细胞的物质输入和输出.docx
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细胞的物质输入和输出
第4章细胞的物质输入和输出
第1节物质跨膜运输的实例
第一课时
复习导入:
上一章我们已经了解了细胞的基本的结构,下面我们看两个典型的动植物细胞(课件展示典型的动植物细胞)。
提出以下问题:
细胞是一个基本的生命系统,这个系统的边界是什么?
由于边界的存在,进而将细胞与外界物质分隔,这种分隔是不是意味着细胞需要的物质不能进来,细胞不需要的物质不能出去?
为什么?
学生回答:
系统的边界是细胞膜。
任何一个生命系统都是开放的系统,都必须与外界有物质的交换。
新课导入:
细胞膜能控制物质进出细胞。
细胞膜是怎样控制物质进出细胞的?
今天,我们以水分为例,共同探讨水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。
问题探讨:
演示实验:
一滴红墨水滴入到清水中,提问:
出现什么现象?
学生:
扩散,即物质由高浓度向低浓度运动的过程。
课件展示课本“问题探讨”中的渗透实验:
烧杯中是清水,长颈漏斗内是30%的蔗糖溶液,长颈漏斗的漏斗口上密封一层玻璃纸(一种半透膜,特点是只要分子的直径比它的孔径小,就可以通过该膜,如水分子;而比其孔径大的分子就不能通过,如蔗糖分子)。
实验开始时,漏斗内外的液面在同一水平面上,静置一段时间后液面发生了什么变化?
讨论1:
漏斗内的液面为什么会上升?
引导学生讨论后总结:
水分子通过半透膜,从数量多的一侧向水分子数量少的一侧扩散,也就是说:
水分子或其他溶剂分子顺着相对浓度梯度跨膜的运输,称为渗透作用。
通过多媒体动画演示突破难点:
①蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以;②两侧的水分子都在运动;③由于烧杯中的水分子数量多(相对浓度大),所以由烧杯进入漏斗的水分子比由漏斗进入烧杯的水分子多;④整体表现为水分子有烧杯通过半透膜进入漏斗。
这种水分子透过半透膜的运动叫渗透作用,这个装置叫渗透装置。
讨论2:
如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?
为什么?
学生讨论后总结:
不会。
用纱布替代玻璃纸时,因纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透,因而液面不会升高。
讨论3:
如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?
为什么?
学生讨论后总结:
漏斗内的液面不会升高。
半透膜两侧溶液的浓度相等时,
单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量,液面也不会升高。
总结渗透作用条件:
要有半透膜和浓度差。
讨论4:
漏斗中的液面会一直升高吗?
学生讨论后总结:
不会,当水分子的数量同时达到一种动态平衡时,漏斗液面不会再上升。
新课推进:
一、动物细胞的吸水和失水
下面我们就以大家熟悉的红细胞为例,先来探讨水进出动物细胞的问题:
回忆以哺乳动物成熟红细胞为材料制备细胞膜的实验,运用刚刚学习过的渗透作用的原理,分析实验现象(课件展示课本60页的图4-1水分进出哺乳动物成熟红细胞状况):
讨论1:
什么情况下,哺乳动物红细胞膨胀,皱缩或形态不变?
学生:
当细胞质浓度>外界溶液浓度,细胞吸水膨胀。
当细胞质浓度<外界溶液浓度,细胞失水皱缩。
当细胞质浓度=外界溶液浓度,细胞形态不变。
讨论2:
红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜?
为什么?
学生:
是。
细胞膜能让水分子通过,而血红蛋白等大分子物质不能通过,符合半透膜的特性,所以细胞膜相当于一层半透膜。
讨论3:
溶液中的红细胞是否是一个渗透系统?
为什么?
学生:
是。
因为它具备了渗透作用的两个条件:
①半透膜:
细胞膜;②浓度差:
细胞质浓度≠细胞外界溶液浓度。
讨论4:
当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而胀破吗?
学生:
一般会因持续吸水而胀破。
总结:
动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜,当外界溶液浓度与细胞质溶液浓度存在浓度差时细胞就会吸水或失水。
思考:
静脉注射为什么用的是生理盐水,而不是蒸馏水?
讨论课本61页“与生活的联系”当我们吃比较咸的食物时,如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等,你的口腔会有什么感觉?
为什么?
二、植物细胞的吸水和失水
我们知道植物细胞的结构与动物细胞的结构有明显区别,当细胞吸水和失水时,植物细胞与动物细胞表现一样吗?
生活中我们是否经常见到植物吸水和失水的现象?
课前已经请同学们做了萝卜条吸水和失水的实验,请同学陈述一下你所观察到的实验现象:
把萝卜条放在盐水中萝卜条变软了,之后再放入清水中又变硬了。
再引导学生列举植物细胞吸水和失水的实例:
用白菜或韭菜做馅时会见到水分渗出,农作物施肥过多出现“烧苗”现象等。
1.提出问题:
结合同学们自己做的萝卜条吸水和失水的实验,如果我们要深入探究这些现象你们还能提出什么问题呢?
引导学生陈述自己的问题。
引导学生提出问题:
①植物细胞为什么能吸水和失水?
②植物细胞在什么情况下会吸水和失水?
③植物细胞哪些结构相当于半透膜?
④植物细胞是不是一个渗透系统?
等等。
教师引导:
我们要善于从生活中的现象发现新的问题,提出问题。
许多科学家的发现并不都是从实验中得到,更多的是通过观察生活中的现象发现问题的,例如,牛顿从苹果掉下来的现象中提出地球引力的问题;细菌学家弗莱明从一个长了青霉的细菌培养皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用,从而提取出青霉素的;当然这要求我们要有敏锐的观察能力和敏捷的思维。
爱因斯坦曾经说过:
“提出一个问题比解决一个问题更重要”。
可见,提出一个有价值的问题,是创造发明的良好开端。
从学生提出的众多问题中选择一个值得探究的问题:
如植物细胞在什么情况下会吸水和失水?
2.作出假设:
当一个问题提出后,我们必须结合已有的知识或经验(必要时还要查找资料)分析问题,并且作出尝试性的回答,这种尝试性的回答称为“作出假设”。
比如菜馅渗出水及盐水中萝卜条失水的现象具有特点:
细胞外有一定盐分,所以可以假设:
①当细胞液浓度>外界溶液浓度,细胞吸水;
②当细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞失水;
③当细胞液浓度=外界溶液浓度,细胞既不吸水也不失水。
3.设计实验:
作出的假设正确与否呢?
我们还需要实验来验证。
下面我们就要设计一个实验,创造我们假设中提出的条件,来检测细胞是否发生失水或吸水。
引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题,例如:
①实验材料选择:
选用有颜色的还是没有颜色的细胞,细胞小的还是相对比较大的,为什么?
②用具的选择:
植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程,必须通过什么工具来观察?
学生:
用显微镜观察。
③试剂的选择:
糖水、酒精、醋酸、盐水?
引导学生思考并回答上述问题,提示:
洋葱表皮细胞有紫色液泡,而且表皮容易撕取获得。
美人蕉花瓣表皮细胞中液泡颜色呈鲜红色,藓类叶片是一层细胞等,都可以作为实验材料。
实验过程中细胞应处于生活状态,所以在选择试剂时要注意试剂会不会对细胞造成伤害,能不能保证细胞是活的?
试剂的浓度最好是可以控制的,所以盐水和糖水是比较好的选择。
④实验步骤
教师:
实验材料、试剂、用具选好了,接下来要考虑整个实验具体的操作步骤。
该如何具体操作?
是先把洋葱泡在蔗糖溶液中,10min后取出做成装片,显微镜下观察;还是先做好装片,再想办法往里加入试剂呢?
学生:
先做装片再加试剂好,这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。
教师:
很好,我们还有一个重要的问题,就是要预测一下实验结果,加了高浓度糖水后细胞会发生怎样的变化呢?
学生:
细胞会缩小。
预测了实验结果后,我们可以设计一个表格来记录实验结果。
同学们可以试着设计表格。
4.开展实验(实验在第二节课做)
实验要点提示:
第一步:
用清水制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片,先用低倍镜观察。
教师:
如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失水状态?
第二步:
尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(质量分数为10%、20%、30%、40%、50%)使洋葱表皮细胞发生质壁分离。
教师:
如何使它们复原?
第三步:
使洋葱表皮细胞浸润于清水中,观察质壁分离的复原。
5.记录实验结果
6.分析实验结果,得出结论。
做完实验后,我们要对实验结果进行分析,实验结果是否与预期相吻合?
是否支持了我们最初的假设?
当实验结果与预期不符时,我们要多思考,也不要急于认定假设不成立,要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?
会不会有什么干扰因素呢?
例如这个实验中,如果开始使用了0.8g/mL的蔗糖溶液,很快就观察到了质壁分离,但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原,能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢?
为什么?
学生;不能,因为蔗糖浓度过高了,导致细胞失水过快而死亡。
教师:
所以无论实验成功也好,失败也好,都要认真分析。
课堂小结
这节课通过渗透作用的实验现象,了解渗透作用的原理以及渗透作用发生必需的两个条件;从生活中的现象我们发现动植物细胞都能吸水和失水,重点学习了进行科学探究的方法,一般来说,科学探究的基本步骤是:
提出问题→作出假设→设计实验→开展实验→分析结果,得出结论→表达与交流→进一步探究。
下节课我们就到实验室来完成这个实验。
第二课时
复习导入:
上节课我们了解渗透作用的原理以及渗透作用发生必需的两个条件,学习了进行科学探究的一般方法和基本步骤,并且一起设计分析了“植物细胞在什么情况下会吸水和失水”的实验。
新课推进:
1.成熟的植物细胞结构特点:
要解决这个问题我们回顾一下植物细胞的结构(课件展示成熟植物细胞的结构示意图),总结成熟的植物细胞结构特点:
①成熟植物细胞具有中央大液泡,占整个细胞绝大部分空间,将细胞质挤成薄薄的一层,所以成熟植物细胞内的液体环境主要是指液泡中的细胞液。
②植物细胞细胞壁的特点:
全透性,伸缩性较小。
③细胞膜和液泡膜相当于半透膜。
④细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质成为原生质层。
讨论:
如果将植物细胞放入溶液中,它是否相当于一个渗透系统?
为什么?
学生:
是。
因为它具备了渗透作用的两个条件:
半透膜和浓度差(浓度差是指外界溶液与细胞本身溶液的浓度差)。
2.学生实验,教师指导:
现在我们通过实验共同探究植物细胞在什么情况下会吸水和失水,学生动手实验。
实验中注意:
加蔗糖时不要污染显微镜;如实记录实验结果,并完成实验评价表;实验时间为20分钟,实验结束要清洗和整理好实验用具。
学生进行实验时,教师将实验效果比较好的装片通过显微投影投放到大屏幕上供学生比较参考。
注意观察细胞颜色深浅的变化。
3.分析实验结果,得出结论:
展示学生的实验记录,分析其结果是否能证明我们的假设。
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
0.3g/ml蔗糖溶液
变小
脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来的大小
逐渐恢复原来的位置
基本不变
学生:
这个实验结果可以证明我们的假设,细胞在因失水发生了质壁分离,而在清水中因吸水质壁分离又复原了。
教师:
植物细胞会因为吸水而涨破吗?
学生:
不会,因为有细胞壁的保护。
如果没有细胞壁,植物细胞也会像动物细胞一样因吸水发生破裂。
教师:
实验中液泡的颜色发生了什么变化?
学生:
在蔗糖溶液中液泡颜色变深,加入清水后液泡颜色逐渐变浅直至不变。
教师:
在蔗糖溶液中是否只有原生质层发生了收缩?
学生阅读课本63页相关内容。
教师精讲:
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
当细胞液的浓度小于外界溶液浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液,使细胞壁和原生质层都发生了一定程度的收缩。
由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离,即逐渐发生了质壁分离。
当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。
课件展示课本图4-3植物细胞的质壁分离。
知识点分析:
⑴质壁分离和复原的原因:
内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性;外因是细胞液与外界溶液具有浓度差。
⑵分析图中质壁分离的细胞中细胞壁与细胞膜之间的空隙中的液体是什么?
⑶细胞发生质壁分离或复原的条件:
必须是有大液泡(成熟)的植物细胞;必需是活细胞。
⑷分析某些物质的质壁分离自动复原现象(如硝酸钾溶液、尿素溶液、乙二醇溶液等)原因是溶质分子可以通过主动运输或自由扩散方式进入细胞液。
物质跨膜运输的其他实例:
细胞的吸水和失水是水分子顺着相对含量的梯度跨膜运输的过程。
其他物质的跨膜运输是怎样的呢?
学生阅读课本63页“资料分析”,并进行讨论:
学生:
水稻吸收水分和其他离子多,而吸收Ca2+和Mg2+较少。
学生:
不同作物对无机盐的吸收有明显差异,水稻吸收大量的Si4+而番茄几乎不吸收。
番茄吸收Ca2+和Mg2+较多。
学生:
资料分析中列举的物质,其跨膜运输不是顺相对含量梯度的,这与水有差别,体现了生物根据生命活动的需要要选则地吸收。
教师:
由资料分析可以看出,同一种生物对不同离子的吸收量是不同的;不同生物对同一种离子的吸收量也有差别;有的物质是顺着含量梯度运输,还有的可以逆着浓度梯度运输。
即动植物对离子的吸收具有选择性,这是由细胞膜的特性来决定的。
提出细胞膜是一层选择透过性膜,强调含义及意义。
细胞膜并不是单纯物理意义上的半透膜,它是有生理活性的,能对一些物质进行选择性通过,叫做选择透过性膜。
区别选择透过性膜与半透膜:
相同点是都可以使小分子通过而大分子不能通过,不同的是选择透过性膜对小分子有选择性,必须是选择通过的小分子才能通过。
打个比方:
半透膜相当于一个筛子,而细胞膜相当于在筛子的每个网眼上安放一个控制器。
课堂反馈:
1.植物细胞的质壁分离是指( )。
A.细胞质和细胞壁分离 B.原生质层和细胞壁分离
C.细胞质和液泡分离 D.细胞质和细胞膜分离
2.植物细胞通过渗透作用吸水时,水分子依次通过的结构是( )。
A.细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜 B.细胞膜、细胞质、液泡膜
C.液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D.细胞膜、液泡膜、细胞质
3.将洋葱鳞片叶放在质量浓度为0.45g/mL蔗糖溶液中,细胞发生质壁分离,放在质量浓度为0.35g/mL蔗糖溶液中,细胞有胀大趋势;放在质量浓度为0.4g/mL蔗糖溶液中,细胞几乎不发生什么变化,这表明( )。
A.洋葱表皮细胞已死亡
B.细胞膜不允许水分子自由通过
C.蔗糖分子进入细胞,导致渗透平衡
D.细胞液浓度与质量浓度为0.4g/mL蔗糖溶液浓度相当
4.观察细胞质壁分离的装片时,可看到洋葱表皮细胞的变化状况是( )。
A.液泡变小,紫色变深 B.液泡变大,紫色变浅
C.液泡变小,紫色变浅 D.液泡变大,紫色变深
5.若向日葵的某种细胞间隙的液体浓度为A,细胞液浓度为B,细胞质基质的浓度为C,则当它因缺水而萎蔫时,三者之间的浓度关系为( )。
A.A>B>C B.A>C>B C.B>C>A D.B>A>C
课堂总结:
这节课我们了解了物质跨膜运输的一些实例,首先我们学习了水分进出细胞的实例,动植物细胞具备进行渗透作用条件即半透膜和浓度差,因而可以通过渗透作用失水或吸水,成熟的植物细胞在吸水或失水时还会出现质壁分离及复原现象,又通过其他物质跨膜动输的实例使我们知道细胞对物质的动输具有选择性,即细胞膜是一种选择透过性膜,这是细胞膜的功能特性,正是因为细胞膜的选择透过性,才使得细胞可以主动地选择吸收或排出营养物质或废物,满足细胞对物质代谢的需要。
第2节生物膜的流动镶嵌模型
新课导入:
设问:
从物质跨膜运输的实例可以看出生物膜的功能是什么?
其功能特性是什么?
为什么生物膜表现出这样的特性?
学生回答。
教师:
根据生物体的结构和功能相适应的观点,生物膜在功能上的选择性与生物膜的结构有着一定的关系。
选择合适的材料,是科学实验成功的关键。
那么选择哪种材料制作细胞膜模型,更适于体现细胞膜的功能呢?
学生:
参考课本65页“问题探讨”进行讨论
学生:
细胞膜很薄,是细胞这个生命系统的边界。
学生:
细胞膜是选择透过性膜,能够控制物质的进出,让一部分物质通过,其他物质不能通过。
学生:
植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们,细胞能够在一定范围内胀大和缩小,说明细胞膜具有一定的弹性。
学生:
塑料袋只能满足作为系统边界的要求,普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求,只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。
教师:
显然弹力布不具有生物膜的选择透过功能。
有条件的话,使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。
使用透析袋也可以。
如果制作临时使用的模型,利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。
那么生物膜究竟具有怎样的结构呢?
科学家也是带着这些问题,进行了探索生物膜结构的探索。
历经了一百多年时间,走过了一条曲折的道路,直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。
让我们一起重温一下这段历史,会让大家对科学过程和本质的理解有所启发。
假想一下:
如果你是当时的一位科学家,你会怎样去研究细胞膜的结构?
(提示学生,引导他们明白限于当时的技术条件,还不能亲眼看到生物膜,无法想象它的结构是什么样的,通过什么办法进行第一步的探究呢?
引导学生看教材后明白当时科学家是从生理功能入手来探究的,通过实验观察,科学家才有严谨的推理。
)
一、对生物膜结构的探索历程
先让学生先自我阅读,紧紧追随科学家的思维,通过观察分析每一个实验现象说明了什么问题,并大胆地提出假设。
问题
(1):
探究细胞膜的组成成分是什么?
资料一:
欧文顿的实验及其相关的图片
时间:
19世纪末1895年
科学家:
欧文顿(E.Overton)
实验:
用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的:
凡可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
(课件展示实验演示图)
教师:
根据实验,你能提出什么假说?
学生:
提出假说:
膜是由脂质构成的。
教师:
在得出结论之后,还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢?
学生:
有必要,通过鉴定能更准确地说明问题。
教师:
那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢?
学生:
当时的技术不能实现。
教师:
这说明什么问题呢?
学生:
这说明技术对科学研究的重要作用。
教师:
直至20世纪初,科学家才第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来。
化学分析表明,膜的主要成分的确是磷脂和蛋白质。
从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。
也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的,同时又需要更进一步的实验来证明。
问题
(2):
探究这些物质是如何组成膜的?
资料二:
时间:
1917年
科学家:
欧文·朗缪尔
实验:
用丙酮提取哺乳动物成熟红细胞细胞膜上的脂质,将提取的膜质铺展在水面上,发现脂在水面上形成一薄层,单脂层亲水的头朝向水面,疏水的尾背离水面。
于是他提出:
磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子,结构既有疏水基团(尾部),又有亲水基团(头部)。
因为磷脂分子的“头部”亲水,所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,尾部则朝向空气一面。
这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。
资料三:
戈特和格伦德对血影的研究
时间:
1925年
科学家:
荷兰科学家Gorter和Grendel
实验:
两位科学分离纯化了红细胞,从一定数量的红细胞中抽提脂类,按欧文·朗缪尔的方法进行展层,发现提取的脂质在水-空气界面上铺展后所测的面积恰好是红细胞的表面积的两倍。
教师:
假如同学们也做了类似的实验,实验中发现单层磷脂分子的面积正好是红细胞表面积的两倍,那么你能做出什么假说?
引导学生展开想象。
学生:
细胞膜中的磷脂是两层的。
教师:
那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢?
磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架,其亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧。
问题(3):
细胞膜中的蛋白质存在于什么位置呢?
资料四:
罗伯特森的静止模型
时间:
1959年
科学家:
J.D.Robertson罗伯特森
实验:
利用电镜获得了清晰的细胞膜照片,显示暗—明—暗三层结构,厚约7.5nm,它由厚约3.5nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2nm的蛋白质构成。
提出假说:
连续的脂质双分子层组成膜的主体,磷脂的非极性端朝向膜内侧,极性端朝向膜外两侧,蛋白质以单层肽链的厚度,通过静电作用与磷脂极性端相结合,从而形成蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构,称之为单位膜。
静止模型的观点认为:
真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构,其不足之处主要在于:
把生物膜的结构描述成静止的、不变的,这显然与膜功能的多样性相矛盾,也不能解释细胞生长、变形虫变形运动等现象。
单位膜结构模型继承了前人的有关结论,又成功地利用了先进的电子显微镜的观察结果作为证据。
但是他将生物膜描述为静态的刚性的结构,这一点很快又被新的技术手段下的实验所否定。
问题(4):
有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢?
多媒体放映变形虫的变形运动、白细胞吞噬病原体、细胞分裂的动画,让学生从感性上认识膜不是静止的结构。
资料五:
荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验
时间:
1970年
科学家物:
LarryFrye等
实验:
分别用红色荧光染料和绿色荧光染料标记人和鼠的细胞膜上的膜蛋白,之后将两种细胞融合,刚融合时杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,37度放置一段时间后发现两种荧光均匀分布。
提出假说:
细胞膜具有流动性。
教师:
很好,在继承前人的结论基础上,结合新的观察和实验证据,又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。
1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
学生阅读课本67-68页有关流动镶嵌模型的具体内容。
(1)生物膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质分子组成,还有少量的糖类。
(2)磷脂双分子层是生物膜的基本支架。
其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧。
(3)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。
体现了膜结构内外的不对称性。
(4)在细胞膜的外侧,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白,叫做糖被。
有些糖类与磷脂相结合形成糖脂。
糖被有保护和润滑的作用,与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。
(5)磷脂分子是可以运动的,具有流动性。
大多数的蛋白质也是可以运动的,也体现了膜的流动性。
讨论:
(1)在建立生物膜模型的探索过程,实验技术的进步起到怎样的作用?
学生:
在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。
如血影的制取和化学成分的鉴定技术使人们认识膜的化学组成;电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在;冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称;荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。
没有这些技术的支持,人类的认识便不能发展。
(2)生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢?
请说说你的看法。
学生:
生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。
人类对自然界的认识永无止境,随着实验技术的不断创新和改进,对膜的研究将更加细致入微,对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能,不断完善和发展流动镶嵌模型。
(3)分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示?
学生:
科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大胆的想象,提出假说,再通过实验进一