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1、第3章 细胞的基本结构第1节细胞膜系统的边界 学习目标1简述细胞膜的成分和功能。(重点)2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。(难点)3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。(重点、难点), 知识结构 体验制备细胞膜的方法1实验原理根据渗透作用的原理，将细胞放在清水中，细胞会发生渗透吸水而涨破，细胞内的物质流出，即可获得细胞膜。若在试管中制备细胞膜，还必须经过离心滤去上清液，才能得到较纯净的细胞膜。离心原理是细胞膜与细胞内的物质相比，密度较大，离心后，细胞膜会沉到试管底部。2实验目的体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法和过程。3材料用具猪(或牛、羊、
2、人)的新鲜的红细胞稀释液(血液加适量的生理盐水)，蒸馏水，滴管，吸水纸，载玻片，盖玻片，显微镜。选取哺乳动物成熟红细胞为实验材料的原因(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，细胞容易吸水涨破。(2)哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞核和具膜结构的细胞器，易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。(3)红细胞数量大，材料易得。4实验过程5结果分析引流的目的是用蒸馏水替换原来的生理盐水，使红细胞大量吸水，可以观察到红细胞的凹陷消失，体积增大，进而破裂，内容物流出。6实验注意事项(1)用生理盐水稀释红细胞的目的及原因目的：分散红细胞，防止凝结成块。原因
3、：使红细胞维持原有的形态。(2)滴加蒸馏水的注意事项操作时，载物台应保持水平，否则易使水流走。滴加速度要缓慢，且边滴加边用吸水纸吸引。用吸水纸吸引时要小心，不要把细胞吸跑。若选用植物细胞制备细胞膜，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后，再进行上述实验。教材第4041页参考答案问题探讨1气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，且是一个立体结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能看见细胞和外界环境之间是有界限的。2在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要经过一道
4、有选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。实验讨论细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。【例1】下列材料中最适合用于制备纯净细胞膜的是()A肌肉细胞B洋葱根尖分生区细胞C洋葱鳞片叶表皮细胞D人的成熟红细胞解析：植物细胞具有细胞壁，细胞壁与细胞膜紧贴在一起不易
5、分离，又由于细胞壁的保护作用，将细胞放在清水里不会破裂，很难得到细胞膜，所以不能用植物细胞作为实验材料。肌肉细胞内有多种具膜结构的细胞器，这些细胞器膜与细胞膜混在一起，不易分开，因此也不能作为实验材料。人的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，利用它可得到较纯净的细胞膜。答案：D点拨：选取实验材料时，一定要注意简便性，即取材较容易且易于操作。例如，上述细胞膜制备实验中，选取哺乳动物成熟的红细胞，就避免了细胞膜与细胞核膜、细胞器膜的分离操作，获得的细胞膜的纯度较高。 细胞膜的成分1细胞膜的成分及含量2各成分在细胞膜构成中的作用(1)磷脂是构成细胞膜的重要成分，动物的细胞膜中还含有胆固醇。(2)蛋白
6、质是生命活动的主要承担者，细胞膜的各项功能与膜上的蛋白质密切有关。(3)糖类形成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜外表面。(1)细胞膜中含脂质(主要是磷脂)、蛋白质、糖类，所以细胞膜的元素组成为C、H、O、N、P。(2)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。(3)糖蛋白和糖脂分布在膜的外表面。因此，根据糖蛋白的分布，可以判断细胞膜的内外侧。(4)糖蛋白在细胞之间的相互识别与信号传递中具有重要作用。癌变的细胞膜成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等膜蛋白物质。【例2】下列关于细胞膜的叙述，不正确的是()A细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B不同功能的细胞，
7、其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同C组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富D癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关解析：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类；细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多；组成细胞膜的脂质中，磷脂是最丰富的；癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。答案：B点拨：组成细胞膜的成分可分为三大类，即膜脂、膜蛋白和糖类。几种成分所占的比例依据膜类型、细胞类型、生物类型的不同以及细胞不同的发育时期而发生变化，如肝细胞膜中蛋白质与脂质的比例明显高于红细胞。 细胞膜和细胞壁的功能1细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开对于原始生命，膜的出现起到了至关重要的作用，它将生
8、命物质与外界环境分隔开，成为相对独立的系统，单细胞生物也是如此。对于多细胞生物：每个细胞都需要依靠细胞膜将细胞内液与细胞外液分开。(2)控制物质进出细胞细胞膜是生命系统的边界，物质进出细胞必须经过细胞膜，为保证细胞正常代谢进行，细胞膜必须有选择性地控制物质进出。这种选择性体现在：进入细胞的物质a细胞需要的营养物质可以进入细胞。b细胞不需要的或有害物质不易进入细胞(注意：不是“不能”)。排出细胞的物质(并不都是废物)a抗体、激素分泌到细胞外。b细胞产生的废物排出细胞外。细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质也有可能进入细胞，如某些病毒、病菌侵入细胞，使生物体患病，即细胞膜的控制作用
9、具有普遍性和相对性，如图311所示。表明细胞膜的控制作用具有普遍性，表明细胞膜的控制作用具有相对性。(3)进行细胞间的信息交流细胞间进行信息交流有如下三种方式(见下表)方式内容举例物质传递通过细胞分泌物与靶细胞膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞接触传递相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞精子与卵细胞之间的识别和结合通道传递相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道由一个细胞进入另一个细胞高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用利用细胞膜功能判断细胞的活性(1)判断原理：活细胞
10、具有控制物质进出的作用，而死细胞该功能丧失。(2)判断方法染色排除法：用染色剂染色细胞，若细胞被染色则为死细胞，不能被染色则为活细胞。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，从而判断出细胞的死活。观察细胞是否流动：活的细胞由于不断进行代谢，细胞质是流动的，而死细胞的细胞质是不会流动的。2细胞壁的成分和功能(1)主要成分：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。(2)功能保护作用。支持作用：细胞壁具有较坚韧的支撑性，它对植物体起着支架作用，以维持细胞正常的形态。(1)细胞壁是动植物细胞最重要的区别之一，细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞。(2)细胞壁的主要成分：细胞壁并不
11、是植物细胞所特有的结构，在不同种类的生物细胞中细胞壁的成分不同。例如：植物纤维素和果胶；细菌肽聚糖；根霉几丁质；酵母菌葡聚糖和甘露聚糖。(3)用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态，将这样的细胞放置在清水中时，它会像红细胞一样吸水破裂。从这一事实中可得出以下结论：细胞壁具有机械支持和保护作用，并能维持细胞正常的形态。【例3】将小麦种子浸泡在红墨水中10 min后，取出剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明()A胚成活，胚乳已死亡B胚已死亡，胚乳成活C胚和胚乳均成活D胚和胚乳均死亡解析：由题意可知，红墨水中的色素分子没有进入胚细胞内，但已进入胚乳细胞中，而色素分子不是细胞所需要的物质，因此具有活性的细胞膜不会选择不需要的物质，不会被染成红色；反之，如被染色说明细胞膜失去了控制物质进出的功能，也就意味着细胞已死亡。答案：A
