本讲考纲要求:
1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)
(1)总结细胞膜的成份,强调决定细胞膜功能的复杂程度的物质
(2)描述生物膜的流动镶嵌模型
(3)说出细胞膜的功能
(4)举例说出细胞间信息交流的信息分子有什么?相应受体是否都在细胞膜上?
(5)总结生物膜系统的概念、功能及相互联系
光学显微镜下看见的细胞结构叫显微结构。右图是一个动物细胞的显微结构。
不仅图中结构外,在光学显微镜下就能看见哪种细胞器?为何图中没有看见呢?
线粒体,要用健那绿染色后就能观察到。
【例1】(2016·海南卷,14)下述情况中,使用普通光学显微镜不能观察到的是
A.人红细胞在分馏水底容积减小、破裂的现象
B.大蒜鳞片叶表皮细胞膜的暗—亮—暗三层结构
C.分布在水绵受极细光束照射部位的好氧真菌
D.大蒜根尖细胞有丝分裂中期染色体的形态和分布
在电子显微镜下看见的细胞结构叫亚显微结构。右图是一个动物细胞的亚显微结构。
内容丰富多了,能看见更多的细胞器细胞膜流动性,除了能看见线粒体,能够看出线粒体的单层膜结构和嵴。
一、细胞壁
按照上面几讲的内容,想想什么生物有细胞壁,各是由哪些组成构成?
原核生物,除原体外,都有由肽聚糖组成的细胞壁,此类壁能被溶菌酶和抗生素破坏。细菌有由几丁质构成的细胞壁。青霉菌是一种细菌,分泌的抗生素能破坏真菌的细胞壁,而对自己的壁没有影响。动物有由纤维素和鞣质(黄酮)构成的细胞壁。
Q:在进行植物体细胞杂交时,要消除动物细胞的细胞壁,又不破坏其他结构,应怎样操作?
用酶解法(纤维素酶和鞣质酶),原理是酶有专情性。
细胞壁对细胞有支持和保护的作用。
细胞壁是全透性的,不是动物细胞的边界,细胞膜才是细胞这个系统的边界。
二、细胞膜
下边请跟我一起沿看历史的足迹来探求细胞膜的组成成份和结构吧。
19世纪末,欧文顿通过上万次的实验,发觉脂胺类的物质更易通过细胞膜。
Q:提出哪些假说?
2.20世纪初,科学家第一次将细胞膜从喂奶植物的红细胞中分离下来。
Q1:为何选喂奶植物的红细胞?怎么分离?
无细胞核和诸多细胞器。吸水涨破,差速离心。
Q2:为何不选动物筛管细胞?
吸水涨不破。
3.物理剖析表明,细胞膜的主要成份是脂类和蛋白质,其中脂类主要是磷脂。
Q:怎么剖析?
磷脂酶和蛋白酶处理,观察细胞膜结构是否被破坏。蛋白质还可用双缩脲试剂测量。
4.1925年,两位法国科学家用乙醇从人的红细胞中提取脂类,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
Q:得出哪些推论?
5.1959年,罗伯特森在电镜见到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,如右图。
Q:提出了哪些模型?
三层结构静态模型。如右图所示。
6.科学家发觉膜蛋白并不是全部平铺在脂类表面,有的镶嵌在脂类双分子层中。
7.人—鼠杂交实验。
Q:得出哪些推论?
蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的,这彰显了细胞膜具有流动性。且流动性受湿度影响。
8.1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型。如右图所示。
注意:
不同种类的细胞,细胞膜的成份及浓度不完全相同。细胞膜的组分并不是不可变的。如癌细胞的甲胎蛋白、癌胚抗体。功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数目越多。
糖蛋白只分布在细胞膜的两侧,具有辨识、润滑和保护作用。
细胞膜具有以下功能:
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。控制物质进出细胞。
彰显了细胞膜的功能特点:具有选择透过性
进行细胞间的信息交流。
【例2】(2016·全国课标卷Ⅲ,1)下述有关细胞膜的表述,正确的是()
A.细胞膜外侧的离子含量差是通过自由扩散实现的
B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D.膜中的磷脂分子是由血脂、脂肪酸和乙酸组成的
【例3】(2016·海南卷,2)科学家用两种萤光颜料分别标记人和大鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种萤光颜料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的推论是()
A.膜蛋白能自主翻转B.细胞膜具有流动性
C.细胞膜具有选择透过性D.膜蛋白可以作为载体蛋白
【例4】(2014·课标Ⅱ,1)关于细胞的表述,错误的是()
A.动物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用
B.植物细胞间的粘着性与细胞膜上的糖蛋白有关
C.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应
D.喂奶植物的细胞可以合成蔗糖,也可以合成乳糖
【例5】(2015·海南卷,1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的表述,错误的是()
A.细胞膜是一种选择透过性膜
B.苯酚通过细胞膜须要消耗ATP
C.多肽利用膜蛋白可通过细胞膜
D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中
【例6】(2014·福建文综,4)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫辨识等重要生理功能。下述图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()
几种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)讯号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白—糖蛋白。
(2)膜载体蛋白:膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
(3)具催化作用的酶:如好氧型真菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,再者,细胞膜上还可存在ATP酯化酶(催化ATP酯化,用于主动运输等)。
(4)辨识蛋白:用于细胞与细胞间互相辨识的糖蛋白(如精卵间的辨识、免疫细胞对抗体的特异性辨识等)。
【例7】(2014·全国课标Ⅰ,1)关于细胞膜结构和功能的表述,错误的是()
A.脂类和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B.当细胞衰老时,其细胞膜的私密性会发生改变
C.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的形式通过细胞膜
D.细胞形成的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
【例8】(2017·全国课标Ⅰ,1)细胞间信息交流的方法有多种。在喂奶植物子宫细胞分泌的雌激素作用于乳房细胞的过程中,以及精液步入卵细胞的过程中细胞膜流动性,细胞间信息交流的实现分别依赖于
A.血液运输,突触传递B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递D.血液运输,细胞间直接接触
【本讲答案】1.B
2.C
3.B
4.D
5.B
6.D
7.C
8.D
在生物细胞学研究中,有时须要体外培养和剖析癌细胞。细胞要养好,就要用好的培养基,如干细胞完全培养基是在含微量胎牛血浆的基础培养基中,通过添加一种人永生化干细胞系的条件培养基混和组成。使细胞更健康,顾客做实验愈发顺利。