Transcript 物质跨膜运输的方式
第３节 物质跨膜运输的方式 讲课人：宁玲玲 • 往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快 就变成蓝色了，这就是液体的扩散 • 综上所述，物质分子由高浓度区域 往低浓度区域移动，直到均匀分布 的现象就叫扩散。 想一想？ • 前面我们学习的水分子进出细胞是一种扩 散吗？你的理由是什么？ • 是一种扩散，因为水分子总是由单位体积 水分子数多的往单位体积水分子数少的方 向渗透。 • 氧气和二氧化碳等气体分子也很容易自由 地通过磷脂双分子层。如细胞内由于呼吸 作用使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便 通过扩散作用排出细胞。 自由扩散 物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。 自由扩散 特征： 1. 顺浓度梯度运输 2. 不需要载体 3. 不需要消耗能量 自由扩散的物质主要有三类： ①气体分子 ②水分子 ③脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯 氧气，二氧化碳 氮气，苯 水，甘油，乙醇 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 氢离子，钠离子、 钾离子，钙离子、 氯离子，镁离子、 碳酸氢根 合成的脂双层 • 一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由通 过细胞膜，镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白 质，能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯 度跨膜运输。这类蛋白质称作载体蛋白。 • 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫 做协助扩散。协助扩散典型的例子是葡萄 糖进入红细胞 协助扩散 协助扩散 特征： 1. 顺浓度梯度运输 2. 需要载体参与 3. 不需要消耗能量 被动运输 被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。 自由扩散： 物质通过简单的扩散作用进出细胞。 协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。 • 细胞通过被动运输吸收物质时，都 有一个共同的特点：物质只能是顺 浓度梯度进行运输。而一般情况下， 植物根系所处的土壤溶液中，植物 需要的很多矿质元素离子的浓度总 是低于细胞液的浓度。我们来看看 下面的一些例子。 资料： 丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比 人红细胞中钾离子的 浓度比血浆高30倍； 钠离子的浓度只有血 浆的1／6； 甲状腺滤泡上皮细胞 内碘的浓度比血液高 20—25倍。 逆浓度梯度运输 资料： (1)用人工膜进行实验时，在一般情况下，即使 膜两侧具备浓度差，钾离子不能通过人工的磷 脂双分子层。如果在这脂质双层膜上，加上少 量的缬氨霉素（一种蛋白类抗生素），则钾离 子便可以通过。 (2)若向细胞膜上注射氰化物（抑制能量ATP的 形成），细胞对钾离子的吸收减缓或停止。 为什么这些离子能逆浓度梯度运输呢？ • 从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要 载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内 化学反应所释放的能量，这种方式叫做主 动运输。 主动运输 主动运输 特征： 1. 逆浓度梯度运输 2. 需要载体 3. 需要消耗能量 思考与讨论？ • １、自由扩散和协助扩散需要消耗能 量吗？为什么？ • 不需要，因为二者都是顺浓度梯度进 行的 • ２、与主动运输相比，被动运输的特 点是什么？ • 顺浓度梯度，不消耗能量 • ３、为什么主动运输需要消耗能量而 被动运输不消耗能量呢？ 主动运输是逆浓度梯度，就好比逆水行舟，而被 动运输是顺浓度梯度，就好比是顺水行舟。 主动运输的意义： 细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证 了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选 择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和 对细胞有害的物质。 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。 比较三种跨膜运输的方式 过膜 浓度 是否需 是否 举例 方式 梯度 载体 耗能 H2O、CO2、O2、 自由 甘油、乙醇、苯、 高 低 否 否 扩散 脂肪酸等 协助 高 扩散 主动 低 运输 低 高 要 要 否 要 葡萄糖进入 红细胞 葡萄糖、氨基酸通过 小肠上皮细胞膜；离 子通过细胞膜等 通过物质跨膜运输的三种方式说明 选择透过性 细胞膜的功能特性是___________，其对 物质的选择吸收是取决于细胞膜上 载体蛋白的种类和数量 __________________________。 自由扩散和协助扩散相对于主动运输来 被动 说是一种________运输。 主动 _______运输对活细胞完成各种生命活动 有重要作用。 • 主动运输和被动运输只能让许多离子 和小分子通过细胞膜，但是对于蛋白 质这样的大分子却无能为力。可是大 部分细胞能够摄入和排出特定的大分 子。这些大分子是怎样进出细胞的呢 大分子进入细胞的方式叫胞吞（内吞） 大分子排出细胞的方式叫胞吐（外排） 想一想？ • 主动运输和被动运输靠的是细胞膜 具有选择透过性这一功能特性。那 么胞吞胞吐靠的又是细胞膜的什么 特点呢？ • 具有一定的流动性 课堂练习 1.甲(〇)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗 粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正 确的是？ A 甲进入细胞一定需要能量 B 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与 C 甲运出细胞一定不需要能量 D 乙运出细胞一定有载体蛋白 的参与 胞 外 恭喜你，答 不要灰心， 不要灰心， 不要灰心， 再来一次！ 细 对了！再接 再来一次！ 再来一次！ 再厉！ 胞 膜 胞 内 运 输 速 率 分析图表 拓展延伸 运 输 速 率 耗氧量 运 输 速 率 运 输 速 率 细 胞 内 浓 度 浓度差 浓度差 思考！ 浓度差 （细胞外浓度） 时间 上面几幅坐标图中所表示的分别 是哪种物质运输方式？为什么？ 缬氨霉素 • 一种脂溶性的抗生素。将缬氨霉素插入脂 质体后，其疏水面与脂双层相连, 极性的内 部能精确地固定K+。它在一侧结合K+, 然后 向内侧移动通过脂双层, 在另一侧将K+释放 到细胞内。