2014届高三生物一轮复习配套课件第二单元第一课时.ppt

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1、教 材 案,第一课时细胞膜系统 的边界,一、体验制备细胞膜的方法,1.原理解读:哺乳动物成熟的红细胞在低渗环境中,细胞会过度吸水而涨破,从而可以用来制备细胞膜。且哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核等结构,这样就避免了核物质对细胞膜纯化的干扰,使制取过程更简单。,2.实验流程,(1)选材:哺乳动物的新鲜的红细胞稀释液。,(2)制备装片:用滴管吸取红细胞稀释液一滴,滴在载玻片上,盖上盖玻片。,(3)观察:先用低倍镜找到要观察的视野,再转到高倍镜下观察细胞的形态。,(4)滴蒸馏水:从载玻片一侧滴一滴蒸馏水,用吸水纸从另一侧吸引。,(5)观察:持续观察细胞的变化。,(6)结果:凹陷消失,体积增大,细胞涨破

2、,内容物流出,获得细胞膜。,二、细胞膜的成分,细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还含有少量的糖类和胆固醇(胆固醇只存在于动物细胞中)。糖类往往与蛋白质形成糖蛋白,糖蛋白与细胞膜的识别作用有关。蛋白质是细胞膜功能的体现者,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量就越多。脂质主要以磷脂为主。,三、细胞膜的结构和功能,1.生物膜流动镶嵌模型,(2)基本内容,(1)示意图,2.细胞膜的功能,(1)将细胞与外界环境分隔开,使细胞成为相对独立的系统,保障细胞内部环境的相对稳定。,(2)控制物质进出细胞,控制细胞与外界环境的物质交换。细胞膜的控制作用是相对的。,(3)进行细胞间的信息交流。非相邻动物细胞之间可

3、以通过化学物质间接进行,相邻动物细胞之间通过细胞膜接触直接进行。植物细胞之间的胞间连丝有信息交流的作用。,一、细胞膜的成分,1.实验分析,(1)正确选取实验材料:选取哺乳动物成熟的红细胞作为制备细胞膜的材料,首先是由于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;其次是没有细胞核和众多的细胞器,可避免其他膜结构的干扰;再有,红细胞数量,大,材料易得。,(2)红细胞用适量生理盐水稀释的目的: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。,规律精讲精析,实验注意事项,1.红细胞要用生理盐水稀释。,2.注意盖盖玻片的方法,防止出现气泡。,3.用

4、吸水纸吸引时,注意不要把细胞吸跑。,4.上述操作均应在载物台上进行,且要保持载物台水平。,5.实验中应持续观察细胞的变化。,(3)纯化细胞膜的方法,通过显微镜观察在临时装片上进行的实验只是体验制,备细胞膜的方法和过程,实际制备过程可在试管中进行,细胞破裂后,还需用高速离心法才能获得纯化的细胞膜。即:细胞破裂后细胞内物质流出,细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样,可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开,得到较纯的细胞膜。,2.细胞膜的成分,(1)构成细胞膜的元素有C、H、O、N、P等。,(2)细胞膜的成分中含量最多的是脂质,组成细胞膜的脂质包括磷脂和胆固醇,其中磷脂最丰富。,(3)功能

5、越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。,(4)细胞膜上糖蛋白或糖脂等所在的一侧为细胞膜的外侧。,(5)细胞在不同时期,细胞膜的成分和含量会发生变化。如正常细胞癌变后,细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质,可以以此作为细胞是否癌变的指标之一。,3.不同生物细胞壁的成分和功能,典例1(2012年深圳模拟)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不到植物细胞的细胞膜植物细胞的细胞膜较薄植物细胞有细胞壁,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.B.C.D.,【思路剖析】解答本题的关键是抓住植物细胞为什么不用

6、做制备细胞膜的材料,需要从植物细胞的结构去分析。植物细胞具有细胞壁,这会影响对细胞膜的提取;同时,植物细胞内含有线粒体膜、核膜等多种膜结构,也会对细胞膜的提取造成干扰。,【答案】D,典例2(2012年福建厦门期中)下图表示各种膜的组成成分含量,图示不能说明的是(),A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关,C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少,D.蛋白质只在细胞间的信息交流中具有重要作用,【思路剖析】由图可知,构成髓鞘、人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜成分中,脂质和蛋白质的含量都远远高于糖类,说明细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,故A项正确

7、;线粒体内膜和叶绿体片层膜上不含糖类,而蛋白质含量显著高于脂质,与这些膜结构上附着大量具有催化作用的酶有关,故B项正确;不同细胞膜的功能不同,髓鞘中蛋白质含量最低,而其他膜结构中蛋白质含量较高,说明膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少,故C项正确、D项错误。,【答案】D,二、细胞膜的结构与功能,1.细胞膜的成分、结构和功能关系,2.细胞膜具有流动性的例证,草履虫取食过程中食物泡的形成过程及胞肛废渣的,排出;变形虫捕食和运动时伪足的形成;白细胞吞噬细菌;胞吞和胞吐;受精时精、卵细胞的融合过程;动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程;酵母菌的出芽生殖中长出芽体;人-鼠细胞的融合实验。,3.细胞膜的控制作用

8、具有普遍性和相对性(如右图),(1)普遍性:细胞需要的营养物质可以进入细胞;抗体、,激素等物质在细胞内合成后,分泌到细胞外;细胞产生的废物排到细胞外。,(2)相对性:对细胞有害的物质,有可能进入细胞,如有些病毒、病菌等能侵入细胞。,4.细胞间的信息交流方式比较,5.细胞膜的结构特点和功能特性,(1)结构特点和功能特性分析,(2)实验验证,细胞融合实验流动性,测定培养液中各离子的初始浓度,测定实验结束时培养液中各离子的浓度,比较同一植物吸收不同离子及不同植物吸收同一离子的情况,植物对无机盐的吸收选择透过性,含不同无机盐离子的溶液+不同植物,不同植物对同一离子吸收状况不同 同一植物对不同离子吸收状

9、况不同,细胞膜对离子的吸收具选择透过性,得出结论:根对无机盐离子的吸收具有选择性,1.流动性是选择透过性的基础,只有具有流动性,才能实现选择透过性。,2.决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。,3.膜上蛋白质具有物质运输(载体蛋白)、信息传递(受体)、识别等作用。,规律精讲精析,A.细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成,B.核膜和内质网膜在结构上有密切联系,C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的,D.细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的,典例3(2013年淄博模拟)下列有关膜的叙述,错误的是(),【思路剖析】解答本题的关键是掌握不同细胞膜上的蛋白质分子是不同的。细胞膜和细胞器膜主要

10、都是由蛋白质分子和磷脂分子构成的,它们之间相互联系,共同组成了细胞的生物膜系统。,【答案】C,典例4(2012年江苏如皋、海安期中)下图表示相邻两个细胞通过细胞膜接触,将信息从一个细胞传递给另一个细胞。下列属于图示细胞间信息交流方式的是(),A.传入神经元引起传出神经元兴奋,B.精子和卵细胞之间的识别和结合,C.胰岛细胞对肝细胞代谢的调节,D.植物细胞通过胞间连丝进行信息交流,【思路剖析】图中显示的是相邻两个细胞的细胞膜直接接触完成信息交流。一般的反射弧中有传入神经元、传出神经元和中间神经元,而且神经元之间兴奋的传递也不是通过两个神经元的直接接触完成的,而是通过突触结构释放神经递质来完成的,故

11、A项不符。精子和卵细胞之间的相互识别是通过细胞膜的直接接触实现的,故B项相符。胰岛细胞分泌的胰岛素和胰高血糖素随血液循环运输到肝脏,对肝细胞的糖代谢进行调节,故C项不符。图示的是两个动物细胞而不是植物细胞,故D项不符。,【答案】B,1.(2013年哈尔滨模拟)癌细胞容易分散和转移,是因为细胞膜的化学成分发生了什么改变(),A.蛋白质减少B.磷脂减少,C.糖蛋白减少D.糖蛋白增多,【思路剖析】癌细胞表面发生了变化,细胞膜上糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,使得癌细胞容易在体内扩散和转移。,【答案】C,2.(2012年杭州模拟)在哺乳动物受精的过程中,精子能够与卵细胞相互识别,精子将其头部钻入卵细胞

12、中,与卵细胞发生结合,当一个精子进入后,细胞膜发生变化,不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够(),A.保障细胞内部环境的相对稳定,B.控制物质进出细胞,C.决定所需精子的种类,D.进行细胞间的信息交流,【思路剖析】精子和卵细胞的相互识别靠的是细胞膜上对应的信息分子,是一种信息交流过程。,【答案】D,3.(2013年汕头模拟)2004年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国科学家理查德阿克塞尔和琳达巴克,以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。他们的研究使我们知道了“闻香识女人”的奥秘。现在我们已知道,一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体,每个单独的嗅觉受体细胞只表达一种并且

13、只有一种气味受体基因。气味受体有多少,就有多少类型的嗅觉受体细胞。每一种受体能探测到有限数量的气味物质。当气味物质分子流动到我们的鼻端黏膜处的嗅觉受体细胞处时,气味物质分子可以黏附于细胞膜,上特殊的气味受体上;我们基因的3%被用来编码嗅觉受体细胞细胞膜上的不同气味受体。下图为嗅觉受体细胞膜模式图(局部)。请据图回答:,(1)A代表分子,C代表。,(2)气味物质分子首先要与图中结合,才有产生嗅觉的可能。,(3)图中A具有特异性,这种特异性最终是由决定的。,(4)气味物质分子一旦与气味受体细胞结合后,该细胞膜内外的电位状况是。,(5)某些有机溶剂如苯酚,可溶解B造成膜的损伤,使嗅觉分辨能力下降,B

14、的完整化学名称是。,【答案】(1)蛋白质多糖(2)A气味受体(3)DNA(或基因、遗传物质)(4)膜外为负、膜内为正(5)磷脂双分子层,1.(基础再现)下列能使植物细胞壁和细胞膜结构均遭破坏的一组酶是(),A.淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶,B.纤维素酶、果胶酶、蛋白酶,C.果胶酶、溶菌酶、纤维素酶,D.磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶,一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分),【思路剖析】本题主要考查细胞壁、细胞膜的成分及酶的专一性。植物细胞壁的成分主要是纤维素和,果胶,而细胞膜中的主要成分之一为蛋白质。因此,若用纤维素酶、果胶酶和蛋白酶即能使植物细胞壁和细胞膜均遭到破坏。,【答案】B,2.(基础再

15、现)下列各项中,不属于细胞膜上蛋白质主要功能的是(),A.生物催化剂B.细胞标志物质,C.提供能量 D.控制物质出入,【思路剖析】细胞膜上的蛋白质主要是酶、表面抗原、受体、运输蛋白等,具有重要的生理功能。酶为生物催化剂;不同细胞的细胞膜上蛋白质有所不同,如血型糖蛋白;细胞膜上的受体有信息交流的作用;细胞膜上的载体蛋白能控制物质进出细胞。,【答案】C,3.(视角拓展)红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素。将红萝卜切成小块放到水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随水温的升高,水的颜色逐渐变红。其原因是(),A.细胞壁在加温后受到破坏,B.水温升高,花青素的溶解度加大,C.加热使细胞膜和液泡膜失去

16、了控制物质进出的功能,D.加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜,【思路剖析】活的细胞能控制物质的进出,一些不被细胞利用的物质,不能进入细胞内部,当然细胞内的物质也不能随便出来。但当细胞失去活性时,其选择透过性丧失,控制物质进出的功能也随之消失。,【答案】C,4.(高度提升)下图为细胞间信息传递的几种方式示意图,有关说法不正确的是(),A.图甲内分泌细胞产生的激素若是胰岛素,则靶细胞主要是肝细胞和肌细胞,B.图乙可以表示精子与卵细胞结合时的信息交流方式,C.图丙中靶细胞若是神经细胞,则细胞之间可以发生,“电信号化学信号电信号”的转变,D.上图三种方式中信息的传递都需要细胞膜上载体的协助,【

17、思路剖析】胰岛素能促进葡萄糖氧化分解和糖原的合成等,故胰岛素的靶细胞主要是肝细胞和肌细胞,A项正确;图乙表示相邻的两个细胞通过细胞膜的接触进行信息交流,如精子和卵细胞的识别,B项正确;神经细胞之间通过突触进行兴奋的传递,突触部位的信号变化是“电信号化学信号电信号”,C项正确;,甲、乙、丙三图中靶细胞的细胞膜上都有相应的受体参与,但不需要载体蛋白的协助,故D项错误。,【答案】D,5.(视角拓展)下列有关叙述错误的是(),A.这一实验表明细胞膜上的蛋白质是可以运动的,B.两种细胞的融合可以用灭活的病毒诱导,C.细胞膜的内侧有一层糖被,D.人细胞和鼠细胞的细胞膜上蛋白质的种类和数量是不同的,【思路剖

18、析】膜融合的完成依赖于细胞膜的流动性,即细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的,故A项正确;动物细胞融合特有的诱导物是灭活的病毒,故B项正确;糖蛋白分布在细胞膜的外侧,有细胞识别作用,故C项错误;不同细胞的细胞膜上蛋白质如糖蛋白的种类等是不同的,故D项正确。,【答案】C,6.(高度提升)生物膜在生命过程中发挥着非常重要的作用。下图所示的过程不能体现的是(),A.具有信息传递功能B.具有一定的流动性,C.具有排泄功能D.具有物质运输功能,【思路剖析】细胞的排泄功能是指细胞将代谢终产物以及不需要或过剩的物质排出的过程。神经递质是细胞的功能物质,不属于排泄的范畴。通过胞吐方式可排出神经递质,与突触后神经元

19、细胞膜上的受体结合,使下一神经元兴奋或抑制,说明生物膜具有物质运输和信息传递的功能。胞吐过程依赖膜的流动性完成。,【答案】C,7.(能力综合)细胞膜上的蛋白质称为膜蛋白。不同的膜蛋白具有各自的特殊作用和功能,下图体现了膜蛋白的部分功能。下列选项中有关膜蛋白功能的叙述错误的是(),A.图1表明膜蛋白能够控制物质进出细胞,B.图2说明膜蛋白能够催化膜表面的代谢反应,C.图3表明膜蛋白有利于细胞接受膜表面的化学信息,D.三个图能够说明膜蛋白将细胞与外界环境分隔开,【思路剖析】三个图分别体现的是细胞膜上的蛋白质作为载体蛋白控制物质进出细胞、作为酶具有催化作用以及膜上的糖蛋白接受信息进行信息交流的作用,

20、并没有体现细胞膜能将细胞与外界环境分隔开来的功能。,【答案】D,8.(高度提升)科学家揭示出电压控制的钾通道是负责K+进出细胞的“看门”蛋白质,它们在神经和肌肉细胞上的作用与晶体管在计算机中的作用一样。这一成果从另一侧面证明了细胞膜具有(),A.免疫功能,B.识别功能,C.控制物质进出细胞的功能,D.进行细胞间信息交流的功能,【思路剖析】由题中信息“钾通道是负责K+进出细胞的看门蛋白质”可以推出,细胞膜能控制物质进出细胞。,【答案】C,9.(视角拓展,13分)水是否真能“自由”通过细胞膜呢?科学家对此进行了深入研究。,(1)彼得阿格雷利用纯的磷脂通过一定方法制成“脂质体”(一种只由磷脂双分子层

21、构成的泡状结构),作为细胞模 型。将“脂质体”置于清水中,一段时间后发现,“脂质体”的形态、体积没有变化,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,它最可能与膜上(化合物)有关。,二、非选择题(本题共4小题,共52分),(2)彼得阿格雷从人红细胞及肾小管壁细胞的细胞膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白CHIP28,并证明它就是一种“水通道蛋白”。选择这两种细胞为实验材料的主要依据是。,(3)简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。,(2)红细胞、肾小管壁细胞所处的环境中含水丰富(水分子进出这些细胞频繁,膜上与水进出有关的蛋白质丰富(

22、3)在“脂质体”中加入CHIP28,并置于清水中。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,【答案】(1)水分子不能通过纯净的磷脂双分子层蛋白质,10.(视角拓展,13分)下图是与细胞膜的功能有关的示意图,据图回答问题:,(1)图中反映的是细胞膜的功能。,(2)图中甲表示的是的细胞,乙表示的是细胞。,(3)图中1表示,2表示细胞膜上的,其化学本质是。,(4)细胞间信息交流的方式多种多样,有间接传递信息的,如内分泌腺细胞将分泌出来后,由运送到全身各处,作用于远处的靶细胞;有直接传递信息的,如卵细胞和精子的识别和结合,通过直接接触,完成信息交流。,(5)一般认为细胞识别的分子基础

23、是受体。受体主要指细胞膜中的,它对细胞外信号分子的结合有特异性。,信息交流。细胞间信息交流的方式多种多样,本题图解表示相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。图中甲表示发生信号的细胞,1 表示与膜结合的信号分子,乙表示接受信号的细胞,即靶细胞,2表示受体,其化学本质是蛋白质(通常为糖蛋白或脂蛋白)。内分泌腺分泌的物质为激素,激素进入血液后,经血液循环到达全身各处,作用于靶细胞,从而在细胞间间接传递信息;精子和卵细胞则可以通过细胞膜上的糖蛋白识别和结合,在两个细胞之间直接完成信息交流。一般认为,细胞识别的分子基础是位,【思路剖析】细胞膜的功能之一是能进行细胞间的,于细胞膜上的受

24、体,其化学本质是蛋白质,细胞外不同信号分子在靶细胞膜上有其特定的受体。,【答案】(1)信息交流(2)发出信号靶(3)与膜结合的信号分子靶受体蛋白质(通常为糖蛋白或脂蛋白)(4)激素血液细胞膜(5)蛋白质,11.(基础再现,10分)下图为细胞膜结构示意图,A、B表示细胞膜的两侧。请回答问题:,(1)图中1 表示。,(2)人体器官移植时,植入的器官常常被排斥,引起这种反应与图中具有识别功能有关。,(3)线粒体双层膜的结构及化学成分与细胞膜类似,但在线粒体内膜上,图中3的含量远远高于细胞膜,因为线粒体是细胞的主要场所,完成这一过程需要膜上多种的参与。,(4)若该图表示人的红细胞膜,则与血浆接触的一侧

25、为(填“A”或“B”)侧。,【思路剖析】图中1、2、3依次为磷脂双分子层、糖蛋白和蛋白质,A侧为膜的外侧。糖蛋白有细胞识别作用,在器官移植时能识别出“异己”,引起免疫排斥,反应。线粒体的内膜上分布着与有氧呼吸有关的酶,故其蛋白质的含量高于细胞膜。,【答案】(1)磷脂双分子层(2)2糖蛋白(3)有氧呼吸酶(4)A,12.(能力综合,16分)请回答下列、小题。,.某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分,如果你是该课题组成员,请你设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜,并对其成分进行鉴定。,(1)应选取人的哪种细胞做实验?。,A.成熟红细胞B.神经细胞,C.白细胞 D.口腔上皮细胞,(2)将选取的上述

26、材料放入中,由于渗透作用,一段时间后细胞将破裂。,(3)经过实验步骤(2)后,再用法获得纯净的细胞膜。将膜成分分离提纯后,加入双缩脲试剂,如果产生紫色反应,可以证明细胞膜成分中含有。,(4)若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中,经过充分搅拌后,下列能正确反映其分布的图是。,(1)补充未完成的步骤:。,(2)请指出可以从哪个方面来观察实验结果:。,(3)请预测该实验最可能得出的结论:。,【思路剖析】.制备细胞膜适宜选用哺乳动物成熟的红细胞,因为其内没有线粒体膜、核膜等多种膜结构,避免了其他生物膜对实验的干扰。将红细胞置于清水中,红细胞吸水涨破,从而获得细胞膜。利用“蛋白质遇双缩脲试剂变紫色”

27、这一特性,鉴定细胞膜中有无蛋白质的存在。由于组成细胞膜的磷脂既有亲水的极性部分,又有疏水的非极性部分,因此,在水溶,液中呈现出A图所示的分布。.细胞膜具有流动性,其原因是组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多是可以运动的。这种运动实质上是一种热运动,所以温度升高时,细胞膜的流动性增大。依据该实验的研究目的探究温度对膜流动性的影响,可确定实验的自变量是温度的高低,故实验至少要设置三组(温度低于、等于和高于37),进行相互对照。,于37(如60)的条件下重复上述实验(2)a.相同时间之后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上分布的情况;b.比较红色和绿色荧光物质在细胞膜上均匀分布时所需要的时间(3)在一定温度范围内,随着温度的升高,细胞膜的流动性加强,【答案】.(1)A(2)清水(3)离心蛋白质(4)A.(1)分别将细胞放在温度低于37(如0)、高,