物质跨膜运输方式

1、主讲：龙吉艳生物膜的结构模型生物膜的结构模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型 温故知新：温故知新：生物膜的组成：生物膜的组成：1 1、脂质：主要是磷脂、脂质：主要是磷脂2 2、蛋白质：主要包括酶、载体、受体等、蛋白质：主要包括酶、载体、受体等3 3、糖：与脂、蛋白质等复合、糖：与脂、蛋白质等复合4 4、其他成分：水、金属离子等、其他成分：水、金属离子等生物膜的功能：生物膜的功能：1 1、将细胞与外界环境、将细胞与外界环境分开分开2 2、控制物质进出、控制物质进出细胞细胞3 3、进行细胞间的物质交流、进行细胞间的物质交流左图所示为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。1.什么样的分子能够通过脂双层

2、？什么样的分子不能通过？2.葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？3.观察此图，联系已有知识，你还能提出其他问题吗？能不能对所提出的问题作出尝试性的回答？将两种溶液连通时，溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。往清水中滴一滴红墨水，清水很快就变为红色，这就是扩散。物质进出细胞，既有顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输；也有逆浓度梯度的运输，称为主动运输。物质在细胞内外浓度不同形成梯度，物质顺着梯度由高浓度向低浓度转运的过程叫被动运输（passive transport）。自由扩散、协助扩散属于被动运输。自由扩散（free diffusion）是指不需

3、要载体蛋白参与的简单扩散称为自由扩散。被选择吸收的物质从高浓度的一边通过细胞膜到达低浓度的一边的物质出入细胞方式。不需要载体，这种扩散方式不需要消耗能量。1、方向：高浓度到低浓度2、不需要载体和能量3、方式直接，速度快进行自由扩散常见的物质：1、气体：CO2、O2、N22、小分子有机物：乙醇、苯、尿素3、脂质类：甘油，脂肪酸协助扩散协助扩散也称促进扩散（faciliatied diffusion），是指非脂溶性物质或亲水性物质， 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。协助扩散同样不需要消耗能量，并且也是从高浓度向低浓

4、度进行。1、促进扩散的速度比自由扩散要快几个数量级；2、具有饱和性：受膜蛋白的数量影响，当溶质的跨膜浓度差达到一定程度时，促进扩散的速度不再提高；3、具有高度的选择性： 如运输蛋白能够帮助葡萄糖快速运输，但不帮助与葡萄糖结构类似的糖类运输；4、膜运输蛋白的运输作用也会受到类似于酶的竞争性抑制，以及蛋白质变性剂的抑制作用。1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ 答：不需要，因为两者都是顺浓度梯度运输。2.自由扩散与协助扩散有什么异同？ 答：相同点：都不需要能量，都是从高浓度到低浓度运输。 不同点：自由扩散不需要载体，协助扩散需要载体。3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 答：因为

5、两者都是顺浓度梯度运输，都不需要消耗能量。如右表，水生植物丽藻的细胞液中K+浓度比它们生活的池水高1065倍，其他多种离子的浓度也比池水高得多。这些离子为什么能逆浓度梯度运输呢？概念：主动运输（active transport）是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞的过程。Na+、K+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，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。可分为初级主动运输和次级主动运输。主动运输所需的能量来源主要有：1. 协同运输中的离子梯度动力；2. ATP驱动的泵通过水

6、解ATP获得能量；3. 光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。 1、直接能源Na+-K+泵 Na+的输出和K+的输入 ATP细菌视紫红质H+从细胞中主动输出 光能磷酸化运输蛋白细菌对葡萄糖的运输磷酸烯醇式丙酮酸。 2、间接能源Na+、葡萄糖泵协同运输蛋白 Na+、葡萄糖同时进入细胞 Na+离子梯度F1-F0ATPaseH+质子运输， H+质子梯度驱动特点：逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输），并对代谢毒性敏感；都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白；具有选择性和特异性。意义：1、能保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废

7、物和对细胞有害的物质。2、维持细胞内正常的生命活动,对神经冲动的传递以及对维持细胞的渗透平衡,恒定细胞的体积都是非常重要的。前面我们所讲的都是离子和小分子物质进入细胞，那么大 分 子 物 质 是 如 何 进 入 细 胞 的 呢 ？胞吞作用胞吞（Endocytosis）与胞吐相反，当细胞摄取大分子时，利用细胞膜的流动性，首先是大分子或颗粒附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部，这种现象叫胞吞。消耗消耗能量能量在此过程中消耗由细胞呼吸作用产生的ATP，若抑制线粒体活动，会对胞吞产生抑制作用胞吞使一些不能穿过细胞的物质如食物颗粒、蛋

8、白质大分子等，都能进入细胞之中，形成液体或固体小泡（食物泡）。胞吞是需要消耗能量的。胞吞作用可分为吞噬作用、胞饮作用以及受体介导的胞吞作用。1、吞噬作用吞噬作用是以大的囊泡形式（常称为液泡）内吞较大的固体颗粒。直径达几微米的复合物、微生物以及细胞碎片等的过程。2、胞饮作用胞饮作用是指以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体（直径一般小于1微米，常含有离子或小分子）吞入细胞内的过程。胞饮作用不具有明显的专一性。3、受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用是指被内吞物（称为配体）与细胞表面的专一性受体相结合，并随机引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配体裹入并输入到细胞内的过程，它是一种专一性很强的胞吞作用。胞

9、吐（exocytosis）与胞吞相反，又称局浆分泌，细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜结合，将大分子排出细胞，这种现象叫做胞吐。消消耗耗能能量量载体蛋白载体蛋白 小分子和离子大分子物质被动运输主动运输自由扩散 协助扩散 顺浓度梯度 胞吞（内吞） 胞吐（外排）消耗能量消耗能量物质进出细胞的方式：运输方式运输方向（浓度梯度）是否需要载体蛋白是否消耗能量举例被动运输自由扩散高浓度低浓度不需要不消耗 水 O2 CO2等气体分子 甘油，乙醇、苯等脂溶性物质协助扩散高浓度低浓度需要不消耗葡萄糖进入红细胞主动运输低浓度高浓度需要消耗 葡萄糖、氨基酸等进入小肠上 皮细胞；

10、Na+、K+、Ca+等离子1、下列物质中，需要载体蛋白协助才能进入细胞的是（ ） A、水 B、乙醇 C、钾离子 D、二氧化碳答案：B2、能保证细胞按照生命活动的需要吸收营养物质的主要方式是（） A、自由扩散 B、胞吞作用 C、主动运输 D、胞吐作用答案：C3、根表皮细胞吸收K的数量，主要取决于() A、土壤中K的浓度 B、细胞液中K的浓度 C、细胞膜上载体的数量 D、土壤溶液中H2CO3的浓度答案：C4、下列哪一种物质的运输方式与其他三种不同() A根细胞吸收矿质离子 B红细胞吸收K，排出Na C小肠对Ca2的吸收 D浆细胞分泌抗体答案：D5、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于() A组织液中甘油的浓度 B细胞膜上的载体数量 C细胞中ATP(直接能源物质)的数量 D细胞膜上的某种载体数量答案