广东省茂名市2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1 课时作业(第3章第1节)
2026-10-15
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内容正文:
高一生物上学期课时作业(人教版必修第一册第3章第1节)
《细胞膜的结构和功能》课时作业
——人教版(2019)高中生物必修第一册《分子与细胞》第3章第1节
命题人:彭灿辉 学校:信宜市信宜中学
【应用场景】本作业适用于人教版(2019)高中生物必修第一册《分子与细胞》第3章第1节《细胞膜的结构和功能》新授课后的巩固与反馈(高一年级上学期,适配2026—2027学年上学期教学进度),成品可直接用于学校日常教学。
适用地区:广东 考查范围:人教版(2019)必修第一册 第3章第1节(不含本节范围外内容)
建议用时:40分钟 满分:100分(选做题10分,不计入总分) 作业类型:课时作业
本文档包含三部分:第一部分为作业设计说明(含作业目标、双向细目表、实施建议与评价标准,教师用);第二部分为学生版作业(可直接打印使用,主观题已预留答题空间);第三部分为参考答案与解析(教师用)。
第一部分 作业设计说明
一、作业目标
依据课程标准和本课内容,本作业设定如下目标:
1. 生命观念:概述细胞膜将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间信息交流等功能;说出细胞膜的主要成分;阐明流动镶嵌模型的主要内容;能运用“结构与功能相适应”的观点解释细胞膜的流动性与选择透过性。
2. 科学思维:分析细胞膜成分与结构探索历程中的关键实验,基于事实和证据进行推理与论证,认同科学理论是在不断修正与完善中发展的;能准确辨析“结构特点(流动性)”与“功能特点(选择透过性)”两组易混概念。
3. 科学探究:说明制备细胞膜实验的材料选择原理;能对细胞膜流动性、选择透过性、信息交流功能的验证实验进行结果预测与归因分析。
4. 社会责任:关注细胞膜成分与结构研究在肿瘤检测(甲胎蛋白、癌胚抗原)、药物递送(脂质体、脂质纳米颗粒)等领域的应用,体会生物学科的社会价值,增强健康意识。
二、课标与教材依据
课标依据:《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》“内容要求”指出:“概述细胞都是由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流”;“学业要求”强调运用结构与功能相适应的观点认识细胞,基于证据和逻辑进行推理与论证。
教材分析:本课是必修第一册《分子与细胞》第3章“细胞的基本结构”的第1节,上承“走近细胞”“组成细胞的分子”(磷脂分子的组成与特性、蛋白质的功能),下启“细胞器之间的分工合作”“细胞的物质输入与输出”,是形成“结构与功能相适应”生命观念、发展“基于证据进行推理”科学思维的关键节点。教材呈现了Overton、Gorter和Grendel、丹尼利和戴维森、罗伯特森、Frye和Edidin、辛格和尼科尔森等科学史素材,为素养立意的作业设计提供了丰富的情境资源。
三、学情分析
学生已完成“走近细胞”“组成细胞的分子”的学习,了解磷脂分子的元素组成与亲水、疏水特性,具备一定的观察、归纳能力;但细胞膜结构属于微观抽象内容,学生容易混淆“结构特点(具有一定的流动性)”与“功能特点(具有选择透过性)”,对科学史中“证据—假说—验证—修正”的研究过程较为陌生,图文转换与实验分析能力仍需加强。
四、设计理念
(一)素养立意,标注明示。每道试题均标注核心素养维度(生命观念、科学思维、科学探究、社会责任),以作业评价引导课堂教学回归素养。
(二)情境驱动,避免机械。全卷以三类真实情境承载考查:科学史情境(第4、5、12、16题),实验探究情境(第3、13、17、19题),社会应用情境(第18题脂质体药物载体与人工肾),引导学生在情境中调用知识、分析和解决问题。
(三)分层设计,减负增效。全卷分“基础巩固(60分)—能力提升(40分)—素养挑战(选做10分)”三级,难度配比约为易∶中∶难=3∶5∶2;必做题量与时长控制在40分钟以内,基础层紧扣教材核心概念,不偏、不怪,切实减轻学生过重负担。
(四)特色标注,示范引领。新情境题、探究开放题等特色试题均在题号后以红色字样标注,体现“原创题、探究题、开放题、跨学科题、新情境题”的命题导向。
(五)教评一致,精准反馈。命题双向细目表明确每题的考查点、素养维度、难度与特色;学生版附自评反思栏,实现“作业—反馈—改进”闭环。
五、命题双向细目表
题号
考查知识点
核心素养维度
难度
特色标注
分值
1
细胞膜的功能——将细胞与外界环境分隔开
生命观念
易
—
4
2
细胞膜的功能——细胞间的信息交流
生命观念
易
—
4
3
制备细胞膜实验的材料选择
科学探究
易
—
4
4
对细胞膜成分的探索(Overton实验与推理)
科学思维
中
—
4
5
Gorter和Grendel实验及其结论
科学思维
中
—
4
6
磷脂分子与磷脂双分子层
生命观念
易
—
4
7
流动镶嵌模型的基本内容
生命观念
易
—
4
8
细胞膜流动性的实例分析
科学思维
中
—
4
9
膜蛋白种类和数量与膜功能复杂程度的关系
生命观念
中
—
4
10
细胞膜选择透过性的结构基础
生命观念
中
—
4
11
荧光标记细胞融合实验分析
科学思维
中
—
4
12
静态结构模型的局限与修正
科学思维
中
—
4
13
台盼蓝染色法的原理
科学探究
易
—
4
14
细胞膜的成分、结构特点与功能特点
生命观念
中
—
4
15
糖蛋白的功能
生命观念
中
—
4
16
细胞膜结构探索历程的综合分析
科学思维
难
—
12
17
细胞膜功能的验证实验分析
科学探究
中
—
14
18
脂质体与人工膜的情境应用
社会责任
难
新情境题
14
19(选做)
探究温度对细胞膜流动性的影响
科学探究
难
探究·开放题
10
六、作业实施建议
(一)使用时机:本作业用于《细胞膜的结构和功能》新授课后(建议授课次日使用),可与课前预习清单、课中检测题配套,形成“课前预习—课中检测—课后反馈”的完整闭环。
(二)时间控制:必做题建议40分钟内完成;选做题供学有余力的学生在课后自主完成,不作为统一要求,不增加统一课业负担。
(三)分层要求:全体学生完成基础巩固与能力提升部分;学有余力的学生完成选做题(第19题),教师对完成情况给予加分或展示评价,保护探究兴趣。
(四)讲评重点:第8题(结构特点与功能特点的辨析)、第12题(科学模型的建立与修正)、第16题(科学史中的证据推理)、第18题(新情境迁移应用)。
(五)家校协同:自评栏供学生课后填写,家长可查阅错题反思,及时了解学习情况。
七、作业评价标准
(一)等级评价(按必做题100分计)
等级
分数段
评价描述
跟进建议
优秀
90~100分
概念清晰,能准确辨析“结构特点”与“功能特点”,证据推理与实验分析能力强
提供科学史拓展阅读,鼓励完成选做题
良好
75~89分
核心概念基本掌握,情境类试题失分较少
针对错题进行变式训练
合格
60~74分
基础题完成较好,综合题分析不全面
加强科学史推理与图表分析训练
待提高
60分以下
基本概念混淆,审题与信息获取能力不足
面批讲解,梳理核心概念后二次过关
(二)素养维度评价
评价维度
主要对应题目
达标表现描述
生命观念
第1、2、6、7、9、10、14、15题
能概述细胞膜的功能与成分,运用“结构与功能相适应”的观点解释膜的流动性与选择透过性
科学思维
第4、5、8、11、12、16题
能基于科学史中的事实与证据进行推理与论证,准确辨析易混概念
科学探究
第3、13、17、19题
能说明实验材料的选择原理,预测实验结果并进行归因分析
社会责任
第18题
能认识细胞膜结构研究在疾病检测、药物递送等领域的应用价值,增强健康意识
(三)批改与反馈建议
1. 批改方式:建议全批全改,重点关注第8、12、16、18题等易错题;选做题(第19题)可采用面批或展示性评价。
2. 讲评安排:用约5分钟核对基础题答案,15分钟进行错题归因讲评(概念混淆/审题不细/推理不严谨/图文信息获取不足),10分钟变式巩固。
3. 反馈跟进:引导学生填写自评栏,建立班级错题档案;对“待提高”等级学生进行个别辅导,一周后组织二次过关。
4. 结果运用:统计各素养维度得分情况,诊断班级达成水平,反哺下一节“细胞器之间的分工合作”的教学设计。
《细胞膜的结构和功能》课时作业
(人教版2019 必修第一册 第3章第1节)
班级:____________ 姓名:____________ 学号:____________ 得分:____________
一、单项选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
A组 基础巩固(第1~10题,每题4分,共40分)
(紧扣教材核心概念,巩固基础知识)
1.【生命观念】细胞膜是细胞的边界。下列关于细胞膜功能的叙述,错误的是( )
A. 将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定
B. 细胞膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段
C. 细胞膜能控制物质进出细胞,可完全阻止对细胞有害的物质进入细胞
D. 精子和卵细胞之间的识别和结合与细胞膜有关
2.【生命观念】下列现象没有体现细胞膜“进行细胞间的信息交流”功能的是( )
A. 激素随血液到达全身各处,与靶细胞膜上的受体结合
B. 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
C. 水分子借助水通道蛋白进出细胞
D. 精子与卵细胞的识别和结合
3.【科学探究】为获得较纯净的细胞膜,研究人员常选用人或哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料。下列不属于该选材理由的是( )
A. 红细胞没有细胞壁,细胞易吸水涨破
B. 红细胞没有细胞核和众多细胞器,易获得较纯净的细胞膜
C. 红细胞取材方便,可从血液中直接获得
D. 红细胞膜的面积在所有细胞中最大
4.【科学思维】1895年,Overton用500多种化学物质对细胞膜的透性进行了上万次实验,发现脂溶性物质比非脂溶性物质更容易通过细胞膜。这一发现使人们推测( )
A. 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质
B. 细胞膜是由脂质组成的
C. 细胞膜具有选择透过性
D. 细胞膜中的蛋白质分子对称分布
5.【科学思维】1925年,荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮提取红细胞膜中的脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积约为红细胞表面积的2倍。该实验结果支持的结论是( )
A. 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
B. 构成细胞膜的主要脂质是磷脂
C. 细胞膜中的蛋白质分子呈对称分布
D. 细胞膜具有选择透过性
6.【生命观念】磷脂分子是细胞膜的主要成分之一。下列有关磷脂分子和磷脂双分子层的叙述,错误的是( )
A. 磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部
B. 磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架
C. 磷脂双分子层的内部是疏水的,水溶性分子或离子不能自由通过
D. 磷脂双分子层中,两层磷脂分子的疏水尾部都朝向膜的外表面
7.【生命观念】下列关于细胞膜流动镶嵌模型的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质分子以镶在、部分嵌入或贯穿等方式分布于磷脂双分子层中
B. 磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性
C. 磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
D. 糖蛋白分布于细胞膜的内外两侧,与细胞识别有关
8.【科学思维】下列实例能体现细胞膜具有流动性(结构特点)的是( )
①白细胞吞噬病菌 ②变形虫的变形运动 ③浆细胞分泌抗体 ④葡萄糖进入人体红细胞 ⑤蔗糖分子进入洋葱鳞片叶外表皮细胞
A. ①②③
B. ①③④
C. ②④⑤
D. ①②⑤
9.【生命观念】功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量越多。下列细胞中,其细胞膜上蛋白质的种类和数量最可能最丰富的是( )
A. 成熟的红细胞
B. 肾小管上皮细胞
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞
D. 口腔上皮细胞
10.【生命观念】细胞膜的选择透过性既与磷脂双分子层有关,也与膜上的蛋白质有关。下列相关叙述正确的是( )
A. 水、氧气、二氧化碳等都不能自由通过磷脂双分子层
B. 氨基酸、核苷酸等小分子都能自由通过细胞膜
C. 蛋白质等大分子物质不能通过细胞膜排出细胞外
D. 脂溶性物质较容易通过细胞膜,水溶性分子或离子不易自由通过
B组 能力提升(第11~15题,每题4分,共20分)
(侧重科学思维与证据推理,注意易混概念的辨析)
11.【科学思维】1970年,Frye和Edidin做了荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验:用发不同颜色荧光的染料分别标记两种细胞膜上的蛋白质,诱导细胞融合。刚融合时,融合细胞一半发一种荧光,另一半发另一种荧光;在37 ℃下培养40 min后,两种荧光均匀分布。下列相关叙述错误的是( )
A. 该实验证明了细胞膜具有流动性
B. 荧光均匀分布与膜蛋白的运动有关
C. 若将培养温度适当降低,荧光均匀分布所需时间将延长
D. 该实验证明了细胞膜的功能特性是具有选择透过性
12.【科学思维】罗伯特森曾在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,据此提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层静态结构模型。该模型不能解释下列哪一现象,因而被后来的流动镶嵌模型修正( )
A. 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质
B. 细胞的生长、变形虫的变形运动和细胞融合
C. 磷脂分子头部亲水、尾部疏水
D. 细胞膜外表面有糖蛋白分布
13.【科学探究】台盼蓝染液常用于鉴别细胞死活:死细胞被染成蓝色,活细胞不着色。下列相关叙述错误的是( )
A. 台盼蓝染色法可用于鉴别细胞的死活
B. 死细胞被染成蓝色,是因为细胞膜失去了选择透过性
C. 活细胞不着色,体现了细胞膜能控制物质进出细胞
D. 台盼蓝能进入活细胞,但活细胞能将其分解
14.【生命观念】细胞在癌变过程中,细胞膜的成分会发生改变,有的会产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质,临床上常检测这些物质作为判断机体是否发生肿瘤的参考。下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞膜的结构特点是具有选择透过性,功能特点是具有一定的流动性
B. 细胞癌变时,细胞膜的成分会发生改变
C. 细胞膜上的糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
D. 细胞膜内外两侧的蛋白质种类和数量完全相同
15.【生命观念】糖蛋白分布于细胞膜的外表面,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。下列过程与细胞膜上糖蛋白直接相关的是( )
①胰岛素与靶细胞结合 ②精子与卵细胞相互识别 ③白细胞识别并吞噬病菌 ④小肠上皮细胞吸收葡萄糖
A. ①②③
B. ①②④
C. ①③④
D. ②③④
二、非选择题(本题共3小题,第16题12分,第17题14分,第18题14分,共40分。)
16.【科学思维】细胞膜结构的探索历程,是一部科学假说不断被修正与完善的历史。请分析以下材料并回答问题。(12分)
材料一:1895年,Overton发现脂溶性物质比非脂溶性物质更容易通过细胞膜。
材料二:1925年,Gorter和Grendel用丙酮提取红细胞膜中的脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积约为红细胞表面积的2倍。
材料三:1935年,丹尼利(Danielli)和戴维森(Davson)研究发现,细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,据此推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。
材料四:1959年,罗伯特森(Robertson)在电镜下看到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层静态结构模型。
材料五:后来,冰冻蚀刻等新技术显示蛋白质在膜中的分布并不对称;1970年Frye和Edidin的荧光标记细胞融合实验进一步表明,构成膜的蛋白质分子是可以运动的。1972年,辛格(Singer)和尼科尔森(Nicolson)在总结前人研究的基础上提出流动镶嵌模型。
(1)材料一中Overton的发现,使人们最初推测细胞膜是由______组成的。(2分)
(2)材料二的实验结果说明______。(3分)该实验的局限性主要有______(答出一点即可)。(2分)
(3)材料四中的静态模型不能解释的生活实例有______(至少举两例)。(3分)
(4)综合上述材料,谈谈你对“科学理论的形成是一个不断修正与完善的过程”这一观点的理解。(2分)
17.【科学探究】为验证细胞膜的功能,某学习小组设计并开展了以下三项实验,请分析回答问题。(14分)
实验一:用荧光染料分别标记小鼠细胞和人细胞膜上的蛋白质,诱导两种细胞融合,在37 ℃下培养并观察。
实验二:用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、0.3 g/mL的蔗糖溶液和适宜浓度的尿素溶液进行质壁分离及复原实验。
实验三:用荧光染料标记胰岛素(蛋白质类激素),将其加入含有靶细胞的培养液中,观察荧光分布。
(1)实验一中,若观察到______,则说明细胞膜具有流动性;若将培养温度降至4 ℃,荧光均匀分布所需时间将______,原因是______。(5分)
(2)实验二中,将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中,可观察到______现象,说明细胞膜具有______(功能特性);若将已发生质壁分离的细胞置于适宜浓度的尿素溶液中,细胞会______,原因是______。(6分)
(3)实验三中,荧光标记的胰岛素能与靶细胞膜上的______结合,该过程体现了细胞膜具有______的功能。(3分)
18.(新情境)【社会责任】脂质体与人工膜的应用。脂质体是由磷脂双分子层构成的球形囊泡,内部为水相环境,结构类似于细胞膜,可作为药物载体。新冠mRNA疫苗采用脂质纳米颗粒(LNP)包裹mRNA,将其递送入细胞。人工肾(血液透析)则利用人工合成膜替代病变的肾小球滤过膜,这种人工膜以高分子材料为骨架,一般不含蛋白质。请回答下列问题:(14分)
(1)脂质体与细胞膜在结构上的相似之处是______;与生物膜相比,脂质体的功能较为单一,原因是______。(4分)
(2)脂质体能与细胞膜融合并将药物送入细胞,这依赖于细胞膜具有______;温度、pH、脂质组成等因素会影响融合效率,其原因是这些因素会影响______。(4分)
(3)若用脂质体包裹药物,水溶性药物应放在脂质体的______(填“内部水相”或“磷脂双层中”),脂溶性药物应放在______。请从结构与功能相适应的角度,说明磷脂分子“头部亲水、尾部疏水”的特性在药物递送中的应用价值。(6分)
三、素养挑战(选做题,共10分,不计入总分)
19.(探究·开放)【科学探究】设计实验探究温度对细胞膜流动性的影响。教材“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”可证明细胞膜具有流动性。请参考该实验的原理和方法,设计实验探究温度对细胞膜流动性的影响。要求:
(1)写出实验原理;
(2)写出简要的实验步骤;
(3)写出预期结果和结论;
(4)指出实验的自变量和因变量。
学习反思(自评栏)
评价项目
自评记录
我已掌握的核心概念
□ 细胞膜的功能 □ 细胞膜的成分 □ 流动镶嵌模型 □ 膜的流动性与选择透过性
我的错题号
错因分析
□ 概念混淆 □ 审题不细 □ 图文信息获取不足 □ 推理不严谨 □ 其他:____________
我想追问的问题
参考答案与解析(教师版)
一、单项选择题
1. C 细胞膜控制物质进出细胞是相对的,环境中对细胞有害的物质(如某些病毒、病菌)仍有可能进入细胞,使生物体患病。
2. C 水分子借助水通道蛋白进出细胞属于物质的跨膜运输,不能体现细胞间的信息交流。细胞间信息交流的主要方式有三种:通过化学物质(如激素)传递、相邻细胞的细胞膜直接接触、相邻细胞间形成通道。
3. D 选材的关键是获得“较纯净”的细胞膜:哺乳动物成熟红细胞无细胞壁、无细胞核和众多细胞器,吸水涨破后内容物流出,经差速离心即可得到较纯净的细胞膜;并非因为红细胞膜的面积最大。
4. B 依据“相似相溶”原理,脂溶性物质更易通过细胞膜,据此推测膜由脂质组成;膜中除脂质外还含有蛋白质,是后来通过化学分析等方法证实的。
5. A 单分子层面积约为红细胞表面积的2倍,说明膜中脂质分子排列为连续的两层。“磷脂是构成膜的主要脂质”是后来化学分析得出的结论,该实验本身不能得出。
6. D 磷脂双分子层中,两层磷脂分子的亲水头部分别朝向膜的内外两侧(这与细胞膜两侧都是水溶液的环境相适应),疏水尾部相对朝向膜内侧。
7. D 糖蛋白只分布于细胞膜的外表面,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。
8. A 白细胞吞噬病菌、变形虫的变形运动、浆细胞分泌抗体(胞吐)均依赖膜的流动性;葡萄糖进入红细胞为协助扩散,蔗糖分子不能通过细胞膜进入成熟植物细胞,二者体现的是膜的选择透过性。
9. B 肾小管上皮细胞通过细胞膜重吸收水、葡萄糖、氨基酸、无机盐等多种物质,膜上载体蛋白、通道蛋白的种类和数量多,细胞膜功能最复杂。
10. D 水、O₂、CO₂等可自由通过磷脂双分子层;氨基酸、核苷酸等需载体蛋白协助才能通过细胞膜;蛋白质等大分子可通过胞吐排出细胞。
11. D 该实验证明的是细胞膜的结构特点——具有一定的流动性;细胞膜的功能特性(选择透过性)需通过物质跨膜运输实验加以证明。
12. B 静态模型认为膜的结构固定不变,无法解释细胞的生长(膜面积增大)、变形虫的变形运动、细胞融合等依赖膜流动性的生命现象。
13. D 活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不能进入活细胞,故活细胞不着色;死细胞的细胞膜失去选择透过性,台盼蓝进入并将其染成蓝色。
14. B A项说反了:结构特点是具有一定的流动性,功能特点是具有选择透过性;C项错误:糖类也可与脂质结合形成糖脂;D项错误:蛋白质在膜内外两侧的分布是不对称的。
15. A 胰岛素与靶细胞膜上的受体(糖蛋白)结合、精子与卵细胞相互识别、白细胞识别病菌均与糖蛋白直接相关;小肠上皮细胞通过载体蛋白吸收葡萄糖,与糖蛋白的识别功能无直接关系。
二、非选择题
16.(12分)
(1)脂质(2分)
(2)细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层(或答“构成细胞膜的脂质为双分子层”)(3分) 局限性:丙酮提取的脂质不完整(脂质提取不完全),使测得的单分子层面积偏小;红细胞膜表面积的估算存在误差;该实验无法确定蛋白质在膜中的分布(答出一点即可,2分)
(3)细胞的生长(膜面积增大)、变形虫的变形运动、白细胞吞噬病菌、细胞融合等(3分,答出两例即可)
(4)科学理论建立在实验证据和技术手段的基础之上;随着新证据、新技术的出现,原有理论不断被修正、补充与完善;科学理论的形成需要科学精神、科学思维和技术手段的结合;科学理论是不断发展的(2分,言之有理即可)
【命题意图】以科学史为载体,训练学生“基于事实和证据进行推理与论证”的科学思维,渗透科学本质教育。
17.(14分)
(1)融合细胞表面由一半发一种荧光、一半发另一种荧光,逐渐变为两种荧光均匀分布(2分) 延长(1分) 温度降低,磷脂分子和蛋白质分子的运动速率减慢,膜的流动性减弱(2分)
(2)质壁分离(细胞壁与原生质层逐渐分离,液泡体积变小、颜色变深)(2分) 选择透过性(1分) 自动复原(质壁分离复原)(1分) 尿素分子可以通过细胞膜进入细胞,使细胞液浓度逐渐升高,细胞吸水(2分)
(3)受体(糖蛋白)(2分) 进行细胞间的信息交流(1分)
【命题意图】通过三组实验将“验证细胞膜的流动性、选择透过性和信息交流功能”转化为实验现象的分析与归因,训练科学探究中的结果预测能力。
18.(14分)
(1)均以磷脂双分子层作为基本支架(2分) 脂质体只含磷脂等脂质,不含蛋白质和糖类,无法完成信息交流、主动运输等复杂的生命活动(2分)
(2)一定的流动性(2分) 磷脂分子和蛋白质分子的运动速率(或答“膜的流动性”)(2分)
(3)内部水相(1分) 磷脂双层中(1分) 应用价值:磷脂分子头部亲水、尾部疏水,使其能在水溶液中自发形成封闭的双分子层囊泡;其内部水相可包裹水溶性药物,磷脂双层中可嵌入脂溶性药物,从而模拟细胞膜的结构实现药物的靶向递送,提高疗效、减少副作用(4分,合理即可)
【命题意图】以新冠mRNA疫苗脂质纳米颗粒、人工肾等真实情境为载体,引导学生在应用中深化“结构与功能相适应”的生命观念,增强社会责任意识。
三、素养挑战(选做)
19.(10分)
(1)实验原理:温度会影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速率,从而影响细胞膜的流动性;借助荧光标记技术,可将细胞膜的流动性转化为“两种荧光均匀分布所需时间”这一可观察、可比较的指标。(2分)
(2)实验步骤:①用发不同荧光的染料分别标记小鼠细胞和人细胞膜上的蛋白质;②将两种细胞分别均分为三组,诱导细胞融合;③将三组融合细胞分别置于25 ℃、37 ℃、45 ℃(或冰水、37 ℃、60 ℃水浴等,温度范围适宜即可)的恒温水浴中培养;④每隔相同时间在荧光显微镜下观察,记录两组荧光均匀分布所需的时间。(4分)
(3)预期结果和结论:在适宜温度范围内,45 ℃组荧光均匀分布所需时间最短,25 ℃组最长,说明在一定范围内温度越高,细胞膜的流动性越强;若温度过高导致蛋白质变性、膜结构被破坏,则结果相反,故温度应控制在适宜范围内。(2分)
(4)自变量:温度;因变量:细胞膜的流动性(可用荧光均匀分布所需时间表示)。(2分)
【命题意图】在教材经典实验的基础上进行变式探究,渗透控制变量、转换法等科学方法,供学有余力的学生选做,实现分层拔尖。
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