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第三章,细胞的基本结构,我国著名的细胞学家翟中和院士主编的细胞生物学一书中写道：“我确信哪怕是一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧！”电脑，在信息时代可以帮助人们便捷地获取资源和信息，但是黑客和“病毒”的闯入也会盗取用户的信息并破坏用户的软、硬件系统。“电脑防火墙”则能有效地过滤网络信息，识别并屏蔽恶意网站和不良信息，维持系统的正常运转。那么，如果把细胞比喻为电脑，那么细胞中的“电脑防火墙”细胞膜，则作为系统的边界成为一道选择性的屏障；细胞中的“软、硬件系统”细胞器，则彼此分工合作来完成细胞的生命活动；以及“电脑的控制中心CPU”细胞核控制整个系统的正常运转。,趣味导学,本章把细胞作为一个基本的生命系统，引导我们用系统的观点来认识细胞，探究组成细胞的各个组分是怎样既相互独立，又紧紧联系的，细胞的生命活动是怎样通过各组分的协调配合完成的。学习本章时，可以利用图文结合的方法来理解细胞膜结构特点和细胞间的信息传递，来掌握细胞膜的功能；同时可以运用教材中的资料分析和形象、直观的图像、对各种细胞器的结构和功能进行列表归纳和整理，并通过分泌蛋白的合成、运输和分泌过程，理解细胞器的分工与合作关系。根据生物体结构和功能相适应的特点，联系细胞核的亚显微结构，了解和掌握细胞核的功能。,本章概述,1通过“体验制备细胞膜的方法”实验，分析细胞膜的构成成分，结合事例理解细胞膜的功能。2结合教材中各种细胞器的模式图，识别各种细胞器的结构，理解各种细胞器的功能。通过细胞的亚显微结构模式图，辨别不同细胞在结构上的差异。3以分泌蛋白的合成为例，理解生物膜系统在结构和功能上的联系。4通过教材中的“资料分析细胞核具有什么功能？”，理解细胞核的功能，结合细胞核结构模式图，理解细胞核各个结构的功能。,学法指导,第1节细胞膜系统的边界,自主学习,一、细胞膜的成分1体验制备细胞膜的方法(1)材料的选取：选择动物细胞的原因：_。选择哺乳动物成熟红细胞的原因：_。(2)实验流程：选材_观察_观察。,动物细胞没有细胞壁,没有细胞核和众多的细胞器,制片,滴清水,(3)实验结果：,2细胞膜的成分,脂质,磷脂,蛋白质,二、细胞膜的功能1将细胞与外界环境分隔开使细胞成为_的系统，保障_。2控制物质进出细胞(填写序号，其中a、b、d为细胞外物质或生物，c、e、f为细胞内物质)a营养物质b对细胞有害的物质c抗体、激素d病毒、病菌e废物f细胞内的核酸,相对独立,细胞内部环境的相对稳定,(1)能够体现细胞膜控制物质进出细胞：可进的物质：_；不容易进入细胞的物质：_；可出细胞的物质：_；不可出细胞的物质：_。(2)能够体现细胞膜控制作用相对性：_可能进入细胞。,a,b,c、e,f,b、d,纤维素,果胶,支持、保护,1想一想能否用鸡血细胞代替上述细胞？提示：不能，因为鸡血细胞中含有细胞核和众多细胞器。2荷花“出淤泥而不染”，从细胞结构的角度考虑，你能解释其原因吗？提示：由于细胞膜具有控制物质进出的功能，所以淤泥中的有害物质并不能轻易进入细胞。3细胞膜的成分中脂质主要是磷脂，除此之外还含有哪种脂质？提示：胆固醇。,？思考,1选用兔、鸡的成熟的红细胞制备细胞膜，是因为其成熟的红细胞没有细胞壁、细胞核和具膜细胞器，所制得的细胞膜较纯净。()2制备细胞膜时滴加的是生理盐水。()3细胞膜的化学成分有脂质、糖类、蛋白质。()4不同种类的细胞，细胞膜的成分及不同化合物的含量不完全相同。()5功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。(),判断题,6细胞膜能控制物质进出细胞，但其控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质也可能进入细胞。()7细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降。()8细胞间的信息交流，都与细胞膜的结构和功能有关。()9植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶。()10DNA等携带遗传信息的大分子物质不能出入细胞，是细胞膜进行信息交流的功能的体现。(),新知解读,1实验材料选择哺乳动物成熟红细胞的原因：,知识点1体验制备细胞膜的方法,2实验过程制作装片：用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片观察：用显微镜观察红细胞的正常形态(由低倍镜高倍镜)滴清水：在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸吸引(引流法)观察：持续观察细胞的变化,3实验的注意事项(1)用生理盐水稀释红细胞的目的：使红细胞维持原有形态。(2)滴加蒸馏水：滴加速度要缓慢，且边滴加边用吸水纸吸引。用吸水纸吸引时要小心，不要把细胞吸跑。,取材是取哺乳动物的成熟红细胞，而不能取鸡血细胞，因为鸡血细胞含有细胞核及多种细胞器。要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。(3)持续观察红细胞的变化：观察刚刚制成的临时装片，目的是了解红细胞的正常形态特点，以便形成对照。观察引流操作后的红细胞的形态特点，与前者形成对比，这是体验用哺乳动物成熟红细胞制备细胞膜方法的根本意图。,知识贴士,科学家常用哺乳动物成熟红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为()A哺乳动物红细胞容易得到B哺乳动物红细胞在水中容易涨破C哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构D哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到,典题1,C,解析科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯的细胞膜较为困难，因为会有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物(或人)的成熟的红细胞，没有细胞器，没有细胞核，将其特殊处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜。,变式训练1下列动物的红细胞不适合作为制备细胞膜实验材料的是()A鸡B猪C羊D兔解析哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和由膜包被的细胞器，制得的细胞膜较纯净。,A,1细胞膜的成分,知识点2细胞膜的成分与功能,2细胞膜的三个功能(1)将细胞与外界环境分隔开“细胞的边界”：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。进化上的意义：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，成为相对独立的系统。,(2)控制物质进出细胞：图中的进行和不能通过细胞膜说明了细胞膜控制作用的普遍性；图中若进行则说明细胞膜控制作用的相对性。,(3)细胞间信息交流的三种方式：通过体液的作用来完成的间接交流：内分泌细胞激素血液运输靶细胞受体靶细胞。相邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞，如精子和卵细胞之间的识别和结合。(如图甲所示)相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。(如图乙所示),避免出现对细胞膜组成和功能理解的错误细胞膜上蛋白质的种类和数量决定着细胞膜功能的复杂程度，但细胞膜的成分并不是恒定不变的。细胞膜在功能上最重要的特征是具有选择透过性，从而保证了细胞内部环境的相对稳定，但细胞膜的控制力是相对的，而不是绝对的，所以生物体会出现中毒死亡的现象。,知识贴士,细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是(),典题2,D,AB细胞与乙细胞上的受体化学本质都是蛋白质B图2可以表示精子与卵细胞的识别C细胞间信息交流的方式多种多样，可以是细胞接触传递信息，也可以通过介质传递D细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构解析选项A，细胞膜上受体的本质是蛋白质；选项B，图2表示的是细胞的直接接触，精子和卵细胞的识别就属于此种方式；选项C，细胞间信息交流的途径有三条，可以通过化学物质媒介，可以通过细胞膜之间的相互接触，也可以通过相邻细胞间的通道；选项D，细胞膜间的信息传递途径除图示的两种外，第三种途径(如高等植物的细胞间通过胞间连丝进行信息交流)不需要受体的作用。,变式训练2下列哪一项不属于细胞膜的生理功能()A保护性屏障B控制物质进出细胞C信息的接收和传递D能量的储存和释放解析细胞膜在细胞生命活动中的主要作用表现在：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。故A、B、C都是细胞膜的生理功能。细胞膜不是储存和释放能量的物质，D不属于细胞膜的功能。,D,指点迷津,细胞膜的成分与功能之间的关系1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。2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，根据糖蛋白的分布，可以判断细胞膜的内外侧。3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。4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，其蛋白质的数量和种类就越多。,5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等。6正常细胞发生癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白(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。7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的。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相关，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。,下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是()A构成细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，由于磷脂和蛋白质大都可以运动，所以细胞膜具有流动性B模拟生物膜可以处理污水、淡化海水C细胞膜控制物质进出细胞，这取决于细胞膜上的受体D细胞膜中的糖蛋白起识别作用解析细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，还含有少量糖类，糖与蛋白质结合形成糖蛋白，起识别作用；因磷脂和蛋白质大都可以运动，所以细胞膜具有流动性，故A、D两项正确。模拟生物膜处理污水、淡化海水利用的是生物膜的选择透过性，故B项正确。细胞膜上的受体的化学本质是糖蛋白，具有识别作用，细胞膜上的载体(蛋白质)与控制物质进出细胞有关，故C项错误。,典题3,C,核心素养,探究点确定实验步骤的评价方案细胞膜的功能,为探究温度对植物细胞膜通透性的影响，某同学以红甜菜根(液泡中含有花青素)进行下列实验：a将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出。b再分别放在清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。c测量这些溶液的花青素吸光度，得结果如图。,案例,请回答以下问题：(1)上述实验操作步骤的叙述存在着一个明显的不足，没有遵循实验设计的_原则。请你对上述实验中不准确的操作重新进行叙述：_(2)由上图中的曲线可以得出的结论是：_(3)已知物质A能促进细胞膜上载体的活性。请你借助上述材料设计实验证明该观点是否正确。,等量,将等量的,相同大小的切片放在不同温度的蒸馏水中处理1分钟后取出；再分别放在等量,的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。,经过50以上的温度处理后细胞膜的通透性大大增加。,材料用具：略。实验步骤：取两组等量的相同大小的切片，进行编号，_将两组切片分别放在等量的清水中浸泡1小时而获得不同的切片浸出液。_结果与结论：_，说明上述观点不正确；_,一组加入物质A处理一段,时间；另一组不作处理，作为对照。,测量两组溶液的花青素吸光度并进行比较。,如果两组溶液的吸光度相同或相近,如果实验组的吸光度大于对照组，说明上述观点正确。,方法警示1.得分要点：(1)必须是“等量”原则；(2)必须是“经过50以上的温度处理后，细胞膜的通透性大大增加”。2错因案例：(1)答为“单一变量”原则。(错因：没有分清自变量和无关变量，本实验中温度为自变量，而“切片大小”属于无关变量，无关变量应保持等量原则)(2)答为“经过50以上的温度处理后，花青素的吸光度增大”。(错因：“结论”与“结果”的含义分不清楚),技法提炼(1)找出评价类实验中存在漏洞的方法：分析修订实验方案时，首先应看有没有对照，对照设置是否合理，是否遵循实验设计的一般原则。从实验的过程看，实验的目的是探究温度对细胞膜通透性的影响，自变量是温度，可设置具有一定梯度的系列温度进行相互对照。还应注意无关因素的影响，通过步骤a看出使用的切片不同，也就是无关变量的不同对实验结果也会造成影响，所以应保持等量的原则。,(2)分析曲线含义的方法：分析曲线时应该抓住曲线的起点、转折点等关键点的含义，并对曲线的走势作出合理的解释，结合相应的生理变化过程逐步分析，如从坐标图看，1050时，溶液中的花青素吸光度低且相同。随温度的继续升高，花青素的吸光度突然增大，这种变化是因为细胞膜的通透性增大，花青素从细胞中渗出。(3)根据实验目的找出单一变量的方法：第二个实验的目的是为了测试A物质的作用，它是否会促进细胞膜上载体的活性，特别是对细胞膜上花青素载体活性的影响，此时物质A是实验中研究的对象，应该是实验中的单一变量，在第二个实验中温度就会变成无关变量，应保持等量原则，并且温度不能高于50。,问题释疑,(一)问题探讨1提示：气泡是光亮的，里面只是空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。2提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了，依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。,(二)实验提示：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。,知识构建,
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