的能力就是细胞膜的选择透过性。(

)×××一二三四2.在处理污水时,人们设计出一种膜结构,有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,以降低有毒重金属离子对水的污染,这是试图模拟生物膜的(

)A.排出物质功能

B.流动性功能C.吸收物质功能

D.选择透过性功能D解析:人工膜有选择性地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,降低有毒重金属离子对水的污染,模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能;体现生物膜的功能特点选择透过性,可以让水分子自由通过,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。一二三四二、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成1.磷脂(1)结构示意图(2)解读磷脂分子具有极性

和非极性

。在含水的介质中,这种两性分子只有形成

结构才能稳定,即头部朝外,与

接触,尾部朝内,形成一个

的环境。

亲水疏水头部尾部双层水疏水一二三四2.膜蛋白:和磷脂分子一样,有

和

部分。

(1)通常细胞的功能越多,其膜蛋白的

和

就越多。

(2)功能①

有选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞。

②有些膜蛋白催化特定化学反应。③同一组织的

间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。

④某些膜蛋白在细胞与外界的信息交流和

中发挥重要作用。

水溶性脂溶性种类数量转运蛋白相邻细胞细胞识别一二三四3.胆固醇(1)部位:存在于

细胞膜中,主要位于磷脂双分子层的

环境中。

(2)结构特点:具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部连接。(3)功能:①通过与磷脂

的相互作用,限制其运动、增加其有序性;

②将磷脂分子

开,增强其运动性。

动物疏水脂肪酸链分隔一二三四预习反馈1.判断正误。(1)磷脂分子和蛋白质均具有水溶性和脂溶性。(

)(2)细胞膜由磷脂和蛋白质构成。(

)(3)脂溶性物质更容易通过细胞膜与细胞膜的组成成分具有一定的关联。(

)(4)在有水的环境中,磷脂双分子层会自发地形成。(

)(5)膜蛋白和磷脂的数量越多,细胞的功能也就越多。(

)√×√√×一二三四2.科学家将人的红细胞的质膜中磷脂成分提取出来,并将它置于烧杯中的空气和水界面上,在一定温度条件下,该膜面积相当于原来质膜表面积的两倍。此膜在实验过程中磷脂分子的排列方式最可能的是(

)C解析:因为磷脂分子的结构特点是具有亲水性的头部和疏水性的尾部,因此将细胞膜的磷脂分子提取后放入盛水的容器中,磷脂分子亲水的头部与水接触,疏水的尾部在空气中排列成整齐的一层。一二三四三、生物膜具有流动性1.生物膜的概念及特点(1)概念:细胞膜、细胞内其他的

结构统称为生物膜。

(2)特点细胞内不同部位的膜

不同,但具有相似的____________

和

。

所有膜功能物质组成空间结构一二三四2.生物膜的流动镶嵌模型(1)基本模型(2)模型分析①

构成了生物膜的基本支架。

②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。③磷脂和蛋白质的位置不是固定的,生物膜具有一定的流动性。蛋白质糖蛋白磷脂胆固醇磷脂双分子层一二三四预习反馈1.判断正误。(1)膜蛋白在细胞膜上全部覆盖在磷脂分子上。(

)(2)磷脂分子、膜蛋白及胆固醇共同构成了生物膜的基本支架。(

)(3)红细胞吸水涨破一定程度上体现了细胞膜具有流动性。(

)××√一二三四2.人体某些白细胞能进行变形运动,穿出毛细血管壁,吞噬侵入人体内的病菌。完成这个过程依靠细胞膜的(

)A.选择透过性

B.保护作用C.流动性

D.细胞通讯C解析:由题意知,人体某些白细胞能进行变形运动,穿出毛细血管壁,吞噬侵入人体内的病菌,在整个过程中存在细胞膜形态变化,这体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。一二三四四、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构1.植物的细胞壁(1)主要成分:

、果胶等。

(2)特点:具有全透性,水、离子和其他分子都极易通过,因此细胞壁与细胞的

无关。

(3)作用①

细胞,维持细胞的形态,加强细胞的机械强度。

②参与细胞间的相互

。

③是

等化学信号传递的介质和通路。

2.其他细胞壁真菌和大多数原核细胞同样具有细胞壁,但组成

和______

与植物不同。

纤维素选择透过性保护粘连激素物质结构一二三四预习反馈1.判断正误。(1)真核生物与原核生物都可能具有细胞壁。(

)(2)纤维素是植物细胞壁与真菌细胞壁的共有成分。(

)(3)若某细胞具有细胞壁,可以判定该生物肯定不是动物。(

)2.植物细胞壁的主要功能是对细胞起(

)A.保护和交换作用

B.保护和吸收作用C.保护和支持作用

D.支持和吸收作用√×C√解析:植物细胞在细胞膜之外还有细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁维持着植物细胞的正常形态,具有支持和保护作用。探究点一探究点二探究点三探究点四细胞膜具有选择透过性问题情境因为细胞膜具有选择透过性,红墨水中的有色成分不能进入活细胞内部,所以测定小麦种子的活性时,先取种子用温水浸泡,再将种子切开,然后用5%的红墨水溶液进行染色,5~10min后用自来水冲洗,直到冲洗后的水没有颜色为止,最后通过观察种子剖面的染色情况来确定其活性。1.小麦的胚乳细胞成熟后,细胞膜大多解体消失。而胚细胞保持完整,试分析染色情况。提示:胚乳细胞的细胞膜大多解体消失,不能阻止红墨水中的有色成分进入,胚细胞的细胞膜正常。因此,染色后观察,会发现活种子的胚呈现浅红色(或未被染色),而胚乳呈现红色(被染色)。探究点一探究点二探究点三探究点四2.若另取一组煮熟的种子进行与上述同样的操作,会发现什么现象?

3.某农户打算购买麦种,想了解某批麦种的发芽率,但该批麦种还未解除休眠,无法进行发芽试验。于是他采用上述方法快速测定这批种子的活力,共计检测麦种115粒,结果胚乳被染红的有109粒,胚被染红的有37粒。试计算这批种子的发芽率,为农户提出合理购买建议。提示:煮熟种子胚细胞的细胞膜因高温而被破坏,失去了选择透过性,染色后剖面上可见胚和胚乳全部呈现红色。提示:这批麦种的发芽率大约为(115-37)/115=67.8%,发芽率较低,不建议该农户购买这批麦种。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析现有一种由人工膜制成的袋,为检测淀粉和碘能否透过该膜,现提供试剂和用品如下:铁架台、烧杯和人工膜袋各一个,1%的淀粉溶液、稀碘-碘化钾溶液和细棉线。(1)请用上述试剂和用品,设计一个实验装置,探究淀粉溶液中的淀粉和碘-碘化钾溶液中的碘能否通过该膜,请用示意图表示(加图注)。(2)实验结果预测及分析①

;

②

;

③

;

④

。

探究点一探究点二探究点三探究点四解析:(1)本实验的探究目的“探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜”,实验的设计思路是把淀粉和碘-碘化钾溶液分开,分别置于半透膜的袋内和烧杯内。在画实验装置示意图时,人工膜袋口要用棉线扎紧,袋口要高于烧杯内液面。(2)在进行实验结果预测时要估计到多种可能的情况,各种情况如下:①袋内外液体均不变蓝,表明淀粉和碘均不能通过;②袋内外液体均变蓝,表明淀粉和碘均能通过;③袋内液体变蓝,袋外液体不变蓝,表明碘能通过,淀粉不能通过;④袋外液体变蓝,袋内液体不变蓝,表明碘不能通过,淀粉能通过。探究点一探究点二探究点三探究点四答案:(1)(2)①袋内外液体均不变蓝,表明淀粉和碘均不能通过②袋内外液体均变蓝,表明淀粉和碘均能通过③袋内液体变蓝,袋外液体不变蓝,表明碘能通过,淀粉不能通过④袋外液体变蓝,袋内液体不变蓝,表明碘不能通过,淀粉能通过(注:结果预测应与实验设计一致)探究点一探究点二探究点三探究点四易错提醒

透析膜对物质的透过性为半透性,不具有选择透过性,即相对分子质量小的物质可以通过,而相对分子质量大的物质不能通过。细胞膜对物质的透过性为选择透过性,两者具有本质上的区别。探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.对尿毒症患者进行血液透析时,需使用人工肾。人工肾的关键部分是可将病人血液中的代谢废物透析掉的人工膜。这种人工膜是模拟了生物膜的(

)A.流动性 B.过滤性C.物质分解性 D.选择透过性D解析:血液透析膜可将代谢废物透析掉,留下有用的成分,这模拟的是生物膜的选择透过性。探究点一探究点二探究点三探究点四2.如下图所示,在火棉胶袋(半透膜)内注入淀粉和食盐溶液,插入细玻管后,用线系紧密封并使细玻管内的液面刚好高出烧杯内蒸馏水的液面,过一段时间后用碘-碘化钾溶液和硝酸银溶液分别检验蒸馏水。下列叙述正确的是(

)A.烧杯中检测不到淀粉和Cl-B.烧杯内液体遇碘-碘化钾变蓝色C.烧杯内液体遇硝酸银溶液无变化D.该实验可反映半透膜对物质具有半透性D解析:Na+和Cl-可以穿过半透膜,并且烧杯内液体遇硝酸银溶液会出现沉淀,因此溶液中能检测到Cl-,淀粉不能穿过半透膜,不会出现蓝色反应。探究点一探究点二探究点三探究点四细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成问题情境1.科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解,说明细胞膜中具有什么成分?2.人的消化液中含有许多能水解蛋白质的物质,称为蛋白酶。蛋白酶可以专一性地水解蛋白质。用蛋白酶处理细胞膜,会使细胞膜分解,这种现象说明细胞膜中含有什么物质?提示:根据“相似相溶”原理,细胞膜中含有脂质。

提示:根据蛋白酶可以专一性地水解蛋白质判断,细胞膜中含有蛋白质。探究点一探究点二探究点三探究点四3.将细胞膜的成分分离提纯后,加入本尼迪特试剂进行检测,发现出现红黄色沉淀,这又可以说明什么?提示:说明细胞膜中含有糖类。

探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析(2018浙江11月选考改编,19)质膜的流动镶嵌模型如图所示,①~④表示其中的物质。下列叙述正确的是(

)A.①在质膜的内外侧均有分布,与细胞间的识别有关B.②可自发形成双层结构,其头部和尾部均具有两性C.③分布于质膜中,能催化质膜中发生的生化反应D.④有脂溶性和水溶性两部分,可控制某些离子出入细胞D探究点一探究点二探究点三探究点四解析:分析图示可知,①表示糖蛋白,仅分布在细胞膜的外侧,A项错误;②表示磷脂分子,其头部具有亲水性,尾部具有疏水性,整个磷脂分子为两性分子,B项错误;③表示胆固醇,维持质膜的刚性,起催化作用的是酶,C项错误;④表示膜蛋白,具有水溶性部分和脂溶性部分,若为载体蛋白,具有控制物质出入的作用,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四归纳提升细胞膜的组成成分分析1.磷脂分子(1)特点磷脂分子与甘油三酯结构相似,一端通过羟基与脂肪酸相连,为非极性端,有疏水性;一端连着磷酸,为极性端,有亲水性。亲水端称为头部,疏水端称为尾部。在水与空气界面上,极性头部亲水,与水结合;非极性尾部疏水,朝向空气。探究点一探究点二探究点三探究点四(2)磷脂双分子层的形成磷脂双分子层是流动镶嵌模型最基本的部分,亲水的“头部”排在磷脂双分子层的外侧,疏水的“尾部”排在磷脂双分子层的内侧。(3)磷脂分子的运动磷脂双分子层并非静止的,脂肪酸分子尾部摆动,使得整个磷脂分子能发生侧向滑动。探究点一探究点二探究点三探究点四2.膜蛋白(1)在细胞膜上存在形式有镶、嵌、贯穿三种方式。有的整个露在膜表面(镶);有的一部分露在膜外,一部分插在膜中(嵌);还有的整个蛋白质贯穿在膜中(如图)。(2)理化性质:一部分水溶性(亲水),一部分脂溶性(疏水),这也是蛋白质分子与磷脂双分子层紧密结合的原因。(3)蛋白质分子的运动性:在流动的磷脂双分子层中,蛋白质分子也是可以移动的。探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.下列关于细胞膜的叙述,错误的是(

)A.细胞膜又称质膜,有双层膜构成的基本骨架B.利用冰冻后撕裂技术可以观察到质膜内部的结构C.细胞膜中的胆固醇使得磷脂分子的运动更有序D.细胞膜中的两层磷脂分子头部均朝向外侧与水接触A解析:细胞膜又称质膜,有两层磷脂分子构成的基本骨架,A项错误;利用冰冻后撕裂技术可以观察到质膜内部的结构,B项正确;质膜中的胆固醇具有限制磷脂脂肪酸链运动的能力,使磷脂分子的运动更有序,C项正确;磷脂分子具有亲水头部和疏水尾部,因此细胞膜中的两层磷脂分子头部均朝向外侧与水接触,尾部相对构成疏水小环境,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四2.(2020浙东北联盟高一期中)下图是某动物细胞膜的结构模式图,①~③表示物质。有关叙述错误的是(

)A.①与细胞间的信息交流功能有密切关系B.②的种类和数量与细胞膜的功能有关C.③是两性分子,内外两层是完全相同的D.①②③在细胞膜上都不是静止的C解析:①糖蛋白与细胞间的信息交流功能有密切关系,A项正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,②蛋白质的种类和数量与细胞膜的功能有关,B项正确;③磷脂分子是两性分子,既能亲水又能疏水,但内外两层磷脂分子不完全相同,如外侧的磷脂分子具有糖脂等,C项错误;①糖蛋白、②蛋白质和③磷脂双分子层在细胞膜上都不是静止的,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四生物膜具有流动性问题情境用不同荧光染料标记的抗体,分别与小鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合,两类细胞分别产生绿色荧光和红色荧光。将两类细胞融合成一个细胞时一半呈绿色,一半呈红色。在37℃下培养40min后,细胞上两种颜色的荧光点呈均匀分布(如图所示)。探究点一探究点二探究点三探究点四请思考并回答以下问题。1.人、鼠细胞表面的这种抗原的本质是什么?

2.融合细胞表面的两类荧光染料分布的动态变化,可以证实何种论断?

提示:细胞表面的这种抗原作为受体,本质是一种糖蛋白。

提示:说明细胞膜具有一定的流动性。

探究点一探究点二探究点三探究点四3.融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布,可以说明什么?

4.若在20℃条件下进行该实验,细胞融合后两种表面抗原平均分布的时间大大延长,若在1℃条件下,两种表面抗原便难以平均地分布,上述的实验探究又说明什么问题?提示:融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布,说明构成膜结构的蛋白质分子是可以运动的。提示:融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布,说明构成膜结构的蛋白质分子是可以运动的。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析用两种不同颜色的荧光染料分别标记人、鼠细胞膜上的蛋白质分子,然后将人、鼠细胞进行融合,一段时间后两种膜蛋白能在融合的杂交细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图表示在不同温度下进行人、鼠细胞的融合所测得的膜蛋白的融合情况,下列分析中错误的是(

)A.该实验证明温度能够影响细胞膜流动性的强弱B.该实验证明细胞膜上的蛋白质分子是在运动的C.该实验证明细胞膜上的磷脂分子也是在运动的D.该实验中的自变量是实验过程中的温度梯度C探究点一探究点二探究点三探究点四解析:该实验证明温度能够影响细胞膜流动性的强弱,A项正确;该实验证明细胞膜上的蛋白质分子是在运动的,B项正确;图中数据说明融合膜蛋白是可以运动的,该实验没有用荧光染料标记磷脂分子,不能证明细胞膜上的磷脂分子也是在运动的,C项错误;该实验中的自变量是实验过程中的温度梯度,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四A.②和③都是可以运动的B.由图甲中的③构成了细胞膜的基本骨架C.将图乙平展在水面上,b部分与水面接触D.获取哺乳动物红细胞的细胞膜时,可用清水来处理细胞,使其吸水涨破C探究点一探究点二探究点三探究点四解析:据图分析,②是蛋白质,③是磷脂双分子层,其中磷脂分子和绝大多数蛋白质都能运动,体现生物膜具有流动性,A项正确;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,B项正确;图乙为磷脂分子,a具有亲水性的头部,b具有疏水性的尾部,将图乙平展在水面上,a部分与水面接触,C项错误;哺乳动物成熟的红细胞放入清水中,红细胞吸水涨破,释放出其中的物质,再通过离心处理可以获得细胞膜,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四2.对某动物细胞进行荧光标记实验,如图所示,其基本过程:①用某种荧光材料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点;②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);③停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了荧光斑点。该实验不能说明(

)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C探究点一探究点二探究点三探究点四解析:据题意可知,用激光束照射该细胞表面的某一区域的荧光淬灭后会逐渐恢复,说明被荧光标记的某种化学成分在运动,证明细胞膜具有流动性,A项正确;用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点,说明荧光染料能与细胞膜上的某种组成成分结合,B项正确;该实验过程中荧光的恢复与物质的跨膜运输无关,所以无法从荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率,C项错误;从荧光消失到恢复的这段过程可以计算出荧光恢复的速率,同时也可以根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四细胞壁问题情境植物细胞壁是存在于植物细胞外围的一层厚壁,是区别于动物细胞的主要特征之一。细胞壁参与维持细胞的一定形态、增强细胞的机械强度,