高三一輪復(fù)習(xí)生物：第7講 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例、方式課件

第7講物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例、方式滲透現(xiàn)象示意圖半透膜半透膜是允許一部分物質(zhì)通過，不允許另一部分物質(zhì)通過的膜。它包括物理性的過濾膜和生物性的選擇透過性膜。

過濾膜：膜上有一些小孔，物質(zhì)分子能否通過該膜完全決定于分子的直徑。若分子的直徑小于小孔直徑，就能通過，否則不能通過。

選擇透過性膜：物質(zhì)能否通過這種膜是根據(jù)生命活動(dòng)的需要與否，而不決定于物質(zhì)分子的直徑大小。過濾膜細(xì)胞膜2．發(fā)生滲透作用的條件一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理

有半透膜

半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用。1．什么是滲透作用（一）滲透作用低濃度溶液高濃度溶液

水的相對(duì)含量：高低

溶液濃度：（順相對(duì)含量梯度）3．水分子的擴(kuò)散方向→→一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理（二）水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理蔗糖溶液半透膜清水細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜外界溶液一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理（二）水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理1．當(dāng)外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)的濃度時(shí)，細(xì)胞＿＿＿。吸水失水外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度2．當(dāng)外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)的濃度時(shí)，細(xì)胞＿＿＿。3．當(dāng)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿時(shí)，水分進(jìn)出平衡。一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理（二）水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理細(xì)胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。成熟的植物細(xì)胞由于液泡占據(jù)細(xì)胞的大部分空間，因此植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡內(nèi)的細(xì)胞液。一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理（三）水進(jìn)出植物細(xì)胞

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

探究植物細(xì)胞的吸水和失水制作臨時(shí)裝片的步驟【教學(xué)實(shí)驗(yàn)】探究植物細(xì)胞的吸水和失水。

分析結(jié)果，得出結(jié)論探究植物細(xì)胞的吸水和失水剛開始發(fā)生質(zhì)壁分離已明顯發(fā)生質(zhì)壁分離原因原生質(zhì)層具半透性且其伸縮性比細(xì)胞壁大內(nèi)因：外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離表現(xiàn)植物細(xì)胞由堅(jiān)挺→萎蔫宏觀：微觀：質(zhì)壁分離液泡體積（大→?。┘?xì)胞液顏色（淺→深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離質(zhì)壁分離的復(fù)原外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，外界溶液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液。【知識(shí)解析】自由擴(kuò)散。自由擴(kuò)散有些小分子物質(zhì)，如O2和CO2，很容易自由的通過細(xì)胞膜的磷脂雙分子層。像這樣，物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴(kuò)散。順濃度梯度無需膜蛋白的協(xié)助不消耗能量O2和

CO2等氣體甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子特點(diǎn)舉例自由擴(kuò)散示意圖水分子【知識(shí)解析】協(xié)助擴(kuò)散。協(xié)助擴(kuò)散離子和一些小分子有機(jī)物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通過細(xì)胞膜，需要借助載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助，順濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸。這種借助膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，叫作協(xié)助擴(kuò)散。順濃度梯度需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助不消耗能量無機(jī)離子和有機(jī)小分子，如Na+，Cl-、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等特點(diǎn)舉例協(xié)助擴(kuò)散示意圖比較自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不需要需要能量不消耗不消耗舉例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞高濃度低濃度高濃度低濃度載體蛋白與通道蛋白載體蛋白和通道蛋白都屬于膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)都具有高度的特異性或選擇性。

載體蛋白參與主動(dòng)運(yùn)輸和協(xié)助擴(kuò)散，在運(yùn)輸過程中與相應(yīng)的物質(zhì)特異性結(jié)合，通過載體蛋白構(gòu)象的改變，把溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至膜的另一側(cè)。通道蛋白只參與被動(dòng)運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中不與被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合，也不移動(dòng)，而是形成極小的親水孔，溶質(zhì)能擴(kuò)散通過該孔。多數(shù)通道蛋白只讓無機(jī)離子通過，因而稱為離子通道。鉀離子通道模式圖載體蛋白與通道蛋白

通道蛋白和載體蛋白之間的根本區(qū)別是它們辨別溶質(zhì)的方式。通道蛋白主要根據(jù)大小和電荷進(jìn)行辨別，假如這個(gè)通道處于開放狀態(tài)，那么足夠小的和帶電荷的分子或離子就能溜過通道，就如通過一扇敞開而又狹窄的活動(dòng)門。載體蛋白更像一扇旋轉(zhuǎn)式柵門，它只容許與自身結(jié)合部位互

補(bǔ)的溶質(zhì)分子通過，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自

身構(gòu)象的改變。

通道蛋白運(yùn)輸速率比載體蛋白介導(dǎo)的運(yùn)輸速率更快，能在數(shù)毫秒至數(shù)十秒內(nèi)迅速被激活開放，隨后迅速失活或關(guān)閉，載體蛋白無此特性。水通道蛋白水通道蛋白（aquaporin），又名水孔蛋白，是一種位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。1988年，美國科學(xué)家彼得·阿格雷（P.Agre）首次將其分離出來。水通道蛋白在細(xì)胞膜上組成“孔道”，可控制水從細(xì)胞的進(jìn)出，就像細(xì)胞的“水泵”一樣。水分子通過水通道蛋白時(shí)會(huì)形成單一縱列，進(jìn)入彎曲狹窄的通道內(nèi)，

并以適當(dāng)角度穿越通道。

人們已經(jīng)從細(xì)菌、酵母、植物和動(dòng)物細(xì)胞中分離處多種水通道蛋白，在人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了13種水通道蛋白，如腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用，都與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能有直接關(guān)系。水通道蛋白結(jié)構(gòu)模式圖【知識(shí)解析】主動(dòng)運(yùn)輸。從低濃度到高濃度；需要載體蛋白的協(xié)助；需要能量（ATP)?！镔|(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸如：Na+

、K+、Ca2+、Mg2+等離子通過細(xì)胞膜；主動(dòng)運(yùn)輸葡萄糖、氨基酸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞。意義：

保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。小分子物質(zhì)三種跨膜運(yùn)輸方式比較自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗舉例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖高濃度低濃度高濃度低濃度低濃度高濃度（載體蛋白/通道蛋白）（載體蛋白）（ATP）胞吞、胞吐【生物世界】白細(xì)胞吞噬病菌（胞吞）。（一）胞吞胞吞、胞吐（一）胞吞當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子附著在細(xì)胞膜的表面，這部分細(xì)胞內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。胞吞、胞吐（一）胞吐【生物世界】草履蟲通過胞吞、胞吐攝取食物、排出殘?jiān)?。胞吞、胞吐（二）胞吐?xì)胞需要外排的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞。

胞吞、胞吐

胞吞：需要攝取的大分子與