下面的文字摘自某高血压治疗药物说明书:“本品为二氢吡啶类钙通道阻带剂,抑制血管平滑肌和心肌细胞的跨膜盖离子内流,但你血管作用为主。本品引起冠状动脉、肾小动脉等全身血管的扩张,产生降压作用。”
许多药物都是针对细胞膜上物质运输的通道研发的,你知道这是为什么吗?
细胞是一个开放的系统,系统的边界—细胞膜不仅是将细胞内外隔开的屏障,也是控制物质进出细胞的门户。
细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?不同的物质跨膜运输的方式一样吗?这与细胞膜的结构有什么关系呢?
掌控着道道闸门,驱动着各式舟车。输入输出中忙碌,被动主动间选择,生物大分子铸就,神奇的生命之膜。
问题探讨
半渗透膜
玻璃纸,又叫赛璐玢,是一种半透膜,水分子可以自由通过它,而蔗糖分子不能。
讨论
漏斗管内的液面为什么会升高?如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?
如果用一层纱布代替玻璃纸,还会出现原来的现象吗?
如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?
细胞生活在一个液体的环境中,细胞与环境的物质交换必须经过细胞膜。我们知道,细胞内外的物质含量有很大差别,这与细胞膜的功能有什么关系呢?不同物质的跨膜运输有什么不同的特点呢?
水是活细胞中含量最多的物质,让我们先来分析水是怎样进出细胞的,
经一滴红墨水滴入一杯清水中,清水很快就变成了红色,这是溶质分子在水中扩散的结果,问题探讨中,所展示的路途,管内的液面之所以会上升,是烧杯中的溶剂—水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗?细胞膜是否相当于一层半透膜呢?
水浸出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的,都是通过渗透作用。
水又是怎样进入植物细胞的呢?
我们知道,植物细胞的结构与动物细胞有明显的区别。植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁。研究表明,对于水分子来说,细胞壁是全透性的,即水分子可以自由的通过细胞壁,细胞壁的作用主要是保护和支持细胞,伸缩性比较小。成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间,浆细胞质结成一层薄膜,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。后文所说的水进出细胞,主要是指水经过原生质层进出液泡。
通过对“探究植物细胞的吸水和失水”这一实验中,可以得出植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用,吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定的收缩;当细胞不断是水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开,也就是质壁分离。当外界水又进入时,植物细胞就会复原。