這兩類物質(zhì)分別隸屬于親水和疏水物質(zhì)。這兩類物質(zhì)應(yīng)該如何排布?
(1)磷脂分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn):磷脂分子分疏水端和親水端。
如果是一層分子排成一個(gè)平面會是什么樣子?(不符合細(xì)胞膜內(nèi)外均為水環(huán)境的實(shí)際情況,使細(xì)胞不能正常進(jìn)行物質(zhì)交換。)如果是兩層會是如何排列?理由?
(2)親水的蛋白質(zhì)與磷脂分子的關(guān)系?
根據(jù)前面給出的信息判斷:暗層和亮層哪層是脂類物質(zhì)?哪層是蛋白質(zhì)類物質(zhì)?依據(jù)?
理解內(nèi)外兩側(cè)暗中央發(fā)亮的觀察結(jié)果。
由于觀察技術(shù)所限,科學(xué)家對細(xì)胞膜的認(rèn)識基本上是假說和推測,了解學(xué)說和假說的區(qū)別。為形象表示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)科學(xué)家根據(jù)假說設(shè)計(jì)了一些生物模型。其中被廣為接受的是:液態(tài)鑲嵌模型——突出液態(tài)結(jié)構(gòu)
。1)兩層磷脂分子——基本骨架
。2)蛋白質(zhì)覆蓋、鑲嵌、貫穿于“骨架”上。
問題:這樣的結(jié)構(gòu)與一般的“膜”有什么重要區(qū)別?細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對其生理功能會產(chǎn)生什么影響?
親水物質(zhì)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(yùn)動中——液態(tài)流動狀。
磷脂分子中的2分子脂肪酸總有一個(gè)是不飽和的鏈,因此脂肪酸長鏈在雙鍵處發(fā)生彎折。當(dāng)分子旋轉(zhuǎn)時(shí)會使相鄰分子發(fā)生位移,有可能制造出一個(gè)瞬間的縫隙,為物質(zhì)擴(kuò)散創(chuàng)造了機(jī)會。(——如果膜兩側(cè)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(zhì)即可以發(fā)生擴(kuò)散。)
離子的直徑應(yīng)該是比較小的,應(yīng)該按照濃度差擴(kuò)散。可是事實(shí)上不是這樣……。原因?
細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的作用:
蛋白質(zhì)是兩性化合物。因此帶電的離子不易通過細(xì)胞膜。細(xì)胞外有些離子或小分子有機(jī)物可能會與膜上某些蛋白質(zhì)發(fā)生作用,導(dǎo)致相關(guān)蛋白質(zhì)分子發(fā)生臨時(shí)性該變。蛋白質(zhì)會出現(xiàn)臨時(shí)“隧道”或發(fā)生穿膜運(yùn)動。結(jié)果是使相應(yīng)的離子或小分子有機(jī)會通過細(xì)胞膜。膜上的這些蛋白質(zhì)分子被稱作載體。
糖蛋白形成的糖被的生理功能:
。1)保護(hù)潤滑作用
(2)細(xì)胞識別作用:
實(shí)驗(yàn)一、取低等多細(xì)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(yǎng)一段時(shí)間。結(jié)果:細(xì)胞重新聚集,形成黃海綿和紅海綿。沒有混合色海綿。
實(shí)驗(yàn)二、人類ABO血型的免疫反應(yīng)。(選擇講述)
通過學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的功能(如細(xì)胞間的信息傳遞;細(xì)胞的物質(zhì)交換和免疫反應(yīng)等),有助于學(xué)生理解蛋白質(zhì)的分布特點(diǎn)及其作用。
載體:(蛋白質(zhì))分布于膜上,專一性運(yùn)輸特定物質(zhì)的工具。
學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié):通過以上學(xué)習(xí),總結(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
證明細(xì)胞膜具有流動性的事實(shí)以及細(xì)胞膜的流動性對細(xì)胞的意義:
。1)草履蟲食物泡的形成及發(fā)展變化。
(2)變形蟲捕食和運(yùn)動時(shí)偽足的形成;白細(xì)胞吞噬細(xì)菌;胞飲與分泌;
。3)細(xì)胞分裂時(shí)膜的流動性
。4)細(xì)胞雜交時(shí)的細(xì)胞融合
人——鼠細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn):熒光標(biāo)記膜上的蛋白質(zhì),(紅色和綠色)細(xì)胞結(jié)合處界限分明。37℃、10分鐘后,界限消失,紅綠熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)均勻分布已經(jīng)看不出任何界限了。
學(xué)生總結(jié):細(xì)胞膜通過流動可以完成什么生命過程?
(為細(xì)胞吸收、分泌、修復(fù)、融合、運(yùn)動、捕食、變形、分裂等提供了基礎(chǔ))
3、細(xì)胞膜的特點(diǎn):①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動性。
、诠δ芴攸c(diǎn)具有選擇透過性
通過學(xué)習(xí)使學(xué)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(diǎn)。
學(xué)生討論:細(xì)胞膜的流動性與功能上的選擇透過性之間的聯(lián)系。
4、各種物質(zhì)通過膜的方式:(請參閱“細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu).ppt”)
學(xué)生討論生物模型:
。1)一碗水中滴一滴紅墨水,會發(fā)生什么現(xiàn)象?物理學(xué)上屬于哪類?原理?
(自由擴(kuò)散的條件是:兩個(gè)溶液之間存在濃度差)
注意糾正:強(qiáng)調(diào)擴(kuò)散的雙向性,總結(jié)局是擴(kuò)散速率不同造成的。
。2)如果兩個(gè)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(zhì)分子不能通過時(shí),溶液中溶劑分子的擴(kuò)散,又該是什么結(jié)果呢?(逆濃度方向發(fā)生)
。3)細(xì)胞需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)是否都可以通過擴(kuò)散作用通過細(xì)胞膜呢?哪些不可以?為什么?擴(kuò)散作用局限于哪些類型的物質(zhì)?
小結(jié):
擴(kuò)散屬于被動運(yùn)輸。根據(jù)是否需要載體幫助擴(kuò)散分為:協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散。由于水分子的擴(kuò)散是逆濃度差進(jìn)行的,因此水分子的擴(kuò)散又被稱為滲透作用。
問題:擴(kuò)散作用是細(xì)胞依靠濃度差進(jìn)行的被動吸收方式。它的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么?
細(xì)胞是如何吸收離子和小分子有機(jī)物的?
講解主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn):以生活中的相似事例比喻。使學(xué)生知道主動運(yùn)輸?shù)奶卣鳌?/P>
列舉主動運(yùn)輸?shù)氖聦?shí):
。1)海帶細(xì)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(xì)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(xué)生總結(jié)歸納、填表:
方式 |
通過方向 |
載體輔助 |
能量消耗 |
物質(zhì)形式 |
自由擴(kuò)散 |
||||
滲透作用 |
||||
協(xié)助擴(kuò)散 |
||||
主動運(yùn)輸 |
總結(jié):膜的保護(hù)作用是一種生物保護(hù)。一旦細(xì)胞死亡此作用將消失。
問題:
。1)細(xì)胞膜對細(xì)胞的保護(hù)有什么重要的生物學(xué)意義?
。(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,害物質(zhì)被屏阻。保證新陳代謝的需求原料及時(shí)供應(yīng),產(chǎn)物及時(shí)排除。)
(2)細(xì)胞膜不同于一般非生物膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)是哪些?
。ńY(jié)構(gòu)上的流動性,功能上的選擇透過性。)
5、細(xì)胞的內(nèi)吞和外排作用:不能透過細(xì)胞膜的大分子物質(zhì)“出入細(xì)胞”的方式。
強(qiáng)調(diào):物質(zhì)始終沒有透過細(xì)胞膜,其原理是利用了細(xì)胞膜的流動性。