细胞膜——系统的边界.doc

生物学习资料库 关注中考、高考，专做生物第6讲 细胞膜系统的边界1.知识方面（1）简述细胞膜的成分和功能。（2）临时装片的制作和显微镜的熟练操作。【基础整理】 任何系统都是有边界的，如一家国家有陆地、海域、领空的边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。一、 细胞膜的成分1.细胞膜的制备。材料选择：取 哺乳动物或人类成熟红细胞。选用此材料和植物细胞比较有何优点：没有细胞核和众多的细胞器没有细胞壁容易破裂 ，红细胞数量大，材料易得。2.如何制备细胞膜（原理）： 把细胞放在清水中，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，就可以得到细胞膜 若该实验在试管中进行，细胞破裂后如何得到较纯的细胞膜？ 差速离心3.实验步骤选材：猪(或牛、羊、人)的新鲜的红细胞稀释液制作装片：用滴管吸取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，然后盖玻片 观察：用显微镜观察红细胞形态（低倍高倍)滴清水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引(引流法)观察：持续观察细胞的变化结果：凹陷消失，体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜提醒（1）一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。 (2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。 (3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。 (4)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。 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，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，糖蛋白(也叫糖被)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。而磷脂分子和蛋白质分子都不是静止的，而是可以自由流动的。 各成分在细胞膜构成中的作用脂质：在细胞膜中含量最丰富的脂质是磷脂 ，是构成细胞膜的重要成分。蛋白质： 约40% 在细胞膜行使功能时，起重要作用的是蛋白质 ，细胞膜功能越复杂， 蛋白质种类和数量越多。糖类 ：约2%10% 与膜蛋白和膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜外表面 。1、 磷脂分子及其性质单层磷脂分子层水界面排列搅拌后形成脂质体反思：铺在水面的单层磷脂分子为什么“头”朝下？形成脂质体时为什么尾对尾而不是头对头？2、蛋白质分子的分布镶嵌型、贯串型、嵌入型3、不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。4、细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞糖蛋白减少。 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。例1 （07年广东）人体淋巴细胞细胞膜的主要成分是（）蛋白质和多糖 B.多糖和脂质C.脂质和核酸 D.蛋白质和脂质解析 细胞膜的成分主要由蛋白质和脂质组成，还有少量的糖类。答案 D特别提示 要熟记两点：细胞膜是由蛋白质、脂质和少量的糖类组成；蛋白质是生命活动的主要承担者，不同细胞膜上蛋白质的种类和数量不同，则功能不同。例2 在“体验制备细胞膜的方法”实验时，下列操作步骤中不正确的是（ ）A.制作红细胞临时装片 B.先低倍镜后高倍镜观察C.在盖玻片的一侧滴生理盐水 D.在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引解析 采用红细胞吸水胀破法制取细胞膜时，需要选取新鲜的红细胞稀释液，然后制成临时装片，应先低倍镜找到物像，再换高倍镜观察，观察清晰后，应在盖玻片的一侧滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引。答案 C 思路拓展 制备细胞膜有两个关键：一是选择合适的材料，如选用哺乳动物的成熟红细胞。二是用蒸馏水使细胞膜破裂。例3.(2011新课标全国卷)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红细胞膜具有水溶性 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红细胞细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，故细胞膜不具有水溶性；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有大的液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞质溶液的浓度，红细胞在4 的蒸馏水中吸水胀破；低温时红细胞膜的流动性减小。2、 细胞膜的功能 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，如果没有信息交流，生物体不可能作为一个完整体完成生命活动，而细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。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。信息交流的几种主要的方式：细胞分泌的化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体结合。细胞识别非己成分是通过细胞膜来进行的。许多免疫反应，即抗原与抗体的结合就是在细胞膜上进行的。相邻两个细胞的细胞膜接触，可以传递信息，也是细胞识别自身和异己物质的一种方式。相邻两个细胞之间形成通道，供携带信息的物质在两个细胞间交流。植物细胞具有细胞壁，但其具有胞间连丝这种结构，也有信息交流的作用。好比两个细胞之间搭了一座桥。例1.细胞膜具有流动性，这种结构特点是指（ ）A. 整个细胞膜具有流动性B. 细胞膜中磷脂是静止的，蛋白质具有流动性C细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性D细胞膜中蛋白质是静止的，磷脂具有流动性解析 物质状态具有流动性是该物质的物理特性。细胞膜由磷脂和蛋白质组成，这两种物质成分都不是静止的，而是可以流动的，所以这种流动性，属于细胞膜的结构特点。C技巧点拨 本例题的功能是要同学们认识，为什么说细胞膜的流动性不是细胞膜的物理特性而是其结构特性的道理。例2 决定细胞膜具有选择透过性的主要物质基础是（ ）A. 磷脂分子 B糖蛋白C载体蛋白 D糖蛋白和载体蛋白解析 糖蛋白主要起细胞识别作用，磷脂分子对物质透过细胞膜一般不具有选择性，载体蛋白的结构具有多样性，不同结构的载体蛋白质可以吸附不同的物质，在提供生理能量的情况下，可使被吸附的物质透过细胞膜，表现出细胞膜对物质吸收具有选择透过性。答案 C 在学习生物学的过程中，有一个很重要的生物学观点，那就是结构与功能相适应的观点，例如在本例题中，载体蛋白的结构决定了细胞膜的选择透过性，从而决定了细胞膜控制细胞的物质交换和保护细胞的功能。例3 下列有关膜的叙述，错误的是（）A.细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成B.核膜和内质网膜在结构上有密切联系C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的 D.细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的解析细胞膜和细胞器膜都是由蛋白质分子和磷脂分子构成的，它们之间相互联系，共同组成了细胞的生物膜系统。细胞膜具有一定的流动性和选择透过性。不同的膜结构其功能是不同的，这主要由膜上的蛋白质不同决定的。答案 C 思路拓展 生物膜的结构特点：具有一定的流动性，生物膜的功能特性：选择透过性。生物膜的功能不同，其结构基础也不相同。三、 植物细胞的细胞壁在植物细胞外面还有由细胞分泌的纤维素和果胶等物质构成的细胞壁，它对细胞具有支持和保护的作用，同时还能防止细胞涨破，保持细胞的正常形态。整合归纳 1. 流动性和选择透过性的关系(1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。(2)联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。流动性原理构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性原理膜上载体蛋白的种类和数量。流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。2. 蛋白质与细胞膜功能的关系(1)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的膜，其蛋白质含量和种类越多。(2)糖蛋白(也叫糖被)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切关系。(3)正常细胞癌变后，细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。3实验探究(1)细胞膜成分的实验探究用溶脂剂处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有脂质成分。用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏，说明细胞膜中含有蛋白质成分。(2) 细胞膜具有识别作用的实验探究(2)动物细胞膜的制备方法：猪的新鲜血液红细胞红细胞的细胞膜(3)细胞膜中磷脂成分的鉴定：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等。(4)细胞膜中蛋白质成分的鉴定：制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。(5)细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析。(6)物质通过细胞膜方式的探究：自由扩散：物质进入细胞的速率随着该物质浓度的增大不断提高；主动运输：物质进入细胞的方式受氧气浓度、呼吸抑制剂等因素的影响。(7)细胞膜选择透过性的探究：利用有颜色的植物组织，放入清水中，然后，再用高温、强酸、强碱处理，观察实验前后清水的颜色变化。(8)温度影响物质的跨膜运输：测定不同的温度条件下，物质进入细胞速率的变化。巩固基础1.在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（）AC、H、O BC、H、O、P CC、H、O、N DC、H、O、N、P2.细胞膜常常被脂类溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是（）A.磷脂和蛋白质 B.蛋白质C.多糖 D.核酸3.植物细胞具有一定的强度，这主要是由于存在着（ ）A.细胞膜 B.细胞壁C.蛋白质 D.脂质4.（09年江苏省启东中学）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（）植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构 光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜 植物细胞的细胞膜较薄 植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐植物细胞内会有其他膜结构干扰A. B. C. D.5.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是（）A动物细胞有明确的边界 B植物细胞有明显的固定的形态C细胞能够分裂 D物质进出细胞受到控制1. D 蛋白质主要由C、H、O、N等元素构成，磷脂主要由C、H、O、N、P等元素构成。2. A 根据“相似相溶”原理，脂类物质易溶于脂类溶剂之中。酶具有专一性。蛋白质只能分解蛋白质。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂类，还含少量糖。3.B 植物细胞的细胞壁具有较坚韧的支撑性，对植物细胞具有保护作用和骨架作用。4.D 植物细胞有细胞壁以及其它细胞器膜，制备较纯净的细胞膜时，不选用植物细胞，一般选用人或其他哺乳动物成熟的红细胞，其细胞器膜和核膜退化。5.D 细胞膜在光学显微镜下看不见，植物细胞有明显的固定的形态是由于有细胞壁的结果，细胞分裂与膜的关联性不大，人们早期发现物质不能随意进出细胞。课后1制备细胞膜一般不选择植物细胞，原因是植物细胞：（ ）A无细胞膜 B有细胞核 C有叶绿体 D有细胞壁2典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成（质量分数）（ ）A35%脂质、45%蛋白质、5%糖类、10%RNAB50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNAC20%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNAD60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、5%RNA3对于功能复杂的细胞膜，以下说法正确的是（）A脂质的种类和数量较多 B蛋白质的种类和数量较多C脂质的种类较多，数量较少 D蛋白质的种类较少，数量较多4对细胞膜控制物质进出细胞起主要作用的物质是（ ）A水 B糖类 C蛋白质 D磷脂5.下列哪一项不属于细胞膜的功能（ ）A.控制物质进出细胞B.将产生的抗体、某些激素等分泌到细胞外C.作为系统的边界，维持细胞内的环境稳定D.使细胞内的各种生物化学反应加快，提高反应速率6两种海绵的细胞分散成单个细胞混合在一起进行培养，一段时间后 ，发现同种的细胞相互聚集在一起，其中起重要作用的是细胞膜上的：（ ）A糖蛋白 B磷脂 CRNA DDNA7细胞壁的主要功能是对细胞起：（ ）A保护和交换作用 B保护和吸收作用C保护和支持作用 D支持和吸收作用8癌细胞的恶性增殖和转移，与细胞的化学成分发生改变有关，下列说法不正确的是（ ）A.产生甲胎蛋白 B.磷脂减少C.产生癌胚抗原 D.糖蛋白减少9、（09北京）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是（ ）A. 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用B. 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性C.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异D.载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质10、（09海南）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是A淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶B纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C果胶酶、溶菌酶、纤维素酶D磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶1.D 2.B 3.B 4.C 5.D 6.A 7.C 8.B 9、D 10、B11(07模拟：广东揭阳一模)31、（9分）下图为高等动物细胞及细胞膜的亚显微结构模式图(局部)，请据图回答：(1)细胞识别与图中的化学成分 、 (填字母)有关，图中7过程体现了细胞膜有_。（3）细胞核是遗传信息库，是细胞_的控制中心。 (4)分泌功能的细胞结构发达的细胞器是 _ 。(5)若用吡罗红甲基绿染色剂对图中细胞染色，在显微镜下看到的现象是_。(1)A、C 一定的流动性（3）代谢和遗传 (4) 8高尔基体 (5)细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色（2分）12