4 4. .3 3 物物质质跨跨膜膜运运输输的的方方式式细胞的物质输入与输出物质进物质进出细胞出细胞的方式的方式跨膜运输跨膜运输非跨膜运输非跨膜运输胞吞、胞吐胞吞、胞吐主动运输主动运输被动运输被动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散氧气,二氧化碳氧气,二氧化碳氮气,苯氮气,苯水,甘油,乙醇水,甘油,乙醇氨基酸,氨基酸,葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸氢离子,钠离子氢离子,钠离子钾离子,钙离子钾离子,钙离子氯离子,镁离子氯离子,镁离子碳酸氢根碳酸氢根问题探讨问题探讨自由自由扩散扩散自由扩散一、被动运输一、被动运输1 1、自由扩散、自由扩散((1 1)运输方向:)运输方向: 高高浓度浓度→→低低浓度(浓度(顺浓度梯度顺浓度梯度)) ((2 2)动力:)动力: 浓度差浓度差(不消耗新陈代谢(不消耗新陈代谢释放的能量)释放的能量) ((3 3)载体:)载体: 不需要不需要 ((4 4)例子:)例子: 水、气体水、气体((O O2 2、、COCO2 2等)等)、、脂溶性物脂溶性物质质(甘油、乙醇等)(甘油、乙醇等) ((5 5)影响因素:)影响因素: 自由扩散物质运输速率与自由扩散物质运输速率与浓度差(浓度梯度)浓度差(浓度梯度)成成正比正比膜两侧该物质的浓度差膜两侧该物质的浓度差 一、被动运输一、被动运输1 1、自由扩散、自由扩散氧气,二氧化碳氧气,二氧化碳氮气,苯氮气,苯水,甘油,乙醇水,甘油,乙醇氨基酸,氨基酸,葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸氢离子,钠离子氢离子,钠离子钾离子,钙离子钾离子,钙离子氯离子,镁离子氯离子,镁离子碳酸氢根碳酸氢根•葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层,但血液中的葡萄糖却能被大量吸收进入红细胞。
对此该如何解释?•猜测:猜测:可能是细胞膜中的蛋白质在起作用可能是细胞膜中的蛋白质在起作用•验证实验:验证实验:科学家利用一种抑制剂抑制红细胞膜上科学家利用一种抑制剂抑制红细胞膜上蛋白质的活性,发现其对葡萄糖的吸收大大减弱蛋白质的活性,发现其对葡萄糖的吸收大大减弱•结论:结论:葡萄糖的跨膜运输确实需要细胞膜上的蛋白葡萄糖的跨膜运输确实需要细胞膜上的蛋白质的帮助质的帮助一、被动运输一、被动运输协助扩散一、被动运输一、被动运输2 2、协助扩散、协助扩散((1 1)运输方向:)运输方向: 高高浓度浓度→→低低浓度(浓度(顺顺浓度梯度)浓度梯度) ((2 2)动力:)动力:((3 3)载体:)载体: 需要需要 ((4 4)例子:)例子: 红细胞吸收葡萄糖;红细胞吸收葡萄糖;需要通道蛋白的运输需要通道蛋白的运输 浓度差浓度差(不消耗新陈代谢(不消耗新陈代谢释放的能量)释放的能量) ((5 5)影响因素:)影响因素: 一定范围内,物质运输速率与一定范围内,物质运输速率与浓度差浓度差成成正比;正比;膜两侧该物质的浓度差;膜两侧该物质的浓度差; 一、被动运输一、被动运输2 2、协助扩散、协助扩散载体的数量。
载体的数量 当物质浓度达到一定值时,因受载体数量的限当物质浓度达到一定值时,因受载体数量的限制,运输效率达到最大值,不再升高制,运输效率达到最大值,不再升高 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散相同点相同点不同点不同点顺浓度梯度运输;不耗能顺浓度梯度运输;不耗能不需载体不需载体需要载体需要载体被动运输:物质被动运输:物质顺浓度梯度顺浓度梯度进出进出 细胞的方式细胞的方式一、被动运输一、被动运输 丽藻细胞液所含的 丽藻细胞液所含的离子浓度远远高于丽离子浓度远远高于丽藻所生长的池水,为藻所生长的池水,为什么丽藻还能从周围什么丽藻还能从周围环境吸收离子呢?环境吸收离子呢?为了能维持生命活动为了能维持生命活动的正常进行,细胞的正常进行,细胞逆逆浓度梯度浓度梯度运输离子运输离子氧气,二氧化碳氧气,二氧化碳氮气,苯氮气,苯水,甘油,乙醇水,甘油,乙醇氨基酸,氨基酸,葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸氢离子,钠离子氢离子,钠离子钾离子,钙离子钾离子,钙离子氯离子,镁离子氯离子,镁离子碳酸氢根碳酸氢根主动运输((1 1)运输方向:)运输方向: 通常通常低低浓度浓度→→高高浓度(浓度(逆浓度梯度逆浓度梯度)) ((2 2)动力:)动力:细胞内化学反应释放的能量(细胞内化学反应释放的能量(ATP) ATP) ((3 3)载体:)载体: 需要需要 ((4 4)例子:)例子: NaNa+ +、、K K+ +、、CaCa2+2+、、MgMg2+2+等离等离子的运输子的运输;;葡萄糖、氨基酸等葡萄糖、氨基酸等有机有机小分子小分子通过小肠上皮细通过小肠上皮细胞等。
胞等 二、主动运输二、主动运输((5 5)影响因素:)影响因素: 能量的供应(能量的供应(ATPATP的多的多少或少或O O2 2浓度等)浓度等) 二、主动运输二、主动运输载体的数量;载体的数量; ((6 6)主动运输的意义:)主动运输的意义: 保证活细胞能按照生命活动的需要,主动选择吸保证活细胞能按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的收所需要的营养物质营养物质,排出,排出代谢废物代谢废物和对细胞和对细胞有害的有害的物质物质 三步判断物质跨膜运输的方式:三步判断物质跨膜运输的方式:((1 1)是否顺浓度梯度:若从低浓度到高浓度,)是否顺浓度梯度:若从低浓度到高浓度,则一定是则一定是__________________________2 2)是否消耗能量:)是否消耗能量:______________________要消耗能量要消耗能量3 3)是否需要载体:不需要载体就是)是否需要载体:不需要载体就是__________________________需要载体的就是需要载体的就是__________________ 主主动运运输主主动运运输扩散散自由自由协助助扩散散((1 1)胞吞(又叫内吞作用))胞吞(又叫内吞作用)三、大分子物质进出细胞(非跨膜运输)三、大分子物质进出细胞(非跨膜运输)物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从细胞外进入细胞外进入细胞内细胞内的过程。
的过程胞胞吞吞的例子:的例子:((1 1)胞吐(又叫外排作用))胞吐(又叫外排作用)二、大分子如何进出细胞二、大分子如何进出细胞物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从细胞内排到细胞内排到细胞外细胞外的过程胞吐的例子:胞吐的例子:分泌蛋白的分泌分泌蛋白的分泌运输形式运输方向 有无载体是否需要能量依靠膜的特性大分子运输的特点:大分子运输的特点:胞吞和胞吐胞吞和胞吐与浓度无关与浓度无关无无需要消耗化学反应需要消耗化学反应释放的能量释放的能量膜的流动性膜的流动性。