与细胞膜结构和功能相关的STS试题分析

与细胞膜结构和功能相关的STS试题分析

王晓梅

王晓梅（陕西省周至县第二中学710406)

【摘要】“STS”是“Science,TechnologyandSociety”（科学、技术和社会）的英文缩写。“STS”分析就是针对具体的科学事实与理论，从科学知识、技术手段、社会影响三个方面展开剖析，使同学们在参与解决与科技相关的社会问题的过程中，掌握科

学知识，锻炼科学技能，同时形成正确的价值观和强烈的社会责任感的方法。对于培养同学们形成科学的价值观有很重要的作用。

【关键词】细胞膜结构和功能相关的STS试题分析

“STS”是英文“Science”(科学)、“Technology”(技术)、“Society”(社会)三个单词的缩写。STS作为一种新的价值观和科学观，使学生在学习知识的同时，正确认识科学技术的价值，理解科学、技术和社会之间的相互作用。“STS”分析就是针对具体的科学事实与理论，从科学知识、技术手段、社会影响三个方面展开剖析，找到它们的相互关联点，使学生在参与解决与科技相关的社会问题的过程中，掌握科学知识，锻炼科学技能。

与细胞膜有关的STS试题涉及知识点列表如下：

科学:包括细胞膜结构、功能等

1、细胞膜结构、功能与科学

1.1、细胞膜的结构与科学

例脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的趋势

而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上时，极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的，搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体。

(1)脂质体的形成是由于某种原因使磷脂分子结构同时具有______特点。

(2)将脂质体置于清水，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化，这一事实说明______

(3)简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路__。

【解释】通过脂质体的研究，人们对细胞膜的认识更进一步。细胞膜的化学成份有磷脂分子和蛋白质分子，其中磷脂分子有疏水的尾和亲水的头部，蛋白质分子是亲水的，这样水分子在通过细胞膜时可能与膜上的蛋白质结合，从而进出细胞。

【答案】(1)亲水性和疏水性的(2)脂质体在结构上具有一定的稳定性(3)在脂质体中加入CHIP28，并置于清水中。一段时间后，观察并比较实验组和对照组脂质体的体积变化情况。

1.2细胞膜的功能与科学

例.“染色排除法”科研上鉴别死细胞和活细胞，常用。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？

【解析】：活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂无法进入细胞内，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力。

【答案】：利用活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞的原理。

2、细胞膜的结构功能与技术

2.1、细胞膜的结构与技术

例.某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究细胞膜的结构和成分，请你设计一个简易实验——制备较纯净的细胞膜

（1）选用的最好材料是人或哺乳动物的__，其原因是__________。

（2）如何对材料进行处理？

（3）用____进行多次冲洗，即可获得较纯净的细胞膜。[来

（4）再用离心法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的化合物是什么？

（5）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是()

（6）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明。

【解析】获得纯净的细胞膜常用的方法是对破裂的细胞进行离心。欲让完整的细胞破裂，可将动物或人的细胞放在清水中利用渗透作用原理使之吸水涨破。从细胞的取材来说，最好选取不具有细胞核和多种细胞器的特化动物细胞，哺乳动物成熟的红细胞是首选材料。破裂后的红细胞经过离心，沉淀中含有细胞膜，而上清液中则是血红蛋白溶液了。如果将磷脂分子铺在空气水界面上了，磷脂分子的亲水性头部与水面接触，疏水性尾部则暴露在在空气中，排列成单层磷脂分子层。从理论上讲，细胞膜表面积的值近似于磷脂单分子层表面积的一半。

【答案】：(1)成熟的红细胞，没有细胞核及其他细胞器，易得到较纯净的细胞膜(2)将成熟的红细胞放入蒸馏水中，使其吸水膨胀使其吸水胀破(3)蒸馏水(4)血红蛋白(5)A(6)细胞膜中磷脂分子排列为两层

2.2、细胞膜的功能与技术

例、在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是试图模拟生物膜的（）

A、选择性B、流动性C、主动运输D、选择透过性

【解析】细胞膜是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，细胞生命活动所需要的离子、小分子通过，细胞不需要的离子、小分子和大分子则不能通过。处理污水的目的就是将污水中的有毒重金属过滤掉。

【答案】D

3、细胞膜的结构、功能与社会

例、氨对细胞有毒，必须迅速排出。若人体双侧肾脏衰竭，导致代谢废物不能及时排出，从而危及生命。治疗方法之一是血液透析。过程如下图所示：患者的血液从动脉输出到透析仪，在中空纤维中向一侧流动，称为透析液的水溶液在中空纤维外向相反方向流动。血液中的水分子、废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入到透析液中，透析后的血液通过病人的静脉血管回到病人的体内。

⑴人工制成血液透析膜具有性；为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透析液中的酸碱度和渗透压应与中的基本相同。

⑵使用后的透析液成分与使用前相比，主要增加了______。

⑶这种血液透析膜与生物膜在功能上的不同点是______。

⑷小分子的废物通过透析膜的方式是______。

⑸为了保持血浆成分的相对稳定，透析液中除了水以外，还应有______、______等重要物质。

【解析】：人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。例如，肾功能发生障碍时，由于代谢废物不能排出，患者会出现水肿、尿毒症。目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行驶功能，其中起作用的关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料。当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。

【答案】：⑴选择透过血浆⑵尿素⑶生物膜具有选择透过性，而这种透析膜则不具有（或“生物膜是选择透过性膜，而透析膜只是半透膜”）⑷扩散作用⑸葡萄糖氨基酸（或无机盐）

【参考文献】《生物学课程与教学设计》高中生物必修教参