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第3章 细胞的基本组成
第1节 细胞膜——系统的边界
【高考目标定位】
细胞膜的结构和功能
【考纲知识梳理】
一、细胞膜的成分及制备
1、细胞膜的制备
（1）选材：哺乳动物成熟的红细胞。
（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。
2、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和胆固醇（胆固醇只存在于动物细胞中）。
（2）细胞膜成分中含量最多的是脂质，该成分含量最丰富的是磷脂。
（3）与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质。
二、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。控制细胞与外界环境的物质交换。
（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。
3、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。[来源:21世纪教育网]
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、植物细胞壁[来源:21世纪教育网
1、成分：主要是纤维素和果胶。
2、作用：支持和保护。
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【要点名师精解】
一、“体验制备细胞膜的方法”的实验分析
1、选取哺乳动物成熟红细胞做实验材料的原因
（1）动物细胞无细胞壁，吸水易涨破。
（2）无核膜和各种细胞器膜，易制的纯净的细胞器膜。
（3）红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易得。
2、原理：利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内其他杂质，制的细胞膜。
3、实验步骤：
（1）将红细胞稀释液制成临时装片；
（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
1、将细胞与外界环境隔开，保障了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
信息交流的方式主要有三种：
（1）通过细胞分泌的化学物质间接传递信息，即化学物质→靶细胞，如激素和神经递质传递。
（2）通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息，如细胞→细胞，如精子和卵细胞的识别和结合。
（3）通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息，如高等植物的胞间连丝。
【例2】细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是
A. 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B. 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C. 细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D. 载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
【解析】本题考查了细胞膜的结构和功能特点。细胞膜上的糖被具有识别功能；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。
【答案】D
【例3】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产生相应的反应。细胞间的通迅对于多细胞生物体调节生命活动是必需的。下图是几种细胞通迅的实例：
（1）A图中的激素合成到分泌所经过的细胞器有 　　　　　　。肝细胞膜上受体的化学成分是 。肝细胞接受这一激素刺激后所发生的生理反应是 。
（2）B图中的突触在传递信号时，实现了电信号到 和 转换和传导，使下一个神经元产生 。
（3）C图所示的抗体与抗原刺激机体产生的抗体，在分布部位上的区别是
。这一过程细胞所释放的组织胺作为信号分子会导致血管的变化是 。
【解析】考查细胞间信息交流的知识及识图分析能力。A图表示通过内分泌细胞分泌的物质进行信息传递，B图表示信号在神经纤维上的传导和通过突触的传递，C图是过敏反应过程中信号物质的传递过程，可结合相关知识分析回答。
【答案】（1）核糖体、内质网、高尔基体 　　　糖蛋白 　　　葡萄糖合成肝糖原
（2）化学信号 　　　电信号 　　　兴奋或抑制
（3）吸附在细胞表面，抗原刺激机体产生的抗体主要分布在血清中
血管通透性增大
【感悟高考真题】
（2010·全国1高考）1. 下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是
A.植物体胞杂交中原生质体融合 B.mRNA与游离核糖体的结合
C.胰岛B细胞分泌胰岛素 D.吞噬细胞对抗原的摄取
【解析】本题主要考查细胞膜的结构特点—具有一定的流动性，考查学生的理解能力。植物体细胞杂交中原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性，胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于外排作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于内吞作用，内吞和外排作用均与细胞膜的流动性有直接的关系；而mRNA与游离核糖体的结合与细胞膜的流动性无关。
【答案】B
（2009·北京高考） 细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是
A. 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B. 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C. 细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D. 载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
【解析】本题考查了细胞膜的结构和功能特点。细胞膜上的糖被具有识别功能；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。21世纪教育网
【答案】D
（2009·广东高考）细胞膜上一般不含
A．胆固醇 B．磷脂
C．糖蛋白 D．血红蛋白
【解析】细胞膜主要由脂质（磷脂最丰富）、蛋白质和少量的糖，胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，血红蛋白是红细胞的重要成分。因此选D。
【答案】D
（2009·上海高考）动物细胞和植物细胞具有不同的形态结构。下图所示四种细胞中属于动物细胞的是
A．①② B．②③ C．③④ D．②④21世纪教育网
【解析】本题考查动植物细胞的区别，①③有细胞壁，所以为植物细胞。②④没有细胞壁，为动物细胞。
【答案】D
【考点精题精练】
1. 2008年8月14日，美国科研人员在《科学》杂志上的一篇报道称，他们发现一种抗体蛋白，这种蛋白能有效地将非仿杰金氏淋巴瘤病人的T细胞与肿瘤细胞结合起来，能更好地检测出癌症，或使肿瘤消失，此抗体蛋白将两细胞识别并结合的成分为
A．糖脂 B．蛋白质 C．磷脂 D．糖蛋白[来源:21世纪教育网
2. 细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是( A )
3. A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸
4. 细胞膜常常被脂类溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断，细胞膜的化学成分主要是（　AB　）
A.磷脂　　　B.蛋白质　　　C.多糖　　　D.核酸
5. 细胞膜上一般不含
A．胆固醇 B．磷脂 C．糖蛋白 D．血红蛋白
6. 最有可能构成细胞膜的一组元素是（ D ）
　　　　A．碳、氢、氧 　　　　　　　B．碳、氢、氧、氮
　　C．碳、氢、氧、磷 　　　　　 D．碳、氢、氧、氮、磷
7. 细胞膜的结构特点是（　D　）
A.磷脂含量多、蛋白质含量少
B.是一种选择透过性膜
C.由磷脂和蛋白质分子构成的，蛋白质有流动性
D.构成膜的磷脂分子和蛋白质分子具有流动性
8. 下列最适于制备细胞膜的材料的是（ C ）
A.鸡红细胞 B.洋葱根尖分生区细胞
C.羊成熟的红细胞 D.变形虫
9. 人体淋巴细胞细胞膜的主要成分是
A．蛋白质和多糖 B．多糖和脂质C．脂质和核酸 D．蛋白质和脂质
10. 下列哪一项不属于细胞膜的功能
A．控制物质进出细胞
B．将胰岛细胞形成的胰岛素，分泌到胰岛细胞外
C．提高细胞内化学反应的速率
D．作为系统的边界，维持细胞内的环境稳定
11. 异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是 ( B )
A.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B.细胞膜的外表面有糖被
C.细胞膜具有一定的流动性
D.细胞膜具有一定的选择透过性
12. 与生物膜所特有的表面特性与活性形成无直接关系的是
A 生物膜的黏附（黏附物质如糖蛋白）
B 生物膜的选择透过性（如载体蛋白、通道蛋白）
C 细胞内许多生物活性物质是蛋白质（如血红蛋白、有氧呼吸酶）
D 特异的受体反应（如淋巴细胞的受体蛋白的种类和数目）
13. 细胞膜有能量交换、物质运动、信息传递等几种主要功能，上述功能与哪种物质有关？（ C ）
A．磷脂 B．糖类 C．蛋白质 D．固醇21世纪教育网
14. 如右图所示为细胞膜的亚显微结构，与细胞膜功能无直接关系的是 A
A、细胞经同化作用合成膜蛋白②的过程
B、完成细胞间信息传递需要①
C、选择性的物质运输并伴随着能量消耗
D、为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
15. 植物细胞壁的化学成分主要是
A．脂质和蛋白质
B．纤维素和果胶
C．脂质、蛋白质和糖类
D．纤维素、果胶和蛋白质
16. 能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是
A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶 B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶[来源:21世纪教育网
17. 阅读以下材料，回答问题。
　　科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离的细胞膜较为困难，因为有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物（或人）的成熟的红细胞，没有内膜，没有细胞核，将其特殊处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将流出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较为纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析得知其化学组成如下：蛋白质49%，脂类43%，糖类8%。有的科学家将“血影”中的脂类提取出来，使其在空气—水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的二倍。
　　（1）哺乳动物细胞内其他的膜有哪些？____________。
　　（2）红细胞溶血后，溶出细胞外的物质应该是____________，这种物质的特性是____________，因而使红细胞具有____________的功能。
　　（3）“血影”的化学成分的脂类主要是哪一类？ ____________。它是构成细胞膜的____________。
　　（4）脂类单分子层的面积是细胞表面积的二倍，这说明了____________。
　　【解析】本题较系统的考查了生物膜系统。第（1）小题考查胞内的膜结构种类。
【答案】（1）核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜 （2）血红蛋白 容易与氧结合，也容易与氧分离 运输氧 （3）磷脂 基本骨架 （4）磷脂在细胞中是双分子层
18. 根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料，回答问题。
　　（1）1895年Overton在研究未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难，这表明组成细胞膜的主要成分中有____________。
　　（2）1925年Gorter　Grendel用丙酮提取红细胞的类脂，并将它在空气—水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞面积的两倍，由此可以认为细胞膜是由____________组成的____________。
　　（3）1970年，科学家用不同荧光的染料标记抗体，分别用小鼠和人细胞膜上的一种抗体相结合，使它们分别产生绿色和红色荧光。将这两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈红色，另一半呈绿色，但在37℃水浴中保温40分钟后，融合细胞上两种颜色的荧光点就均匀分布了，这个实验说明____________，其原因是____________。
　　【解析】（1）根据相似相溶原理，结合题给的信息，可知组成细胞膜的主要成分有脂类物质，并依据所学知识，肯定该物质是磷脂。
　　（2）由于磷脂分子不溶于水且不易挥发，则它一定均匀分布在空气—水界面上，既然这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的二倍，则可推知磷脂分子在细胞膜上一定是双分子排布。21世纪教育网
　　（3）组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大都可以运动，因此细胞膜具有一定的流动性，当融合细胞在37℃水浴中保存40分钟后，由于细胞膜的蛋白质分子的运动，使得与之结合的带有标记的抗体的荧光点均匀分布。
　　【答案】（1）磷脂 （2）磷脂 双分子层 （3）细胞膜具有一定的流动性构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的
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