细胞的生物膜系统
【知识体系】
【教材全解】
一、重难点诠释
细胞是生物体结构和功能的基本单位。人类的许多问题需要借助细胞生物学的知识加以解决。如癌细胞的杀伤、处理污水的过滤膜装置等等。因此在初步掌握细胞的基础知识以后，我们来进一步学习细胞与细胞工程。
根据下图4－1－1动物、植物细胞的亚显微结构模式图，分别归纳出由单层膜结构、双层膜构成的细胞结构：
但是细胞核中的染色体。细胞质中的核糖体、中心体则不具备膜结构。 （一）各种生物膜在结构上的联系：
（二）各种生物膜在功能上的联系
核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所；高尔基体与细胞分泌物的形成有关，在植物细胞分裂时，还与细胞壁的形成有关；内质网膜上附着许多种酶，为细胞内多种化学反应的进行提供场地，还与蛋白质、脂类和糖类的合成有关，也是蛋白质等的运输通道。
联系如图4－1－2所示：
（三）生物膜系统的概念
细胞内的各种生物膜（包括细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜）不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明确的分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能够高效、持续地运转，它们所形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。
（四）生物膜系统的作用
1．细胞膜在维持细胞内环境稳定、物质运输、能量交换和信息传递方面起着决定性的作用。具体阐释并举例如下：
①关于物质运输。物质出入细胞都要穿过细胞膜，出入方式以自由扩散和主动运输两种方式为主。此外，还有内吞作用和外排作用等。自由扩散时，物质从细胞膜高浓度的一侧穿过细胞膜移到低浓度的一侧，但不消耗能量ATP，不需要载体蛋白；而主动运输不仅消耗ATP，而且需要载体的帮助，载体的本质是细胞膜中的蛋白质。细胞膜在控制物质的自由扩散和主动运输时，表现出选择透过性的功能特点：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其它的离子、小分子和大分子则不能通过，由细胞膜来甄别被选择的物质。细胞的内吞作用和外排作用则以细胞膜的流动性作为基础。
②关于能量交换。神经细胞由静息状态下的细胞膜外带正电荷，膜内带负电荷，转变为兴奋状态下的外负内正，靠的就是细胞膜有选择地出入Na+、K+，使化学势能转变为电能的典型实例。
③关于信息传递。如神经元之间的信息传递，上一个神经元释放化学递质，通过与下一个神经元细胞膜上受体蛋白结合，从而引起下一个神经元的兴奋或抑制。细胞膜在传递过程中发挥着决定性作用。
再例如，红细胞膜表面有A和B两种凝集原，从而决定着血型的类型；每个人的细胞膜上都带有一组与别人不同的组织相容性抗原，即人类白细胞抗原，简称HLA，如果别人的组织或器官移植到病人身上，病人的免疫系统就会识别出不同的信息而加以排斥。事实上，红细胞表面的凝集原和HLA都是细胞膜上的结构蛋白，它们往往与多糖结合，以糖蛋白的形式存在，具有识别信息的作用。
2．生物膜系统可以为酶提供了大量的附着位点，为许多重要反应的进行提供了场所。
例如植物细胞的高尔基体膜上，含有催化单糖聚合为多糖（如纤维素等）的酶，纤维素等合成后由细胞释放到细胞外间隙中，作为构成细胞壁的主要成分。
肝细胞具有解毒功能，其原因是肝细胞的内质网上分布有解毒酶，可催化分解各种药物或有毒物质。
线粒体内膜上，含有一系列与有氧呼吸作用相关的酶。
3．生物膜把细胞分隔成小室，保证各种化学反应互不干扰，高效有序地进行。
如线粒体是一个有界膜的细胞器，有氧呼吸的酶非常有序地排列在线粒体的膜上，高度有序的排列方式使得一种反应的产物不需移动很远就可以遇到催化下一个反应的酶。这些高度有组织排列的酶彼此之间保持着密切的联系，保证多种化学反应互不干扰，高效地进行。
（四）生物膜研究的重要意义
1．研究层次：达到了分子水平
2．理论意义：有助于从理论上阐明细胞的生命活动规律，是现代生物科学发展的重大方向之一
3．实践应用
①农业上，研究培育抗寒、抗旱、耐盐的农作物新品种。
如：植物细胞内的生物膜体系与植物的抗寒性有密切关系。当植物遭到低温时，生物膜便会发生形态的改变，即从液晶态变成凝胶状态，并使膜的结构破坏，结果在细胞膜上形成透性较大的非脂类的“洞穴”，成为许多电解质自由出入的通道，细胞质内的溶胶因而大量排出，最终引起死亡。因此，研究生物膜系统对抗寒农作物的培育具有重要的意义。
②工业上，人工模拟生物膜的选择透过性（如：利用人工膜滤去海水中的盐分，对海水进行淡化处理；利用人工膜阻挡污水中的重金属离子来净化污水等）。
③医学上，尝试用人工合成的膜材料代替病变器官（如透析型人工肾等）。
透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析膜，它与膜外的透析液一起，共同模拟了生物膜的选择透过性功能，使得血液中的代谢废物得以排除。
4．生物膜与生物工程的发展前景
发展膜的分子生物学，为解决生物学、医学及农学中的重大理论问题服务，如肿瘤和其它恶性疾病的防治，神经和免疫功能的调节，发育和遗传的控制等。
二、旁栏思考题
1．回忆高中生物必修课中学过的有关细胞亚显微结构的知识，想一想哪些细胞（器或细胞结构）是由单层膜构成的，哪些细胞器（或细胞结构）是由双层膜构成的？
2．物质通过细胞膜的运输方式有哪几种？
[精析] 物质通过细胞膜的运输方式主要是自由扩散和主动运输两种方式，是指水、能够被细胞吸收的离子、小分子进入细胞膜的方式；大分子以内吞作用、外排作用的方式进出细胞膜。
三、易误辨析
例1 内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（）
A．扩展细胞内膜，有利于酶的附着
B．提供细胞内物质运输的通道
C．提供核糖体附着的支架
D．参与细胞内某些代谢反应
[精析] 内质网的功能是多方面的，它既与蛋白质、脂肪等有机物的合成、加工、包装和运输有关，又与脂类、胆固醇代谢、糖元的分解等作用有关。因此所有选项均是内质网的功能。但就题中所阐述的结构特点分析，表达的是其重要的功能之一——提供细胞内物质运输的通道。例如细胞内合成的胰岛素、抗体、血浆蛋白、各种消化酶等各种分泌蛋白，就是从这些膜构成的管道内通过，运输到高尔基体，经加工包装后再分泌到细胞外。
[答案] B
[易误辨析] 题目所给的四个选项均为内质网的功能，但题中所给的信息为内质网与核膜细胞膜相连，只能说明内质网提供细胞内物质运输的通道；其他选项所表述的作用只靠题目信息表达不出。若没有仔细分析题目所给的信息则容易误选其他选项。
例2 体现各生物膜在结构上的联系，以“出芽”方式进行的是（）
A．核膜和内质网膜B．内质网膜和细胞膜
C．细胞膜和高尔基体膜D．细胞膜和线粒体膜
[精析] 本题从以下几方面分析：①各种生物膜在结构上的联系分为直接联系和间接联系两种方式；
②内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连，能直接相互转变而成，不需小泡作中介；③内质网膜、高尔基体
膜、细胞膜之间不直接相连，需要以“出芽”的形式形成小泡，才能完成膜之间的转变，从而体现了生物膜在结构上的连续性。
[答案] C
[易误辨析] 如果对生物膜在结构上的联系理解不深，容易误把直接联系的当作“出芽”方式完成膜之间的转变，从而选择错误选项。
【思维拓展】
例1 衣藻是淡水单细胞绿藻，它的有性生殖依靠两个形态相似的双鞭毛配子的结合，配子有（+）和（-）两种交配型，同种交配型不发生结合。即：
（+）+（-）→合子，结合
（+）+（+）→不结合
（-）+（-）→不结合
则衣藻的配子依靠什么识别其它的配子是否与自己同型或异型？经研究发现此物质在衣藻鞭毛端部的细胞膜上，除了参与细胞识别还与免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系，则此物质是（）A．糖蛋白B．磷脂C．脂肪D．核酸
[精析] 分析材料可以得知此物质是位于鞭毛端部细胞膜上，具有识别信息的作用，再联系其血型决定等功能则可确定此化学物质为糖蛋白，因为细胞膜主要由蛋白质和脂类中的磷脂组成，其中的磷脂分子没有特异性和多样性的特点，不可能起到识别、免疫、信息传递和决定血型等多种功能；而蛋白质则具有多样性和特异性，可以完成上述功能。
［答案］ A
例2 生物膜结构和功能的研究成果在工农业生产和医学实践中有着重要用途。下列有关生物膜的应用的叙述中，错误的是（）
A．模拟生物膜可以处理污水，淡化海水
B．研究生物膜可以寻找改善农作物品质的新途径
C．模拟生物膜可以人工合成代替人体病变器官的膜材料
D．通过膜生物工程技术可以诊断、治疗疾病，完全改变细胞的遗传特性
［精析］生物膜结构和功能的应用主要表现在人工膜技术。人工合成的膜材料与生物膜一样也具有选择透过性，其成分与生物膜基本相似，与生物膜具有亲合性，因此它可以淡化海水，处理污水，也可用于治疗、诊断疾病等。但是目前的生物技术还没有达到人工合成人体器官的水平，此技术不能改变细胞的遗传特性。
［答案］ D
【高考链接】
★ 命题趋向：本考点是对必修本《生命的基本单位一细胞》一章内容的扩展和补充，在新情景材料中常用到细胞工程知识。本考点主要考查以下内容：①各种生物膜在结构上的联系：如内质网膜与外层核膜、细胞膜、线粒体外膜相连。②不同生物膜之间的相互转化：如内质网膜、细胞膜和高尔基体膜之间的相互转化，内质网膜通过“出芽”的形式，形成高尔基体膜的一部分。③各种生物膜在功能上的相互联系：如在胰岛素的合成与分泌过程中是按照：内质网上的核糖体合成→内质网运输和加工→高尔基体加工并形成小泡→细胞膜的方向进行的。
例1 （2001·天津）牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质，在奶牛的形成过程中，与上述物质的合成和分泌有密切关系的细胞结构是（）
A．核糖体、线粒体、中心体、染色体B．线粒体、内质网、高尔基体、核膜
C．核糖体、线粒体、质体、高尔基体D．线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
[精析] 分泌蛋白由内质网上的核糖体（附着型核糖体）合成，经内质网、高尔基体加工后将分泌到细胞外去。而游离型核糖体合成的蛋白质是供细胞自身利用的，不向外分泌，与高尔基体无关。而该过程需要大量的能量。则需要线粒体。牛奶中含有的乳球蛋白就是分泌蛋白，分泌蛋白的合成、运输和分泌与核糖体、内质网、高尔基体有关，且需要线粒体提供能量。
［答案］ D
例2 （2002·江苏）科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布，如图4－1－3所示：
（1）该实验结果说明细胞膜，这是因为。
（2）若两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明。
[精析] 细胞膜的基本成分是磷脂和蛋白质。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，这主要是其成分中的蛋白质和磷脂分子发生了运动，而这种运动也会受温度、pH、金属离子等因素的影响。细胞膜的功能特点是具有选择透过性。细胞膜的结构特点则表现为具有一定的流动性，这种流动性的特点可表现在如下几个方面：①大分子蛋白质向外分泌时的外排；②变形细胞对外界环境中营养物质的内吞作用；③荧光标记的细胞融合后，荧光物质的重新分布的过程；
[答案] （1）具有一定的流动性细胞磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的
（2）细胞膜的流动性受温度的影响，在低温条件下，磷脂分子和蛋白质分子的运动受到抑制
【同步达纲练习】
[实力检测]
一、选择题
1．细胞内的各种膜结构中，功能全、联系广的细胞器是（）
A．细胞膜B．内质网C．核膜D．线粒体
2．不具有膜结构的细胞器是（）
A．染色体与核糖体B．中心体与核糖体
C．中心体与线粒体D．高尔基体与线粒体
3．下列哪种物质不是分泌蛋白（）
A．抗体B．血红蛋白C．血浆蛋白D．生长激素
4．对生物膜化学组成的描述，最全面的是（）
A．蛋白质、糖类、类脂B．糖蛋白、类脂
C．蛋白质、糖类、脂类D．糖蛋白、脂类
5．在处理污水时，人们设计出的一种膜结构，将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属对水的污染，这是模拟了生物膜的（）
A．自由扩散功能B．流动性
C．主动运输功能D．选择透过性
6．一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的（）
A．随着细胞质的流动到达特定部位B．从高尔基体到内质网
C．从内质网直接到细胞膜D．通过形成具有膜的小泡而转移
7．组成生物膜系统的生物膜是指（）
A．在结构上直接相连的生物膜B．细胞内的所有生物膜
C．具有单层膜的细胞器D．具有双层膜的细胞器
8．有关生物膜的应用，正确的是（）
A．海水淡化中应用了生物膜的信息传递功能
B．抗旱、抗寒品种的培育，与基因有关而与生物膜无关
C．可以利用生物膜的选择透过性进行污水处理
D．人工膜可以模拟生物膜的能量交换功能
9．胰岛细胞中与合成胰岛素有关的一组细胞器是（）
A．线粒体、中心体、高尔基体、内质网
B．内质网、核糖体、高尔基体、线粒体
C．内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
D．内质网、核糖体、高尔基体、中心体
10．下列有关生物膜的叙述，不正确的是（）
A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B．不同种细胞器或细胞结构的生物膜之间的可以相互转变的
C．生物膜的研究已经深入到分子水平
D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
11．下列有关生物膜转化的叙述中，正确的是（）
A．生物膜的功能特性是膜之间转化的前提条件
B．一种膜结构的膜成为另一种膜结构的一部分与膜的流动性无关
C．具膜结构中膜的转化是可逆的
D．具膜小泡成为具膜结构的一部分要靠膜融合
12．下列哪种物质的形成与内质网上的核糖体、高尔基体和线粒体都有关（）
A．血红蛋白B．性激素
C．胃蛋白酶原D．呼吸氧化酶
二、非选择题
1．如图4－1－4所示为某动物细胞结构示意图，如果在一定时间内，让该细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，请回答下列问题：
（1）放射性同位素将依次出现在图中的哪些部位（用图中号码表示）___________
（2）图上方的黑圆点首先是附着在[ ]___________上的[ ] ___________合成的___________类物质。
（3）它是由[ ] 再加工后形成的。
（4）该系列过程需要[ ] 提供动力。
2．如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活恢复正常，如图4—1—5所示：（1）去掉细胞质的细胞核将不能生存，是因为细胞核代谢需要细胞质为其提供两类重要物质___________和。
（2）去核后，变形虫仍能生活一段时间的原因是，但生活不久便死亡，其原因又是因为。（从以下答案中选择合适的）
A．去核前合成的部分蛋白质仍能发挥作用
B．质、核的代谢活动不同，是独立的
C．去核前已转录的信使RNA仍能指导合成一定数量的蛋白质
D．去核较长时间后，细胞内将不再合成蛋白质类物质
（3）以上实验说明：正常细胞中核质的关系是，也说明细胞中完成其正常生理功能的前提是。
3．某科学家从细菌中分离出耐高温的蛋白酶基因a，通过基因工程的方法将a转移到大豆植株中。经检测，蛋白酶在其子叶细胞中被大量发现，如将下图视为其子叶细胞的模式图，请据图4－1－6回答：（请在括号内填上相应结构的序号）
（1）a已整合到图[ ] 的结构中。
（2）在细胞核中以为模板合成该蛋白酶的。
（3）该蛋白酶合成后经[ ] 再加工并分泌到细胞外，从而位于细胞间隙中。
（4）该图多画的一项结构是[ ] 。
【参考答案】
一、选择题
1．精析：内质网膜与外层核膜相连，在有些细胞中还与细胞膜相连，因此分布最广。其上附着有许多酶，与多种物质的合成与运输及多种化学反应的进行有关。答案：B
2．精析：有膜结构的细胞器有单层的高尔基体、内质网、液泡、溶酶体等；具有双层膜的细胞器有叶绿体和线粒体；不具有膜结构的细胞器有核糖体和中心体。染色体不是细胞器。本题的关键是弄清细胞器的概念。答案：B
3．精析：分泌蛋白合成后要由细胞内排到细胞外，除抗体、血浆蛋白、生长激素外，还有消化酶等。答案：B
4．精析：细胞膜的化学成分是磷脂、蛋白质和糖类；生物膜是细胞内所有膜结构的统称，当然也包括细胞膜，因而生物膜的化学成分与细胞膜是相似的，也为磷脂、蛋白质和糖类；磷脂属于类脂，有的生物膜中除了含有磷脂外，还含有胆固醇。因此，说成生物膜中含有脂类比较恰当。在膜的组成成分中，不能把糖类和蛋白质合在一起称糖蛋白，因为有些蛋白质不和糖类结合，同样有些糖类也不和蛋白质结合。答案：C
5．精析：细胞膜是一种选择透过性膜，它允许水分子、被选择吸收的离子和小分子通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。答案：D
6．精析：细胞器之间部分生物膜的转移是通过形成具有膜的小泡，从一种细胞器转移到另一种细胞器的，并与之融合成为该细胞器膜的一部分。答案：D
7．精析：由生物膜的概念可知，生物膜是细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器膜的统称，这些膜在结构上紧密联系的统一整体，因此它们所形成的结构体系又叫做细胞生物膜系统。答案：B
8．精析：在培育抗旱、抗寒的品种时，我们可从生物膜的结构与功能的角度进行研究，寻找改善农作物品质的新途径。海水淡化中应用了生物膜的选择透过性功能。人工膜可以模拟生物膜的物质交换功能，而不是模拟能量交换功能。答案：C
9．精析：胰岛素是蛋白质，与蛋白质合成有关的细胞器是：线粒体提供能量，核糖体是合成场所，核糖体附着在内质网上，内质网上起运输作用，高尔基体与胰岛素的分泌有关。答案：B 10．精析：由各种生物膜的化学组成可知不同的生物膜中蛋白质、脂类和糖类三种化合物的含量是有差别的，并不是完全相同的，细胞内各种生物膜的化学组成、结构及功能是有差异的，同时又是可以相互转变、相互协作的。答案：A
11．精析：膜之间转化的前提条件是膜的流动性，即膜的结构特点而不是功能特征；具膜结构中膜的转化是可逆的。由此可判断出A、B、C选项说法错误。答案：D
12．精析：血红蛋白和呼吸氧化酶是细胞内蛋白质，不分泌到细胞外；而性激素虽是分泌物，但它是脂类而不是蛋白质。只有胃蛋白酶原是在胃腺细胞核糖体上合成的，经内质网和高尔基体加工处理分泌到细胞外的蛋白质，整个过程由线粒体为其供能。答案：C
二、非选择题
1．精析：解答此题首先要识图。从图中各部分特征看：①为细胞膜；②是具膜小泡；③是高尔基体；
④是核糖体；⑤是内质网；⑥是线粒体。其次是理解各部分的结构与功能。氨基酸是合成蛋白质的原料，该动物细胞吸收被标记的氨基酸，在核糖体上合成蛋白质，然后再经内质网运输加工。高尔基体再加工分泌到细胞外，显然图上方的圆黑点是分泌蛋白，在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中，需要由大量的线粒体提供的能量。
答案：（1）④→⑤→③→②→①
（2）5 内质网 4 核糖体蛋白质
（3）3 高尔基体
（4）6 线粒体
2．精析：本题考查细胞的结构以及信使RNA、蛋白质与生命活动的关系等知识。
答案：（1）蛋白质 ATP（能量）
（2）A、C D
（3）紧密联系、协调一致细胞保持完整性
3．精析：要能够识别植物细胞的亚显微结构模式图，掌握中心法则以及基因工程等方面的知识，在此基础上综合运用知识。
答案：（1）3 染色体的DNA
（2）基因a mRNA
（3）2 高尔基体
（4）5 叶绿体
《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计 1、内容和地位 1.1 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以，这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 1.2本节主要包括了两大部分内容：①?科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②?细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。 2、学情分析 2.1学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。 2.2高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 3、设计思路 3.1调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。
细胞的生物膜系统 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆ ?典例在线 下列关于真核细胞主物膜的叙述，不正确的是 A.生物膜功能的差异主要是膜上的蛋白质种类不同 B.构成生物膜的脂质主要是磷脂和胆固醇 C.内质网膜、高尔基体膜、细胞膜的转化和蛋白质的运输和分泌有关 D.核糖体膜将参与蛋白质的合成与运输 【参考答案】D 【试题芻析】妥自质是生命洁动的主要丞担老.三三逗E泮￡才鉅主矣古強要自决定，蟆上蚤自质甘类不同，膜的功能也穴同，A正碣：弋无土加逗巧追于主要走碎追毛淫更尊，其住厘面聲是枸鼓动祐细葩慎的童昊成分,B正列：分滋蛋台童土无冬咳峙二上舍立住4.耳占E质內与囱尔屋蝕加工，然后由龙泡运至细.龜膜，聂后排出謫絶外，聲个过卷由支土了= ￥三?、壬冷旦匸連、京迫膜的錚化，C正确；核运体務占蚤自质的合成，但孩蓬住无復结构，D疑逞= 1.“三看法”判断蛋白质的形成 细胞器分工合作的典型是分泌蛋白的合成和分泌，解题时，可从三个方面进行分析： 一看标记氨基酸出现的先后顺序:核糖体一内质网一囊泡一高尔基体一囊泡一细胞膜（一胞外）。 二看膜面积变化的结果：内质网膜的面积缩小，高尔基体膜的面积基本不变，细胞膜的面积增大。 三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体（蛋白质的装配机器）、内质网（加工车间）、高尔基体（加工和包装）和线粒体（提供能量）。 2.“三个角度”透析囊泡类问题
一来源 ----- 加胞鹿、内质网，高尔恳休 二成分 ----- 胞呑的异畅、病苗、蛋白质、葩、神经谨於 厂与落務侔紬合被分解 三去向」 --- 分泌到细胞外或运冋内质网 —运动到次触前稅 学霸推荐 1.如图表示生物膜的亚显微结构，下列叙述错误的是 A.①在生物膜中是不均匀分布的 B.②是生物膜的基本骨架 C.CO?、氏0通过细胞的方式相同 D.②是运动的，但①是静止的，所以细胞膜具有流动性 2.膜蛋白是生物膜上多种蛋白的统称，与生物膜的功能密切相关。下列有关膜蛋白的叙述止确的是 A.组成细胞膜的蛋白质大多分布在细胞膜的外表面 B.一种离子通道只允许一种离子通过，可随时开放 C.小分子和离子的跨膜运输都需要载体蛋白参与 D.载体蛋白运输物质具有选择性是由其结构决定的 3.下列关于生物膜系统的叙述，正确的是 A.原核细胞无核膜及细胞器膜，因而不具生物膜 B.生物膜功能的复杂程度収决于膜上蛋白质种类和数量 C.线粒体外膜和内膜上均附着有大量的有氧呼吸酶 D.有丝分裂过程屮核膜随着丝点的分裂而消失 4?真核细胞部分结构如图所示，①②③④⑤⑥⑦代表有关结构，下列叙述错误的是
细胞膜——系统的边界 一、导入 前面因为《来自星星的你》都教授红遍了大江南北，一夜之间就在中国取得了35个广告的代言权，但是好景不长，没过多久他又被网友们黑得体无完肤，因为其拒绝承认长白山是中国的。到底长白山是中国的还是朝鲜的，这就牵涉到了国界的问题。国界指的是国家领土范围的地理界限，在地图上我们可以看到我们的国家被国界线勾勒成一只雄鸡，但是国界线是真实存在的吗？（不是，是人为划定的）那么大家的课桌有没有边界？（有）课桌的边界是真实存在的吗？（是，触手可及）因此，我们可以发现有的边界是实际存在的，而有的边界是人们假想出来的。 细胞作为生命系统最基本的结构层次，它有没有边界呢？（有）这个边界是什么？（细胞膜）那么细胞膜是不是真实存在的呢？大家看到教材40页上的问题探讨：1、气泡是光亮的，里面只有空气；而细胞结构复杂，在显微镜下调节焦距可以看到细胞的不同层面。不能看到细胞膜，但能看见细胞核外界环境之间是有界限的。2、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，伊红能很快的扩散到整个细胞，却不能很快的逸出细胞；在光镜下可见，用微针碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可伸展。二、实验：制备细胞膜 那么要证实细胞膜是真实存在的最有力的证据就是分离获得细胞膜。那么大家思考一下什么细胞更适合作为制备细胞膜的实验材料，
动物细胞还是植物细胞？（动物细胞，没有细胞壁）是不是所有的动物细胞都适合呢？可能存在什么样的问题？（细胞核和很多细胞器也有膜，这些膜可能会和细胞膜混在一起；选择哺乳动物的红细胞：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器）实验过程：制作装片（用滴管吸取一滴红细胞稀释液（生理盐水，分散细胞，防止凝结成块），滴在载玻片上，盖上盖玻片）——观察（用显微镜观察红细胞的形态，由低倍到高倍）——滴蒸馏水（在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引）——观察（持续观察细胞的变化）——结果（凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出来，获得细胞膜） 讨论部分：细胞膜和细胞质中其他结构的质量不一样，可以采用不同转速离心的方法浆细胞膜与其他物质分开。 三、细胞膜的成分 获得了细胞膜，我们就可以更加深入的来了解它，比如细胞膜的组成成分，大家思考一下，从化学的角度分析，可以用哪些手段研究细胞膜的物质组成？（染色法：利用某种指针对某些特定的物质能染色的染色剂来染色以鉴定某种物质的方法）当然还有许多其他的方法可以对细胞膜的成分加以鉴定，比如溶解法：19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，凡是溶于脂质的物质都比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。由此，我们可以进行什么样的猜想？（细胞膜含有脂质物质）当然还要经过化学分析才能最终确定
第四章细胞和细胞工程 第一节细胞的生物膜系统 授课内容：细胞的生物膜系统 授课对象：高中三年级学生 授课教师： 教材：《全日制普通高级中学教科书（选修）生物》2002年人民教育出版社 一、设计思想 【设计理念】 以高中生物课程标准的“提高科学素养；面向全体学生；倡导研究性学习；注重与现实生活的联系”的课程理念来设计教与学的过程。本次课最想突出的处理是：1.根据知识体系的联系性，以旧知识导入新知识，新旧知识能相互贯通；2.启发学生思考，引导学生自己通过总结、归纳、分析学习新知识，突出启发式的教学。 【教材分析】 细胞的生物膜系统这一节是在高二对细胞的形态结构和功能学习之后的延伸性的一节内容，包括：生物膜的结构联系、功能联系和生物膜系统的概念、研究意义四个部分，其中前3部分是本节的重点内容。这节内容我准备用2个课时来完成。第一个课时主要讲生物膜系统在结构和功能的联系，第二个课时讲生物膜系统的概念、研究意义及总结。课时1中生物膜系统的内容是难点内容，需要延伸拓展的知识点较多，可能1个课时无法完成既定的教学目标，需要根据情况调整。 【学情分析】 高二生物课已经让学生们对细胞的结构和功能有了比较系统的认识，这为本节内容的教学打下了坚实的基础。但是，之前的对细胞各结构的了解都只是独立的、不联系的，本次课的任务就是要学生们在先前学习的基础上能够将细胞各结构之间联系在一起。通过初中和高二同学们的生物学习，同学们已经具备一定的科学素养，再加之10多年的学校教育，同学们都具备一定的归纳总结能力。这节课的内容重在分析和联系，因此，在教学过程中教师应尽量引导学生进行思考，通过学生的归纳总结得出的内容来带出新的概念。 二、教学目标 1.理解细胞各膜结构之间的直接联系和通过小泡形成的间接联系 2.认识分泌蛋白的形成和分泌过程，学习生物膜在功能上的联系 3.掌握细胞的生物膜系统的概念 4.了解研究生物膜系统的重要意义 5.培养学生的归纳总结和分析思考的能力 6.使学生认识到科学研究对于人类的重大意义 三、教学重点及难点 【重点】 1.生物膜在结构上和功能上的联系 2.生物膜系统的概念 【难点】
细胞膜的结构及功能 教材与学习者分析 教材分析 “细胞膜的结构”的知识是细胞知识的重要组成部分，也是后面学习生物的新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容的重要基础。本节内容要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学习，理解细胞膜结构和功能相适应的关系。为进一步学习物质的跨膜运输打基础。因此本节课在教材中起着承上启下的桥梁作用。其中科学家对细胞膜结构的探索历程，能让学生理解科学的本质和科学研究的方法，帮助学生提高科学素养。 学习者分析 在初中生物课学习细胞的基本结构时，学生对细胞膜已经有所了解。高一的学生活泼好动，思维活跃，上课充满热情、积极发言、善于表现自己，并且具有合作精神。经过了一段时间的学习，学生有一定的自学能力和方法，具有一定的分析材料和辨别重点难点的能力。而且学生已经初步具备分析能力和想象创新能力，可以通过科学实验史料引导学生构建细胞膜的成分与结构特点，并能理解物质进出细胞的方式。 教学目标 1，说出细胞膜的化学成分与结构 2，说出细胞膜有哪些重要功能 3，说出细胞膜的“结构特性”和“功能特性” 教学重点 1．细胞膜的成分与结构特点 2．细胞膜的功能 教学难点 1．细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的。 教学方法 探究式教学法，融合直观教学法和讨论法。 教学用具 课本 课时安排 一课时 教学过程 【自我介绍】：各位老师，同学，下午好，我叫郝婧，是生物技术0803班的学生，今天下午
我们将一起领略生物的神秘与精彩！ 1新课导入 师：任何系统都有边界，例如，使人体内部与外界分隔开的皮肤和黏膜，就是人体的边界，一个国家有陆地，海域，领空的边界，边界对系统的稳定性至关重要，那么细胞作为一个基本的生命系统，她的边界是什么呢？ 【板书课题】：细胞膜---系统的边界 生（齐）：细胞膜 师：这就是我们今天所要学习的内容，细胞膜——系统的边界 【点评】：让学生对其产生兴趣。 【总结】：导入比较新颖，能引起同学们的兴趣 2 新课学习 从科学家研究现象中发现细胞膜成分及结构 师：首先，我们一起跟随研究者来探究一下细胞膜的成分 【板书课题】：一，成分 分析资料：①1859年，E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂类的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂类的物质，也不容易穿过膜。 ②1897年，Crijins和Hedin用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。 你能得出什么结论？ 生：学生探讨回答，细胞膜中有磷脂 师：这说明，脂质分子是构成细胞膜的主要成分，而且脂质分子大约占细胞膜的50%【点评】：培养学生分析资料的能力。 【板书课题】：脂质（50%） 师：给出资料: 1925年E.Gorter和F.grendel对血影的研究，他们用有机溶剂抽提细胞膜中的脂类物质，在水面形成单分子层，聚拢后测得总面积是红细胞膜面积的2倍。 生：学生经过思考和分析资料后知道细胞膜是由双层磷脂分子组成。 师：指出细胞膜是由磷脂双分子层构成的。 【点评】：培养学生遇到问题积极思考寻求解决之道。 【板书课题】：结构 磷脂双分子层 师：分析资料：科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。 生：猜测细胞膜中含有蛋白质 师：说明细胞膜中含有蛋白质，而且蛋白质含量大约为40% 【点评】：让学生回忆蛋白质是生命活动的主要承担者。 【板书课题】：蛋白质（40%） 师：研究者还发现，细胞膜中还含有少量的糖类。因此，我们可以知道，细胞膜的主要成分有脂质，蛋白质，和少量的糖类 【板书课题】：糖类（2%--10%），糖被 师：接下来，我想问，那细胞是不是静止不动的？ 生（齐）：不知道 师：1970年人鼠细胞融合的实验，证明，细胞膜具有流动性
细胞的生物膜系统 【知识体系】 【教材全解】 一、重难点诠释 细胞是生物体结构和功能的基本单位。人类的许多问题需要借助细胞生物学的知识加以解决。如癌细胞的杀伤、处理污水的过滤膜装置等等。因此在初步掌握细胞的基础知识以后，我们来进一步学习细胞与细胞工程。 根据下图4－1－1动物、植物细胞的亚显微结构模式图，分别归纳出由单层膜结构、双层膜构成的细胞结构：
但是细胞核中的染色体。细胞质中的核糖体、中心体则不具备膜结构。 （一）各种生物膜在结构上的联系： （二）各种生物膜在功能上的联系 核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所；高尔基体与细胞分泌物的形成有关，在植物细胞分裂时，还与细胞壁的形成有关；内质网膜上附着许多种酶，为细胞内多种化学反应的进行提供场地，还与蛋白质、脂类和糖类的合成有关，也是蛋白质等的运输通道。 联系如图4－1－2所示：
（三）生物膜系统的概念 细胞内的各种生物膜（包括细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜）不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明确的分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能够高效、持续地运转，它们所形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。 （四）生物膜系统的作用 1．细胞膜在维持细胞内环境稳定、物质运输、能量交换和信息传递方面起着决定性的作用。具体阐释并举例如下： ①关于物质运输。物质出入细胞都要穿过细胞膜，出入方式以自由扩散和主动运输两种方式为主。此外，还有内吞作用和外排作用等。自由扩散时，物质从细胞膜高浓度的一侧穿过细胞膜移到低浓度的一侧，但不消耗能量ATP，不需要载体蛋白；而主动运输不仅消耗ATP，而且需要载体的帮助，载体的本质是细胞膜中的蛋白质。细胞膜在控制物质的自由扩散和主动运输时，表现出选择透过性的功能特点：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其它的离子、小分子和大分子则不能通过，由细胞膜来甄别被选择的物质。细胞的内吞作用和外排作用则以细胞膜的流动性作为基础。 ②关于能量交换。神经细胞由静息状态下的细胞膜外带正电荷，膜内带负电荷，转变为兴奋状态下的外负内正，靠的就是细胞膜有选择地出入Na+、K+，使化学势能转变为电能的典型实例。 ③关于信息传递。如神经元之间的信息传递，上一个神经元释放化学递质，通过与下一个神经元细胞膜上受体蛋白结合，从而引起下一个神经元的兴奋或抑制。细胞膜在传递过程中发挥着决定性作用。 再例如，红细胞膜表面有A和B两种凝集原，从而决定着血型的类型；每个人的细胞膜上都带有一组与别人不同的组织相容性抗原，即人类白细胞抗原，简称HLA，如果别人的组织或器官移植到病人身上，病人的免疫系统就会识别出不同的信息而加以排斥。事实上，红细胞表面的凝集原和HLA都是细胞膜上的结构蛋白，它们往往与多糖结合，以糖蛋白的形式存在，具有识别信息的作用。 2．生物膜系统可以为酶提供了大量的附着位点，为许多重要反应的进行提供了场所。 例如植物细胞的高尔基体膜上，含有催化单糖聚合为多糖（如纤维素等）的酶，纤维素等合成后由细胞释放到细胞外间隙中，作为构成细胞壁的主要成分。 肝细胞具有解毒功能，其原因是肝细胞的内质网上分布有解毒酶，可催化分解各种药物或有毒物质。 线粒体内膜上，含有一系列与有氧呼吸作用相关的酶。 3．生物膜把细胞分隔成小室，保证各种化学反应互不干扰，高效有序地进行。 如线粒体是一个有界膜的细胞器，有氧呼吸的酶非常有序地排列在线粒体的膜上，高度有序的排列方式使得一种反应的产物不需移动很远就可以遇到催化下一个反应的酶。这些高度有组织排列的酶彼此之间保持着密切的联系，保证多种化学反应互不干扰，高效地进行。 （四）生物膜研究的重要意义 1．研究层次：达到了分子水平
《细胞的生物膜系统》教案设计 《细胞的生物膜系统》教案设计 一、教学目标： 1．知识方面 （1）明确生物膜的化学组成和基本结构。 （2）理解细胞的生物膜系统的概念和作用。 2．态度方面 （1）通过细胞内各种生物膜在结构和功能上联系的学习，进一步明确结构与功能相统一的观点以及事物之间存在普遍联系的观点。 （2）通过生物膜的研究成果的介绍，充分调动学生学习生物学知识的兴趣，激励他们对生命科学知识要有不断探索的精神，同时渗透STS思想。 3．能力方面 （1）利用课本插图、教学挂图和课件，培养和发展学生的读图能力。 （2）通过资料的阅读和设计的问题的引导，培养学生分析问题的能力，进而发展综合的能力。 二、重难点 重点：1．各种生物膜在结构和功能上的联系。2．细胞的生物膜系统的重要作用。 难点：名种生物膜在功能上的联系。
三、教学过程 1.概念：各种共同构成的一个系统。 细胞膜 细胞器膜 核膜 2.成分：成分，主要含和。 3.观察各种膜之间的结构联系：是指具有膜结构的膜之间的相连。是指不同膜结构之间通过小泡发生转化。（将结构关系图画在上方） 4.各种膜之间的功能联系： 核糖体内质网高尔基体细胞膜 线粒体 5.生物膜系统在生命活动中的作用 ①细胞膜对细胞有、及。 ②内质网膜，供酶、核糖体等附着在上面，使各种化学反应有序进行。③将细胞，使各种化学反应能。 6.研究生物膜的重要意义 1.生命基本理论研究 2.实践上—— 3.在工农业生产和医学实践上有重要用途，如抗逆性强的农作物新品种和透析型人工肾 资料分析——分泌蛋白的合成与运输分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞器经过了哪些细胞结构有哪些细胞器参与了
第一节 细胞的生物膜系统 教学目的 1． 细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都紧密联系的统一整体（C ：理解）。 2． 生物膜系统的概念（C ：理解）。 3． 研究生物膜的重要意义（A ：知道）。 重点和难点 1． 教学重点 （1） 各种生物膜在结构和功能上的联系。 （2） 生物膜系统的概念。 2． 教学难点 各种生物膜在功能上的联系。 教学过程 【板书】 各种生物膜在结构上的联系 细胞的生 各种生物膜在功能上的联系 物膜系统 生物膜系统的概念 研究生物膜的重要意义 【注解】 一、各种膜在结构、功能上的联系 （一）生物膜：细胞膜、核膜、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器都由膜构成，这些膜的化学成分相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。（化学成分注意各种膜中蛋白质与脂类的含量） （二）联系 1． 结构联系 （1）直接：内质网与核膜、细胞膜相连，与线粒体膜也存在一定联系（代谢旺盛时，内质网与线粒体相连）。 （2）间接：相关生物膜间通过小泡相互转化 内质网?? →?小泡高尔基体??→?小泡 细胞膜（反向也成立） 3．功能联系
功能：蛋白质→较成熟的蛋白质→成熟蛋白质→特定功能的蛋白质 翻译↑加工↑加工↑分泌↑ 结构：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 （注意：内质网内的加工包括折叠、组装和加上一些糖基团等） 【例析】 ．不同膜结构的膜之间互相转化，以“出芽”的方式进行的是（B） A．核膜与内质网膜 B．细胞膜与高尔基体膜 C．内质网膜和细胞膜 D．线粒体膜与细胞膜 二、生物膜系统 （一）概念：细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜 系统。 （二）功能 1．细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起决定性作用 2．细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，有利于化学反应的顺利进行 3．各种生物膜把细胞分隔成一个个小区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行 【例析】 ．生物膜有物质运输、能量交换和信息传递等几种主要功能，上述功能与生物膜的哪种物质有关（A） A．蛋白质B．糖类C．脂类D．磷脂 三、研究生物膜的意义 （一）理论上：有助于阐明细胞的生命活动规律 （二）实践中： 1．农业：研究农作物的抗寒、抗旱、耐盐的机理，寻找改善农作物品质的新途径。 2．工业：模拟生物膜，用于海水淡化和污水处理等 3．医学：用人工合成的膜材料，代替人体的病变器官行使正常的生理功能。（如人工肾中的血液透析膜等）
高中生物细胞的生物膜系统与细胞骨架2019年3月20 日 （考试总分：108 分考试时长： 120 分钟） 一、填空题（本题共计 2 小题，共计 8 分） 1、（4分）下图甲表示某生物的亚显微结构，乙图表示溶酶体（一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器）发生过程和“消化”功能的示意图，请据图回答有关问题 ⑴如图甲是细胞的亚显微结构模式图，该细胞是__________细胞，作出此判断的依据是此细胞具有___ _________________等结构。 ⑵细胞进行生命活动所需要的能量主要是由[ ]________供给，该结构的主要功能是进行__________。 ⑶f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有____________的特点。 2、（4分）下图为细胞亚显微结构模式图，据图回答： （1）图示细胞是____________细胞，做出此判断的依据是此细胞具有[ ]___________、[ ]___________ _、[ ]____________等结构。 （2）与能量转换有密切关系的细胞器是[ ]____________和[ ]____________，后者能把____________能 转化成化学能并储存在生物体中。 （3）若该细胞是根尖分生区细胞，新细胞壁的形成与[ ]____________的活动有关。（4）结构[ ]____________与核糖体的形成有关。 （5）该细胞与大肠杆菌在结构上的最大区别是________________________。 二、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 3、（5分）下列有关生物膜的叙述，错误的是 A．细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境 B．膜蛋白的种类和含量决定了生物膜功能的复杂程度 C．生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序的进行 D．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 4、（5分）下表中“依据”和“能做出的判断”相匹配的是 A．① B．② C．③ D．④ 5、（5分）下列有关细胞骨架的叙述，不正确的是 A．细胞骨架与细胞的运动、分裂有关 B．细胞骨架与信息传递等生命活动有关 C．细胞骨架可以维持细胞形态 D．细胞骨架主要成分为纤维素 6、（5分）关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是 A．磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架 B．高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流 C．当细胞衰老时，其细胞膜物质运输的功能升高 D．细胞膜结构的完整性可用台盼蓝染色法进行检测 7、（5分）下列关于细胞膜的叙述，不正确的是 A．组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富
细胞膜 导入：指导学生阅读章首语，了解细胞是一个统一的整体。进入第一节的内容，指导学生看图，思考并讨论两个讨论题，得出细胞膜是系统的边界这个结论。 教师：看了显微镜下未经染色的细胞，我们该怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞?光学显微镜下能看见细胞膜吗? 学生思考讨论并给出答案，教师结合学生的答案，得出：气泡是光亮的，里面只有空气。 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，通过调节焦距可以看到细胞的不同层面。由于植物细胞的细胞膜紧贴着细胞壁，所以在光学显微镜下看不见细胞膜，但是在动物细胞中依然能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的，这个界限我们判定就是细胞膜。 教师：那科学家是如何确定细胞膜的存在的呢? 学生分组讨论并给出他们的设想，然后教师结合学生的回答，再用实例说明：用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞。 鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞，轻轻触碰完整的卵黄表面，可以感觉到有一定的弹性，用尖锐的东西将其刺破后，里面的物质就流出来了，说明其表面存在一层膜结构，科学家就是根据这些判定存在细胞膜的。 (二)新课内容： 1、细胞膜的成分 (1)实验：制备细胞膜的方法(详见P40) 本实验课标未做要求，所以可以不讲，或者可带学生简单了解。
(2)指导学生阅读课本细胞膜的成分部分，教师列举多种细胞膜的研究结果，再总结：细胞膜的成分主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%)，还有少量的糖类(约2%-10%)。其中脂质主要是磷脂，糖类都是通过化学键与脂质或蛋白质结合成糖脂或糖蛋白，分布在细胞膜的外表面。 各种膜的基本成分表(质量分数%) 并结合课本的“与生活的联系”：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白(AFP)，癌胚抗原(CEA)等物质。总结得出：蛋白质和细胞膜的关系──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。下面我们就来看看细胞膜有什么功能。 2、细胞膜的功能 利用多媒体将“控制物质进出细胞”和“细胞间进行信息交流”的视频图像展示给学生，让学生结合课本P42的图3-2，进一步理解细胞膜的功能。然后，结合细胞膜的化学成分与其功能的关系，使学生对其如何行使功能有更好的理解，再总结归纳出细胞膜的三大功能。 ①将细胞与外界环境分隔开：细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中，保障了细胞内部环境的相对稳定，从而使学生对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”有更好的理解。 ②控制物质进出细胞：细胞膜具有一定的通透性，也就是说具有选择性透过的能力。可以有选择性地让物质进出细胞，包括代谢底物的进入和代谢产物的排出。为便于学生理解，可类比“窗纱”，把害虫挡在外面，又能让空气进来。对一些非己的物质有排斥性，但当非己成分进入细胞后，就导致疾病了。 ③进行细胞间的信息交流：多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会。各个细胞不是孤立的存在，而是保持着信息的交流和功能的协调。大多数细胞膜上存在激素的受体(一种能够识别和选择性结合某种配基的大分子，与配基结合后，产生物理或化学信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应，如神经细胞传递兴奋等)、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点，所以细胞膜可以有选择性的与一些细胞结合，在激素作用、免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。好比现在的通讯工具，把两个细胞联系起来，进行沟通交流。
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜——系统的边界 讲课人： 指导老师： 教研组：
第1节细胞膜──系统的边界教案 一、教学目标： 1.知识目标：1）.体验科学家研究细胞膜的历程。 2）.简述细胞膜的成分和功能。 2.能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。 3.情感目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义；制备细胞膜的方法中蕴含的科学道理，养成科学的思维方法。 二、教学重点： 1、细胞膜的成分和功能。 2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 三、教学难点： 1、用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 四、教学方法 讲述法、讨论法相结合 五、课时安排 1课时 六、教学过程
教学 过程 教师活动学生活动设计意图 导入新课 展示一个地球 师：同学们，在这个地球上老师用 黄色标出来的区域属于？ 【过渡】：任何系统都有一个边界， 边界把系统内部和外部分隔开来。例如， 国与国之间有国界，人体的皮肤、黏膜就 是人体内部与外界环境的边界。那么细胞 与外界的边界呢？早在以前科学家为了 研究细胞的边界，做了这样一个实验，他 们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，却不能逸出细胞。这说明了什么？ 师：细胞作为一个完整的系统，它的 边界就是细胞膜。也就是今天我们要一起 学习的内容：细胞膜──系统的边界 板书：细胞膜──系统的边界 生：中国。 学生思考回 答：细胞有边界。 创设情境， 引入新课。激发 学生对新课的兴 趣。 体验制备细胞膜的方法 师：细胞膜作为细胞的边界，它由哪 些物质组成？具有怎样的结构？要研究 细胞膜的化学成分及结构，首先我们应当 想办法获取细胞膜。下面给同学们观看体 验制备细胞膜实验视频，在这过程中大家 要注意实验使用的材料、方法和步骤。 播放教学视频 板书：一、制备细胞膜 师：看完视频，我们解决几个问题， 第一，获取细胞膜的材料最好是植物细胞 还是动物细胞？ 师：为什么？ 师：对，植物细胞最外层有细胞壁， 选植物细胞做材料，我们还要想方设法去 掉细胞壁，比较麻烦，所以要选没有细胞 壁的动物细胞。 【过渡】：可是动物细胞的类型很多， 比如哺乳动物成熟的红细胞、蛙的红细 胞、口腔上皮细胞，应该选择哪种类型的 动物细胞？ 师：观看刚才的视频同学们都知道选 哺乳动物成熟的红细胞，但我们要知道原 因，我们看动物细胞结构模式图，里面有 细胞核以及线粒体、高尔基体等细胞器， 生：动物细 胞。 生：动物细 胞没有细胞壁。 生：哺乳动 物成熟的红细 胞。 创设问题情 境，鼓励学生回 答问题。 让学生体会 正确选择实验材 料对于科学研究 的重要性。 增加学生对 哺乳动物红细胞 的了解。
生物一轮复习导学提纲(8) 必修一：生物膜系统 班级______ 学号_____ 姓名____________ 1．生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。请回答： (1)细胞核的__________使基因的转录和翻译两个过程在时空上分开，细胞核和细胞质之间通过__________实现生物大分子的转运。 (2)脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有__________。通常分泌到细胞膜外的蛋白质需经过__________加工和修饰后，以分泌小泡的形式排出。 (3)红细胞膜内K＋浓度是膜外的30倍，膜外Na＋浓度是膜内的6倍，维持这种K＋、Na＋分布不均匀是由膜上的__________所控制；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这些糖蛋白是_______________。 (4)人工生物膜的主要用途有哪些？__________(多项选择)。 A．污水处理 B．食品保存 C．海水淡化处理 D．人造器官材料 (5)与消化酶的合成和分泌有关的细胞器有_____________________________________ 。 2．细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列 问题。 (1)b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是__________，c是__________，d是__________。 (2)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有__________特点。 (3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是__________等。 (4)细胞器膜、__________和__________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的__________功能对海水进行淡化处理。 3.仔细观察下图，回答下列相关问题：（注：在[ ]中标填上序号）。 （1）此图表示___________细胞的模式图，因为此细胞具有 [ ]___________而没有______________。 （2）如果该图是可以产生分泌蛋白的腺细胞，向该细胞内注射有 放射性同位素3H标记的氨基酸，放射性同位素在细胞器中出现的 顺序依次为[ ]_________、[ ]________及[ ]________。 在此过程中所消耗的能量主要由[ ]___ ____提供。 （3）[ 6 ]_____ _____与_____________形成有关。 （4）可将4中的染色质染成。
第三章第一节细胞膜——系统的边界（教案） 一、教学目标 1．知识目标：简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。 2．能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。 3．情感目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 二、教学重点和难点 1．教学重点 （1）细胞膜的成分和功能 （2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义 2．教学难点 （1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法 （2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义 三、教学方法 讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法 四、教学用具 多媒体视频、课件、教科书、黑板、粉笔 五、课时安排 1课时 六、教学过程 1、导入：有位专家这样说：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比现在设计出的任何智能电脑精巧！”他为什么会这样说呢？在前面的学习中，我们认识了细胞这个基本的生命系统的物质成分，我们可以将水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸物质机械地组装起来形成一个细胞吗？答案是否定的，细胞的各组分之间并不是简单的堆砌，而是通过形成结构和功能都密切联系的各基本结构，今天我们就进入第三章：细胞的基本结构的学习。 提问：我们学校的校园与校外环境是以什么作为界限呢？（自由发言） 师：细胞作为生命活动的基本单位，也有结构使细胞和外界隔绝开来，那就是细胞膜。我们首先进入第一节的学习（板书：细胞膜—系统的边界） 2、教学目标达成：对于细胞膜作为系统的边界，同学们有没有这方面的感性认识？也就是说你能不能列举出一些证据来证明细胞膜这个系统边界的存在？ S：直接借助光学显微镜、电子显微镜观察得到。
《细胞的生物膜系统》教学设计方案 刘宏伟大连市第十一中学 2006年9月26日 一、教学目标 1、知识方面 （1）明确生物膜的概念。 （2）理解细胞的生物膜系统的概念和作用。 （3）理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都是紧密联系的统一整体。 （4）知道生物膜的研究成果及研究意义。 2、态度观念方面 （1）通过细胞内各种生物膜在结构和功能上联系的学习，进一步明确结构与功能相统一的观点以及事物之间存在普遍联系的观点。 （2）增进对生物膜领域研究的了解，提高学习生物学知识的兴趣。 3、能力方面 （1）利用课本插图和课件，发展读图、识图能力。 （2）通过资料的阅读和教师设计的问题的引导，提取旧知同化新知，发展综合的能力。 （3）分析探究分泌蛋白合成分泌过程，体验方法过程，提高科学研究意识。 二、重点、难点分析 重点 1．各种生物膜在结构和功能上的联系； 2．细胞的生物膜系统概念及重要作用 难点 名种生物膜在功能上的联系。 三、教学方法：阅读、讨论、启发、讲授 四、教学媒体图片、表格、动画等 五、课时安排一课时。 六、教学过程
七、板书设计 第四章第一节细胞的生物膜系统 一、生物膜三、生物膜在功能上的联系 1.概念: 既有明确分工、又紧密联系 2.化学组成: 四、生物膜系统 3.结构和功能特点: 1概念 二、生物膜在结构上联系 2作用： 在结构上具有一定的连续性 八、课堂反馈练习 九、作业《同步》本节练习
附：设计说明： 设计的有些简单，但是我又具体设计了一个教学流程，这样使教案更加完整细致，上课时更加有据可依。 依据：高三选修课程《细胞的生物膜系统》 设计初衷：体现探究性教学，体现学生的主体性作用，共同解决相关问题。 《细胞的生物膜系统》教学流程 1、呈现图片：组培试管苗，白菜甘蓝、克隆羊、试管婴儿等 大家知道这些是怎样获得的吗？（提示：是用种子获得的吗？）组培试管苗－小部分植物组织或很少量细胞，克隆羊呢？是受精卵发育来的吗？不是，是用体细胞核移植获得的。 这些都是通过细胞工程对细胞进行技术处理获得的成果，这一章我们就要来学习有关细胞工程的内容(细胞工程正是这一章里要学习的内容之一)。第四章细胞工程－－细胞工程的建立与发展首先得益于人类对细胞的认识－－细胞的基础理论研究，这一章也要学习细胞基础研究的一个分支领域 边述边板书－－第四章细胞与细胞工程 （书写顺序21） ２、细胞生物学－－这是一个很重要的生物学分支学科，它还有更细的分支领域，如果你是个细胞生物学家，你最想研究细胞的哪些方面？（必要的提示引导启发）学生展开回答。（呈现植物细胞图）刚才大家说的这些研究对象，都有个共同的结构，——膜，膜生物学也是细胞生物学的一个重要的分支领域，今天我们就来研究细胞的膜。板书：第四章第一节细胞的膜（一会补充空白处）3、这些膜结构，看一看、想一想，它们有什么不同？（必要时引导）层数？单与双层，还有什么不同？化学成分呢？基本结构？－－先来看一份研究资料（表）回忆细胞结构，引出膜结构，具体分析膜，从而引入生物膜。板书题目：补充为“细胞的生物膜” 4、学生分析图片和表格得出概念和化学成分，教师引导通过成分相似和基本结构的大致相同，得到其它生物膜也同细胞膜具有大致相同的结构特点和功能特点。 5、生物膜之间是彼此独立的还是相互联系呢？（联系） 6、请同学们看图片，注意这些细胞的膜结构是怎样联系的？请一名同学回答。 7、我们看到了内质网和细胞核膜外膜相连，也和细胞膜相连，并且看到内质网腔和核膜外膜、内膜构成的腔是相通的，这使细胞核内物质和细胞质内物质的联系更为密切，并且有很多的核糖体附着在内质网和核膜外膜上。 8、呈现图解，由于它们直接相连，所以是生物膜间的直接关系。另外提问：为什么在代谢旺盛的细胞中内质网与线粒体靠的那么近呢？实际上，在代谢旺盛的细胞内，内质网膜与线粒体外膜也是相连的。 9、除了直接联系外，还有没有其他联系方式呢？请看下面两幅图。 10、大家注意这两幅图中正在发生什么过程？外排和内吞 11、外排和内吞的过程涉及到哪些细胞结构？是直接相连吗？不是，是靠什么相互联系或转化呢？涉及到内质网、高尔基体、细胞膜。通过小泡转化12、我们把膜之间通过小泡来进行转化的膜之间关系称为是间接关系 13、请同学总结。屏幕呈现图解。 14、共同总结生物膜在结构上的联系，呈现图解。 15、图解中缺少哪些膜结构？叶绿体膜和液泡膜，那么他们和其他的膜结构有无联系呢？呈现材料，学生得出结论，叶绿体膜和液泡膜和其他生物也是有一定联系的。 16、我们知道细胞的结构决定功能，生物膜在结构上有着紧密的联系，那么在功能上呢？对此，科学家不断研究分泌蛋白的合成和分泌过程，以了解其在功能上的联系，大家思考： （1）什么是分泌蛋白？举例。 （2）分泌蛋白在哪里合成？ （3）分泌蛋白从合成至分泌到细胞外经过的途径，如果你是科研人员，你会选择什么蛋白对象？用抗体？还是用胰岛素？---我们可以用什么样的方法
考纲概要考纲解读高考真题 1．主要细胞器的结构和功能 （Ⅱ）；2．生物膜系统的结 构和功能（Ⅱ）。 1．识记细胞器的结构和功能； 2．理解生物膜系统的结构及功能。 1．2017 海南卷（2）、2017 天津卷 （1）、2016 上海卷（2）、2016 海 南卷（8）、2016 新课标Ⅰ卷（1） 2．2017 江苏卷（21 ）、2016 海南卷讲考点 考点一主要细胞器的结构与功能 1．细胞器的分离方法 差速离心法，将细胞膜破坏后，利用高速离心机，在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。 2．细胞器的结构和功能 3．多角度比较各种细胞器
【例1】（2017 天津卷，1）下列有关真核生物核糖体的叙述，正确的是（） A．遗传信息翻译的场所 B．组成成分中含mRNA C．全部游离在细胞质基质中 D．能识别基因的启动子 【答案】A 【变式训练1】列有关细胞器的说法正确的是（）A．真核细胞中蛋白质的形成均需要内质网、高尔基体加工B．线粒体中生成的产物有丙酮酸、二氧化碳和水 C．叶绿体是所有生物进行光合作用的场所D．溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病菌【答案】D 【解析】真核细胞中蛋白质的形成不一定需要内质网加工，A 错误；丙酮酸是在细胞质基质中产生的，B 错误；原核生物进行光合作用的场所是细胞膜和细胞质， C 错误；溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病菌，D正确。 考点二生物膜系统的结构和功能
1．组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 2．功能：（1）使细胞具有一个相对稳定的内部环境；（2）决定物质运输（载体蛋白等）、能量转换和信息传递（细胞识别――移植免疫、特异性免疫、受体的结合、突触的递质传递、受精作用等）；（3）是酶 附着的骨架，为生化反应的进行创造条件；（4）使细胞内部区域化——保证化学反应高效、有序地进行。3．成分上的联系 （1）各种生物膜组成成分基本相似：均由脂质、蛋白质等组成，体现生物膜系统的统一性。 （2）每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的差异性。4．结构上的联系 （1）各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。 （2）在结构上具有一定的连续性，图示如下： 5．功能上的联系——“三看”分泌蛋白的合成、加工、运输 1）一看与分泌蛋白有关的细胞结构： 2）二看标记氨基酸出现的先后顺序：
第3课时细胞核 细胞的生物膜系统 学习目标核心素养 1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。2．举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。1.通过对“细胞核的形态结构与功能”的学习，深化结构与功能观。2．通过对“细胞的生物膜系统中各膜结构之间的紧密联系，功能上既有明确分工，又协调配合”的学习，深化结构与功能观，同时理解生物体部分与整体的统一性。 3．采用“模型与建构”的方法，制作真核细胞亚显微结构模型。4．采用科学探究的方法分析“伞藻嫁接实验”，探究细胞核的功能。 一、细胞核 1．结构 2．分布、形态和大小 (1)分布 ①除成熟的哺乳动物红细胞和植物成熟的筛管外，真核细胞都有细胞核。 ②一般来说，一个细胞只有一个细胞核，有的有多个细胞核。 (2)形态：呈球形，也有椭球形、扁平形和不规则的形态。 (3)大小：约为细胞体积的5%～10%。 3．功能 储存遗传物质DNA的主要场所，控制着细胞的遗传和代谢。 4．观察DNA和RNA在细胞中的分布 DNA RNA 染色剂甲基绿吡罗红 颜色反应绿色红色 分布(主要) 细胞核细胞质 (1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态或运动形态，是原型的某个表征和体现，
也是原型的抽象和概括。常见的模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。 (2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的细胞结构模型就是物理模型。 二、生物膜系统 1．概念理解 (1)存在：真核细胞中。 (2)组成：细胞膜、核膜以及细胞器膜。 (3)特点：在组成成分和结构上是相似的。 2．结构间联系示例 (1)直接联系： (2)间接联系：内质网――→出芽囊泡―→高尔基体――→突起 小泡―→细胞膜。 3．功能联系示例——分泌蛋白的合成和分泌 (1)合成场所：附着在内质网上的核糖体。 (2)初步加工场所：内质网。 (3)进一步加工、修饰场所：高尔基体。 (4)提供能量的细胞器：线粒体。 4．功能总结 (1)生物膜系统把细胞与外界环境分隔开，使细胞具有相对稳定的内部环境。 (2)生物膜系统上附着了多种多样的酶，使各种化学反应得以有序而高效地进行。 (3)在细胞与外部环境之间的物质运输、能量转换和信息传递方面，生物膜系统也发挥着重要作用。 1．无核细胞能生长，但不能分裂；人工去核的细胞一般不能存活太久。( ) 2．细胞核是细胞代谢的中心，是遗传物质储存和复制的主要场所。( ) 3．核孔是DNA 、RNA 和某些蛋白质等大分子物质运输的通道。( ) 4．蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。( ) 5．生物膜系统指生物体内的所有膜结构。( ) 6．原核生物、病毒无生物膜系统。( ) [答案] 1.× 提示：无核细胞既不能生长，也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞(植物的筛管细胞)；人工去核的细胞一般不能存活太久。