第1节 细胞膜——系统的边界
学习目标
核心素养
1．体验制备细胞膜的方法。(难点)
2．说出细胞膜的化学组成。(重点)
3．举例说出细胞膜的功能。(重点)
1．通过对细胞膜的化学组成和功能的学习，形成结构与功能适应的生命观念。
2．通过实验制备细胞膜，提高实验实施及对实验结果表达与交流的能力。
一、体验制备细胞膜的方法
1．实验原理
细胞内的物质具有一定的浓度，把细胞放入清水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。
2．实验材料
(1)材料：人和其他哺乳动物的成熟的红细胞。
(2)材料选择的原因：①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。②无细胞壁，细胞易吸水涨破。
3．实验流程
选材→制作临时装片→观察→滴加清水→观察。
二、细胞膜的成分
三、细胞膜的功能
1．将细胞与外界环境分隔开
使细胞成为相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质进出细胞
3．进行细胞间的信息交流
(1)通过化学物质交流。如：激素的作用。
(2)通过细胞膜相互接触交流。如：精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)通过通道交流。如：植物细胞的胞间连丝。
四、细胞壁
1．主要成分：纤维素和果胶。
2．主要功能：对植物细胞有支持和保护作用。
1．各种动物的红细胞都可以作为制备细胞膜的材料。 ( )
2．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。 ( )
3．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。 ( )
4．细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的。 ( )
5．细胞膜上的蛋白质种类和数量多少决定了细胞膜功能的复杂程度。 ( )
提示：1．× 人和哺乳动物的红细胞是制备细胞膜的材料。
2．× 脂肪不是构成细胞膜的成分。
3．× 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分相同。
4．× 细胞间的信息交流可通过化学物质和通道交流。
5．√
细胞膜的制备和成分
[问题探究]
1．下列哪一种细胞适合作为提取细胞膜的实验材料？为什么？
A．菠菜叶 B．鸡红细胞 C．猪红细胞
提示：C 猪红细胞，因为人或其他哺乳动物的成熟的红细胞无细胞壁，能吸水涨破，无细胞核和具膜的细胞器，能够保证提取到比较纯净的细胞膜。
2．实验中取得红细胞后为什么先用适量的生理盐水稀释？能否利用蒸馏水稀释获得的红细胞？
提示：用生理盐水稀释的目的是使红细胞分散开，不易凝结成块。稀释时不能使用蒸馏水，若使用蒸馏水，红细胞会吸水涨破。使用生理盐水的目的是维持红细胞的正常形态。
3．如果该实验不是在载物台上的载玻片上进行，而是在试管中进行，要想获得较纯净的细胞膜还需用什么方法？
提示：在红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。
[归纳总结]
1．实验选材：选取哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因分析
(1)无细胞壁
(2)无细胞核和众多的细胞器：避免细胞膜、核膜和细胞器膜分离的环节。
2．细胞膜成分的鉴定
(1)蛋白质的鉴定
①细胞膜提取液中加入双缩脲试剂观察颜色变化。
②利用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜结构被破坏。
(2)磷脂的鉴定
①用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜结构被破坏。
②脂溶性物质能够优先通过细胞膜。
易错提醒：制备细胞膜实验的两点提醒
(1)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边在另一侧用吸水纸吸引。
(2)红细胞破裂后，还需经过离心、过滤才能得到较纯净的细胞膜。
1．下列关于制备细胞膜实验的说法，不正确的是( )
A．制备材料应选择哺乳动物成熟的红细胞
B．在血液中加入适量蒸馏水配制成红细胞稀释液
C．需要使用高倍镜观察红细胞吸水涨破过程
D．可以通过离心的方法得到更纯净的细胞膜
B [制备材料应选择哺乳动物成熟的红细胞，因为该细胞没有细胞核和众多的细胞器，A正确；应在血液中加入适量生理盐水配制成红细胞稀释液，B错误；红细胞吸水涨破的过程需要在高倍镜下观察，C正确；吸水涨破后的红细胞经离心可得到更纯净的细胞膜，D正确。]
2．下列关于细胞膜成分的说法中，正确的是( )
A．功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂
B．组成细胞膜的成分中糖类含量多于蛋白质
C．癌细胞的细胞膜成分不会发生改变
D．组成细胞膜的成分中，磷脂最为丰富
D [功能越复杂的细胞膜，蛋白质成分越复杂，A错误；细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还有少量糖类，糖类含量最少，B错误；癌细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分会发生改变，C错误；细胞膜的众多组成成分中，磷脂含量最丰富，D正确。]
细胞膜的功能
[问题探究]
1．生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？
提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。
2．植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？
提示：通过细胞膜相识别，体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。
3．实验室中用红墨水染色的方法就能知道种子的死活，你能解释它的原理吗？
提示：种子活细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，所以活种子不会被染色，而死种子细胞的细胞膜失去这个功能而被染成红色。
[归纳总结]
1．细胞膜的功能图解
2．细胞间信息交流的三种方式
(1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞的生理反应(图示如下)。
(2)相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一细胞传递给另一细胞(图示如下)。
(3)植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的(图示如下)。
易错提醒：细胞间信息交流的两个提醒
(1)三种信息交流方式均发生于细胞与细胞之间，而不是细胞内的信息交流。
(2)通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
1．水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是( )
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同
B．死细胞与活细胞的核酸含量不同
C．活细胞能分解染色剂PI
D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
D [活细胞的细胞膜可选择物质出入细胞，维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失，溶于水中的物质(如PI)都可以通过，而使细胞核着色。]
2．如图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述不正确的是( )
A．图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
B．图中乙细胞表示靶细胞
C．图中a表示信号分子(如激素)
D．图中b表示细胞膜上的信号分子
D [题图为细胞间进行信息交流的间接传递方式。甲细胞为发出信号的细胞，乙细胞为靶细胞，图中b表示细胞膜上的受体，其化学本质为蛋白质。]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。
2.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
3.细胞膜的主要功能：(1)将细胞与外界环境分隔开；(2)控制物质进出细胞；(3)进行细胞间的信息交流。
4.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
1．制备细胞膜时，通常选取的细胞和处理方法分别是( )
A．哺乳动物成熟的红细胞，将其放入生理盐水中
B．人的白细胞，将其放入清水中
C．兔子的成熟红细胞，将其放入清水中
D．哺乳动物的肌细胞，将其放入生理盐水中
C [选材时要获得纯净的细胞膜，最好选用不具有细胞核及具膜细胞器的哺乳动物成熟的红细胞；处理时要使细胞涨破应放入低渗溶液或清水中，即C项符合题意。]
2．制备细胞膜的实验中，使用生理盐水将血液稀释的目的是( )
①维持细胞形态 ②将红细胞分散开 ③维持酸碱平衡
④防止血液凝固
A．②③ B．③④ C．①④ D．①②
D [生理盐水是等渗溶液，用其能维持细胞形态，使用生理盐水将血液稀释后可将红细胞分散开，①②正确；缓冲溶液用于维持酸碱平衡，③错误；柠檬酸钠用于防止血液凝固，④错误。]
3．典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成(质量分数)( )
A．35%脂质、50%蛋白质、5%糖类、10%RNA
B．50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNA
C．25%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNA
D．60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、10%RNA
B [细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还有少量糖类。]
4．透析型人工肾的关键材料是一种人工合成的膜材料——血液透析膜，当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜把病人的代谢废物透析掉，然后干净的血液返回病人体内。这是模拟细胞膜的什么功能( )
A．将细胞与外界环境分隔开
B．控制物质进出细胞
C．免疫作用
D．进行细胞间的信息交流
B [由题意可知，透析型人工肾的作用是把病人血液中的代谢废物透析掉，其他物质保留在血液内，这模拟了细胞膜控制物质进出细胞的功能。]
5．根据图解回答下面的问题：
(1)图中反映的是细胞膜的________功能。
(2)图中甲表示的是__________的细胞，乙表示的是__________细胞。
(3)图中①表示__________________，②表示__________细胞膜上的__________。
(4)细胞之间除了通过直接接触传递信息外，还可间接传递信息，如内分泌细胞将__________分泌出来后，由__________运输到全身各处，作用于远处的靶细胞。
(5)细胞膜除了具备图中所示功能外，还具有________________和________________的功能。
[答案] (1)信息交流 (2)发出信号 靶
(3)与膜结合的信号分子 靶 受体
(4)激素 血液
(5)将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞
课件46张PPT。第3章 细胞的基本结构第1节 细胞膜——系统的边界清水涨破细胞膜成熟的红细胞细胞核细胞器细胞壁制作临时装片滴加清水种类和数量磷脂相对独立内部环境营养物质 抗体 废物 核酸 化学物质细胞膜胞间连丝纤维素果胶支持和保护细胞膜的制备和成分 细胞膜的功能 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(八) 细胞膜——系统的边界
(建议用时：25分钟)
[合格基础练]
1．“体验制备细胞膜的方法”的实验中，材料选用哺乳动物成熟的红细胞，关键原因是哺乳动物成熟的红细胞( )
A．是动物细胞 B．无细胞核
C．有各种细胞器 D．无细胞核及各种细胞器
D [本实验之所以选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因就是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核及众多的细胞器。这样，红细胞吸水涨破后剩余的就是纯净的细胞膜，避免了核膜及各种细胞器膜的干扰。]
2．下图表示细胞膜中的各种成分及其含量，其中①②③对应的成分是( )
A．①磷脂，②蛋白质，③胆固醇
B．①蛋白质，②脂肪，③纤维素
C．①脂质，②蛋白质，③糖类
D．①蛋白质，②脂质，③糖类
C [细胞膜中脂质含量最多，其次是蛋白质，含量最少的是糖类。]
3．下列选项中最可能是构成细胞膜的一组化学元素的是( )
A．C、H、O、N、Fe B．C、H、O
C．C、H、O、P D．C、H、O、N、P
D [细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，而脂质中主要是磷脂。蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N，而磷脂除了C、H、O外，还含有P，由此判定D项符合题意。]
4．在哺乳动物受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，卵细胞膜发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够( )
A．保障细胞内部环境的相对稳定
B．控制物质进出细胞
C．使卵细胞摄入所需要的精子
D．进行细胞间的信息交流
D [细胞膜具有多种重要功能，精卵之间的相互识别与结合，靠的是细胞膜上对应的糖蛋白信息分子，是一种信息交流过程。]
5．下列关于植物细胞细胞壁的说法，不正确的是( )
A．植物细胞都有细胞壁
B．细胞壁的化学组成中含有多糖
C．细胞壁对植物细胞有支持和保护作用
D．细胞壁可控制物质进出细胞
D [植物细胞都有细胞壁；其细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素是多糖；细胞壁对植物细胞有保护和支持作用；细胞壁是全透性的，不能控制物质进出细胞。]
6．在洋葱鳞片叶的表皮细胞内，液泡中含有紫色的花青素。将鳞片叶的表皮撕成若干小方块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，观察到水的颜色会逐渐变为紫色。其主要原因是( )
A．细胞壁在加温中受到破坏
B．水温升高，花青素的溶解度加大
C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用
D．加温使水中的化学物质发生了反应
C [由题意知加温后水的颜色变为紫色，说明液泡中的色素由液泡流出后经细胞膜进入水中，即由于水温升高，导致细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用。]
[等级过关练]
7．如图是细胞间的3种信息交流方式，请据图回答：
(1)图A表示细胞分泌的化学物质，随①________到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示__________________________________________________，
请举例：______________________________________________________。
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示________。
(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于______的交流，这种交流大多与______________有关。
[解析] (1)图A显示内分泌细胞分泌的激素分子通过血液循环运往靶细胞，并与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B所显示的细胞交流方式为通过相邻两细胞间的细胞膜直接接触传递信息，图中的③表示与膜结合的信号分子，精卵间的相互识别与结合即为该方式。
(3)图C表示相邻两植物细胞间形成通道将信息分子传递给另一细胞，图中④为胞间连丝。
[答案] (1)血液 受体
(2)细胞膜接触 与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合
(3)通道 胞间连丝
(4)信息 细胞膜的结构和功能
8．现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具。请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。
(1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的________________做实验。选用该材料的原因是它____________________________________。
(2)将选取的上述材料放入________中，由于________作用，一段时间后细胞将破裂。
(3)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表。
物质种类
膜的类别
蛋白质/%
脂质(主
要是磷脂/%)
糖类/%
变形虫细胞膜
54
42
4
小鼠肝细胞膜
44
52
4
人红细胞膜
49
43
8
线粒体内膜
76
24
0
菠菜叶绿体囊
状结构膜
70
30
0
表中数据显示，细胞膜与细胞器膜在化学物质组成上的共同点是________________________，主要区别是__________________________。
[解析] (1)人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，是获取纯净细胞膜的好材料。
(2)人体细胞外液的渗透压相当于0.9%的生理盐水的渗透压，当红细胞放入蒸馏水中后，会因渗透作用吸水过多而破裂。
(3)由题中表格可看出各种膜的主要组成成分相同，都主要由蛋白质和脂质组成；分别比较每种成分在不同膜中的含量，可得出细胞膜与细胞器膜组成的主要区别。
[答案] (1)人的成熟红细胞 没有细胞核和众多的细胞器
(2)蒸馏水(清水) 渗透
(3)主要由蛋白质和脂质组成 细胞器膜中蛋白质含量较高，脂质含量较低(蛋白质和脂质的比例不同；或细胞膜含糖类，而细胞器膜不含糖类)
