測定細胞膜透性能解決什麽理論和實踐問題
測定細胞膜透性能解決什麽理論和實踐問題如下:
細胞的生理活動與細胞膜的通透性息息相關,細胞膜的通透性也能反映細胞處於何種生理狀態。壹般來說,細胞膜的通透性的改變(增大或者減小)是細胞病變的先兆。通過研究細胞膜的通透性的各項性質,我們能更好的研究生命體的各種生理過程,研究某些疾病的致病機理,生產更好的藥物來治療疾病。
細胞膜選擇透過性的壹組實驗
細胞膜的選擇通過性是“細胞結構與功能”壹節的難點內容之壹,也是第2章“滲透作用原理”,“根對礦質離子選擇吸收”的基礎。在教學過程中如能把學生帶進實驗室,使用直觀手段教學,不但有助於突破教學難點,提高教學質量,而且還能引起學生對科學實驗的濃厚興趣。
壹、演示擴散、滲透作用裝置
1.演示擴散裝置:將1粒高錳酸鉀輕輕放入1杯清水中,讓學生觀察高錳酸鉀的溶解過程,了解擴散作用的原理。
2.演示滲透裝置:如圖1所示,讓學生思考,推測實驗結果,為理解細胞膜的選擇透過性打下基礎。
二、演示紅細胞的滲透反應裝置
取3支試管,第1支試管加入2mL 0.9%的生理鹽水、第2支試管加入2mL蒸餾水,第3支試管加入2mL10%的氯化鈉溶液,然後各滴加2滴哺乳動物紅細胞懸浮液,震蕩混勻,放在試管架上。引導學生思考:壹段時間後,3支試管中將分別出現何種結果,其原因是什麽?在學生思維活動
展開並形成壹致性結論後即板畫出紅細胞的3種不同形態(圖2),說明紅細胞對水是自由滲透的,水能夠借濃度梯度被動地透過細胞膜,從而引起紅細胞吸水膨脹破裂(溶血)或失水皺縮。
那麽正常細胞在和環境進行物質交換時,能否也遵循高濃度低濃度的擴散原理,被動地吸收各種不同分子量的物質呢?
給學生分發實驗材料、用具及實驗報告,要求學生在觀察演示實驗2的基礎上,設計實驗方案來驗證自己的設想。最後教師用啟發誘導的方式歸納出壹個正確的設想,提出合理的實驗方案來加以驗證。
三、學生實驗——細胞膜被動吸收的驗證
1.實驗原理 紅細胞對水是自由滲透的,但對大多數物質具有選擇透過性,在等滲條件下,稀釋的紅細胞懸浮液呈渾濁狀且透光性差。但當紅細胞溶血後,其懸浮液就變得透明且光線容易透過。本實驗用稀釋的紅細胞懸浮液在不同溶質中是否出現溶血現象,來驗證細胞膜的選擇透過性。
2.材料、用具 量筒、試管和試管架、秒表、紅細胞懸浮液、蒸餾水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%澱粉液。
3.方法步驟 取5支試管編號,並在試管底部背面襯1張印有印刷字體的小紙片,按下表加入下列各種物質,振動混勻後,置於試管架上。當通過試管看到其背面清晰的印刷字體時,此時間即是該溶劑或溶質分子透過紅細胞膜所需的時間,用秒表記錄,結果記錄在下表中。
細胞膜對不同物質的透性
試管
編號
試劑(mL) 細胞懸浮液(滴) 結果及原因
1 蒸餾水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%澱粉液2mL 2
註:①取新鮮哺乳動物血液適量,按4:1加入5%的檸檬酸鈉溶液,震蕩混勻,靜置數小時,待血液分層後,倒去血漿及部分血細胞,再按1:5的比例加入0.9%的生理鹽水靜置,分層後,倒去上清液即成。
②1g澱粉加0.9%的生理鹽水至100mL,煮開後冷卻。
4.實驗結論 實驗表明小分子物質(如、、甘油、乙二醇、葡萄糖)能夠借助簡單的擴散作用,透過細胞膜,而大分子物質(如澱粉、蛋白質)則不能通過。然後教師依據實驗結論講述自由擴散和協助擴散原理。
四、細胞膜生動吸收是生活細胞的特征
細胞膜具有壹種非常重要的特性,就是能選擇性地透過壹些物質,壹些離子、小分子可以以自由擴散、協助擴散的方式順利通過,另壹些“禁止通行”。如果細胞死亡,則細胞膜將失去選擇透性,也就失去了主動吸收的功能。
1.教師演示實驗 取2支試管,分別放入1朵蒲公英(或其他有色花瓣)並註入適量清水,將其中1支試管放在酒精燈上加熱至沸,引導學生觀察並分析實驗結果。
2.學生實驗——小麥種子發芽率的快速測定:提供浸泡5h的小麥種子,10%的紅墨水(染色劑)、刀片、培養皿、載玻片。由學生自己設計實驗步驟,分析實驗結果。教師巡視,個別指導。實驗結束後,教師對比前壹個煮花瓣的實驗,進壹步講清主動吸收的原理。