生理学教案 细胞的结构与功能

课题：细胞膜的结构和物质转运功能

课时：1学时

授课人：

一、教学目的与要求：

1.掌握：细胞膜的物质转运功能中的易化扩散、主动转运机制。

2.熟悉：单纯扩散、继发性主动转运、出胞与入胞式物质转运。

3.了解：细胞膜的化学组成和分子结构。

二、教学重点和难点：

重点：跨膜物质转运的方式。

难点：钠钾泵。

三、教学方法设计：

引入：生物体的结构和功能的基本单位是细胞，虽然不同的细胞形态结构和功能活动上有千差万别，但其一些基本功能却具有共同的特征。细胞的结构包括细胞膜、细胞质、细胞器和细胞核。细胞与细胞之间相互又有物质、能量和信息的交换传递，细胞膜可以保证这一功能的正常。这堂课我们来学习细胞基本功能之一——细胞膜的结构和物质转运功能。

然后介绍细胞膜的化学成分和结构模型，根据不同性质的物质讲授各种物质转运方式，重点介绍易化扩散和主动转运。

讲授过程中结合启发式提问。

四、教具和教学手段：

多媒体课件

五、教学过程和板书设计：

细胞的跨膜物质转运和信号传递功能

一、膜的化学组成和结构模型         

流体镶嵌模型(图)

    1. 组成：膜脂质、膜蛋白质、糖类（图）

  2. 结构模型：流体镶嵌模型

1细胞膜由脂双层和蛋白质组成；

2磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相，组成生物膜的骨架结构；

3蛋白质或结合在脂双层表面，或镶嵌在其内部，或膜跨整个脂双层；

4蛋白质分布具有不对称性；

5生物膜具有流动性。

二、细胞膜的物质转运功能

被动转运

单纯扩散

易化扩散：通道介导的易化扩散；载体介导的易化扩散

主动转运

原发性主动转运（Na＋- K＋泵）

继发性主动转运

胞吞和胞吐

单纯扩散

1. 定义：脂溶性小分子物质由高浓度向低浓度跨膜移动的过程

2. 实例：O2、CO2、NO ／脂肪酸、类固醇

3. 特点：小分子／脂溶性分子

4. 动力来源：物质的跨膜浓度差

5. 转运特点

•不需另外消耗能量；

•不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”；

•无饱和性；

•扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关。   

易化扩散

    1．定义：非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。

    2．特点：

        ① 高浓度→低浓度；

        ② 膜蛋白介导；

        ③ 不消耗能量。

3．通道介导的易化扩散--离子通道　

        ① 实例：Na + 、K+等离子

        ② 特点：a．选择性（图）

b．门控性（图）：电压门控通道；化学门控通道；机械门控通道

        ③动力来源：物质的跨膜浓度差和电位差

    4．载体介导的易化扩散（图）

        ① 实例：氨基酸、葡萄糖顺浓度差的跨膜转运（图）

        ② 特点：a．结构特异性  b．饱和性  c．竞争性抑制

        ③动力来源：物质的跨膜浓度差

主动转运

1．定义：指细胞膜将物质分子（或离子）逆浓度差和电位差转运的过程。

     2．特点：a. 需要消耗能量，能量由分解ATP来提供；

              b. 依靠特殊膜蛋白(泵)的“帮助”；

              c. 是逆电-化学梯度进行的。

     3．分类： 1）.原发性主动转运；如：Na+-K+泵、H+-K+泵等

               2） 继发性主动转运；如：葡萄糖、氨基酸

1）原发性主动转运

定义：指细胞膜通过本身的某种耗能过程，将物质的 分子或离子逆电-化学梯度进行跨膜转运。

Na+- K+ 泵（Na+- K+ -ATP酶）（图）

        激活：细胞内的[Na+ ]升高 、细胞外的[K+ ]升高

        生理作用：泵出Na+，泵进K+，维持胞外高钠、胞内高钾状态。

a.维持细胞渗透压，防止细胞肿胀

b.细胞内高K+是许多代谢反应必需

c.钠钾泵造成的胞内外Na+、K+的不均衡分布是产生生物电从而维持兴奋的前提

d.Na+的不均衡分布构成了继发性主动转运的条件

      2）继发性主动转运（协同转运）

        定义：指某种物质的逆浓度梯度的转运是依赖于另一物质的浓度差造成的势能而实现的。

特点：a. 逆浓度梯度或逆电位梯度的转运

              b. 间接消耗能量伴随着Na+的跨膜运

实例：小肠上皮、肾小管上皮等对葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收（图）

胞吞和胞吐 

大分子物质进出细胞的方式：

1．胞吞：指细胞外的大分子物质或某些物质团块进入细胞的过程。

2．胞吐：指物质由细胞排出的过程。

六、小结

1．细胞膜的结构

2. 细胞膜的物质转运功能

七、作业

1．试述细胞膜的跨膜物质转运方式及特点。

2. 简述钠-钾泵的工作过程和生理意义。

八、参考资料

1. 王庭槐主编，生理学，高等教育出版社，2004

2. 翟中和，王喜忠，丁明孝主编，细胞生物学，高等教育出版社，2000

3. 左明雪主编，人体解剖生理学，高等教育出版社，2003