细胞的结构和功能

　　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。）

　　（2）细胞膜不同于一般非生物膜的结构和功能特点是哪些？

　　（结构上的流动性，功能上的选择透过性。）

5、细胞的内吞和外排作用：不能透过细胞膜的大分子物质“出入细胞”的方式。

强调：物质始终没有透过细胞膜，其原理是利用了细胞膜的流动性。

6、细胞膜的作用：生物性保护。

细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等功能密切相关。

　　在植物细胞膜外还有有细胞分泌的纤维素、果胶等物质构成的细胞壁。对细胞具有机械支持和保护的作用。

　　事实：用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态。将这样的细胞放置在清水中时，它会象红细胞一样吸水破裂。

复习引入新课：

　　1、 为什么说细胞膜是有生命的？它与塑料膜的本质不同是什么？

　　2、 细胞膜结构和功能特性之间的因果关系？

　　3、 膜的选择透过性对细胞的意义？

　　4、细胞膜内的细胞质在电子显微镜下可以看到哪些结构?它们各有什么重要的生命功能？生命过程是如何进行的？
    

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