第八节细胞膜系统的边界

细胞膜——系统的边界主讲：黄冈中学优秀生物教师徐海军一、细胞的边界——细胞膜注：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。二、制备细胞膜的方法1、哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的原因。①动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水涨破。②哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器，易用离心分离法得到纯净的细胞膜。③红细胞数量大，材料易得。注意：支原体没有细胞壁和内膜系统也可作为制备细胞膜的材料，但不易获得。2、实验原理①哺乳动物成熟红细胞吸水涨破。②哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，易于细胞膜的纯化制备。3、实验流程注意：滴清水时，注意不要用吸水纸吸出红细胞，同时要边操作边观察。4、疑难解答①取得红细胞后为什么应先放在适量的生理盐水中？解答：a．使红细胞分散开，不易凝集成块；b．使红细胞暂时维持原有的形态。②如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜？解答：如在试管中进行，要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才成功。点拨：有关细胞膜的探究实验：①用脂溶性的溶剂能溶解细胞膜细胞膜中含有脂质成分；②用蛋白酶能分解细胞膜细胞膜中含有蛋白质成分；③只有同种生物的精子和卵细胞能结合细胞膜具有识别作用（糖蛋白的作用）。三、细胞膜的功能1、将细胞与处界环境隔开无论真核细胞还是原核细胞，都有一个由膜结构形成的界膜，即细胞膜。细胞膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它保证了细胞生命活动的正常进行。细胞膜的存在，将细胞与外界环境隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。2、控制物质进出细胞细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。但有时一些对细胞有害的物质也可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，导致生物体患病。膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统，但细胞不是一个封闭的系统，细胞的生存、生长和发育依赖于细胞内外物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。3、进行细胞间的信息交流细胞间的信息交流可以使生物体作为一个整体有序地完成生命活动。主要有三种方式：①细胞通过分泌化学物质进行相互通讯。如细胞分泌激素到血液中，通过血液循环运送到体内各个部位，作用于靶细胞（即激素与靶细胞膜上的受体蛋白相结合），将信息传递给靶细胞。又如神经冲动在突触间传递时，化学递质从突触前膜释放后，与突触后膜上的受体蛋白结合，使突触后膜兴奋或抑制，从而将信息由一个神经元传递给了另一个神经元。②细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞。例如精子和卵细胞之间的识别和结合。③细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另—个细胞。如动物细胞的间隙连接，是在相邻细胞间形成孔道结构；高等植物细胞之间的胞间连丝，也成为细胞间物质转运和信息交流的通道。提示：（1）细胞识别与细胞膜上的糖蛋白有关。（2）由细胞膜上种类和功能繁多的蛋白质可以推测细胞膜还具有其他功能：①免疫作用；②分泌功能（分泌某些激素、抗体、消化酶等外在蛋白）；③保护功能等。-返回-同步测试单选题1、细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是（B）A．细胞壁B．细胞膜C．显微镜下看到的最外层D．肉眼所见的边界2、在细胞行使功能时起重要作用的是（A）A．蛋白质B．脂质C．糖类D．核酸3、下列不是细胞膜作用的是（D）A．精子和卵细胞之间的识别和结合B．控制物质进出细胞C．维持细胞内环境的稳定D．提高细胞新陈代谢的速率4、下列不属于细胞间的信息交流的是（C）A．内分泌细胞分泌的激素与靶细胞的结合，将信息传递给靶细胞B．精子和卵细胞之间的识别和结合C．核酸中的遗传信息传递到细胞质D．高等植物细胞间通过胞间连丝完成信息交流5构成细胞膜所必需的一组元素是（D）A．CHOB．CHOPC．CHPD．CHONP6、在检查癌症的验血报告单上，AFP应指（A）A．甲胎蛋白B．磷脂C．癌胚蛋白D．糖类7、科学家在实验中发现脂溶性物质能优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，这说明（A）A．构成细胞膜的物质中有脂类物质B．构成细胞膜的物质中有糖类物质C．构成细胞膜的物质中有蛋白质D．构成细胞膜的物质中有核酸8、研究细胞膜成分的最好材料是（D）A．菠菜叶肉细胞B．洋葱根尖细胞C．细菌细胞D．哺乳动物红细胞9、获取细胞膜的方法中，最好的是（C）A．新鲜青菜叶置于清水中B．人的红细胞置于浓盐水中C．猪血细胞置于清水中D．用盐腌制新鲜萝卜10、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（B）A．选择性功能B．选择透过性功能C．流动性功能D．主动运输功能11、下列哪一项不属于细胞膜的功能（D）A．靶细胞上的受体物质接受激素，完成信息交流B．把细胞产生的代谢废物排出细胞C．白细胞完成对侵入人体病菌的吞噬D．控制生命活动的进行-END-课外拓展细胞膜的主要功能细胞膜对于细胞整个结构的完整性以及细胞的正常生命活动都是至关重要的。其功能概括起来有以下几个方面。（1）细胞的界膜：这是细胞膜最重要的功能。无论是真核细胞还是原核细胞，都必定有一个由一定膜结构形成的界膜，不然的话就不会有细胞存在。细胞膜的出现使生命起源到了细胞的形式，也保证了细胞生命活动的正常进行。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，这样有利于细胞的物质和能量代谢，也有利于细胞的生长发育。（2）物质的跨膜运输：膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统，但细胞不是一个封闭的系统，细胞的生存、生长和发育依赖于细胞内外的物质交流。膜对于物质的运输具有选择性，只有在需要时，物质才会被运转。物质既可以从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，也可以从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧。前者属被动运输，不需要细胞提供代谢能量；后者属主动运输，需要细胞提供代谢能量。对于大分子的运输，细胞采用的是内吞与外排的方式，通过将物质包裹在囊泡中进行转运。（3）信号转导：膜上的某些蛋白属于信号受体蛋白，这些蛋白与胞外信号分子相结合被激活，然后将信号转入胞内，再通过胞内信号转导分子沿信号通路传递，最终产生特定的生物学效应。例如，某些信号分子激活细胞膜上的受体后，可促进细胞增殖。（4）胞间连接与通讯：多细胞生物体内，细胞通过细胞膜进行细胞间的多种相互作用。动物细胞间有多种连接方式，概括起来为：紧密连接、锚定连接和间隙连接，植物细胞间主要是通过细胞壁连接在一起。有些细胞连接方式主要是为细胞间的通讯提供结构基础，如动物细胞的间隙连接，在相邻细胞间形成孔道结构；植物细胞间的胞间连丝，也成为细胞间物质转运和信息交流的通道。（5）胞间的识别：识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己或异己分子的认识和鉴别。通过细胞表面受体与胞外信号分子的选择性相互作用，导致一系列的生理生化反应，从而实现信号传递。细胞识别是细胞发育和分化过程中一个十分重要的环节，细胞通过识别和黏着形成不同类型的组织。-END-高考解析例1、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答案：D。解析：细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用。细胞膜是一层选择透过性膜，对物质进出细胞具有选择性。由细胞膜内外结合的蛋白质功能有差异，可推知相关的蛋白质种类也有差异。载体蛋白协助物质进行跨膜运输，所以该类蛋白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。例2、下图为关于细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述错误的是（）A．图中a、b、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器和核膜B．图中m是指叶绿体的类囊体膜C．图中p是指线粒体的内膜D．图中的f和h分别是指内质网和高尔基体答案：A。解析：组成生物膜系统的生物膜有细胞膜、细胞器膜和核膜，其中细胞器膜又包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等，内质网、高尔基体与细胞膜之间可以通过膜泡间接相连，所以图中a是核膜、b是细胞器膜、c是细胞膜、f是内质网、g是膜泡、h是高尔基体，A错误，D正确。由于光反应是在叶绿体类囊体上产生O2，所以d是叶绿体、m是类囊体膜、n是叶绿体的双层膜，选项B正确。线粒体内膜上发生的是呼吸作用的第三阶段，也是产生ATP的主要场所，故p是指线粒体的内膜，C正确。-END-