高一生物细胞的结构和功能教案设计

(3)如何定性、定量的测定细胞膜的成分?

观察法：电镜观察细胞膜：暗、明、暗三层结构。厚度约75~100埃(见扩展资料)。

实验法：科学家通过化学分析的方法测定了细胞膜的化学成分：

事实一：膜易被脂类溶剂溶解。容易被蛋白酶溶解。(处理后消失。)

事实二：脂类物质很容易通过细胞膜。

事实三：用指示剂可以确认其成分：磷脂分子和蛋白质分子。

对于一般学生，可以通过分析上述资料引导学生得出结论，同时了解实验设计的思路和方法。

1、成分：磷脂、蛋白质

2、结构：

问题讨论：(培养学生的分析推理能力。)

这两类物质分别隶属于亲水和疏水物质。这两类物质应该如何排布?

(1)磷脂分子结构特点：磷脂分子分疏水端和亲水端。

如果是一层分子排成一个平面会是什么样子?(不符合细胞膜内外均为水环境的实际情况，使细胞不能正常进行物质交换。)如果是两层会是如何排列?理由?

(2)亲水的蛋白质与磷脂分子的关系?

根据前面给出的信息判断：暗层和亮层哪层是脂类物质?哪层是蛋白质类物质?依据?

理解内外两侧暗中央发亮的观察结果。

由于观察技术所限，科学家对细胞膜的认识基本上是假说和推测，了解学说和假说的区别。为形象表示细胞膜的结构特点科学家根据假说设计了一些生物模型。其中被广为接受的是：液态镶嵌模型——突出液态结构

(1)两层磷脂分子——基本骨架

(2)蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿于“骨架”上。

问题：这样的结构与一般的“膜”有什么重要区别?细胞膜的结构特点对其生理功能会产生什么影响?

亲水物质可以充分接近膜，但是不能随意通过膜!

磷脂分子相互之间不连接，而且分子始终处于运动中——液态流动状。

磷脂分子中的2分子脂肪酸总有一个是不饱和的链，因此脂肪酸长链在双键处发生弯折。当分子旋转时会使相邻分子发生位移，有可能制造出一个瞬间的缝隙，为物质扩散创造了机会。(——如果膜两侧存在浓度差、分子又比较小或是不被磷脂分子排斥的脂类物质即可以发生扩散。)

离子的直径应该是比较小的，应该按照浓度差扩散。可是事实上不是这样……。原因?

细胞膜上蛋白质的作用：

蛋白质是两性化合物。因此带电的离子不易通过细胞膜。细胞外有些离子或小分子有机物可能会与膜上某些蛋白质发生作用，导致相关蛋白质分子发生临时性该变。蛋白质会出现临时“隧道”或发生穿膜运动。结果是使相应的离子或小分子有机会通过细胞膜。膜上的这些蛋白质分子被称作载体。

糖蛋白形成的糖被的生理功能：

(1)保护润滑作用

(2)细胞识别作用：

实验一、取低等多细胞动物黄海绵和红海绵各一块。分别打散并充分混合。静置培养一段时间。结果：细胞重新聚集，形成黄海绵和红海绵。没有混合色海绵。

实验二、人类ABO血型的免疫反应。(选择讲述)

通过学习蛋白质的功能(如细胞间的信息传递;细胞的物质交换和免疫反应等)，有助于学生理解蛋白质的分布特点及其作用。

载体：(蛋白质)分布于膜上，专一性运输特定物质的工具。

学生进行归纳总结：通过以上学习，总结细胞膜的结构特点。

证明细胞膜具有流动性的事实以及细胞膜的流动性对细胞的意义：

(1)草履虫食物泡的形成及发展变化。

(2)变形虫捕食和运动时伪足的形成;白细胞吞噬细菌;胞饮与分泌;

(3)细胞分裂时膜的流动性

(4)细胞杂交时的细胞融合

人——鼠细胞杂交实验：荧光标记膜上的蛋白质，(红色和绿色)细胞结合处界限分明。37℃、10分钟后，界限消失，红绿荧光标记的蛋白质均匀分布已经看不出任何界限了。

学生总结：细胞膜通过流动可以完成什么生命过程?

(为细胞吸收、分泌、修复、融合、运动、捕食、变形、分裂等提供了基础)

3、细胞膜的特点：①结构特点具有流动性。

②功能特点具有选择透过性

通过学习使学生理解生物膜与一般非生物膜的不同，体会生物膜的生命特点。

学生讨论：细胞膜的流动性与功能上的选择透过性之间的联系。

4、各种物质通过膜的方式：(请参阅“细胞的亚显微结构.ppt”)

学生讨论生物模型：

(1)一碗水中滴一滴红墨水，会发生什么现象?物理学上属于哪类?原理?

(自由扩散的条件是：两个溶液之间存在浓度差)

注意纠正：强调扩散的双向性，总结局是扩散速率不同造成的。

(2)如果两个浓度不同的溶液之间存在半透膜——溶剂分子可以自由通过，溶质分子不能通过时，溶液中溶剂分子的扩散，又该是什么结果呢?(逆浓度方向发生)

(3)细胞需要的各种营养物质是否都可以通过扩散作用通过细胞膜呢?哪些不可以?为什么?扩散作用局限于哪些类型的物质?

小结：

扩散属于被动运输。根据是否需要载体帮助扩散分为：协助扩散和自由扩散。由于水分子的扩散是逆浓度差进行的，因此水分子的扩散又被称为渗透作用。

问题：扩散作用是细胞依靠浓度差进行的被动吸收方式。它的优缺点各是什么?

细胞是如何吸收离子和小分子有机物的?

讲解主动运输的特点：以生活中的相似事例比喻。使学生知道主动运输的特征。

列举主动运输的事实：

(1)海带细胞中的碘浓度30倍于海水;其他海藻有的甚至可以200万倍于海水;

(2)红细胞中的K离子30倍于血浆。

(3)不同植物吸收的元素的种类和比例不同。

学生总结归纳、填表：

方式 通过方向 载体辅助 能量消耗 物质形式 自由扩散         渗透作用         协助扩散         主动运输        

总结：膜的保护作用是一种生物保护。一旦细胞死亡此作用将消失。

问题：

(1)细胞膜对细胞的保护有什么重要的生物学意义?

(细胞内环境稳定，害物质被屏阻。保证新陈代谢的需求原料及时供应，产物及时排除。)

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