這兩類物質分別隸屬于親水和疏水物質。這兩類物質應該如何排布?
(1)磷脂分子結構特點:磷脂分子分疏水端和親水端。
如果是一層分子排成一個平面會是什么樣子?(不符合細胞膜內外均為水環境的實際情況,使細胞不能正常進行物質交換。)如果是兩層會是如何排列?理由?
。2)親水的蛋白質與磷脂分子的關系?
根據前面給出的信息判斷:暗層和亮層哪層是脂類物質?哪層是蛋白質類物質?依據?
理解內外兩側暗中央發亮的觀察結果。
由于觀察技術所限,科學家對細胞膜的認識基本上是假說和推測,了解學說和假說的區別。為形象表示細胞膜的結構特點科學家根據假說設計了一些生物模型。其中被廣為接受的是:液態鑲嵌模型——突出液態結構
。1)兩層磷脂分子——基本骨架
(2)蛋白質覆蓋、鑲嵌、貫穿于“骨架”上。
問題:這樣的結構與一般的“膜”有什么重要區別?細胞膜的結構特點對其生理功能會產生什么影響?
親水物質可以充分接近膜,但是不能隨意通過膜!
磷脂分子相互之間不連接,而且分子始終處于運動中——液態流動狀。
磷脂分子中的2分子脂肪酸總有一個是不飽和的鏈,因此脂肪酸長鏈在雙鍵處發生彎折。當分子旋轉時會使相鄰分子發生位移,有可能制造出一個瞬間的縫隙,為物質擴散創造了機會。(——如果膜兩側存在濃度差、分子又比較小或是不被磷脂分子排斥的脂類物質即可以發生擴散。)
離子的直徑應該是比較小的,應該按照濃度差擴散。可是事實上不是這樣……。原因?
細胞膜上蛋白質的作用:
蛋白質是兩性化合物。因此帶電的離子不易通過細胞膜。細胞外有些離子或小分子有機物可能會與膜上某些蛋白質發生作用,導致相關蛋白質分子發生臨時性該變。蛋白質會出現臨時“隧道”或發生穿膜運動。結果是使相應的離子或小分子有機會通過細胞膜。膜上的這些蛋白質分子被稱作載體。
糖蛋白形成的糖被的生理功能:
。1)保護潤滑作用
。2)細胞識別作用:
實驗一、取低等多細胞動物黃海綿和紅海綿各一塊。分別打散并充分混合。靜置培養一段時間。結果:細胞重新聚集,形成黃海綿和紅海綿。沒有混合色海綿。
實驗二、人類ABO血型的免疫反應。(選擇講述)
通過學習蛋白質的功能(如細胞間的信息傳遞;細胞的物質交換和免疫反應等),有助于學生理解蛋白質的分布特點及其作用。
載體:(蛋白質)分布于膜上,專一性運輸特定物質的工具。
學生進行歸納總結:通過以上學習,總結細胞膜的結構特點。
證明細胞膜具有流動性的事實以及細胞膜的流動性對細胞的意義:
。1)草履蟲食物泡的形成及發展變化。
。2)變形蟲捕食和運動時偽足的形成;白細胞吞噬細菌;胞飲與分泌;
。3)細胞分裂時膜的流動性
。4)細胞雜交時的細胞融合
人——鼠細胞雜交實驗:熒光標記膜上的蛋白質,(紅色和綠色)細胞結合處界限分明。37℃、10分鐘后,界限消失,紅綠熒光標記的蛋白質均勻分布已經看不出任何界限了。
學生總結:細胞膜通過流動可以完成什么生命過程?
。榧毎、分泌、修復、融合、運動、捕食、變形、分裂等提供了基礎)
3、細胞膜的特點:①結構特點具有流動性。
②功能特點具有選擇透過性
通過學習使學生理解生物膜與一般非生物膜的不同,體會生物膜的生命特點。
學生討論:細胞膜的流動性與功能上的選擇透過性之間的聯系。
4、各種物質通過膜的方式:(請參閱“細胞的亞顯微結構.ppt”)
學生討論生物模型:
。1)一碗水中滴一滴紅墨水,會發生什么現象?物理學上屬于哪類?原理?
。ㄗ杂蓴U散的條件是:兩個溶液之間存在濃度差)
注意糾正:強調擴散的雙向性,總結局是擴散速率不同造成的。
(2)如果兩個濃度不同的溶液之間存在半透膜——溶劑分子可以自由通過,溶質分子不能通過時,溶液中溶劑分子的擴散,又該是什么結果呢?(逆濃度方向發生)
。3)細胞需要的各種營養物質是否都可以通過擴散作用通過細胞膜呢?哪些不可以?為什么?擴散作用局限于哪些類型的物質?
小結:
擴散屬于被動運輸。根據是否需要載體幫助擴散分為:協助擴散和自由擴散。由于水分子的擴散是逆濃度差進行的,因此水分子的擴散又被稱為滲透作用。
問題:擴散作用是細胞依靠濃度差進行的被動吸收方式。它的優缺點各是什么?
細胞是如何吸收離子和小分子有機物的?
講解主動運輸的特點:以生活中的相似事例比喻。使學生知道主動運輸的特征。
列舉主動運輸的事實:
(1)海帶細胞中的碘濃度30倍于海水;其他海藻有的甚至可以200萬倍于海水;
(2)紅細胞中的K離子30倍于血漿。
。3)不同植物吸收的元素的種類和比例不同。
學生總結歸納、填表:
方式 |
通過方向 |
載體輔助 |
能量消耗 |
物質形式 |
自由擴散 |
||||
滲透作用 |
||||
協助擴散 |
||||
主動運輸 |
總結:膜的保護作用是一種生物保護。一旦細胞死亡此作用將消失。
問題:
(1)細胞膜對細胞的保護有什么重要的生物學意義?
(細胞內環境穩定,害物質被屏阻。保證新陳代謝的需求原料及時供應,產物及時排除。)
。2)細胞膜不同于一般非生物膜的結構和功能特點是哪些?
。ńY構上的流動性,功能上的選擇透過性。)
5、細胞的內吞和外排作用:不能透過細胞膜的大分子物質“出入細胞”的方式。
強調:物質始終沒有透過細胞膜,其原理是利用了細胞膜的流動性。