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教学过程:
复习提问:生物体结构和功能的基本单位是什么?
导 言:细胞是生物体结构和功能的基本单位,是生命的
结构基础。那么,细胞的结构有包括哪几部分呢?
这是把细胞放在光学显微镜下观察,只是把细胞
放大了几十倍、几百倍,称为细胞的显微结构,
现在,我们有了把细胞放大几千倍、几万倍、甚
至几十万倍的电子显微镜,所以,我们现在能看
到细胞的亚显微结构。下面,我们就来学习电子细胞显微镜下细胞各部分的结构和功能,首先学习细胞膜。(板书课题)
§1、2:细胞的结构和功能
一、细胞膜
(一)、细胞膜的结构:
讲 述:细胞膜是构成细胞的原生质体最外面一层极薄的
膜,厚度仅有几纳米。科学家们通过用电子显微
镜观察细胞膜,并对膜的化学成分进行分析知道
细胞膜主要是由蛋白质分子和脂类分子构成的。
(板书)
1、化学成分:蛋白质分子、脂类分子、
(04教育资源网 转载请注明出处)
讲 述:在图中大家看到这些大的分子是构成细胞膜的蛋
白质分子,这些小的分子是构成细胞膜的磷脂分
子.我们看,每个磷脂分子都有一个极性的头部
和非极性的尾部。
提 问:磷脂分子和蛋白质分子是怎样构成细胞膜的呢?
讲 述:在构成细胞膜时,磷脂分子是以记性的尾部相对,
形成上下两层磷脂分子,成为磷脂双分子层,构
成细胞膜的基本支架。蛋白质分子则以不同的深
度或镶嵌、或贯穿、或覆盖在磷脂双分子层的表
面。即磷脂双分子层构成了细胞膜的连续体,而
蛋白质分子象岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋”中这样,便构成了细胞膜的空间结构。(板书)
1、 2、空间结构:磷脂双分子层——基本骨架
其上镶嵌、贯穿、覆盖蛋白质分子
提 问:构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的还
是运动的呢?下面我们来通过实验看一看。
荧光抗体免疫标记实验
讲 述:实验过程是取来一个人的细胞,用红色荧光抗体
标记其细胞上的蛋白质分子,这样人的细胞膜便
呈现红色。再取来一个鼠的细胞,用绿色荧光抗
体标记其细胞上的蛋白质分子,鼠的细胞膜呈现
绿色。利用细胞融合技术,使两个细胞融合成一
个细胞。开始时融合细胞的细胞膜一半红色一半
绿色,十分钟后,不同颜色的荧光在融合细胞表
面开始扩散,四十分钟后,已分辨不出融合细胞
表面绿色荧光或红色荧光区域,既整个细胞变成
了红绿相间的了。
提 问:这个实验说明了什么问题。(学生讨论、发言)
讲 述:这个实验说明了构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的。另外,还有科学家证明在蛋白质分子运动的同时磷肢分子也在做侧向的运动。但是,这些分子的运动是有限的,而不是无限的。正是由于构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,所以使细胞膜在结构上表现出具有一定的流动性。(板书)
3、结构特点:具有一定的流动性。
讲 述: 细胞膜结构上的流动性对于它完成各项生理功能
是非常重要的。例如:人体某处受伤细菌干感染
时,白细胞就会穿过毛细血管壁,聚集在受伤部
位吞噬病菌。白细胞要穿过毛细血管壁,首先要
发生形变,白细胞的形变依赖的就是细胞膜的流
动性。白细胞吞噬病菌时,也要依赖其细胞膜的
流动性,将病菌包裹到细胞内。
总 结:以上我们介绍了细胞膜的化学成分、空间结构、结构特点,可以说这些都和细胞膜的功能有关。那么,细胞膜有什么功能呢?(板书)
(二)、细胞膜的功能:
讲 述:细胞膜位于细胞的最外面,它把细胞内的物质与
外界环境分隔开来,并使细胞成为有一定形状的
结构单位。
提 问:细胞膜在细胞中的特殊位置说明细胞膜具有什么
功能呢?(讨论、发言)
讲 述:细胞膜具有保护细胞内部的作用,另外,活细胞
要不停地与周围交换物质,即要从外界选择吸收
需要的营养物质,同时将细胞在新陈代谢过程中
产生的废物排出,这样来维持细胞的正常的生命
活动。
提 问:物质进出细胞都要通过细胞膜,这说明细胞膜有
什么功能呢?(讨论、发言)
讲 述:这说明细胞膜与细胞内外的物质交换有密切关系。
那么,物质是怎样通过细胞膜进出细胞的呢,下
面我们来介绍物质出入细胞的三种方式。(板书)
自由扩散
2、物质交换 协助扩散
主动运输
自由扩散 协助扩散 主动运输
讲 述:第一种方式是被选择吸收的物质从高浓度的一边
通过细胞膜到达低浓度的一边。因为是物质从高
浓度到达低浓度,犹如顺水行舟,因此,不消耗
细胞内的能量。另外,在整个过程中,也不需要
载体蛋白的协助,这种物质出入细胞的方式叫自
由扩散。
提 问:列举出哪些物质以自由扩散的方式进出细胞的?
(引导、讨论、发言)
总 结:以自由扩散的方式进出细胞的物质有O2、CO2、
甘油、胆固醇、乙醇等。
讲 述:第二种方式与自由扩散很相似,也是被选择吸收
的物质从高浓度的一边通过细胞膜到达低浓度的
一边不消耗细胞内的能量。所不同的是,在物质
交换时,被选择吸收的物质要先与细胞膜上的载
体蛋白相结合,如同把货物装在船上一样,然后
通过细胞膜到达细胞膜的另一侧,把被选择吸收
的物质释放出来。这种方式必须通过载体蛋白的
协助物质才能从高浓度的一边到达低浓度的一边
因此,这种方式称为协助扩散。例如:在红细胞
细胞膜的表面,有一种蛋白质分子,它是葡萄糖
的载体,能够携带葡萄糖通过细胞膜而进入细胞
的内部。
讲 述:第三种方式,也是必须有载体的协助,但是,它
与协助扩散有所不同。那就是被选择吸收的物质
从低浓度的一边运输到高浓渡的一边。犹如逆水
行舟,因此,需要消耗细胞新陈代谢所产生能量。
这种方式称为主动运输。
例如,海带生活在海洋中,它的I+的含量却远远
高于海水,海带吸收I+的方式就是主动运输。再
如,人的红细胞中的K+的浓度比血浆要高30倍
而红细胞中的Na+的浓度却比血浆中Na+的浓度低
6倍。可见,红细胞具有不断的积累K+和运出Na+
的能力。以致不会使红细胞内外的K+和Na+浓度
达到平衡,因此说,主动运输方式能够保证细胞
按照生命活动的需要,主动的选择吸收所需要的
营养物质,排出代谢物质和对细胞有害的物质。
因此,主动运输对于活细胞完成各项生命活动具
有特别重要的作用。(04教育资源网 转载请注明出处)
课堂练习:通过实例,比较物质出入细胞的三种方式有什么
主要区别:
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出入细胞的物质举例 |
物质出入细胞的方式 |
细胞膜内、外物质浓度的高、低 |
是否需要载体蛋白质 |
是否消耗细胞内的能量 |
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甘油 |
自由扩散 |
高——低 |
不需要 |
不消耗 |
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进入红细胞的K+ |
主动运输 |
高——低 |
需要 |
消耗 |
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进入红细胞的葡萄糖 |
协助扩散 |
低——高 |
需要 |
不消耗 |
提 问:协助扩散与主动运输方式的相同点是什么?
讲 述:协助扩散与主动运输都需要载体的协助才能进行,
那么对于以这两种方式进出细胞的物质来说,细胞
膜上有运输这种物质的载体,物质能进出,细胞膜
上没有运输这种物质的载体,物质便不能进出。因
此说,细胞膜不是全透性的膜,而是一种选择透过
性膜,这就是细胞膜在能上的特性。(板书)
3、功能特性:选择透过性
讲 述:细胞膜是一种选择性透过膜,这种膜可以让水分
子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也
可以自由通过,而其他离子、小分子和大分子则
不能通过。细胞膜的选择透过性是有条件的,即
只有活的细胞才是有选择透过性。死细胞的膜失
去了选择透过性而变为全透性的膜。
细胞膜的选择透过性在生产中应用的实例之一是
测定种子的发芽率。即取来100粒玉米种子,每
粒种子纵切成两半,扔掉一半,留下一半,然后把这100个半粒玉米放在红钢笔水溶液中,红钢笔水分子是活细胞所不能吸收的大分子物质,过一段时间后,把玉米粒取出来,冲掉表面浮色,发现有的玉米粒的胚被染成了红色,而有的无色,。
提 问:大家思考玉米种子的胚被染成红色的原因是什
么?(引导讨论回答)
讲 述:种子的胚被染成红色是因为它已经死了,细胞膜
失去了选择通过性,而变为全透性膜,使红钢笔
水分子进入了胚细胞的内部,从而使胚被染成红
色。而活种子的胚不变色。所以,数出不变色种
子的数,便可以知道种子的发芽率。
课堂小结:通过这节课的学习,使我们从细胞的的亚显微结
构上对细胞的结构和功能有了新的认识,知道了
细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成的,由于构成
细胞膜的蛋白质和磷脂分子大都是可以运动的,
因此,使细胞膜在结构上表现为具有一定的流动
性。细胞膜的功能除了保护作用以外,还与细胞
内外的物质交换有密切的关系。物质出入细胞的
方式有三种,即自由扩散、协助扩散、主动运输
由于细胞膜上所具有的载体的种类不同,使细胞
膜在功能上表现出具有选择透过性,从而保证了
细胞与外界环境正常的物质交换,维持了细胞内
外物质的相对恒定,对细胞的正常代谢有着重大
意义。
巩固练习:(04教育资源网 转载请注明出处)
一、选择题:(04教育资源网 转载请注明出处)
1、细胞膜的功能: ( )
A、支持和保护 B、保护和吸收 C、保护和分泌
D、保护和物质交换。
2、实验表明,K+不能通过磷脂双分子层的人工膜,但如在
人工膜中加入少量缬氨酶素(含12个氨基酸的脂溶性的
抗菌素)时,K+则可以通过膜从高浓度向低浓度扩散,
则它通过人工膜的方式:( )
A、自由扩散 B、协助扩散 C、主动运输
D、被动运输
3、细胞膜的选择透过性主要决定于:( )
A、磷脂双分子层 B、载体蛋白 C、细胞膜流动性大小
D、膜的面积
4、细胞膜既能保证细胞吸收所需物质,又能阻止有害物质
的进入,这种特性叫( )
A、选择透过性 B、流动性 C、保护性 D、渗透性
二、填空题:
肺泡中的O2要进入血液中的红细胞,需要通过 层细胞膜,
层磷脂双分子层, 层磷脂分子。
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三、讨论题:
食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物质,蔗糖是被选择的大分子物质,用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌成
糖醋蒜的原因是什么? |