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细胞膜——
系统的边界
第一节
问题探讨
思考：
怎样区分光学显微镜下的细胞和气泡？光学显微镜下能看到细胞膜吗？
气泡
细胞
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，而且是一个立体的结构，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，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
细胞膜
问题探讨
问题探讨
思考：科学家在电子显微镜诞生之后，用它清晰地观察到了细胞膜；但在此之前，已经能够确定细胞膜的存在了。展开你的想象，尽量多的提出在光学显微镜下可以证明细胞膜存在的方法。
进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，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。
问题探讨
问题探讨
刚才我们讨论后知道，科学家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,却不能逸出细胞。
伊红为什么不会逸出细胞这说明了什么？
细胞作为一个完整的系统，它有边界：细胞膜
细胞膜的成分
体验制备细胞膜的方法
细胞膜的成分
体验制备细胞膜的方法
哺乳动物成
熟的红细胞
高等动物细胞
高等植物细胞
细菌
细胞膜的成分
请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由
思考：对红细胞有特殊要求吗？鸡红细胞可以吗？
细胞膜的成分
思考：怎样才能获得细胞膜呢？
用针扎破，让细胞内的物质流出来？
用镊子把细胞膜剥下来？
不可行！因为细胞太小了。
细胞膜的成分
细胞膜的成分
实验原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水胀破
实验结果
可以看到：近水的部分红细胞发生变化：凹陷消失，细胞体积增大，很快细胞破裂，内容物流出——溶血现象
正常红细胞图
正常红细胞的光镜照片
部分红细胞已涨破的光镜照片
细胞膜的成分
讨论
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？
差速离心法
细胞膜的成分
重温：
科学家对细胞膜组成的探索历程
材料： ①1859年，欧文顿选用 500 多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
细胞膜的成分
细胞膜
不溶于脂质的物质
●
●
溶于脂质的物质
细胞膜的成分
重温：
科学家对细胞膜组成的探索历程
材料： ①1859年，欧文顿选用 500 多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
你从以上实验能得出什么结论？并说明理由。
细胞膜的组成成分中含有脂质。
细胞膜的成分
重温：
科学家对细胞膜组成的探索历程
材料： ②科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在只对蛋白质分解起催化作用的物质）
你从以上实验能得出什么结论？并说明理由。
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质。
细胞膜的成分
细胞
膜的
成分
脂质（磷脂最丰富）大约占50%
蛋白质 大约占40%
糖 类 大约占2%—10%
细胞膜的成分
细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成
想一想：
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量是越多还是越少？
细胞膜的成分
◆功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量和种类较高。
◆细胞膜的成分不是一成不变的。
细胞膜成分异常改变
预示着细胞可能发生了病变
“细胞膜”与生活的联系
细胞膜的成分
细胞膜的功能
无机小分子
有机小分子
有机大分子
“团聚体”
化学进化
细胞进化
细胞膜的出现
火山爆发、光照和闪电
细胞膜的功能
（一）将细胞与外界环境分隔开
细胞膜的功能
想一想：
细胞膜作为系统的边界，对细胞有什么重要意义？
①使生命物质与外界环境分隔开，
使细胞成为相对独立的系统；
②保障细胞内环境的相对稳定。
实验
处理 向盛冷水的烧杯中放入鲜艳红色玫瑰花瓣，过一会儿将花瓣取出，观察烧杯中水的颜色 向盛开水的烧杯中做同样的处理
实验
现象
无明显变化
变红
分析实验结果和现象原因，这说明了什么？
活的细胞能够控制物质排出细胞
细胞膜的功能
科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，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，从而判断细胞是否死亡。
你能解释“染色排除法”的原理吗？
活的细胞能够控制物质进入细胞
细胞膜的功能
（二）控制物质进出细胞
细胞
分泌物
废物
普遍
病毒、病菌
相对
营养物质
普遍
不需要的物质
有害物质
不易
选择透过性
细胞膜的功能
想一想
有人在解释细胞膜的时候，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱上的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥的地方吗？
正确之处： 对通过的物质有选择性
不妥之处：细胞膜对进出细胞的物质的选择有主动性，而窗纱没有，只是机械的阻隔。
细胞膜的功能
细胞膜的功能
（三）进行细胞间的信息交流
1）细胞分泌化学物质（如激素）通过膜表面的受体传递信息
细胞膜的功能
（三）进行细胞间的信息交流
1）细胞分泌化学物质（如激素）通过膜表面的受体传递信息
细胞膜的功能
（三）进行细胞间的信息交流
2）通过相邻细胞膜的接触传递信息
细胞膜的功能
（三）进行细胞间的信息交流
3）相邻细胞之间形成通道 (如高等植物通过胞间连丝来传递信息)
植物细胞壁
（一）主要成分：
纤维素和果胶
（二）功能：
支持和保护
（三）细胞壁
具有全透性
1.最能代表细胞膜基本化学成分的一组化学元素
C、H、O、N B. C、H、O、N、P
C. C、H、O、P D. C、H、O、Mg、Fe
2.细胞膜的功能是（ ）
A.保护和支持作用 B.保护和分泌作用
C.保护和吸收 D.保护和物质交换作用
3、下列各项中，在细胞膜行使功能时起主要作用的是
A．磷脂 B．蛋白质 C．糖类 D．胆固醇
4．科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为
A.哺乳动物红细胞容易得到
B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构
C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破
D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到
5.将小麦种子浸泡在红墨水中10分钟后，取出剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明（ ）
A．胚成活，胚乳已经死亡
B．胚和胚乳均成活
C．胚已经死亡，胚乳成活
D．胚和胚乳均死亡
7、在组成细胞膜的脂质中，最丰富的是( )
A、脂肪 B、固醇
C、磷脂 D、维生素D
6.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列
哪一种物质适用于除去细胞壁
A.蛋白酶 B.淀粉酶 C.盐酸 D.纤维素酶
8.细胞之间依靠细胞膜进行信息交流，下列不属于信息交流的是
A、激素与细胞膜表面受体结合
B、相邻细胞的细胞膜接触
C、植物细胞的胞间连丝
D、核酸不能通过细胞膜
10、将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色会逐渐变红。其原因是
细胞壁在升温的过程中受到破坏
水温升高，花青素的溶解度加大
C. 升温使生物膜被破坏而丧失功能
D.升温使水中的化学物质发生了反应
9.下列关于细胞膜化学组成的表述最全面的是
A、蛋白质、糖类、脂质
B、糖蛋白、核酸、脂质
C、蛋白质、糖类、脂肪
D、糖蛋白、核酸、脂肪
