第3章 细胞的基本结构
第1节　细胞膜——系统的边界

复习
第1节　细胞膜——系统的边界
第1节 │ 三维目标
1．知识与技能
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．过程与方法
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、态度与价值观
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。
第1节 │ 重点难点
[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。
[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。
第1节 │ 教学建议
学生对于细胞膜这部分内容在初中已建立了一定的基础。这个阶段的学生学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。
第1节 │ 新课导入
[导入一]
请谈一谈你对细胞的认识？(注意从细胞的结构和细胞的成分两方面谈起。)引出第3章课题。
当人们对细胞有一定认识后，有人尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？通过这个事例你能得出什么结论？
每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？
引入课题：第1节　细胞膜——系统的边界
第1节 │ 新课导入
[导入二]
细胞像一台精密的生命机器，今天我们将这一生命机器拆开，来了解细胞各部分的结构和功能。
引导学生复习动物细胞的基本结构，并提问：植物细胞的结构是怎样的呢？
一、细胞膜的制备
1．选材：_____________________________。
2．原因：因为它没有细胞壁、________和__________。
3．原理：渗透作用(将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，内容物流出，得到细胞膜)。
第1节 │ 自主探究
人或其他哺乳动物成熟的红细胞
细胞核
众多细胞器
二、细胞膜的成分
1．主要成分：______________，还有少量糖类。
2．细胞膜成分的特点：脂质中______含量最丰富，功能越复杂的细胞膜_________种类和数量越多。
3．组成元素：________________。
4．与生活联系：细胞癌变过程中，________成分改变，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)。
第1节 │ 自主探究
脂质和蛋白质
磷脂
蛋白质
C、H、O、N、P
细胞膜
第1节 │ 自主探究
［想一想］ 实验表明：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，而且细胞膜能够被溶解脂质类物质的溶剂溶解，你能得出什么结论？
[答案] 脂质是构成细胞膜的主要成分。
三、细胞膜的功能
1．将________________分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定。
2．控制________________。
3．进行细胞间____________(如通过分泌激素，细胞间直接接触，细胞间形成通道)。
4．细胞膜其他功能：
____________________________________________________。
第1节 │ 自主探究
细胞与外界环境
物质进出细胞
信息交流
维持细胞内部环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫
第1节 │ 自主探究
［想一想］ 浓绿的菠菜叶放入冷水中，水不变色，水煮菠菜，水变绿色，说明了细胞膜的什么功能？
[答案] 细胞膜具有控制物质进出的功能。水煮菠菜，高温使细胞死亡，细胞膜不能控制物质进出，细胞内的叶绿素使水变绿。
第1节 │ 自主探究
纤维素和果胶
支持和保护
四、植物细胞的细胞壁
1.成分：_______________。
2.作用：_______________。
［想一想］ 植物细胞的最外层是细胞壁，但为什么不把细胞壁看作系统的边界呢？
[答案] 细胞壁是全透性的，不能控制物质的进出。
第1节 │ 典例类析
►　类型一　体验制备细胞膜的方法
1．细胞膜的制备
第1节 │ 典例类析
第1节 │ 典例类析
第1节 │ 典例类析
2. 细胞膜的成分
第1节 │ 典例类析
例1　为获得较纯净的细胞膜来研究细胞膜的结构和功能，请你完成下列实验并回答有关问题：
(1)完成此实验应选用的细胞是(　　)　　
A．猪成熟红细胞 B．鸡红细胞
C．人表皮细胞 D．人口腔上皮细胞
(2)你选择上述材料的原因是______________________。
(3)将选取的材料放入______中，一段时间后细胞将破裂。
(4)然后再用下列________种方法进一步获得较纯净的细胞膜。
A．静置 B．离心 C．过滤 D．加热
第1节 │ 典例类析
(5)通过有关方法，测得多种细胞细胞膜的化学成分，如下表，据表分析：
①各种生物的细胞膜在化学组成上的共同点是_______；
②主要区别是_________________________________。
第1节 │ 典例类析
[答案] (1)A　
(2)哺乳动物成熟红细胞无细胞壁，制备细胞膜相对比较容易；细胞内没有细胞核和细胞器，避免了其他膜结构的干扰　
(3)蒸馏水　 (4)BC　
(5)①都有蛋白质、脂质和糖类　②蛋白质、脂质和糖类的含量不同
[解析] 哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，膜结构只有细胞膜，因此利于提取较纯净的细胞膜。鸡是鸟类，其红细胞是正常细胞，有细胞核和各种细胞器。动物细胞没有细胞壁，放入蒸馏水中会吸水涨破，涨破后细胞内物质流出，但是细胞内物质与细胞膜的密度不同，所以可用离心、过滤方法获
第1节 │ 典例类析
得较纯净的细胞膜；从题表中数据可看出，各种细胞膜中都含有蛋白质、脂质和糖类，但是不同细胞膜中这三种物质的含量不同。
第1节 │ 典例类析
变式　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（　　）
①植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构　
②光学显微镜下观察，植物细胞看不到细胞膜　
③植物细胞的细胞膜较薄　
④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐　
⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰
A.①④ B.②③
C.②⑤ D.④⑤
第1节 │ 典例类析
[答案] D　
[解析] 植物细胞有细胞壁保护细胞，提取细胞膜时操作复杂；植物细胞有其他膜结构，影响提取细胞膜的纯度。
第1节 │ 典例类析
►　类型二　细胞膜的功能
作为系统的边界，细胞膜在细胞生命活动中起着重要的作用：
（1）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。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。细胞膜控制物质进出不是绝对的，而是相对的（如图3-1-1所示）。
图3-1-1
第1节 │ 典例类析
①物质进入细胞的相对性：细胞需要的营养物质可以进入；细胞不需要的或有害的物质不容易进入，如：环境中的一些有害物质有可能进入；有些病毒、病菌也可能侵入。
②物质排出细胞的相对性：细胞将其产生的代谢废物排到细胞外；细胞产生的抗体、激素等物质分泌到细胞外；细胞内的核酸等重要物质不会流失到细胞外。
第1节 │ 典例类析
（3）进行细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式：
第1节 │ 典例类析
例2　下列有关细胞膜功能的叙述中，正确的是（　　）
A.有的细胞膜携带有遗传信息
B.控制物质进出细胞
C.支持和保护功能
D.可合成能源物质
第1节 │ 典例类析
[答案] B　
[解析] 细胞膜具有将细胞与环境分开、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流的功能，而不能携带遗传信息，也不能合成能源物质，细胞壁具有支持和保护功能。
第1节 │ 典例类析
变式　下列关于细胞膜功能的叙述中，错误的是（　　）
A.细胞膜的出现使细胞成为相对独立的系统
B.抗体、激素等物质在细胞内合成后，通过细胞膜分泌到细胞外
C.细胞膜参与细胞之间的信息交流
D.所有生物体都是一个繁忙而有序的细胞社会，细胞间的信息交流使之成为一个整体，从而完成生命活动
第1节 │ 典例类析
[答案] D　
[解析] 细胞膜的出现将细胞与外界环境分隔开，使其成为相对独立的系统，保障了内部环境的稳定，A项正确；抗体和有些激素不是细胞本身所需要的，会在细胞外发挥其作用，细胞膜会有选择地将其运输到细胞外，B项正确；细胞膜的功能之一是参与细胞间信息交流，C项正确；多细胞生物细胞间的信息交流会使生物体成为一个整体，从而完成生命活动，单细胞生物的细胞间不进行信息交流，照样完成生命活动，再者并不是所有的生物都是有细胞结构的，如病毒，D项错误。
第1节 │ 当堂自测
1. 判断题
（1）红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可作为提取细胞膜的材料。（　　）
[解析]× 哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，其他的红细胞有细胞核和众多的细胞器。
（2）细胞膜由磷脂和蛋白质组成。（　　）
[解析]× 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。
第1节 │ 当堂自测
（3）细胞膜是细胞的保护性屏障。（　　）
[答案]√
（4）细胞膜可控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞。（　　）
[答案]×
（5）植物细胞细胞壁具有信息交流和保护作用。（　　）
[解析]× 植物细胞细胞壁具有支持和保护作用，不具有信息交流功能。
第1节 │ 当堂自测
2. 小麦细胞细胞膜的主要组成元素是（　　）
A.C、H、O、N
B.C、H、O、N、P
C.C、H、O、S
D.C、H、O、N、S

[答案] B　
[解析] 细胞膜由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类，因此其组成元素为C、H、O、N、P。
第1节 │ 当堂自测
3. 细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（　　）
A.磷脂的含量
B.蛋白质的种类和数量
C.糖的种类
D.水含量

[答案] B　
[解析] 细胞膜主要由蛋白质和脂质组成，蛋白质在细胞膜行使功能时有重要作用，功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。
第1节 │ 当堂自测
4. 下列事实中不能说明细胞膜功能的是（　　）
A.作为系统的边界，维持细胞内部环境的稳定
B.提高细胞内化学反应的速率
C.高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流
D.精子和卵细胞的结合
第1节 │ 当堂自测
[答案] B　
[解析] 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；细胞膜能进行细胞间的信息交流，如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流、精子和卵细胞的结合等；而使细胞内各种生化反应加快主要是酶的作用。
第1节 │ 当堂自测
5. 在不损害高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适用于去除其细胞壁（　　）
A.蛋白酶 B.盐酸
C.纤维素酶 D.淀粉酶

[答案] C　
[解析] 高等植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可采用纤维素酶去除其细胞壁。
第2节　细胞器——系统内的分工合作
第2节　细胞器——系统内的分工合作
第2节 │ 三维目标
1．知识与技能
(1)举例说明几种细胞器的结构和功能。
(2)了解分离各种细胞器的科学方法。
(3)了解植物细胞与动物细胞的区别。
2．过程与方法
(1)自主学习：让学生通过类比，认识细胞内各细胞器及其分工。通过资料的阅读和实际问题的引导，培养学生分析和理解问题的能力，进而发展综合的能力。
(2)思维训练：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，提高分析、类比归纳的学习方法。
第2节 │ 三维目标
3．情感、态度与价值观
(1)应得到学生认同：细胞是一个基本的生命系统，其生命活动是通过各组成成分的协调配合完成的。让学生体验到科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。
(2)通过细胞内各种生物膜在结构和功能上的联系的学习，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。
(3)通过生物膜的研究成果的介绍，充分调动学生学习生物知识的兴趣，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。
(4)参与小组合作交流，体验合作学习的快乐。
第2节 │ 重点难点
[重点]
1．几种细胞器的结构和功能。
2．各种生物膜在结构和功能上的联系。
3．细胞的生物膜系统的重要作用。
[难点]
1．如何掌握几种细胞器的结构和功能。
2．如何将这些细胞器的功能和生物体的相关生命现象联系起来并灵活运用。
3．各种生物膜在结构和功能上的联系。
第2节 │ 教学建议
学生在学习了第1章高倍镜的使用及本章第1节的有关细胞膜的知识以后，再进行本节内容的学习，就有了良好的基础。由于学生的实际操作水平还比较低，且线粒体较小，在高倍镜下，短时间内学生可能较难观察到，所以教师要准备好示范镜。
第2节 │ 新课导入
[导入一]
工厂一般都由若干个车间和部门组成，例如：自行车厂有生产车架的车间，生产轮胎的车间，生产刹车线的车间，还有质检部门等，一辆优质的自行车是通过各车间和部门之间的协调配合生产出来的。
我们已经知道所有细胞共有的结构：细胞膜、细胞质、细胞核，接下来我们以“人的口腔上皮细胞”来一起复习一下动物细胞的结构(识图作答)。动物细胞有三个结构，分别是细胞膜、细胞质、细胞核。
第2节 │ 新课导入
那么，仅仅依靠这三个结构能完成生物体的生命活动吗？若把细胞比作一个微型工厂，细胞中是否也存在着不同的车间或部门呢？
首先我们来观看一段用高倍镜观察黑藻叶的录像，明确一下黑藻叶细胞中除细胞膜、细胞质、细胞核和细胞壁外，还有什么结构？
第2节 │ 新课导入
[导入二]
由初中学习细胞质的知识层次引入，细胞器最早是由于在光学显微镜下看到的小的反光点而被发现的。以问题启发学生：在细胞质中，除了看到细胞核以外，还看过哪些形态的结构？细胞之所以能完成如此多的生理功能，都是依赖各种复杂的细胞器互相配合而完成的。展示图片，简单讲解几种细胞器及其分工：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等，再展示动物、植物细胞的亚显微结构图片，提出问题：还能找到哪些细胞器？
第1课时　细胞器——系统内的
分工合作(一)
第1课时　细胞器——系统内的分工合作(一)
一、细胞质
1.细胞质包括_________和_____________两部分。
2.细胞质基质呈胶质状态，由____________________________
_________________________等组成。
3.细胞质基质的功能：进行______________的场所。
第1课时 │ 自主探究
细胞器
细胞质基质
水、无机盐、脂质、糖类、
氨基酸、核苷酸和多种酶
多种化学反应
二、细胞器之间的分工
1.分离各种细胞器的方法：常用的方法是________________。
2.各种细胞器的结构和功能
（1）线粒体：是细胞进行__________的主要场所，是细胞的“__________”。细胞生命活动所需的能量，大约______来自线粒体。
（2）叶绿体：是绿色植物能进行__________的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“________________”和“_____________”。
第1课时 │ 自主探究
差速离心法
有氧呼吸
动力车间
95%
光合作用
养料制造车间
能量转换站
（3）内质网：是由_____形成的网状结构，是细胞内________合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
（4）高尔基体：主要是对来自内质网的_______进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
（5）核糖体：有的附着在__________上，有的游离分布在____________，是“生产_________的机器”。
（6）溶酶体：是“消化车间”，内部含有多种________，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的_____________。
第1课时 │ 自主探究
膜
蛋白质
蛋白质
内质网
细胞质中
蛋白质
水解酶
病毒或细菌
（7）液泡：主要存在于植物细胞中，内有_______，含糖类、无机盐、_____和蛋白质等物质，可以调节植物____________，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
（8）中心体：见于______和___________的细胞，由两个互相垂直排列的______及周围物质组成，与细胞的_________有关。
第1课时 │ 自主探究
细胞液
色素
细胞内的环境
动物
低等植物
中心粒
有丝分裂
三、高倍显微镜观察线粒体和叶绿体
1.原理
（1）叶绿体分布： _________中，呈扁平的____________ 。线粒体分布： _______细胞中，呈短棒状、圆球状等。
（2） _______染液是专一性染线粒体的________染料，可以使活细胞中的线粒体呈现_______ ，而细胞质接近于无色。
2.实验材料
（1）观察叶绿体应选用_________________的叶。
（2）观察线粒体应选用____________细胞。
第1课时 │ 自主探究
叶肉细胞
椭球形或球形
动植物
健那绿
活细胞
蓝绿色
新鲜的藓类、黑藻
人口腔上皮
[想一想] 能不能用观察叶绿体的植物细胞来观察线粒体？
[答案] 不能。实验用的植物细胞中有叶绿体，呈绿色，线粒体染色后显蓝绿色，两者区别不明显，影响实验结果的观察。
第1课时 │ 自主探究
第1课时 │ 典例类析
►　类型一　各种细胞器结构和功能的比较
第1课时 │ 自主探究
第1课时 │ 典例类析
归纳拓展：①动植物细胞都有，但功能不同的细胞器：高尔基体。②细胞显微结构是在光学显微镜下观察到的，能够观察到细胞壁、细胞质、细胞核、叶绿体、线粒体；细胞亚显微结构是在电子显微镜下观察到的，能够观察到细胞膜结构，细胞器的结构，核膜、核仁、染色质等结构。③根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，根尖成熟区细胞和其他不见光的部位都无叶绿体，表皮细胞不含叶绿体。④人和哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，而鸟类、两栖类动物的红细胞有细胞核及多种细胞器；蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体。⑤细胞骨架是与细胞运动、分裂、分化、物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关的蛋白质纤维。
第1课时 │ 典例类析
例1　图3-2-1是几种细胞器的模式图，有关说法不正确的是(　　)

图3-2-1
A.④是能把光能转换为化学能的细胞器
B.细胞器⑤⑥中不含有磷脂
C.活细胞中只有②④两种细胞器含有DNA
D.①③存在于动植物细胞中，且在动植物细胞中的功能不同
第1课时 │ 典例类析
[答案] D　
[解析] 题图中①～⑥分别为高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体、中心体和核糖体。其中叶绿体是光合作用的场所，能把光能转换为化学能；中心体和核糖体没有膜结构，不含有磷脂；几种细胞器中只有线粒体和叶绿体含有DNA；高尔基体和内质网存在于动植物细胞，但只有高尔基体在动植物细胞中的功能不同，在动物细胞中参与细胞分泌物的形成，在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
[点评] 本题考查细胞器的结构和功能。准确识记每种细胞器的结构和功能特点是解题的关键。
第1课时 │ 典例类析
►　类型二　用高倍镜观察线粒体和叶绿体
1. 实验材料的选取
观察叶绿体时，常选用藓类的叶片。这是因为藓类的叶片薄而小，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作为实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉，因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织，细胞排列疏松，细胞分散，易撕取，便于观察。
第1课时 │ 典例类析
2. 实验流程
（1）观察叶绿体

观察：先用低倍显微镜观察，再用高倍显微镜观察
第1课时 │ 典例类析
（2）观察线粒体

观察：高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体，细胞质接近无色。
第1课时 │ 典例类析
3. 注意事项
（1）实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响。
（2）用口腔上皮细胞作为实验材料观察线粒体时，要漱净口腔，防止食物碎屑对观察物像造成干扰。
（3）线粒体和叶绿体在细胞中的分布不均匀，线粒体在需能多的部位分布多，叶绿体在叶的向光面分布多。
（4）叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。
（5）盖盖玻片时，使盖玻片与载玻片成45°夹角，一侧先接触液滴，然后缓慢下压，防止装片下产生气泡。
第1课时 │ 典例类析
例2　用显微镜观察叶绿体和线粒体，请回答：
（1）制作菠菜叶的临时装片时，应取菠菜叶的________表皮并稍带些叶肉作为观察对象，因为该细胞内的叶绿体的体积较________，数目________。高倍镜下可观察到叶绿体呈　　　形，分布在________中。观察一段时间后，可以发现叶绿体在细胞中是移动还是静止的？________。
（2）如果先用高倍镜观察，可能会出现什么情况？___________________________________________。
（3）观察线粒体时所用的染料名称是_________________，
染色后可以使线粒体呈________色，而细胞质呈________色。染色后30 min，细胞还能保持活性吗？___________。
第1课时 │ 典例类析
[答案] (1)下　大　较少　扁平的椭球　细胞质　移动
(2)可能会找不到观察对象；还可能会出现高倍镜镜头压破玻片、损坏镜头等现象
(3)健那绿染液　蓝绿　无　能保持活性
[解析] 叶绿体为绿色，一般为扁平的球形或椭球形。显微观察时，一般先用低倍镜找到观察的目标，再使用高倍镜进一步观察。观察线粒体时需使用健那绿染液进行染色，使线粒体染成蓝绿色，由于健那绿染液是活细胞染色剂，所以染色后细胞仍保持活性。
[点评] 此题考查观察线粒体和叶绿体的实验原理、步骤和注意事项及显微镜的使用。
第1课时 │ 典例类析
变式　观察叶绿体和线粒体的实验时，下列操作不正确的是（　　）
A.制作叶绿体的临时装片时，先在载玻片中央滴一滴健那绿染液
B.制作线粒体的临时装片时，在载玻片上滴一滴生理盐水，可以维持人口腔上皮细胞的正常形态
C.在光学显微镜的高倍镜下，不能观察到叶绿体和线粒体的双层膜结构
D.若视野比较暗，可使用凹面镜和增大光圈
第1课时 │ 典例类析
[答案] A　
[解析] 健那绿染液是专一性染线粒体的染料，A项错误；生理盐水可以维持细胞渗透压的平衡而保持细胞的正常形态，B项正确；叶绿体和线粒体的双层膜结构需要在电子显微镜下才能够观察到，C项正确；反光镜和光圈是用来调节视野亮度的，如果视野较暗，可以使用凹面镜和增大光圈将视野调亮，D项正确。
第1课时 │ 典例类析
►　类型三　动植物细胞结构的比较
第1课时 │ 典例类析
例3　动物细胞与高等植物细胞的不同结构基础是植物细胞总是（　　）
A.有叶绿体和细胞壁　　
B.有细胞壁和液泡
C.有叶绿体和液泡
D.有细胞壁和无中心体
第1课时 │ 典例类析
[答案] D　
[解析] 所有的高等植物细胞都有细胞壁而无中心体，只有绿色组织中含有叶绿体，未成熟植物细胞不含液泡。
[点评] 本题考查动物细胞与高等植物细胞在结构上的区别，值得注意的是中心体存在于动物和低等植物细胞内，高等植物细胞中没有这个结构。
第1课时 │ 典例类析