细胞的基本结构一细胞膜教案Word格式文档下载.docx
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2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点
3.主动运输
教学过程
一、导入
使用建议:
细胞的基本结构是细胞膜、细胞核和细胞器,本讲重点讲述细胞膜的有关内容。
学生需要知道细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成;
具有分隔、信息交流和控制物质进出的功能。
指导学生将细胞的物质组成与细胞的结构有机地联系起来,对细胞形成系统的认识。
而且,具体讲解生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输实例(细胞的吸水和失水)、物质的运输方式,以细胞是基本的生命系统为主线展开,系统的、全面的讲述细胞膜的物质组成、结构、功能和发展变化。
你有过这样的经历吗?
自己心爱的自行车出了毛病,你将一些零件拆卸下来,却发现再组装成原样并非易事。
细胞的结构可比自行车复杂多了。
虽然人类对细胞中的物质和结构已经有了深入的了解,但是至今也未实现人工组装细胞。
不同的事实揭示同样的道理:
系统不是其组合的简单堆砌,而是通过分组间结构和功能的密切联系,形成的统一整体。
二、知识讲解
考点1细胞膜的成分和功能
通过“体验制备细胞膜的方法”的实验感知细胞膜的存在。
学生知道了蛋白质、糖类和脂质是重要的化合物,但对于这些物质的存在位置还不清楚,因此需引导学生从生命系统的结构基础的角度,认识“蛋白质是生命活动的主要承担者”。
1.细胞膜的成分
实验“体验制备细胞膜的方法”——哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,没有细胞器,是最佳材料。
研究发现:
①细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量糖类。
②组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富。
③蛋白质在细胞膜中行使功能时起重要作用,故功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
2.细胞膜的功能
(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:
细胞间的交流方式多种多样,如图。
考点2生物膜的结构
通过细胞膜的组成和功能的学习,让学生归纳总结出流动镶嵌模型的基本要点,教师手绘生物膜的结构模型示意图,结合该图阐述流动镶嵌模型的基本内容。
再让学生想象细胞膜的三维立体结构。
1.流动镶嵌模型:
E
F
A
G
磷脂双分子层
D
C
B
游离蛋白
镶嵌蛋白
贯穿蛋白
通道蛋白
糖类
磷脂分子
胆固醇
E+B
糖蛋白
E+F
糖脂
2.糖蛋白——细胞的糖蛋白具有识别和信息交流的功能;
有糖蛋白的一侧为细胞的外侧。
3.细胞膜的特性:
一定的流动性和选择透过性。
考点3细胞的吸水和失水
结构层次
细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜。
分析教材中“水分进出哺乳动物红细胞的状况”,并结合物理学知识,了解渗透作用,学习细胞的吸水和失水原理。
同时进行探究实验“植物细胞的吸水和失水”(质壁分离复原),证明细胞膜是选择透过性膜。
1.渗透作用
(1)条件:
半透膜,半透膜两侧具有浓度差,H2O分子的移动。
(2)①当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水膨胀,过度吸水涨破。
②当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,细胞失水皱缩。
③当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分进出细胞处于动态平衡。
2.质壁分离复原实验
(1)质:
原生质层——细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
原生质层相当于一层半透膜。
(2)实验原理:
渗透作用
(3)实验材料:
紫色洋葱外表皮细胞(不必染色,易观察)
(4)实验结果:
质量分数为30%的蔗糖溶液使洋葱鳞茎外表皮细胞发生质壁分离,而清水又可使质壁分离得到复原。
(5)实验结论:
细胞膜是选择透过性膜;
细胞是活细胞。
(6)实验设计:
清水处理细胞高浓度蔗糖溶液处理细胞再清水处理细胞
考点4物质进出细胞的方式
根据课本中的“问题探讨”的实验结果,引导学生总结出物质跨膜运输的方式。
不跨膜运输
种类:
胞吞和胞吐(如:
分泌蛋白)
特点:
消耗能量;
不穿过磷脂双分子层
主动
条件:
①低浓度——高浓度;
②消耗能量;
③需要载体蛋白。
运输
举例:
①小肠绒毛上皮细胞吸收营养物质。
②一般情况下,离子的运输。
跨膜运输
被动
①高浓度——低浓度;
②不消耗能量;
种类
自由扩散:
CO2,O2,H2O,酒精,丙酮酸,甘油
协助扩散
①葡萄糖进入血红细胞;
②通道蛋白的运输。
三、例题精析
此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个题目结合试题本身、答案和解析部分,覆盖基础、巩固和拔高三个例题。
例题1
右图是三个相邻的植物细胞之间水分流动方向示意图。
图中三个细胞的细胞液浓度关系是()
A.甲>
乙>
丙B.甲<
乙<
丙
C.甲>
乙,乙<
丙D.甲<
乙,乙>
【答案】B
【解析】细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程,即水分子可以由低浓度溶液向高浓度溶液渗透,根据图示细胞之间水分子的流动方向可知,图中三个细胞的细胞液浓度关系为:
甲<
丙,B项正确,A、C、D项错误。
例题2
下列物质中,出入细胞既不需要载体也不消耗能量的是()
A.氨基酸B.Na+C.葡萄糖D.O2
【答案】D
【解析】物质跨膜运输的方式。
例题3
有关细胞膜的叙述,不正确的是()
A.细胞膜具有全透性B.细胞膜具有一定的流动性
C.细胞膜结构不对称D.细胞膜具有识别的功能
【答案】A
【解析】细胞膜的特性:
一定的流动性、选择透过性。
细胞膜中的糖蛋白——具有识别和信息交流的功能;
例题4
将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间,撕取外表皮,先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理,细胞发生质壁分离后,立即将外表皮放入蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加。
若在该实验过程中,蔗糖溶液处理前外表皮细胞溶液的浓度为甲,细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙,则甲、乙的关系,以及实验过程中水分进出细胞的方式为()
A.甲<乙,被动运输B.甲>乙,被动运输
C.甲>乙,主动运输D.甲=乙,主动运输
【解析】首先水分子的跨膜运输是自由扩散属于被动运输,甲浓度时植物正常生长时的细胞液浓度,如果放在蒸馏水中可以吸水;
而乙浓度是植物不在吸收蒸馏水的浓度,根据渗透作用的原理甲浓度大于乙浓度。
例题5
右图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。
下表选项中正确的是()
选项
管腔中氨基酸
→上皮细胞
管腔中Na+
上皮细胞中氨
基酸→组织液
主动运输
被动运输
【解析】根据图形可知,肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输,属于主动运输(其动力来自于Na+协同运输中的离子梯度);
管腔中的钠离子进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输,不消耗能量,为被动运输;
上皮细胞中的氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输,属被动运输,综合分析,D选项正确。
四、课堂运用
在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后,再用练习马上进行课堂检测,根据学生情况建议分3个难度层次:
易,中,难。
基础
1.细胞膜功能的复杂程度,主要取决于膜上的( )
A.磷脂含量B.蛋白质的种类和数量
C.糖的种类D.水含量
【解析】细胞膜功能的复杂程度,主要取决于膜上蛋白质的种类和数量,选B。
2.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,死的细胞会被染成蓝色,而活的细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。
此方法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.吸收功能
C.控制物质进出的功能D.免疫功能
【答案】C
【解析】活的细胞其细胞膜具有选择透过性,能控制物质进出细胞;
细胞死亡后,细胞膜的选择透过性功能消失,不能控制物质进出细胞,所以用台盼蓝染色,死的细胞会被染成蓝色,而活的细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。
故选C。
3.下列关于制备细胞膜的叙述,错误的是( )
A.鸟类的红细胞不是制备纯净细胞膜的理想材料
B.制备出的细胞膜中,其基本支架是磷脂双分子层
C.选取的材料最好用没有细胞器膜和核膜的细胞
D.哺乳动物的成熟红细胞不是制备纯净细胞膜的理想材料
【解析】鸟类的红细胞和正常的动物细胞一样具备细胞器膜和核膜,不是制备纯净细胞膜的理想材料,A正确;
细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,B正确;
选取的材料最好用没有细胞器膜和核膜的细胞,如哺乳动物成熟的红细胞,C正确;
哺乳动物的成熟红细胞是制备纯净细胞膜的理想材料,D错误。
巩固
1.2019年诺贝尔生理学或医学奖授予James Rothman等三位科学家,以表彰他们在细胞的“囊泡转运”研究方面做出的重大贡献,细胞内囊泡的膜与细胞膜的成分相似,它们的主要成分是( )
A.磷脂和蛋白质B.油脂和糖类
C.蛋白质和DNAD.纤维素和果胶
【解析】生物膜的化学组成
2.运动时汗腺分泌大量汗液,汗液初始的渗透压与血浆相等,在流经汗腺导管排出体外过程中大部分Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收,下列叙述正确的是()
A.出汗可使血浆渗透压降低B.出汗不利于体温维持稳定
C.汗腺导管重吸收需Na+消耗ATPD.下丘脑渗透压感受器兴奋减弱
【解析】汗液在流经汗腺导管排出体外过程中大部分Na+、Cl-被重吸收,而水很少被重吸收,使血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋增加;
运动时机体产热增加,出汗有利于机体散热,从而维持体温稳定;
Na+的吸叫属于主动运输,需要消耗ATP水解释放的能量。
3.将人的红细胞放入4℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是()。
A.红细胞具有水溶性B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞D.低温时红细胞膜流动性增大
【解析】本题考查渗透作用的原理,在蒸馏水中,细胞液浓度大于外界溶液浓度,导致红细胞渗透吸水;
吸水过程中,蒸馏水会不断进入红细胞内,又因为红细胞外无细胞壁保护,最终造成过度吸水而涨破,故本题正确答案为C。
拔高
1.胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,已知这些细胞膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP。
回答下列问题:
(1)胰岛素从胰岛B细胞释放到细胞外的运输方式是____,葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是____。
(2)当血糖浓度上升时,胰岛素分泌____,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是____。
(3)脂肪细胞____(填“是”或“不是”)胰岛素作用的靶细胞。
(4)健康人进餐后,血糖浓度有小幅度增加。
然后恢复到餐前水平。
在此
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