Los problemas teóricos y prácticos que se resuelven midiendo la permeabilidad de la membrana celular son los siguientes:
Las actividades fisiológicas de las células están estrechamente relacionadas con la permeabilidad de la membrana celular. La membrana también puede reflejar el estado de la célula. En términos generales, los cambios (aumento o disminución) en la permeabilidad de la membrana celular son precursores de la enfermedad celular. Al estudiar diversas propiedades de la permeabilidad de las membranas celulares, podemos estudiar mejor varios procesos fisiológicos de los organismos vivos, estudiar la patogénesis de ciertas enfermedades y producir mejores medicamentos para tratar enfermedades.
Un conjunto de experimentos sobre la permeabilidad selectiva de las membranas celulares
La permeabilidad selectiva de la membrana celular es uno de los contenidos difíciles de la sección "Estructura y función celular", y se También es el tema del Capítulo 2 "Principio de ósmosis", la base de la "absorción selectiva de iones minerales por las raíces". Si se puede llevar a los estudiantes al laboratorio durante el proceso de enseñanza y utilizar métodos intuitivos para enseñar, no sólo ayudará a superar las dificultades de la enseñanza y mejorará la calidad de la enseñanza, sino que también despertará el fuerte interés de los estudiantes en los experimentos científicos.
1. Dispositivo demostrativo de difusión y ósmosis
1. Demostración del dispositivo de difusión: coloque suavemente 1 grano de permanganato de potasio en 1 taza de agua y permita que los estudiantes observen el proceso de disolución del permanganato de potasio y comprendan el principio de difusión.
2. Demuestre el dispositivo de ósmosis: como se muestra en la Figura 1, permita que los estudiantes piensen y especulen sobre los resultados experimentales, sentando las bases para comprender la permeabilidad selectiva de las membranas celulares.
2. Demostrar el dispositivo de reacción de permeabilidad de los glóbulos rojos.
Tomar 3 tubos de ensayo, agregar 2 ml de solución salina fisiológica al 0,9% al primer tubo de ensayo, agregar 2 ml de agua destilada al segundo tubo de ensayo y agregue 2 ml de agua destilada al tercer tubo de ensayo. Agregue 2 ml de solución de cloruro de sodio al 10 % al tubo de ensayo, luego agregue 2 gotas de suspensión de glóbulos rojos de mamífero a cada tubo, agite para mezclar y coloque. en la gradilla de tubos de ensayo. Guíe a los estudiantes a pensar: Después de un período de tiempo, ¿qué resultados aparecerán en los tres tubos de ensayo y cuáles son las razones? Después de que se llevan a cabo las actividades de pensamiento de los estudiantes
y se llega a una conclusión coherente, se dibujan en la pizarra tres formas diferentes de glóbulos rojos (Figura 2), lo que indica que los glóbulos rojos son libremente permeables al agua. , y el agua puede penetrar pasivamente a través de gradientes de concentración a través de la membrana celular, lo que hace que los glóbulos rojos absorban agua, se hinchen y se rompan (hemólisis) o pierdan agua y se encojan.
Entonces, cuando las células normales intercambian sustancias con el medio ambiente, ¿pueden también seguir el principio de difusión de alta y baja concentración y absorber pasivamente sustancias de diversos pesos moleculares?
Distribuir materiales experimentales, utensilios e informes experimentales a los estudiantes, y exigirles que diseñen planes experimentales para verificar sus suposiciones basándose en la observación del Experimento de demostración 2. Finalmente, el profesor utilizó la inspiración y la inducción para resumir una idea correcta y propuso un plan experimental razonable para verificarla.
3. Experimento del estudiante - verificación de la absorción pasiva por la membrana celular
1. Principio experimental: los glóbulos rojos son libremente permeables al agua, pero selectivamente permeables a la mayoría de las sustancias. En condiciones isotónicas, las suspensiones de glóbulos rojos diluidos son turbias y tienen poca transmisión de luz. Pero cuando los glóbulos rojos se hemolizan, su suspensión se vuelve transparente y la luz puede atravesarla fácilmente. Este experimento utiliza si se produce hemólisis en suspensiones diluidas de glóbulos rojos en diferentes solutos para verificar la permselectividad de la membrana celular.
2. Materiales y utensilios: probeta graduada, tubos de ensayo y gradillas para tubos de ensayo, cronómetro, suspensión de glóbulos rojos, agua destilada, etilenglicol, glicerina, glucosa al 10%, solución de almidón al 1%.
3． Pasos del método: Tome 5 números de tubos de ensayo y coloque un pequeño trozo de papel con fuentes impresas en la parte posterior del fondo del tubo de ensayo. Agregue las siguientes sustancias de acuerdo con la tabla, agite para mezclar y colóquelas en la rejilla para tubos de ensayo. Cuando vea una impresión clara en la parte posterior del tubo de ensayo, este tiempo es el tiempo que le toma a la molécula de solvente o soluto penetrar la membrana de los glóbulos rojos. Regístrelo con un cronómetro y registre los resultados en la siguiente tabla.
Permeabilidad de la membrana celular a diferentes sustancias
Tubo de ensayo
Nº
Reactivos (mL) Suspensión celular (gotas) Resultados y razones
1 Agua destilada 2mL 2
2 Etilenglicol 2mL 2
3 Glicerina 2mL 2
4 Glucosa al 10% 2mL 2
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5 Solución de almidón al 1% 2 ml 2
Nota: ① Tome una cantidad adecuada de sangre fresca de mamífero, agregue una solución de citrato de sodio al 5% en proporción 4:1, agite y mezcle y deje reposar durante varias horas, después de estratificar la sangre, vierta el plasma y algunas células sanguíneas, luego agregue solución salina normal al 0,9% en una proporción de 1:5 y déjelo reposar. Después de la estratificación, vierta el sobrenadante. y servir.
② Agregue 1 g de almidón a solución salina normal al 0,9 % hasta 100 ml, hierva y luego enfríe.
4． Conclusión experimental: El experimento muestra que las sustancias moleculares pequeñas (como el glicerol, el etilenglicol, la glucosa) pueden atravesar la membrana celular mediante difusión simple, mientras que las sustancias moleculares grandes (como el almidón, las proteínas) no pueden pasar. Luego el profesor explica los principios de la difusión libre y la difusión asistida en base a las conclusiones experimentales.
4. La absorción vívida de las membranas celulares es una característica de las células vivas.
Las membranas celulares tienen una característica muy importante, es decir, pueden transmitir selectivamente algunos iones y pequeñas moléculas. La proliferación libre y la proliferación asistida se aprobaron sin problemas, mientras que otras quedaron "prohibidas". Si la célula muere, la membrana celular perderá su permeabilidad selectiva y, por tanto, perderá su función de absorción activa.
1． El maestro demuestra el experimento. Tome 2 tubos de ensayo, coloque un diente de león (u otros pétalos de colores) en cada uno y vierta una cantidad adecuada de agua. Coloque uno de los tubos de ensayo en una lámpara de alcohol y caliéntelo hasta que hierva. observar y analizar los resultados experimentales.
2. Experimento del estudiante: determinación rápida de la tasa de germinación de las semillas de trigo: proporcione semillas de trigo remojadas durante 5 horas, tinta roja al 10 % (tinte), cuchillas, placas de Petri y portaobjetos de vidrio. Los estudiantes diseñan sus propios procedimientos experimentales y analizan los resultados experimentales. Los profesores inspeccionan y proporcionan orientación individual. Después del experimento, el profesor comparó el experimento anterior de hervir pétalos de flores y explicó con más detalle el principio de absorción activa.