第三章细胞的基本结构答案
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1 第三章细胞的基本结构和功能
细胞膜——系统的边界
【知识梳理】
一、细胞膜的成分及制备：细胞是最基本的生命系统，其边界是细胞膜。
（一）细胞膜的成分
1、主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。
2 、细胞膜成分特点：脂质中磷脂最丰富，
功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。 细胞膜：系统的边界 胶质状态
2 3、与生活联系：
细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）
（二）细胞膜的制备（实验）
1、选材：哺乳动物成熟的红细胞。
原因：因为材料中没有细胞核和众多细胞器
2、原理：红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水胀破，使细胞内物质流出，从而得到细胞膜。
3、过程
（1）将红细胞稀释液（血液加适量生理盐水）制成临时装片。
（2）在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引。
（3）红细胞凹陷消失，细胞体积增大，最后导致细胞破裂。
（4）利用差速离心法，获得较纯的细胞膜。
二、细胞膜的功能
（一）将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。
（二）控制物质进出细胞
1、细胞需要的营养物质进入细胞。
2、细胞产生的抗体、激素和代谢废物排到细胞外。
3、细胞膜的控制作用是相对的。
（三）进行细胞间的信息交流
1、细胞间的信息交流，大多与细胞膜的糖蛋白有关。
2、细胞间信息交流的方式
（1）通过细胞分泌的化学物质（如激素）间接传递信息。
（2）通过相邻两细胞的细胞膜直接接触传递信息。
（3）通过相邻两细胞间形成通道进行信息交流。
三、细胞壁的成分和作用
植物：主要是纤维素和果胶
原核生物：肽聚糖
作用：对植物细胞有 作用。
【思考感悟】植物细胞等有细胞壁，在细胞最外层，为什么说细胞膜是边界呢？
由细胞膜的屏障功能所决定，细胞膜不仅有保护作用还具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。
【高考模拟】
1、（2008郓城模拟）细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞，并产生相应的反应。细胞间的通讯对于多细胞生物体调节生命活动是必需的。如图是几种细胞通讯的实例。对细胞通讯的下列叙述中，不．正
3 确的是（ D ）
A、B图中突触在传递信号时，实现了电信号→化学信号→电信号的转换和传导
B、C图中抗体从合成到分泌所经过的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体
C、A图激素作用于受体肝细胞，促使肝细胞合成肝糖原
D、与细胞通讯有关，能识别信息的物质是位于细胞膜内侧的糖蛋白
2、（2008青岛模拟）下列关于细胞膜的叙述，不．正确的是（ B ）
A、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B、不同功能的细胞，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
生物膜的流动镶嵌模型
【知识梳理】
一、生物膜的探索历程：
时间 科学家 科学实验 假说
19世纪末
欧文顿
用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的
20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质 。
1925年
两位荷兰科学家 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质为连续的两层
20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质 。
1959年 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成 生物膜为三层静态统一结构
1970年 弗雷和埃迪登
分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀 细胞膜具有流动性
1972年 桑格和尼克森
在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型
*生物膜的分子结构模型有多种，较为流行的如“流动镶嵌模型”
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二、生物膜流动镶嵌模型：
（一）基本内容：
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。
2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运 动的。
3、细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。
（二）组成成分及其在膜 的分布（见右图）
（三）结构特点：流动性：
1、原因：
膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。
2、表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
3、影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性
增 强 ，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。
4、实例：
（1）质壁分离和复原实验； （2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；
（3）白细胞吞噬细菌； （4）胞吞与胞吐；
（5）受精时细胞的融合过程； （6）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；
（7）细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。
（四）功能特点：选择透过性：
1、表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。
举例：（腌制糖醋蒜，红墨水测定种子发芽率，判断种子胚、胚乳是否成活）
2、原因：遗传性决定载体的种类和数量，从而也决定了选择性。
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（五）细胞膜的流动性和选择透过性：
流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。
1、区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。
2、联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。总之，膜的组成、结构和功能可表示为右图：
【思考感悟】
细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的，保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是什么？
膜的流动性和选择透过性。
【高考模拟】
1、（2007上海高考）如图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是（ A ）
物质的跨膜运输实例
【知识梳理】
一、细胞的吸水和失水：
（一）原理：发生了渗透作用，
该作用必须具备两个条件：1、具有半透膜。
2、膜两侧溶液具有浓度差。
（二）动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）：
1、当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水。
2、当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水。
6 3、当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。
（三）植物细胞的吸水和失水：
1、在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质）相当于一层半透膜。
2、成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度＞细胞液浓度，
发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度＜细胞液浓度。
二、渗透系统的组成分析及应用：
（一）渗透系统的组成（如图）及特点：
1、半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。
2、半透膜两侧的溶液具有浓度差。
（二）渗透作用的发生：
1、若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子
数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；
若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
2、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则 S1溶液浓度仍大于S2。
（三）渗透作用的应用：
1、比较不同溶液浓度大小
2、验证渗透作用发生的条件
（1）具半透膜。
（2）具有浓度差。
漏斗内
烧杯内
溶液浓度 M N
现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则M＞ N
②若漏斗内液面不变，则M＝ N
③若漏斗内液面下降，则M＜ N
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扩散与渗透的区别？
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动
渗透：水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散
区别：渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜（半透膜）。
三、物质跨膜运输的其他实例
（一）对无机盐的吸收实例
1、水稻和番茄对同一离子的吸收量不同。
2、水稻或番茄对不同离子的吸收量不同。
3、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以主动地从血液中吸收碘。
4、不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
（二）生物膜的特性：
细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是选择透过性膜。
【思考感悟】半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？
（1）相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。
（2）不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。
实验探究植物细胞吸水和失水
【知识梳理】
一、实验探究植物细胞吸水和失水：
（一）探究实验的一般过程：
提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究。
（二）实验原理：成熟的植物细胞的原生质相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够发生渗透吸水或失水。
（三）实验过程：制作装片→高倍显微镜观察→实验现象（细胞发生质壁分离或复原）→得出结论。（如下图）
