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,第3章细胞的基本结构,【学业质量标准】,第1节细胞膜系统的边界,教师参考 新课导入 导入1:任何系统都有边界,生物体也是如此,身体与外界的环境总是分隔开的。细胞作为一个基本的生命系统,也有使细胞和外界隔绝开来的边界,这就是细胞膜,本节课将学习细胞膜的相关知识。 导入2:细胞膜在光学显微镜下是看不清的,只有在电子显微镜下才能看到,可别小看了这薄薄的细胞膜,就在这微小范围内就诞生了两位诺贝尔奖的获得者,2003年授奖给美国的两位科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农,他们分别发现了细胞膜水通道蛋白和离子通道蛋白。那么细胞膜的成分有哪些?细胞膜具有怎样的功能呢?,【教学目标】 1.通过实验“体验制备细胞膜的方法”,使学生在观察的基础上,练习制备细胞膜的技能和方法,体验实验材料的正确选择对于科学研究的重要性,以及制备细胞膜的方法中所蕴含的科学原理。科学思维、科学探究 2.通过回忆蛋白质、糖类和脂质是重要的化合物和对哺乳动物红细胞膜化学成分的研究,运用归纳与概括、演绎与推理的方法,让学生明确细胞膜的化学组成,形成膜结构物质性的观念。生命观念、科学思维 3.运用模型与建模、演绎与推理的方法,让学生理解细胞膜的功能。生命观念、科学思维,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,自主学习 读教材学基础,一、细胞膜的制备 请仔细阅读教材第4041页“实验”,完成下面的问题。 1.实验原理 细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入 中,细胞由于吸水而涨破,除去细胞内的其他物质,得到 。 2.实验材料 (1)材料:人和其他哺乳动物 。 (2)原因:这样的细胞中没有细胞核及众多细胞器。,清水,细胞膜,成熟的红细胞,哺乳,红细胞,判断 (1)可以选择新鲜的鸡血做替代品制备细胞膜。( ) (2)制备细胞膜时,生理盐水的作用是使哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破,流出内容物,获得细胞膜。( ) (3)滴加蒸馏水时,要在盖玻片的一侧滴加,另一侧用吸水纸吸引。( ),二、细胞膜的成分 请仔细阅读教材第4041页“细胞膜的成分”,完成下面的问题。 2.特点 功能越复杂的细胞膜, 的种类和数量越多。,蛋白质,思考1 不同细胞的细胞膜,其组成成分完全相同吗? 提示:组成不同细胞的细胞膜的化合物种类相似,但各种化合物的含量不同,因为不同细胞的细胞膜功能不同。 三、细胞膜的功能 请仔细阅读教材第4243页“细胞膜的功能”,完成下面的问题。 1.将细胞与外界环境分隔开 使细胞成为 的系统,保障了 的相对稳定。,相对独立,细胞内部环境,2.控制物质进出细胞 (1)细胞需要的 可以从外界进入细胞,细胞不需要或对细胞 的物质不容易进入细胞。 (2)细胞合成的 等物质及细胞产生的废物要排到细胞外,但是细胞内的 等重要成分却不会流失到细胞外。 (3)细胞膜的控制作用是 的,有些病毒、病菌能侵入细胞,使生物体患病。,营养物质,有害,抗体、激素,核酸,相对,3.进行细胞间的信息交流,靶细胞,精子和卵细胞,通道,四、植物细胞的细胞壁 1.主要成分: 。 2.主要功能: 细胞。 思考2 植物细胞的最外层是细胞壁,为什么“系统的边界”却是细胞膜呢? 提示:因为我们这里的“系统”是生命系统。在组成细胞的结构中,具有生命活性的结构是细胞膜、细胞质和细胞核等,而细胞壁是全透性的,并不具有生命活性。,纤维素、果胶,支持、保护,凝练素养 解疑难提能力,主题一 细胞膜的成分及其探究 教师参考 问题引领: 1.在制备细胞膜时,如果给你提供鸡的血液和猪的血液,你将选择哪一种?能说出理由吗? 2.细胞膜的成分有哪些?为什么细胞膜可被蛋白酶分解?,1.选用哺乳动物成熟的红细胞的原因 (1)哺乳动物成熟的红细胞内无细胞核和众多具有膜的细胞器,避免了细胞膜与细胞器膜的分离所带来的麻烦,经过离心就可得到较纯净的细胞膜。 (2)红细胞的数量多,材料易得。 2.取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释的目的 (1)使红细胞分散开,不易凝集成块。 (2)使红细胞暂时维持原有的形态。 3.细胞膜的功能与蛋白质的关系 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。,【典例1】 科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解,这些事实说明了组成细胞膜的物质中有() A.糖类和脂质B.糖类和蛋白质 C.脂质和蛋白质D.蛋白质和核酸 解析:根据相似相容的原理,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解,这说明细胞膜的成分中含有脂质;细胞膜能被蛋白酶分解,说明细胞膜的成分中含有蛋白质。 答案:C,备选例题 科学家在进行细胞膜化学成分分析时,采用哺乳动物或人的红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来,使其在空气和水界面上铺展成单分子层,所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的2倍。 (1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象? 。 (2)红细胞溶血后,溶出细胞外的主要物质应该是。 (3)制备细胞膜的时候, (填“能”或“不能”)用鸡的新鲜的红细胞稀释液。其原因是。 (4)“血影”的化学组成是。,解析:(1)动物细胞没有细胞壁,直接将其放到清水中,细胞吸水涨破,细胞的内容物流出来,这样就可以得到细胞膜。(2)红细胞溶血后,溶出细胞外的主要物质是血红蛋白。 (3)制备细胞膜的时候,应使用哺乳动物成熟的红细胞而不能用鸡的新鲜的红细胞稀释液。其原因是鸡的红细胞内有细胞器膜和核膜,不易与细胞膜分离。 (4)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。 答案:(1)将红细胞放入蒸馏水中使其吸水涨破 (2)血红蛋白 (3)不能鸡的红细胞内有细胞器膜和核膜,不易与细胞膜分离 (4)脂质和蛋白质,【题组演练】 1.肝细胞和甲状腺细胞的细胞膜功能差异较大,其主要原因是构成细胞膜的成分中( ) A.脂质不同B.磷脂不同 C.蛋白质不同D.多糖不同 解析:决定细胞膜功能复杂程度的是蛋白质的种类和数量,不同细胞膜功能差别较大,主要是由蛋白质的种类和数量不同引起的。,C,2.为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能,请完成下列实验设计并分析有关问题。 (1)应选取下列哪种细胞做实验() A.鸡血B.猪血 C.菠菜叶肉细胞D.洋葱根尖细胞 (2)选用该材料的理由是。 (3)将选取的上述材料放入中,一段时间后细胞将破裂。 (4)经过(3)的实验步骤后,要获得纯净的细胞膜需要的方法是() A.静置B.加热C.离心D.过滤,解析:(1)鸡血中红细胞、菠菜叶肉细胞和洋葱根尖细胞除了细胞膜外,还有核膜和各种细胞器膜,而猪血中成熟的红细胞只有细胞膜,因此用猪血作为实验材料。 (2)猪血中成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,因此是制备较纯净的细胞膜的理想材料。 (3)将猪血成熟的红细胞放入蒸馏水中,一段时间后红细胞会吸水涨破。 (4)红细胞吸水涨破后,可通过离心法获得较纯净的细胞膜。 答案:(1)B (2)猪血中成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器 (3)蒸馏水 (4)C,主题二 细胞膜的功能剖析 教师参考 问题引领: 1.细胞膜将细胞与外界环境分隔开,具有什么意义? 2.细胞膜是根据分子大小控制物质进出细胞的吗? 3.细胞间能进行信息交流吗?如果能,又是怎么进行的?,1.将细胞与外界环境分隔开 (1)对细胞的作用:细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定。 (2)进化方面的意义:对于原始生命,膜的出现起到至关重要的作用,它将生命物质与外界环境分隔开,形成相对独立的系统。 2.控制物质进出细胞 细胞膜有选择地控制物质进出,从而保证了细胞正常代谢活动的进行。细胞膜控制物质进出不是绝对的,而是相对的,如图: 表明细胞膜的控制作用具有普遍性,表明细胞膜的控制作用具有相对性。,【典例2】 将小麦种子浸泡在红墨水中10 min后取出剖开,发现胚为白色,胚乳为红色,这说明() A.胚成活,胚乳已死亡B.胚已死亡,胚乳成活 C.胚和胚乳均成活D.胚和胚乳均死亡 解析:只有有活性的细胞膜才具有控制物质进出细胞的功能。红墨水中的色素分子是细胞不需要的物质,不能够进入活细胞中,但可以进入死细胞中。 答案:A,方法透析 判断细胞是否具有活性的方法 (1)判断依据:只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出。 (2)判断方法:能够控制物质进出活细胞;不能够控制物质进出死细胞。,备选例题 如图表示细胞膜部分功能模式图,据图分析,下列说法正确的是( ) A.在植物细胞中具有功能的是细胞膜 B.功能表示进入细胞的物质对细胞都有利 C.精子和卵细胞的识别作用可用图中表示 D.相邻的植物细胞只能通过进行信息交流,A,解析:功能表示细胞膜是细胞的边界,将细胞与外界环境分隔开,并成为相对独立的生命系统;功能表示控制物质进出细胞,但其控制能力是有限的,有些有害物质也能进入细胞;精子和卵细胞的识别作用依靠细胞膜的直接接触,而功能体现的是激素等信息分子通过与细胞膜表面受体结合调控细胞代谢;相邻的植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流,但这并不是唯一的方式。,【题组演练】 1.(2017辽宁沈阳阶段检测)科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色排除法”。例如,用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。这项技术所利用的是细胞膜的哪种功能( ) A.保护细胞内部结构的功能 B.信息交流功能 C.控制物质进出功能 D.保障细胞内部环境相对稳定的功能 解析:台盼蓝是细胞不需要的大分子,活细胞细胞膜具选择透过性,台盼蓝不能进入活细胞中,而死亡细胞没有选择透过性,台盼蓝能进入死细胞中,体现细胞膜的控制物质进出功能。,C,2.根据图解回答下面的问题: (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)图中表示,表示细胞膜上的,其化学本质是。 (4)细胞膜除了具备图中所示功能外,还具有和 的功能。,解析:本题图解表示两个相邻细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递到另一个细胞,如精子和卵细胞膜接触。图中甲表示的是发出信号的细胞,乙表示的是靶细胞。图中表示与膜结合的信号分子,表示细胞膜上的受体,其化学本质是蛋白质。细胞膜除了具备图中所示功能外,还具有将细胞与外界环境分隔开和控制物质进出细胞的功能。 答案:(1)信息交流 (2)发出信号靶 (3)与膜结合的信号分子受体蛋白质 (4)将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,还含少量糖类。 2.功能越复杂的细胞膜中,蛋白质的种类和数量越多。 3.细胞膜的主要功能: (1)将细胞与外界环境分隔开。 (2)控制物质进出细胞。 (3)进行细胞间的信息交流。 4.细胞间信息交流的方式有三种:通过化学物质传递信息;细胞间直接接触传递信息;通过细胞通道传递信息。 5.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。,(二)学科核心素养 1.生命观念:形成“细胞膜是系统的边界”的科学自然观。 2.科学思维:运用归纳与概括的方法总结细胞膜的成分和功能。 3.科学探究:正确选择实验材料,对科学研究至关重要。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,
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