電鏡超薄切片技術顯示的細胞質膜結構↑

一、怎樣確定細胞膜的存在

科學家在用電子顯微鏡清晰地觀察到細胞膜之前，是怎樣確定細胞膜的存在的？

在電子顯微鏡誕生之前，科學家已經能夠確定細胞膜的存在了。依據的實驗事實主要有：①進入活細胞的物質要通過一道選擇性的屏障，並不是所有的物質都能進入細胞；②用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能很快逸出細胞；③在光學顯微鏡下看到，用微針觸碰細胞表面時，細胞表面有彈性，可以伸展；④用微針插入細胞內，細胞表面有一層結構被刺破；⑤如果細胞表面結構受損面過大，細胞會死亡。

二、製備細胞膜

1.製備細胞膜所選擇的材料為什麼是哺乳動物成熟的紅細胞？

①無細胞核和眾多的細胞器，能夠製得較純的細胞膜

②無細胞壁，細胞容易吸水漲破

注意：哺乳動物成熟的紅細胞什麼細胞器都沒有，包括核糖體。

2.原理：

細胞吸水漲破，除去細胞內容物，製得細胞膜

三、細胞膜的成分

1.細胞膜主要由脂質和蛋白質組成

許多有關細胞膜化學組成的資料，都來自對哺乳動物紅細胞膜的研究。研究發現，細胞膜主要由脂質和蛋白質組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質約佔細胞膜總量的50%，蛋白質約佔40%，糖類佔2%~10%。在組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富。蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，因此，功能越複雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。

2.關於組成成分：膽固醇

2.1 課本的這次修改是否有依據呢？

09年及以前的版本：膽固醇是構成細胞膜的重要成分。。。。。

現行的版本：膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分。。。。。

（2009福建高考理綜4）.下列關於組成細胞化合物的敘述，不正確的是（ ）

A.蛋白質肽鏈的盤曲和摺疊被解開時，其特定功能並未發生改變

B.RNA與DNA的分子結構相似，由四種核苷酸組成，可以儲存遺傳信息

C.DNA分子鹼基的特定排列順序，構成了DNA分子的特異性

D.膽固醇是構成細胞膜的重要成分，在人體內參與血液中脂質的運輸

答案A，關於D選項，由於當時的課本還沒有改，當時課本就是這樣說的，當然D正確。但按現在的課本就不對了。

那麼問題來了，課本的這次修改是否有依據呢？

組成細胞膜的脂類除磷脂外，還含有固醇等其他脂類，但其中以磷脂為主，約佔膜脂總量的55%～75%不等，是構成細胞膜的基本支架，幾乎細胞所含的全部磷脂都集中在包括細胞膜在內的生物膜中。生物種類不同，細胞膜中所含的各種主要類別的脂類及比例也不盡相同，具有種族特異性。例如，在動物細胞膜中經常能找到的磷脂是卵磷脂和腦磷脂，還含有固醇如膽固醇等；而植物細胞膜膽固醇的含量卻很少或沒有。植物細胞很少含膽固醇，但含有其他固醇，稱植物固醇。（生物化學）

2.2 膽固醇只存在於真核細胞膜上嗎？

例1：某科學家將一種細胞，分離其質膜進行化學分析，得到糖脂、磷脂、膽固醇，由此可判定該細胞是( )

A.藍藻細胞 B.植物細胞 C.動物細胞 D.大腸桿菌

解析：膽固醇和中性脂質存在於真核細胞膜上，其含量一般不超過膜脂的1/3。膽固醇在調節膜的流動性，增加膜的穩定性以及降低水溶性物質的通透性等都起著重要作用。細菌質膜中不含有膽固醇成分，但某些細菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂質。（細胞生物學）

所以排除AD。

生物種類不同，細胞膜中所含的各種主要類別的脂類及比例也不盡相同，具有種族特異性。例如，在動物細胞膜中經常能找到的磷脂是卵磷脂和腦磷脂，還含有固醇如膽固醇等；而植物細胞膜膽固醇的含量卻很少或沒有。植物細胞很少含膽固醇，但含有其他固醇，稱植物固醇。（生物化學）

所以排除B，選C。

3 關於組成成分：糖類

細胞膜主要由脂質和蛋白質組成。此外，還有少量的糖類。糖類常與蛋白質結合形成糖蛋白，叫做糖被。與脂質分子結合成的糖脂。

糖蛋白的功能有：①保護和潤滑作用（消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白有）；②識別作用；③提高細胞之間的黏著性。（P126：癌細胞的表面發生了變化。由於細胞膜上的糖蛋白等物質減少，使得癌細胞彼此之間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。）

正是由於糖蛋白具有識別作用，所以糖只存在於細胞膜的外層，可以根據糖蛋白的位置判斷細胞的內外。（見下面題目1）

常常考的一個題是細胞膜的功能和糖蛋白的功能的混亂。（見下面題目2）

4.關於癌細胞

癌細胞的惡性增殖和轉移與癌細胞膜成分的改變有關。細胞在癌變的過程中，細胞膜的成分發生改變，有的產生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質。由於細胞膜上的糖蛋白等物質減少，使得癌細胞彼此之間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。即增加了兩種物質（甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)）一種物質（糖蛋白）減少了。

四、細胞膜的功能

細胞質膜 （plasma membrane ）：細胞與其外部環境之間的生物膜，構成細胞的界膜和選擇性滲透屏障。質膜在物質運輸、能量轉換和信息傳遞過程中起著重要作用。總結起來有以下三點：

1.將細胞與外界環境分隔開----保障了細胞內部環境的相對穩定。

2.控制物質進出細胞----有選擇地允許物質出入細胞。注意控制作用的相對性。

3.進行細胞間的信息交流。

（1）通過化學物質交流：如，激素的作用。

（2）通過細胞膜相互接觸交流：如，精子和卵子之間的識別與結合。

（3）通過通道交流：如，植物細胞的胞間連絲。

圖片：http://www.foodmate.net/

五、植物細胞的細胞壁

細胞壁↑

主要成分：纖維素和果膠

主要功能：支持和保護

植物、真菌、藻類和原核細胞的細胞外基質形成不同類型的細胞壁。植物細胞堅韌的細胞壁賦予細胞強度，保護細胞免受機械損傷以及病原體感染。此外，細胞壁還具有滲透屏障作用。

植物細胞壁也是由細胞分泌的，主要成分是多糖，包括纖維素、半纖維素和果膠質、伸展蛋白、木質素等。

練習：

1.下圖表示細胞膜的亞顯微結構模式圖，請據圖回答下面的問題。

細胞膜的外側是________(M、N)側，判斷的依據是___________。

2.細胞膜上的糖蛋白具有識別作用,體現了細胞膜的___________________功能。

答案：

1.M,M側有多糖與蛋白質形成的糖蛋白，糖蛋白位於細胞膜外側

2.進行細胞間信息交流