第八節(jié)細(xì)胞膜-系統(tǒng)的邊界

細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界主講：黃岡中學(xué)優(yōu)秀生物教師徐海軍一、細(xì)胞的邊界——細(xì)胞膜注：功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。二、制備細(xì)胞膜的方法1、哺乳動物成熟紅細(xì)胞作為實驗材料的原因。①動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，不但省去了去除細(xì)胞壁的麻煩，而且無細(xì)胞壁的支持、保護，細(xì)胞易吸水漲破。②哺乳動物和人成熟的紅細(xì)胞，沒有細(xì)胞核和具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，易用離心分離法得到純凈的細(xì)胞膜。③紅細(xì)胞數(shù)量大，材料易得。注意：支原體沒有細(xì)胞壁和內(nèi)膜系統(tǒng)也可作為制備細(xì)胞膜的材料，但不易獲得。2、實驗原理①哺乳動物成熟紅細(xì)胞吸水漲破。②哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器，易于細(xì)胞膜的純化制備。3、實驗流程注意：滴清水時，注意不要用吸水紙吸出紅細(xì)胞，同時要邊操作邊觀察。4、疑難解答①取得紅細(xì)胞后為什么應(yīng)先放在適量的生理鹽水中？解答：a．使紅細(xì)胞分散開，不易凝集成塊；b．使紅細(xì)胞暫時維持原有的形態(tài)。②如果上述實驗在試管中進行，細(xì)胞破裂后，還需用什么方法才能獲得較純的細(xì)胞膜？解答：如在試管中進行，要想獲得較純凈的細(xì)胞膜，紅細(xì)胞破裂后，還必須經(jīng)過離心、過濾才成功。點撥：有關(guān)細(xì)胞膜的探究實驗：①用脂溶性的溶劑能溶解細(xì)胞膜細(xì)胞膜中含有脂質(zhì)成分；②用蛋白酶能分解細(xì)胞膜細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)成分；③只有同種生物的精子和卵細(xì)胞能結(jié)合細(xì)胞膜具有識別作用（糖蛋白的作用）。三、細(xì)胞膜的功能1、將細(xì)胞與處界環(huán)境隔開無論真核細(xì)胞還是原核細(xì)胞，都有一個由膜結(jié)構(gòu)形成的界膜，即細(xì)胞膜。細(xì)胞膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它保證了細(xì)胞生命活動的正常進行。細(xì)胞膜的存在，將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，使細(xì)胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。2、控制物質(zhì)進出細(xì)胞細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細(xì)胞；細(xì)胞不需要的或者對細(xì)胞有害的物質(zhì)不容易進入細(xì)胞。但有時一些對細(xì)胞有害的物質(zhì)也可能進入；有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞，導(dǎo)致生物體患病。膜的存在使細(xì)胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)，但細(xì)胞不是一個封閉的系統(tǒng)，細(xì)胞的生存、生長和發(fā)育依賴于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。3、進行細(xì)胞間的信息交流細(xì)胞間的信息交流可以使生物體作為一個整體有序地完成生命活動。主要有三種方式：①細(xì)胞通過分泌化學(xué)物質(zhì)進行相互通訊。如細(xì)胞分泌激素到血液中，通過血液循環(huán)運送到體內(nèi)各個部位，作用于靶細(xì)胞（即激素與靶細(xì)胞膜上的受體蛋白相結(jié)合），將信息傳遞給靶細(xì)胞。又如神經(jīng)沖動在突觸間傳遞時，化學(xué)遞質(zhì)從突觸前膜釋放后，與突觸后膜上的受體蛋白結(jié)合，使突觸后膜興奮或抑制，從而將信息由一個神經(jīng)元傳遞給了另一個神經(jīng)元。②細(xì)胞間直接接觸，通過與細(xì)胞膜結(jié)合的信號分子影響其他細(xì)胞。例如精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。③細(xì)胞間形成間隙連接使細(xì)胞質(zhì)相互溝通，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另—個細(xì)胞。如動物細(xì)胞的間隙連接，是在相鄰細(xì)胞間形成孔道結(jié)構(gòu)；高等植物細(xì)胞之間的胞間連絲，也成為細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信息交流的通道。提示：（1）細(xì)胞識別與細(xì)胞膜上的糖蛋白有關(guān)。（2）由細(xì)胞膜上種類和功能繁多的蛋白質(zhì)可以推測細(xì)胞膜還具有其他功能：①免疫作用；②分泌功能（分泌某些激素、抗體、消化酶等外在蛋白）；③保護功能等。-返回-同步測試單選題1、細(xì)胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是（B）A．細(xì)胞壁B．細(xì)胞膜C．顯微鏡下看到的最外層D．肉眼所見的邊界2、在細(xì)胞行使功能時起重要作用的是（A）A．蛋白質(zhì)B．脂質(zhì)C．糖類D．核酸3、下列不是細(xì)胞膜作用的是（D）A．精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合B．控制物質(zhì)進出細(xì)胞C．維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定D．提高細(xì)胞新陳代謝的速率4、下列不屬于細(xì)胞間的信息交流的是（C）A．內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素與靶細(xì)胞的結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞B．精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合C．核酸中的遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)D．高等植物細(xì)胞間通過胞間連絲完成信息交流5構(gòu)成細(xì)胞膜所必需的一組元素是（D）A．CHOB．CHOPC．CHPD．CHONP6、在檢查癌癥的驗血報告單上，AFP應(yīng)指（A）A．甲胎蛋白B．磷脂C．癌胚蛋白D．糖類7、科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)能優(yōu)先通過細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，這說明（A）A．構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有脂類物質(zhì)B．構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有糖類物質(zhì)C．構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有蛋白質(zhì)D．構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有核酸8、研究細(xì)胞膜成分的最好材料是（D）A．菠菜葉肉細(xì)胞B．洋蔥根尖細(xì)胞C．細(xì)菌細(xì)胞D．哺乳動物紅細(xì)胞9、獲取細(xì)胞膜的方法中，最好的是（C）A．新鮮青菜葉置于清水中B．人的紅細(xì)胞置于濃鹽水中C．豬血細(xì)胞置于清水中D．用鹽腌制新鮮蘿卜10、在處理污水時，人們設(shè)計出一種膜結(jié)構(gòu)，有選擇地將有毒重金屬離子擋在膜的一側(cè)，以降低有毒重金屬離子對水的污染，這是試圖模擬生物膜的（B）A．選擇性功能B．選擇透過性功能C．流動性功能D．主動運輸功能11、下列哪一項不屬于細(xì)胞膜的功能（D）A．靶細(xì)胞上的受體物質(zhì)接受激素，完成信息交流B．把細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物排出細(xì)胞C．白細(xì)胞完成對侵入人體病菌的吞噬D．控制生命活動的進行-END-課外拓展細(xì)胞膜的主要功能細(xì)胞膜對于細(xì)胞整個結(jié)構(gòu)的完整性以及細(xì)胞的正常生命活動都是至關(guān)重要的。其功能概括起來有以下幾個方面。（1）細(xì)胞的界膜：這是細(xì)胞膜最重要的功能。無論是真核細(xì)胞還是原核細(xì)胞，都必定有一個由一定膜結(jié)構(gòu)形成的界膜，不然的話就不會有細(xì)胞存在。細(xì)胞膜的出現(xiàn)使生命起源到了細(xì)胞的形式，也保證了細(xì)胞生命活動的正常進行。細(xì)胞膜的出現(xiàn)使各種生物大分子集中到一個相對穩(wěn)定的微環(huán)境中，這樣有利于細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝，也有利于細(xì)胞的生長發(fā)育。（2）物質(zhì)的跨膜運輸：膜的存在使細(xì)胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)，但細(xì)胞不是一個封閉的系統(tǒng)，細(xì)胞的生存、生長和發(fā)育依賴于細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交流。膜對于物質(zhì)的運輸具有選擇性，只有在需要時，物質(zhì)才會被運轉(zhuǎn)。物質(zhì)既可以從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運到濃度低的一側(cè)，也可以從濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運到濃度高的一側(cè)。前者屬被動運輸，不需要細(xì)胞提供代謝能量；后者屬主動運輸，需要細(xì)胞提供代謝能量。對于大分子的運輸，細(xì)胞采用的是內(nèi)吞與外排的方式，通過將物質(zhì)包裹在囊泡中進行轉(zhuǎn)運。（3）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：膜上的某些蛋白屬于信號受體蛋白，這些蛋白與胞外信號分子相結(jié)合被激活，然后將信號轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，再通過胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子沿信號通路傳遞，最終產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。例如，某些信號分子激活細(xì)胞膜上的受體后，可促進細(xì)胞增殖。（4）胞間連接與通訊：多細(xì)胞生物體內(nèi)，細(xì)胞通過細(xì)胞膜進行細(xì)胞間的多種相互作用。動物細(xì)胞間有多種連接方式，概括起來為：緊密連接、錨定連接和間隙連接，植物細(xì)胞間主要是通過細(xì)胞壁連接在一起。有些細(xì)胞連接方式主要是為細(xì)胞間的通訊提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，如動物細(xì)胞的間隙連接，在相鄰細(xì)胞間形成孔道結(jié)構(gòu)；植物細(xì)胞間的胞間連絲，也成為細(xì)胞間物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信息交流的通道。（5）胞間的識別：識別是指細(xì)胞對同種或異種細(xì)胞、同源或異源細(xì)胞以及對自己或異己分子的認(rèn)識和鑒別。通過細(xì)胞表面受體與胞外信號分子的選擇性相互作用，導(dǎo)致一系列的生理生化反應(yīng)，從而實現(xiàn)信號傳遞。細(xì)胞識別是細(xì)胞發(fā)育和分化過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)，細(xì)胞通過識別和黏著形成不同類型的組織。

-END-高考解析例1、細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A．細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識別作用B．細(xì)胞膜對膜兩側(cè)物質(zhì)的進出具有選擇性C．細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異D．載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)答案：D。解析：細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識別作用。細(xì)胞膜是一層選擇透過性膜，對物質(zhì)進出細(xì)胞具有選擇性。由細(xì)胞膜內(nèi)外結(jié)合的蛋白質(zhì)功能有差異，可推知相關(guān)的蛋白質(zhì)種類也有差異。載體蛋白協(xié)助物質(zhì)進行跨膜運輸，所以該類蛋白質(zhì)不是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)。例2、下圖為關(guān)于細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的概念圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．圖中a、b、c分別是指細(xì)胞膜、具膜的細(xì)胞器和核膜B．圖中m是指葉綠體的類囊體膜C．圖中p是指線粒體的內(nèi)膜D．圖中的f和h分別是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基