水溶性有机物与细胞膜的结合作用
细胞膜的结构与功能(含解析))
课时作业(十)[学业水平层次(A)]1．科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。
其主要成分是()A．无机盐、蛋白质B．蛋白质、糖类C．脂肪、蛋白质D．磷脂、蛋白质【解析】哺乳动物的成熟红细胞无核，无各种细胞器。
吸水涨破后，去除溶出细胞外的物质，剩下的结构为细胞膜。
细胞膜的主要成分为蛋白质和磷脂。
【答案】 D2．实验证明：细胞膜上磷脂基团的极性头部都浸入水中，推测头部在膜上的位置()A．全部在膜的外侧B．全部在膜的内侧C．既在膜的外侧，又在膜内侧D．不确定【解析】细胞膜具有磷脂双分子层，外层头部在膜外侧，内层头部在膜内侧。
【答案】 C3．(2015·洛川高一测试)细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的() A．磷脂含量B．蛋白质的种类和数量C．糖的种类D．水含量【解析】蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
【答案】 B4．若将细胞膜的磷脂分子提取后放入盛水的容器中，磷脂分子的稳定分布方式为图中()【解析】磷脂分子头部亲水，尾部疏水。
【答案】 B5．(2015·鹤岗高一检测)一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。
在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。
这类被镶嵌进去的物质很可能含有()A．磷脂和蛋白质B．胆固醇和蛋白质C．胆固醇和多糖D．多糖和蛋白质【解析】细胞膜的糖蛋白具有分子识别功能。
【答案】 D6．下图表示细胞膜的结构模型示意图，请据图回答。
(1)图中[B]________的组成单位是________。
构成细胞膜基本支架的结构是[]________。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[]________。
(3)吞噬细胞吞噬病菌的过程体现了细胞膜具有________的特点。
细胞质膜的功能
细胞质膜的功能细胞质膜的功能1、支撑生命：细胞膜能确保细胞的空间结构和安定的环境，以支撑有机生命的存在。
2、存放和交换物质：由细胞膜分隔的内部和外部环境，允许及控制物质、能量和热源到细胞内部或外部的交换。
3、细胞膜液体管理：细胞膜具有液体管理能力，可以控制细胞内部和外部的液体湿度。
4、活性物质筛选：细胞膜的分子吸附技术可以调节活性物质的选择性，使细胞保持内外环境的平衡。
5、膜脂抑制技术：细胞膜的膜脂可以有效抑制可溶性的物质，比如乙醇和乙酰水溶性磷脂，防止吸收和传输太多物质。
6、制备和传输信号：细胞膜具有特定分子受体，可以从外界接受信号，从而制备和传输有用的信号给细胞内部。
7、功能diversification：细胞膜的分子结构是多样的，比如磷脂分子、膜蛋白、糖蛋白和糖原分子等，他们与每个细胞内部不同的环境相互作用，从而构成不同细胞的不同功能。
细胞质膜是细胞最外层的一道建筑，支撑着生命的一切，它的功能十分多重和复杂，同时也是细胞信号传导的场所。
首先，细胞质膜是保护细胞的壁垒，它能确保细胞的空间结构和安定的环境，以支撑有机生命的存在。
而且，由细胞膜分隔的内部和外部环境，也可以有效地存放和交换物质、能量和热源到细胞内部或外部，并且拥有液体管理能力，因此可以控制细胞内部和外部的液体湿度。
此外，还具有活性物质筛选的能力，可以通过细胞膜的分子吸附技术调节活性物质的选择性，使细胞保持内外环境的平衡。
一般来说，膜脂技术也可以有效抑制可溶性的物质，比如乙醇和乙酰水溶性磷脂，从而避免吸收和传输太多物质。
而且，细胞膜具有特定分子受体，它可以传达从外部获得的信号，从而制备和传达有用的信号给细胞内部。
细胞膜同时还是多功能性的，由其分子结构所构成的特殊结构，如磷脂分子、膜蛋白、糖蛋白和糖原分子，可以有效地控制细胞内外环境的平衡，从而实现细胞的功能多样化。
总之，细胞质膜的功能十分多重，它是细胞的内外环境的一道桥梁，可以保护细胞的安全，同时也是信号传导的最重要的场所，是生物进化和发展过程中不可或缺的一环。
高三生物知识点：细胞的结构和功能
高三生物知识点：细胞的结构和功能细胞是生命的基本单位，理解细胞的结构和功能对于学习生物学至关重要。
以下是细胞结构和功能的高三生物知识点。
1. 细胞膜细胞膜是细胞的外层结构，由磷脂双层和蛋白质组成。
它具有选择性透过性，可以控制物质的进出。
细胞膜的主要功能包括保护细胞、维持细胞内外环境的稳定、物质交换和信号传递。
2. 细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的区域，包含细胞器和细胞基质。
细胞质基质是透明的胶状物质，其中含有水、离子、营养物质、酶和细胞器。
细胞质内的细胞器包括线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、中心体和核糖体等。
3. 线粒体线粒体是细胞的“能量工厂”，主要负责产生能量。
它通过呼吸作用将有机物氧化，释放能量，生成ATP。
线粒体具有双层膜，内含基质和呼吸链酶。
线粒体的功能对于细胞的生存和代谢至关重要。
4. 内质网内质网是细胞内的膜系统，分为粗糙内质网和光滑内质网。
粗糙内质网表面附着有大量核糖体，主要负责蛋白质的合成。
光滑内质网则不附着核糖体，参与脂质合成、代谢和钙离子的调控。
内质网对于细胞的功能和代谢具有重要意义。
5. 高尔基体高尔基体是细胞内的“快递站”，负责对蛋白质进行加工、分类和包装。
它由一系列扁平膜囊组成，分为初级囊泡、次级囊泡和运输囊泡。
高尔基体的功能对于细胞分泌、吞噬和物质运输至关重要。
6. 溶酶体溶酶体是细胞内的“消化车间”，主要负责分解细胞内的废弃物、病原体和损伤的细胞器。
它含有多种水解酶，具有强大的消化能力。
溶酶体的功能对于维持细胞内环境的稳定和细胞生存至关重要。
7. 中心体中心体是细胞内的“指挥棒”，主要参与细胞分裂过程中的染色体分离和细胞质分裂。
它由两个互相垂直的中心粒和周围物质组成。
中心体的功能对于细胞分裂和生长具有重要意义。
8. 核糖体核糖体是细胞内的“蛋白质工厂”，主要负责蛋白质的合成。
它由RNA和蛋白质组成，分为附着核糖体和游离核糖体。
核糖体的功能对于细胞的代谢和生长至关重要。
细胞膜的作用及原理
细胞膜的作用及原理
细胞膜是细胞内外界限的边界，具有以下主要作用和原理：
1. 细胞膜作为选择性通透性的屏障：细胞膜通过调节物质的进出，实现对细胞内外环境的有效分隔。
细胞膜上的脂质双层可以阻止大部分水溶性和极性物质的自由通过，只允许一些特定的物质通过膜蛋白通道或运输蛋白进行选择性传输。
2. 细胞膜参与细胞信号传导：细胞膜上的受体蛋白可以感受外界刺激，并将这些刺激转化为细胞内信号，通过细胞膜内部的信号转导分子，触发细胞内的反应和调控。
这种细胞膜的信号转导机制在细胞生长、分化、凋亡等生理过程中起着重要作用。
3. 细胞膜维持细胞形态稳定：细胞膜的柔韧性和弹性可以使细胞变形、伸展和分裂，并保持细胞形态的稳定。
细胞膜上的膜蛋白和细胞骨架相互作用，通过细胞内的运输和排列，维持细胞的形状和结构。
4. 细胞膜参与细胞黏附和交流：细胞膜上的黏附蛋白可以将细胞与其他细胞或基质连接在一起，形成组织和器官。
细胞膜上的通道蛋白可以实现细胞间的物质交换和电化学信号传递，促进细胞间的交流与合作。
细胞膜的原理主要涉及脂质双层和蛋白质的相互作用。
脂质双层由疏水脂质和疏水头基组成，通过疏水性使膜内外的水分相隔离，同时具有跨膜蛋白质的通道和
运输蛋白，使得部分物质可以穿越细胞膜。
膜上的蛋白质可以通过离子、分子的特异性识别和结合，实现对物质的选择性传输、信号转导和互作等功能。
细胞膜的特殊结构和组分赋予其以上功能和原理。
广东省东莞市2023-2024学年高二下学期7月期末考试生物试题含答案
2023~2024学年度第二学期教学质量检查高二生物学说明：本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。
第Ⅰ卷为选择题，共40分；第Ⅱ卷为非选择题，共60分：全卷满分100分。
考试时间为75分钟。
第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题：本题共16小题，共40分。
第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝”描绘出江水中蓝细菌、藻类等生物大量繁殖的景象。
关于蓝细菌的叙述正确的是（）A.细胞膜的成分有脂质和蛋白质B.叶绿体中有藻蓝素和叶绿素C.遗传信息储存在RNA分子中D.分裂过程需要中心体的参与【答案】A【解析】【分析】蓝细菌是原核生物，细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核等，细胞质中只有核糖体一种细胞器，蓝细菌含有的核酸为DNA和RNA，其中DNA为遗传物质。
【详解】A、蓝细菌细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质，还有少量的糖类，A正确；B、蓝细菌不含叶绿体，有藻蓝素和叶绿素能进行光合作用是自养型生物，B错误；C、蓝细菌含有的核酸为DNA和RNA，其中DNA为遗传物质，遗传信息储存在DNA分子中，C错误；D、蓝细菌分裂过程无中心体参与，D错误。
故选A。
2.紫外线能破坏皮肤的胶原蛋白，导致皮肤光老化。
胶原蛋白肽（CP）是胶原蛋白的初步水解产物，可以改善皮肤的健康状况。
相关叙述错误的是（）A.组成CP的基本单位是氨基酸B.CP可与双缩脲试剂发生紫色反应C.紫外线能破坏胶原蛋白空间结构D.胶原蛋白水解可为皮肤补充水分【答案】D【解析】【分析】1、蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物；2、过酸、过碱和高温等均会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性失活。
【详解】A、由题意可知，胶原蛋白肽（CP）的化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，A正确；B、CP含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，B正确；C、紫外线能够直接作用于胶原蛋白，破坏胶原蛋白空间结构，C正确；D、由题意可知，胶原蛋白水解得到胶原蛋白肽（CP）可以改善皮肤的健康状况，不能得出胶原蛋白水解可为皮肤补充水分的结论，D错误。
高中生物新教材必修一同步讲义 第3章 第1节 细胞膜的结构和功能
第1节细胞膜的结构和功能[学习目标] 1.简述细胞膜的功能。
2.体会科学家探索细胞膜结构的过程。
3.简述细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。
一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开(1)对细胞本身的意义：保障细胞内部环境的相对稳定，并成为相对独立的系统。
(2)在进化方面的意义：膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，产生了原始的细胞。
2．控制物质进出细胞3．进行细胞间的信息交流方式实例化学物质(间接交流) 激素随血液可达全身各处，将信息传递给靶细胞直接接触精子和卵细胞之间的识别和结合形成通道高等植物细胞之间的胞间连丝判断正误(1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入()(2)进行细胞间的信息交流都依赖于靶细胞的细胞膜上的受体与信号分子结合()(3)高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换()答案(1)×(2)×(3)√解析(1)细胞膜是细胞的一道屏障，细胞需要的物质可以进入细胞，对细胞有害的物质也有可能进入细胞，细胞膜的控制作用是相对的。
(2)高等植物细胞通过胞间连丝进行细胞间的信息交流，不经过靶细胞的细胞膜上的受体与信号分子结合。
1．如图表示细胞膜的功能模式图。
据图分析，下列说法不正确的是()A．功能①在生命起源过程中具有重要作用B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流答案 B解析功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A正确；功能②表示控制物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜的控制作用是相对的，B错误；功能③表示进行细胞间的信息交流，激素通过与靶细胞的细胞膜上相应物质的识别来调控生命活动，C正确。
2．(2023·云南保山高一期末)如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述错误的是()A．图1内分泌细胞产生的化学物质，随血液运输到全身各处，作用于靶细胞B．图2可表示精子与卵细胞之间的识别C．图中a表示受体，细胞膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道答案 C解析有些细胞间的信息交流可以不经过细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，C错误。
细胞膜的基本功能
细胞膜的基本功能
细胞膜是植物、动物和微生物体内细胞的一部分，也被称为细胞
皮质或生物膜。
它在细胞内担任了许多重要的功能，例如保护细胞内
有机化合物的存储和调节细胞表面的通透性。
细胞膜是由脂质双层形
成的，其中包含有多种有机分子，包括脂类、脂蛋白、卵磷脂、核酸、糖、蛋白质等。
细胞膜的基本功能包括：
1.保护功能：细胞膜可以作为细胞屏障，与外界环境隔开，保护
细胞不受外部环境的损害，使细胞内的蛋白质、核酸、糖等有机化合
物得以存储和保护；
2.调节通透性：细胞膜可以调节内外之间的通透性，它有着选择
性的通透性，只有特定的物质才能通过它，这种选择性的功能可以防
止有害物质侵入细胞，调节细胞表面的通透性，从而保证细胞内有机
分子的运输；
3.参与细胞间传导：细胞膜是一种有机结构，可以参与相邻细胞
之间的交流，通过调节细胞间的电位变化实现细胞间的传导，这是神
经系统信号传导的重要条件；
4.参与细胞内信号转导
：在细胞膜上存在许多参与调节信号转导的受体，受体可以接收和传
递细胞外的刺激，从而触发信号转导，调节内部的代谢过程；
5.参与体内内外平衡：细胞膜承担着保持体内外环境平衡的重要
职责，它可以调节有机物在细胞内外的流动，从而维持体内各种物质
的平衡，保护细胞内环境的稳定。
可以看出，细胞膜的基本功能非常复杂，它既可以保护细胞内的
有机物，又能调节细胞表面的通透性，参与神经信号的传导，并参与
细胞内外的环境平衡。
细胞膜是细胞生命活动的重要基础，对人类的
健康和免疫系统的功能都有着重要的作用。
细胞膜的功能将细胞与外界环境分隔开的实例
细胞膜的功能将细胞与外界环境分隔开细胞膜是细胞内部与外部环境之间的重要隔离屏障，它具有多种功能，包括细胞的保护、物质的运输、信号传递和细胞识别等。
本文将详细介绍细胞膜的功能及其在细胞与外界环境分隔中的作用。
1. 细胞膜的结构细胞膜是由脂质双层构成的，其中包含了各种蛋白质和其他生物分子。
脂质双层主要由磷脂分子组成，这些分子具有亲水头部和疏水尾部。
细胞膜中的蛋白质可以分为两类：固定蛋白质和浮游蛋白质。
固定蛋白质嵌入在脂质双层中，起到结构支持和信号传递的作用；浮游蛋白质则可以在细胞膜上自由移动，参与细胞识别和物质运输等过程。
2. 细胞膜的保护功能细胞膜作为细胞内部与外部环境之间的隔离屏障，起到了保护细胞内部结构和维持稳定环境的作用。
细胞膜可以阻止大多数溶质和溶质在细胞内外之间的自由扩散，从而维持了细胞内外的浓度差。
此外，细胞膜还可以阻止有害物质和微生物的进入，保护细胞免受外界环境的侵害。
3. 细胞膜的物质运输功能细胞膜具有选择性通透性，可以通过各种方式调节物质的进出。
主要的物质运输方式包括主动转运、被动扩散和细胞吞噬等。
3.1 主动转运主动转运是指细胞膜通过使用能量将物质从低浓度区域转移到高浓度区域。
这个过程需要依赖特定的转运蛋白和能量来源（如三磷酸腺苷）。
主动转运可以实现对物质浓度的调控，使细胞内外浓度保持动态平衡。
3.2 被动扩散被动扩散是指物质在浓度梯度的驱动下通过细胞膜自由扩散的过程。
这种扩散方式不需要能量消耗，只取决于物质的浓度差异。
细胞膜中的脂质双层具有疏水性，可以阻止水溶性物质自由通过，但能够容许脂溶性物质的自由扩散。
3.3 细胞吞噬细胞膜还可以通过细胞吞噬的方式摄取大颗粒物质。
当细胞膜周围的固定蛋白质识别到外界的颗粒物质时，会引发细胞膜的弯曲和包裹，形成一个小囊泡。
随后，这个囊泡会与胞质中的溶酶体融合，将颗粒物质降解。
4. 细胞膜的信号传递功能细胞膜上的蛋白质可以通过与外界分子的结合来传递信号。
高中生物第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能1教案1
第1节细胞膜的结构和功能“细胞膜的结构和功能"是生物必修一第3章“细胞的基本结构”的第一节内容.本节课的教学内容是在学习了细胞的化学组成的基础上进行的，主要包括细胞膜的功能、细胞膜的物质组成、细胞膜的探究历程、流动镶嵌模型等内容,这有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。
生命观念:说出细胞膜的结构与功能。
科学思维：理解细胞膜的结构与功能的适应性.科学探究：通过模拟实验,探究膜的透性.社会责任：认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践以及对科学的热爱.1．细胞膜的主要功能;2．流动镶嵌模型的基本内容;3．领悟科学研究的过程与方法。
PPT展示相关图片,引出问题：细胞中有无细胞膜的存在？材料: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。
结论：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（质膜）。
一、细胞膜的功能1、将细胞与外界坏境分隔开人们普遍认为生命起源于原始的海洋，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用,演化出原始的生命。
在原始海洋这盆稀薄的热汤中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的秕，保障了细胞内部环境的相对稳定。
实验分析:实验一:取A、B两个烧杯，分别加入等体积的清水和沸水，然后将新鲜的紫色苋菜叶分别浸入A、B两个烧杯中，观察颜色的变化。
实验二:取数量相等的玉米粒两份，为A、B两组，将B组玉米粒煮熟，然后分别加入红墨水,几分钟后用缓水流冲洗两组玉米粒。
思考:实验一中B烧杯的水为什么变成紫红色？而A烧杯颜色不变？实验二中B组玉米粒为什么被染成红色,而A组的颜色不变？你能根据实验现象推测细胞膜的功能吗？2、控制物质进出细胞“染色排除法"利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理.台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。
高考生物之易混名词区分（上）
高考生物之易混名词区分（上）1. 原生质层与原生质、细胞质的区别原生质是指细胞内的所有生活物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核等。
细胞质是指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
原生质层是指成熟的植物细胞中，细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质合在一起的一层半透膜。
质壁分离指的是原生质层与细胞壁分离，而不是细胞质与细胞壁分离或原生质与细胞壁分离。
原生质：是生命的物质基础，是由蛋白质、核酸、脂类等生物大分子相互作用而形成。
从结构上说，原生质是细胞内的全部生命物质，它又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分，但不包括细胞壁，因为细胞壁不具有生物活性。
可以说：一个动物细胞就是一小团原生质。
原生质层：是原生质的一部分，主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。
原生质层相当于一层半透膜，把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来。
在两侧的溶液具有浓度差时，成熟的植物细胞的细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。
原生质体：指除去了细胞壁的植物细胞或菌体，一般可通过专一性的酶（纤维素酶、溶菌酶）破坏细胞壁或通过青霉素阻止细胞壁的正常合成而获得。
在生物化学、代谢功能等方面，原生质体与完整的细胞相似，而且具有完整细胞的许多酶系统，因此常用来进行生理生化方面的某些研究。
同时，通过原生质体的融合而进行的体细胞杂交，为杂交育种提供了新的线索。
植物体细胞杂交的过程，实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程，它有助于克服远源杂交不亲的障碍、有助于培育作物新品种，如科学家将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植物体。
2. 吸胀吸水与渗透吸水的区别吸胀吸水是未成熟植物细胞的吸水方式，是靠细胞内的亲水物质如纤维素、淀粉、蛋白质等吸收的，分生区、形成层和干种子细胞主要靠吸胀吸水。
而成熟的植物细胞可吸胀吸水，但主要靠渗透吸水。
3. 呼吸作用与呼吸的区别呼吸作用是发生在每一个活细胞中的有机物氧化分解、释放能量并生成高能化合物ATP的过程。
3.1细胞膜的结构和功能++教学设计+2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1
教学设计课题名称：细胞膜的结构和功能教材版本：人教版必修一课型：新授课教学设计——细胞膜的结构和功能1概念分析本节课是高中生物学新课改生物学必修1《分子与细胞》第三章第一节的教学内容。
本节课安排在糖类、脂质和蛋白质等有机化合物之后，又是细胞的基本结构开篇之作，主要包括细胞膜的功能、对细胞膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容三部分。
细胞膜成分、结构和功能的学习有助于学生理解有机物如何构建细胞结构，促使学生初步形成结构与功能相适应的生命观念，同时又是学习生物膜系统、物质进出细胞方式的基石。
知识概括：细胞膜的功能——将细胞与外界环境分割开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。
关于细胞膜的分子结构模型，辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型被大部分人接受。
流动镶嵌模型认为，细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的，其外表面还有糖类分子；细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性。
课标要求：聚焦课标，大概念要求学生认识到“细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
”联系前后：本节课的教学内容是在学习了细胞的化学组成的基础上进行的，主要包括细胞膜的功能、细胞膜的物质组成、细胞膜的探究历程、流动镶嵌模型等内容，这既有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。
地位作用：本节课安排在糖类、脂质和蛋白质等有机化合物之后，又是细胞的基本结构开篇之作，承前启后，并且为学生学习生物膜系统、物质进出细胞方式打下基础。
本节课体现了结构决定功能的生物学特点，在教学中起着至关重要的作用。
本节课运用科学史和模型建构相结合的教学策略，以细胞膜成分与结构的科学探究史为主线，以问题为引领，运用假说、求证等方法，引导学生提出假说、构建模型、修正模型，旨在促进学生主动、合作、探究、可持续的学习，发展学生的生物学学科核心素养，实现生态育人目标。
2学情分析基于必修1前两章的学习和初中相关的知识基础，学生已知道细胞的基本结构、组成细胞的成分和各成分的功能、细胞成分鉴定的一般方法，为本节知识的学习奠定了基础。
植物细胞的结构与功能
植物细胞的结构与功能植物细胞是植物体内最基本的结构单位，是构成植物体的重要组织之一。
它们作为生命体的基本单位，具有特殊的结构和功能，从而使植物能够完成各种生命活动。
本文将深入探讨植物细胞的结构和功能。
一、植物细胞的结构1. 细胞壁植物细胞壁是植物细胞独有的结构，它是由纤维素、半纤维素和鞣质等多种物质组成的。
细胞壁位于细胞质膜的外面，作为细胞的保护层，可以保护细胞免受外部环境的损害。
2. 细胞膜细胞膜是由脂质和蛋白质组成，是一层薄膜，是植物细胞中最外层的结构。
细胞膜起到分隔细胞内外环境的作用，能够控制植物细胞的物质交换，是植物细胞的重要保护层之一。
3. 液泡液泡是植物细胞中特有的一种结构，是由液泡膜包裹的质体。
液泡膜含有多种蛋白质，能够将各种物质转运到液泡内部，液泡内含有各种有机物和无机盐，是维持植物细胞生存所必须的结构之一。
4. 叶绿体叶绿体是植物细胞中能够进行光合作用的一个特殊细胞器，是由一层双膜组成的。
叶绿体中含有叶绿素和其他色素，这些物质能够吸收太阳能，并将其转化为植物细胞可利用的化学能。
5. 线粒体线粒体是植物细胞中有机物的细胞呼吸器官，它是由一层双膜组成的。
线粒体内含有多种酶类，能够将食物分解转化为能量，提供给植物细胞进行各种代谢活动所需的能量。
6. 内质网内质网是由一组膜层组成的网络结构，内含许多酶类和蛋白质。
内质网有两种类型：粗面内质网和平滑内质网。
粗面内质网上附有许多核糖体，是蛋白质合成的重要场所，平滑内质网则主要参与到细胞物质运输和合成等活动中。
二、植物细胞的功能1. 合成和储存有机物植物细胞通过光合作用，能够将光能转化为有机物，并通过各种途径将这些有机物运送到不同的细胞器官中进行储存和利用。
植物细胞的叶绿体和线粒体都是参与有机物的合成和储存的重要细胞器官。
2. 维持细胞形态植物细胞具有较为明显的细胞形态，这主要得益于细胞壁和液泡这两个结构。
细胞壁具有一定的储存能力，能够保持细胞的形态和结构，液泡则能够在细胞内部制造所需物质，从而增大细胞体积和形态。
细胞膜对物质的选择性通透性
细胞膜对物质的选择性通透性细胞膜是细胞的外层保护膜，它不仅具有物理隔离的功能，还能通过选择性通透性控制物质的进出。
这种选择性通透性是细胞膜的重要特性之一，对于维持细胞内外环境的稳定性和正常生理功能的发挥至关重要。
细胞膜的选择性通透性是通过细胞膜上的蛋白通道实现的。
细胞膜上存在着各种不同类型的蛋白通道，包括离子通道、载体蛋白和受体蛋白等。
这些蛋白通道能够选择性地允许特定的物质通过，而阻止其他物质的进出。
离子通道是细胞膜上最常见的蛋白通道之一。
细胞内外的离子浓度差异是维持细胞内外环境稳定的重要因素之一。
细胞膜上的离子通道能够选择性地允许特定的离子通过，以维持细胞内外离子浓度的平衡。
例如，钠离子通道和钾离子通道能够控制钠离子和钾离子的进出，从而维持细胞内外的电位差和神经传递的正常功能。
除了离子通道，细胞膜上还存在着各种载体蛋白。
这些载体蛋白能够与特定的物质结合，并将其运输过细胞膜。
这种运输方式被称为主动转运和被动转运。
主动转运是指通过耗费能量的方式将物质从低浓度区域转运到高浓度区域，以维持细胞内外浓度差异。
被动转运则是指物质在浓度梯度的驱动下自发地通过载体蛋白进出细胞。
受体蛋白是细胞膜上另一类重要的蛋白通道。
受体蛋白能够与特定的信号分子结合，并触发细胞内的信号转导通路。
这些信号分子可以是激素、神经递质或细胞外信号分子等。
通过受体蛋白的结合和激活，细胞能够对外部环境的变化做出相应的调节和适应。
细胞膜的选择性通透性不仅仅是通过蛋白通道实现的，脂质双层结构也起到了重要作用。
细胞膜主要由磷脂分子组成，这些磷脂分子具有疏水性的疏水尾部和亲水性的亲水头部。
这种结构使得细胞膜具有半透性，能够阻止水溶性物质的自由通过。
同时，细胞膜上还存在着一些脂质微区，如胆固醇和脂类组织，它们能够调节细胞膜的流动性和稳定性，从而影响细胞膜的通透性。
细胞膜的选择性通透性在维持细胞内外环境的稳定性方面起着重要作用。
通过选择性通透性，细胞能够控制物质的进出，调节细胞内外的浓度差异，并对外部环境的变化做出适应。
细胞膜流动性的生理意义
细胞膜流动性的生理意义
人体的细胞膜具有调节细胞的流动性，这是保护细胞免受外界有害物质的关键抗敌作用。
在此基础上，本文将讨论细胞膜流动性的生理意义。
细胞膜流动性是细胞内物质运输及细胞信号传导所要求的重要
特性。
细胞膜由水溶性脂类构成，这种结构使得细胞膜具有较高的流动性。
它促进细胞内的物质的相互交换，并影响细胞信号传导。
这种流动性使得物质可以沿着膜渗透或通过膜跨越，能够有效地传导信号，调节细胞凋亡和细胞命运，从而有效调节细胞的生物学功能，维持细胞的生命活动和活性。
此外，细胞膜流动性还可以抵御外界环境改变，防止细胞损伤。
细胞膜结构发生变化，改变了细胞内外膜的分布、孔径大小和流动性，从而抵御外界有害物质对细胞的侵害。
此外，细胞膜的流动性还可以有效地抗炎，促进修复细胞损伤和调节免疫应答。
除了上述流动性的生理意义，细胞膜的结构也可以影响细胞的功能。
细胞膜的膜蛋白链与脂类结合形成膜蛋白脂复合物，从而影响膜的完整性及其壁的结构。
它们可以把细胞内外的物质分离，抑制有害物质对细胞的侵害，有效地抗炎及调节细胞功能。
总之，细胞膜的流动性具有重要的生理意义，它保护细胞免受外界有害物质的侵害，促进细胞内物质的交换，并影响细胞信号传导，调节细胞的生物学功能，维持细胞的生命活动和活性。
同时，细胞膜的结构也可以影响细胞的功能，保护细胞不受有害物质的侵害，调节
免疫应答和抗炎反应。
因此，研究细胞膜流动性及其结构对于细胞功能的调控具有重要意义。
细胞质基质的成分及功能
细胞质基质的成分及功能细胞质基质是细胞质中除了细胞器以外的所有物质的总称。
它是由水、有机物质和无机物质组成的胶状物质，填充在细胞膜和细胞器之间。
细胞质基质在维持细胞形态、运输物质、储存物质、调节细胞内环境等方面发挥着重要的功能。
细胞质基质的主要成分是水。
水是细胞质基质中最主要的成分，它占据了细胞质基质的大部分体积。
水在细胞内起着溶解物质、稀释物质、调节渗透压、维持细胞形态和运输物质等重要作用。
除了水以外，细胞质基质还含有各种有机物质。
有机物质包括蛋白质、碳水化合物、核酸和脂类等。
蛋白质是细胞质基质中最丰富的有机物质，它们参与了细胞的结构形成、酶的合成和催化反应等重要功能。
碳水化合物主要以多糖形式存在，它们在细胞内起着能量储存、结构支持和细胞识别等作用。
核酸包括DNA和RNA，它们是细胞遗传信息的携带者，参与了蛋白质的合成和细胞遗传的传递。
脂类是细胞质基质中的脂质成分，它们在细胞膜的组成和细胞内信号传导中起着重要作用。
细胞质基质还含有各种无机物质。
无机物质包括水溶性离子、金属离子和无机盐等。
水溶性离子包括钾离子、钠离子、氯离子等，它们维持了细胞内外的电荷平衡和渗透压平衡。
金属离子如镁离子、钙离子等参与了细胞内的酶活性和信号传导。
无机盐包括磷酸盐、硫酸盐等，它们是细胞内的重要离子交换物质，参与了细胞内的能量代谢和酶的催化反应。
细胞质基质的功能主要包括维持细胞形态、运输物质、储存物质和调节细胞内环境等。
首先，细胞质基质可以填充在细胞器之间，维持了细胞的整体形态和结构。
其次，细胞质基质通过胶状特性可以运输物质，使得细胞内各种物质可以顺利交流和传递。
再次，细胞质基质可以储存物质，包括能量储存和物质储存，提供了细胞内的储备资源。
最后，细胞质基质还可以调节细胞内环境，包括维持适宜的渗透压、酸碱平衡和离子浓度等，为细胞内各种代谢和反应提供了合适的环境。
细胞质基质是细胞质中除了细胞器以外的所有物质的总称。
它由水、有机物质和无机物质组成，承担着维持细胞形态、运输物质、储存物质和调节细胞内环境等重要功能。
高中生物第一册 2021-2022学年上学期高一期中备考精编金卷 生物(B卷) (含答案)
（新教材）2021-2022学年上学期高一第一次月考备考金卷生 物 （B ）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列关于生命系统的结构层次说法正确的是（ ） A ．所有生物的生命活动都必须依靠细胞来完成 B ．病毒没有细胞结构，故它的生命活动与细胞无关C ．生命系统中除了植物不具有系统层次外，各生物体均具有多种组织和系统D ．生命系统层层相依，各生物具有相同的组成、结构和功能 【答案】A【解析】各种生物的生命活动都是在细胞内或细胞的参与下完成，A 正确；病毒没有细胞结构，不能独立生存，只有寄生在活细胞中才能进行正常的生命活动，因此病毒的生命活动离不开细胞，B 错误；并不是所有生物体均有多种组织和系统，如植物没有系统，单细胞生物没有组织和系统，C 错误；生命系统层层相依，不同生物的结构和功能不同，D 错误。
2．下列关于蓝细菌与酵母菌细胞的叙述中，不正确的是（ ） A ．蓝细菌和酵母菌细胞中都含有核糖体 B ．二者最大的区别是蓝细菌没有成形的细胞核 C ．发菜、颤藻、念珠藻都属于蓝细菌D ．蓝细菌的叶绿体中含藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用；而酵母菌则不能 【答案】D【解析】原核生物和真核生物都含有核糖体，A 正确；蓝细菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，原核细胞和真核细胞最大的区别是原核细胞没有成形的细胞核，B 正确；发菜、颤藻、念珠藻都属于蓝细菌，C 正确；蓝细菌不含叶绿体，D 错误。
细胞膜组成和功能
细胞膜组成和功能(一)细胞膜组成细胞膜又称质膜是细胞的重要组成部分,包围在细胞质的外面,为一层极薄的膜。
细胞膜在光学显微镜下不易分辨。
用电子显微镜观察,可以知道由蛋白质分子和磷脂双层分子组成的,膜的分子结构是由两层磷脂分子和嵌入其中的蛋白质构成,每一个磷脂分子的一端为亲水极,另一端水极,这种双层磷脂分子就组成了细胞膜的基本结构。
蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子之间或结合在其表面。
这层由蛋白质分子和磷脂双层分子组成的薄膜,水和氧气等小分子物质能够自由通过,而某些离子和大分子物质则不能自由通过,因此,它除了起着保护细胞内部的作用以外,还具有控制物质进出细胞的作用:既不让有用物质任意地渗出细胞,也不让有害物质轻易地进入细胞。
即保持细胞形态结构的完整。
这些磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,可以说,细胞膜具有一定的流动性。
细胞膜的这种结构特点,对于它完成各种生理功能是非常重要的。
(二)、细胞膜的基本结构:1、膜脂:磷脂、胆固醇、糖脂,每个动物细胞质膜上约有109个脂分子,即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。
2、膜蛋白:细胞膜蛋白质(包括酶)膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合:分内在蛋白和外在蛋白两种。
内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合,两端带有极性,贯穿膜的内外;外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上,或结合在磷脂分子的亲水头上。
如载体、特异受体、酶、表面抗原。
占20%~30%的表面蛋白质(外周蛋白质)以带电的氨基酸或基团——极性基团与膜两侧的脂质结合;占70%~80%的结合蛋白质(内在蛋白质)通过一个或几个疏水的α-螺旋(20~30个疏水氨基酸吸收而形成,每圈3.6个氨基酸残基,相当于膜厚度。
相邻的α-螺旋以膜内、外两侧直链肽连接)即膜内疏水羟基与脂质分子结合。
理论上,镶嵌在脂质层中的蛋白质是可以横向漂浮移位的,因而该是随机分布的;可实际存在着的有区域性的分布;以实现其特殊的功能:细胞与环境的物质、能量和信息交换等。
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点细胞膜是细胞的外包膜，具有选择性通透性，能够控制物质的进出。
细胞膜的物质转运功能是指它通过不同的转运机制，将物质从细胞外转运到细胞内或从细胞内转运到细胞外。
细胞膜的转运对象主要包括水分子、离子和有机物等。
水分子是细胞内外的重要溶剂，细胞需要通过细胞膜控制水分子的进出，以维持细胞内外的渗透平衡。
离子是细胞内外的重要信号分子和生理活性物质，细胞膜可以通过离子通道和载体蛋白等方式调节离子的进出，以维持细胞内外的电化学平衡。
有机物包括葡萄糖、氨基酸等，细胞膜通过运输蛋白调节有机物的进出，以提供细胞内所需的营养物质。
细胞膜的物质转运具有以下几个特点：1. 选择性通透性：细胞膜具有选择性通透性，可以选择性地允许某些物质通过，而阻止其他物质的进出。
这是通过细胞膜上的不同转运蛋白实现的，不同的转运蛋白对不同的物质具有不同的选择性。
2. 主动转运和被动扩散：细胞膜的物质转运可以分为主动转运和被动扩散两种方式。
主动转运是指物质在细胞膜上消耗能量，逆浓度梯度移动，从低浓度向高浓度移动。
被动扩散是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度向低浓度移动。
3. 转运速率和饱和度：细胞膜的物质转运速率受限于转运蛋白的数量和活性。
当转运蛋白饱和时，即转运速率达到最大值时，进一步增加物质浓度不会增加转运速率。
4. 转运方式多样：细胞膜的物质转运可以通过多种方式进行。
例如，通过通道蛋白的开放和关闭调节离子的进出；通过载体蛋白将物质结合并跨过细胞膜；通过胞吞作用或胞吐作用将大分子物质转运进出细胞膜。
5. 转运调节：细胞膜的物质转运可以受到多种因素的调节。
例如，细胞内的信号分子可以调节转运蛋白的活性和数量；细胞膜上的受体可以与外界信号分子结合，从而改变细胞膜的通透性。
细胞膜的物质转运对细胞的生存和功能具有重要意义。
它可以控制细胞内外物质的平衡，维持细胞内环境的稳定；它可以调节细胞的代谢活动，提供细胞所需的营养物质；它还可以参与细胞的信号传导，调节细胞的生长和分化。
溶于有机相物和溶于水的物质反应
溶于有机相物和溶于水的物质反应
当有机相物和水中的物质相互作用时，常常会发生一系列反应，产生新的化合物或改变原有物质的性质。
这些反应既可以是化学反应，也可以是物理性质的改变。
有机相物是指在有机溶剂中具有溶解性的物质，如醇、酮、醚等。
水是一种极性溶剂，与有机相物相比较，具有较强的极性。
因此，有机相物和水中的物质发生反应时，常常是两种不同性质的物质之间的相互作用。
以溶解性为例，当有机溶剂中的物质溶解于水中时，常常会发生溶解反应。
有机溶剂中的溶质分子与水分子之间会发生相互作用，形成水合物或离子。
这种相互作用可以改变物质的溶解度，使溶解度增大或减小。
有机相物和水中的物质还可以发生化学反应。
例如，醇和水反应时，醇分子中的羟基与水分子中的氢氧根离子发生酸碱中和反应，生成水和醇的相应盐。
这种反应在生物体内常常发生，起到调节酸碱平衡的作用。
有机相物和水中的物质还可以发生氧化还原反应。
当有机物中的氧原子与水中的氢原子发生氧化还原反应时，常常会产生能量释放和化学键的断裂。
这种反应在许多生物体内常常发生，如呼吸作用中的氧化还原反应。
溶于有机相物和溶于水的物质反应是一种常见的物质相互作用现象。
这种反应既可以是化学反应，也可以是物理性质的改变。
通过这种反应，可以产生新的化合物，改变原有物质的性质，甚至在生物体内起到调节酸碱平衡和能量释放的作用。
这种反应的发生不仅对于化学研究具有重要意义，也对于生物学和医学研究具有重要意义。
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ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．’ｎｌｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｔｈｅ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ａｎｄ Ｔｅｍｋｉｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ｉｎ ｏｎｌｙ ｍｏｎｏｌａｙ－
ｅｒｓ．ｎｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．ｐＨ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．ｒｎ地
收，仅ＤＡＢ有吸收，通过换算为５４６ ｎｍ下的吸光度后，
校正得到ＲＢ在５４６ｎｌｌｉ波长处的光吸收值，即可计算出 ＲＢ在５４６ｎｌｎ下吸光度，进而计算ＲＢ浓度．同理，由图
２ Ｂ．１，Ｂ一２可知，ＤＡＢ水溶液吸收光谱峰位于ＡＩ＝５４６
ｎｍ，而ＲＥ｝水溶液吸收光谱峰位于如＝５５４ ｎｉｉｌ，因此， 选择５５４ ｎｍ为ＲＢ水溶液测量波长。两种物质在水及乙 醇介质中标准曲线见表１． ２－２有机物与卵磷脂作用
ｈ ＤＡＢ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；２：ＲＩＢ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；３：ｔｈｅ ＤＡＢ—ＲＢ ｍｉｘｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；４：Ｃｕｒｖｅ １
ｐｌｕｓｃｕｒｖｅ２
衰１ ＤＡＢ，ＲＢ在水、乙醇介质中标准曲线
ａｎｄ髓ｉｎ Ｔａｂｌｅ １ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｈｉｖｅｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＡＢ
ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ
有机物！竺唑测旦！篓：生氅２检测婴波长７分散介质 回归线性方程
ＤＡＢ ６．０～４００
５４６
水 Ａ－－－－０．０１４９ＣＬ０－－０．００４８
ＤＡＢ ６。０～４００ ５４６
乙醇 Ａ＝０．０１６１ＣＬＯ＋０．００９８
ＲＢ
６．０～４００
５５４
水 Ａ＝０．０１５５ＣＬＯ＋０．０２４４
万方数据
馏水１０００ ｍＬ，１２１℃灭菌１５ ｍｉｎ．实验菌种选择大肠杆 菌（由同济大学环境学院环境微生物教研室提供）．
１．２实验方法 １．２．１ ＳＰＭ吸附
分别取一定量的ＤＡＢ，ＲＢ溶液与２００皿ＳＰＭ液按 照一定比例混合，定容到５ ｍＬ，放置３０ ｍｉｎ，将反应平 衡液置于离心管。以转速１００００ ｒ／ｍｉｎ离心２０ ｍｉｎ．分别 在５４６ ｎｉｌｌ（ＤＡＢ），５５４ ｎｍ（ＲＢ）下测定上清液吸光度，计 算有机物游离态浓度（ｃＬ）．向离心沉淀物中加入２．５ ｍＬ 无水乙醇，超声混合完全溶解后，在５４６ ｎｍ（ＤＡＢ），５４５ ｎｌｉｌ（ＲＢ）处测定溶液吸光度，计算磷脂结合有机物量
２ 结果与讨论
２．１ 吸收光谱及测定方法
ＤＡＢ呈长柱形（图１），分子较大，在水溶液中带有
两个负电荷；ＲＢ呈类球形，在水溶液中以阳离子形式存
在．由其在乙醇溶液吸收光谱Ａ．１，Ａ－２（图２）可见，ＤＡＢ
和ＲＢ吸收峰均位于５４６ ｎｎｌ，因此，选择此波长Ａｌ＝５４６ ｎｉｎ为其测量波长．由混合液吸收光谱Ａ．３与两种染料 物理性叠加光谱Ａ一４比较，二者形状相同，且没有交叉 点，表明两种物质混合后不发生分子间作用．为了准确 计算混合有机物在反应体系中各物质的分别吸附，选择 ４２＝６０５ ｎｍ作为校正波长．由Ａ．２可见，此时ＲＢ无吸
ＲＢ
６．０～４００
５４６
乙醇 Ａ＝０．０１６３ｃｔＤ＋０．０１６４
于胶束ＳＰＭ（如图３一１）．它是细胞膜构成的主要成分，中 性小分子或疏水性物质可以通过磷脂双层进入细胞质． 当有机物与细胞接触后会通过细胞壁【６】到达细胞膜，与 膜磷脂层及膜蛋白发生界面接触．通过体外ＳＰＭ作用 试验分离测定，分析揭示作用机理，以便为细胞结合作 用研究奠定理论基础．
２００８年第６６卷 第５期，５８１～５８６
·研究论文·
化学学报
ＡＣＴＡ ＣＨＩ ＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖ０１．６６，２００８ Ｎｏ．５，５８１～５８６
水溶性有机物与细胞膜的结合作用
李璐 吴玲玲 郜洪文术 潘琦 李硕
（同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海２０００９２）
摘要 以二氨基蓝３Ｒ（ＤＡＢ）和玫瑰红Ｂ（ＲＢ）两种离子型有机物为探针，研究了其与体外单层磷脂膜（ＳＰＭ）和大肠杆菌 之间的相互作用，结合作用符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｔｅｍｋｉｎ等温化学吸附方程．考察了ｐＨ、离子强度和温度对吸附作用的影 响，分析了ＤＡＢ，ＲＢ与ＳＰＭ和细胞的结合形式、结合键和结合位置．结果表明，ＤＡＢ，ＲＢ与ＳＰＭ和细胞外膜有强烈 的单分子层化学吸附，是自发的放热反应，主要通过电荷对吸引、氢键等非共价键结合在ＳＰＭ和细胞外表面，且绝大
人工合成色素作为特殊的污染物正在引起政府和研究 人员的关注．有色物质进入水体后，不仅影响水体景观 和各种功能，同时也会被吸附在生物体或沉积物上．由 于大部分合成色素由芳香环组成，许多基团可抵御光、 热和氧化剂，生物降解性差【３】，容易在水生生物体中积 累和富集．近年来，有证据显示，～些染料可导致人类 产生过敏、皮炎、致癌和致突变等毒性效应川．有色物
部分ＤＡＢ，ＲＢ积累、滞留在细胞膜壁上．混合作用时，两种有机物存在竞争吸附结合现象．
关键词离子型有机物；单层磷脂膜；细胞膜；大肠杆菌；化学吸附
Ｂｉｎｄｉｎｇ ｏｆ Ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｔｏ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍｅｍｂｒａｎｅ
Ｕ，Ｌｕ ＷＵ，Ｌｉｎｇ—Ｌｉｎｇ ＧＡＯ，Ｈａｎｇ—Ｗｅｎ木ＰＡＮ，Ｑｉ ＬＩ，Ｓｈｕｏ
ｂｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ．ａｎｉｏｎｉｃ ｄｉａｍｉｎｅ ｂｌｕｅ ３Ｒ（ＤＡＢ）ａｎｄ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｒｈｏｄａ－
ｍｉｎｅ Ｂ（ＲＢ）ｔｏ讯ｖｉｔｒｏ ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄｓ ｍｅｍｂｒａｎｅ（ＳＰＭ）ａｎｄ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ（Ｅ ｃｏｌＯ ｓｔｒａｉｎｓ ｗａｓ ｉｎ—
ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
众所周知，有机污染物已经给人类生存带来很严重 的环境问题，揭示其环境迁移、转化和归趋是当今环境 科学研究的热点．有机色素因为特殊的染色功能常常被 用于纺织品染料、食品和化妆品添加剂等。为人们的生 活带来了丰富多彩．全世界每年至少消耗约７０万吨各 种染料Ｉｌｌ，其中大规模应用于工业、商业领域的至少有 １００００种，而５％～１０％的色素被排放入环境水体中【２】．
磷脂为双性长链有机物，分散在水介质中形成类似
Ｎｏ．５
李璐等：水溶性有机物与细胞膜的结合作用
５８３
图２ ＤＡＢ和ＲＢ在乙醇（Ａ）和水溶液（Ｂ）中的吸收光谱 ｌ：ＤＡＢ。２：ＲＢ．３：ＤＡＢ与ＲＢ混合溶液，４：１与２吸收光谱的加和 Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ＤＡＢ ａｎｄ ＲＢ ｉｎ ｅｔｈａｎｏｌ（Ａ）ａｎｄ ａｑｕｅｏｕｓ（１３）ｍｅｄｉａ
（ＷＬ，ｍ０１）． １．２．２大肠杆菌吸附
按照文献【７】培养大肠杆菌，达到２４ ｈ生长平衡期， 取５ ｍＬ菌液于离心管中，以８０００ ｒ／ｒａｉｎ离心５ ｒａｉｎ，弃 去上清液，在菌体中加入２．５ ｍＬ ＰＢＳ缓冲液和ＤＡＢ或 ＲＢ溶液，混合均匀后，放置反应１０ ｍｉｎ，以８０００ ｒ／ｍｉｎ 离心５ ｍｉｎ，分别在５４６，５５４ ｎｌｌｌ下测定上清液吸光度， 计算游离的有机物浓度以及菌体结合有机物量（ＷＥ， ｍ０１），细胞膜磷脂量（Ｗｐ，ｍ０１）ＩＵ通过细胞破碎后收集细 胞壁／膜，然后硝化处理后由ＩＣＰ—ＯＥＳ测定【８】．这样有机 物结合数，，＝ＷｄＷｐ．
２．２．１有机物单独作用 通过测定ＳＰＭ．有机物作用后的离心沉淀物中有机
物量以及上清液游离的有机物浓度（ｃＬ），计算有机物结 合数（力．绘制反应体系ｙ－＇－ＣＬ＿１变化曲线如图４Ａ所示． 由曲线Ａ．Ｉ，Ａ一２可见，ｙ－１与吼１有良好的线性关系，因 此ＤＡＢ，ＲＢ与磷脂作用符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附１９１：
’Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｍｓｌ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｏｎ；ｙａｙａｌ １２０＠１６３．ｃｏｍ；Ｔｅｌ．：０２１－６５９８８５９８． Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｊｕｎｅ ７。２００７；ｒｅｖｉｓｅｄ Ａｕｇｕｓｔ ２７，２００７；ａｃｃｅｐｔｅｄ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ６。２００７． 上海市重点基础研究项目（Ｎｏ．ＩＭＪＣｌ４０７２）和国家自然科学基金（Ｎｏ．２０４７７０３０）资助项目．
ＤＡＢ ｂｉｎｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ．ｔｙｐｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ ｏｆ
ａｎｄ ＲＢ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ．１１ｌｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ
ＤＡＢ ａｎｄ Ｉ己Ｂ ｗｉｔｌｌ ＳＰＭ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅＨｓ ａｒｅ ｅｘｏｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｉｄｉｏｐａｔｈｉｃ．ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｕｎｉｏｎ ｏｆ
ＳＯａＮａ
Ａ
Ｓ０３Ｎａ
℃
歹Ｈ３
Ｈ３ｃ，ｊ
Ｌ、ｃＨ３
Ｂ
Ｆｉｇｕｒｅ １
图１ ＤＡＢ（Ａ）和ＲＢ（Ｂ）分子结构 Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ＤＡＢ（Ａ）ａｎｄ ＲＢ（Ｂ）
１ 实验部分
１．１仪器与试剂
Ｌａｍｂｄａ ２５型紫外，可见分光光度计（Ｐｅｒｋｉｎ．Ｅｌｍｅｒ， ＵＳＡ）；２１００ＤＶ型ＩＣＰ－ＯＥＳ（Ｐｅｒｋｉｎ．Ｅｌｍｅｒ，ＵＳＡ）；５０１ＬＢ． ３０Ｔ ＬＥＩＣＡ生物显微镜（德国）；ＴＧＬ－１６Ｃ型高速离心机 （上海安亭科技有限公司）；ＣＨＡ－２型恒温摇床（江苏亿通 有限公司）；ＤＫ－８Ｄ型电热式恒温水浴锅（上海精衡仪器 仪表有限公司）；ｐＨＳ．２５ ｐＨ计（上海精密科学仪器有限 公司）．
ｓｉｄｅｓ．ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｗｈｅｎ ｂｏｔｈ ＤＡＢ ａｎｄ ｌｍ ｅｘｉｓｔｅｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｉｏｎｉｃ ｏｒｇａｎｉｃ－ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ；ｃｅｌｌｕｌａｒ ｍｅｍｂｒａｎｅ；Ｅ ｃｏｌｉ；ｃｈｅｍｉｃａｌ