高三一轮复习生物：第7讲 物质跨膜运输的实例、方式课件.pptx

第7讲 物质跨膜运输的实例、方式渗透现象示意图半透膜半透膜 半透膜是允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜。它包括物理性的过滤膜和生物性的选择透过性膜。过滤膜过滤膜：膜上有一些小孔，物质分子能否通过该膜完全决定于分子的直径。若分子的直径小于小孔直径，就能通过，否则不能通过。选择透过性膜选择透过性膜：物质能否通过这种膜是根据生命活动的需要与否，而不决定于物质分子的直径大小。过滤膜细胞膜2发生渗透作用的条件一、水进出细胞的原理 有半透膜 半透膜两侧的溶液存在浓度差 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。1什么是渗透作用（一）渗透作用低浓度溶液 高浓度溶液u 水的相对含量：高低u 溶液浓度：（顺相对含量梯度）3水分子的扩散方向一、水进出细胞的原理（二）水进出哺乳动物红细胞的原理蔗糖溶液半透膜清水细胞质细胞膜外界溶液一、水进出细胞的原理（二）水进出哺乳动物红细胞的原理1当外界溶液浓度细胞质的浓度时，细胞。吸水失水外界溶液浓度细胞质浓度 2当外界溶液浓度细胞质的浓度时，细胞。3当时，水分进出平衡。一、水进出细胞的原理（二）水进出哺乳动物红细胞的原理细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质称为原生质层。成熟的植物细胞由于液泡占据细胞的大部分空间，因此植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。一、水进出细胞的原理（三）水进出植物细胞 设计实验 探究植物细胞的吸水和失水制作临时装片的步骤【教学实验】探究植物细胞的吸水和失水。分析结果，得出结论探究植物细胞的吸水和失水刚开始发生质壁分离已明显发生质壁分离原因原生质层具半透性且其伸缩性比细胞壁大内因：外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度质壁分离表现植物细胞由坚挺萎蔫宏观：微观：质壁分离液泡体积（大小）细胞液颜色（浅深）原生质层与细胞壁分离质壁分离的复原 外界溶液浓度小于细胞液浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液。【知识解析】自由扩散。自由扩散自由扩散 有些小分子物质，如O2和CO2，很容易自由的通过细胞膜的磷脂双分子层。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散。顺浓度梯度无需膜蛋白的协助不消耗能量O2和 CO2等气体甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子特点举例自由扩散示意图水分子【知识解析】协助扩散。协助扩散协助扩散 离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，需要借助载体蛋白或通道蛋白的协助，顺浓度梯度进行跨膜运输。这种借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散。顺浓度梯度需要转运蛋白的协助不消耗能量无机离子和有机小分子，如Na+，Cl-、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等特点举例协助扩散示意图比较自由扩散和协助扩散比较自由扩散和协助扩散自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度转运蛋白不需要需要能量不消耗不消耗举例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯葡萄糖进入红细胞高浓度低浓度高浓度低浓度载体蛋白与通道蛋白载体蛋白与通道蛋白 载体蛋白和通道蛋白都属于膜转运蛋白，对被运输的物质都具有高度的特异性或选择性。载体蛋白参与主动运输和协助扩散，在运输过程中与相应的物质特异性结合，通过载体蛋白构象的改变，把溶质转运至膜的另一侧。通道蛋白只参与被动运输，在运输过程中不与被运输的物质结合，也不移动，而是形成极小的亲水孔，溶质能扩散通过该孔。多数通道蛋白只让无机离子通过，因而称为离子通道。钾离子通道模式图载体蛋白与通道蛋白载体蛋白与通道蛋白 通道蛋白和载体蛋白之间的根本区别是它们辨别溶质的方式。通道蛋白主要根据大小和电荷进行辨别，假如这个通道处于开放状态，那么足够小的和带电荷的分子或离子就能溜过通道，就如通过一扇敞开而又狭窄的活动门。载体蛋白更像一扇旋转式栅门，它只容许与自身结合部位互补的溶质分子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。通道蛋白运输速率比载体蛋白介导的运输速率更快，能在数毫秒至数十秒内迅速被激活开放，随后迅速失活或关闭，载体蛋白无此特性。水通道蛋白水通道蛋白 水通道蛋白（aquaporin），又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质。1988年，美国科学家彼得阿格雷（P.Agre）首次将其分离出来。水通道蛋白在细胞膜上组成“孔道”，可控制水从细胞的进出，就像细胞的“水泵”一样。水分子通过水通道蛋白时会形成单一纵列，进入弯曲狭窄的通道内，并以适当角度穿越通道。人们已经从细菌、酵母、植物和动物细胞中分离处多种水通道蛋白，在人类细胞中发现了13种水通道蛋白，如肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的结构和功能有直接关系。水通道蛋白结构模式图【知识解析】主动运输。l从低浓度到高浓度从低浓度到高浓度；l需要载体蛋白的协助需要载体蛋白的协助；l需要能量（需要能量（ATP)。物质物质逆浓度梯度逆浓度梯度进出细胞的运输进出细胞的运输如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；主动运输葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞。意义：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。小分子物质三种跨膜运输方式比较小分子物质三种跨膜运输方式比较自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度转运蛋白不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗举例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯红细胞吸收葡萄糖小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度（载体蛋白/通道蛋白）（载体蛋白）（ATP）胞吞、胞吐【生物世界】白细胞吞噬病菌（胞吞）。（一）胞吞 胞吞、胞吐（一）胞吞 当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞内陷形成小囊，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。胞吞、胞吐（一）胞吐【生物世界】草履虫通过胞吞、胞吐摄取食物、排出残渣。胞吞、胞吐（二）胞吐 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，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。胞吞、胞吐胞吞、胞吐 胞吞：需要摄取的大分子与膜上的蛋白质结合，引起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。胞吐：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，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。特点举例不需要载体消耗能量白细胞吞噬病菌分泌蛋白的排出胞吞、胞吐示意图