物質(zhì)跨膜運輸方式課件 (修改)

1、溫故而知新溫故而知新一、生物膜結構的探索歷程一、生物膜結構的探索歷程將膜分離提純，將膜分離提純，并進行化學分析并進行化學分析脂溶性物質(zhì)更脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜容易通過細胞膜電鏡下細胞膜呈清晰電鏡下細胞膜呈清晰的暗的暗明明暗三層結構暗三層結構紅細胞膜中脂質(zhì)鋪成單分紅細胞膜中脂質(zhì)鋪成單分子層后是紅細胞表面積的子層后是紅細胞表面積的2倍倍人鼠細胞融合實驗人鼠細胞融合實驗1972年桑格和年桑格和尼克森的實驗分析尼克森的實驗分析b.膜是由脂質(zhì)構膜是由脂質(zhì)構成的成的a.膜的主要成分是膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)d.細胞膜中的脂質(zhì)分細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層子排列為連續(xù)兩層c.生物膜是由

2、蛋白質(zhì)生物膜是由蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)構成的蛋白質(zhì)構成的e.提出生物膜的流動提出生物膜的流動鑲嵌模型鑲嵌模型f.細胞膜具有流動性細胞膜具有流動性（1 1）從化學成分上看，圖中的是）從化學成分上看，圖中的是 ， 是是 ， 是是 。 構成了細胞膜的基本支架。構成了細胞膜的基本支架。 （2 2）據(jù)圖分析，哪一側(cè)為細胞膜的外側(cè)：）據(jù)圖分析，哪一側(cè)為細胞膜的外側(cè)： 。 判斷的依據(jù)是判斷的依據(jù)是 。 （3 3）細胞膜的結構特點）細胞膜的結構特點 ，這種，這種特點表現(xiàn)為圖中的特點表現(xiàn)為圖中的 和和 大都可以大都可以 。 （4 4）細胞膜的功能特性是）細胞膜的功能特性是 ， 這種特性的生理意義是這種特性的生理意

3、義是 。糖蛋白糖蛋白磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子層磷脂雙分子層a a側(cè)側(cè)具有流動性具有流動性控制物質(zhì)進出細胞控制物質(zhì)進出細胞 選擇透過性選擇透過性運動運動b側(cè)側(cè)細胞膜外側(cè)有糖蛋白細胞膜外側(cè)有糖蛋白a側(cè)側(cè)二、流動鑲嵌模型的內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的內(nèi)容如圖所示為細胞膜的亞顯微結構，請據(jù)圖回答下列問題：如圖所示為細胞膜的亞顯微結構，請據(jù)圖回答下列問題：第三節(jié)第三節(jié) 物質(zhì)的跨膜運輸方式物質(zhì)的跨膜運輸方式高一高一 生物生物問題探討：問題探討：氧氣、氮氣氧氣、氮氣 二氧化碳、苯二氧化碳、苯水、甘油、水、甘油、乙醇乙醇氨基酸氨基酸葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸H+、 Na+、 K+、 Ca2+、

4、Mg2+、 HCO_ J什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？J 葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是，小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，對此該如何解釋？小腸上皮細胞的細小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)葡萄糖的蛋白質(zhì)一、小分子物質(zhì)的跨膜運輸一、小分子物質(zhì)的跨膜運輸擴散擴散：是指物質(zhì)從密度大的空間自然是指物質(zhì)從密度大的空間自然向密度小的空間運動的現(xiàn)象。向密度小的空間運動的現(xiàn)象。被動運輸：順濃度梯度的擴散被動運輸：順濃度梯度的擴散主動運輸：逆濃度梯度的運輸主動運輸：逆濃度梯度的運輸細胞膜細胞膜外外內(nèi)內(nèi)載體1、自由擴散、自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞物

5、質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞比方：球往低處滾比方：球往低處滾 1.高濃度高濃度 低濃度低濃度 （順濃度梯度運輸）順濃度梯度運輸） 實例：實例：小分子小分子如水、氣體（如水、氣體（O2、CO2）等；）等； 脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)如苯、乙醇、甘油、性激素、維生素如苯、乙醇、甘油、性激素、維生素D等。等。（一）、被動運輸（一）、被動運輸特點特點：2、不需要載體、不需要載體3、不消耗能量、不消耗能量（一）、被動運輸（一）、被動運輸外外 細胞膜細胞膜2、協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散、協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散比方：卡車載貨下坡內(nèi)內(nèi)實例：葡萄糖通過實例：葡萄糖通過紅細胞紅細胞。

6、（一）、被動運輸（一）、被動運輸 1.高濃度高濃度 低濃度低濃度 （順濃度梯度運輸）順濃度梯度運輸） 特點特點：2、需要載體、需要載體3、不消耗能量、不消耗能量2、協(xié)助擴散、協(xié)助擴散（一）、被動運輸（一）、被動運輸跨膜通道：依賴于磷脂雙分子層上的蛋白質(zhì)（載體）通過跨膜通道：依賴于磷脂雙分子層上的蛋白質(zhì)（載體）通過思考與討論思考與討論1 1、自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎？為什么、自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎？為什么？不需要消耗能量，因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進不需要消耗能量，因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的行的2 2、自由擴散和協(xié)助擴散有什么異同？、自由擴散和協(xié)助擴散有什么異同？共同

7、之處：都是順濃度梯度，而且都不需要細胞消耗共同之處：都是順濃度梯度，而且都不需要細胞消耗能量能量不同之處：自由擴散不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，協(xié)助擴散不同之處：自由擴散不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，協(xié)助擴散必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)3 3、為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？、為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？物質(zhì)物質(zhì)順濃度梯度順濃度梯度擴散進出細胞，擴散進出細胞，不需要細胞消不需要細胞消耗能量耗能量，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為被動運輸被動運輸。載體蛋白的特點：載體蛋白的特點： 載體蛋白具有高度的載體蛋白具有高度的特異性特異性，一種載體蛋，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運一類分子或離子白通常只能轉(zhuǎn)

8、運一類分子或離子,且有且有“飽和飽和效應效應”。 載體蛋白與分子或離子的結合是載體蛋白與分子或離子的結合是可逆的可逆的，即它轉(zhuǎn)運到一側(cè)后，就會與所運載的分子或離即它轉(zhuǎn)運到一側(cè)后，就會與所運載的分子或離子分離。子分離。 結構相似的結構相似的物質(zhì)可以競爭結合同種載體蛋物質(zhì)可以競爭結合同種載體蛋白進行運輸。白進行運輸。離子細胞液濃度/池水濃度（H2PO4） 18 050K+ 1 065Cl 100Na+ 46SO42 25Ca2+ 13Mg2+ 10麗藻細胞麗藻細胞液所含的離子液所含的離子濃度遠遠高于濃度遠遠高于麗藻所生長的麗藻所生長的池水，為什么池水，為什么麗藻還能從周麗藻還能從周圍環(huán)境吸收離圍環(huán)

9、境吸收離子呢？子呢？問題探討：問題探討：外外 細胞膜細胞膜 內(nèi)內(nèi)3、主動運輸：主動運輸：從從低濃度低濃度的一側(cè)運輸?shù)降囊粋?cè)運輸?shù)礁邼舛雀邼舛纫粋?cè)，一側(cè)，同時還需要同時還需要消耗消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量能量ATP比方：卡車載貨上坡比方：卡車載貨上坡實例：細胞生命活動所需的物質(zhì)。如實例：細胞生命活動所需的物質(zhì)。如細胞細胞(除紅細胞）吸除紅細胞）吸 收葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子，收葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子，K+、Na+ 等離子進出細胞中。等離子進出細胞中。（一）、被動運輸（一）、被動運輸 1.低濃度低濃度 高濃度高濃度 （逆濃度梯度運輸）逆濃度梯度運輸） 特點特

10、點：2、需要載體、需要載體3、需要消耗能量（、需要消耗能量（ATP）跨膜通道：依賴于磷脂雙分子層上的蛋白質(zhì)（載體）通過跨膜通道：依賴于磷脂雙分子層上的蛋白質(zhì)（載體）通過載體有專一性和飽和性（數(shù)量是有限的）載體有專一性和飽和性（數(shù)量是有限的）主動運輸對生命活動的意義主動運輸對生命活動的意義：主動運輸保證了活細胞按照生命活主動運輸保證了活細胞按照生命活動的需要，動的需要，主動主動地選擇地選擇吸收吸收需要的需要的營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)，排出排出代謝廢物和對細胞代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。有害的物質(zhì)。（三）離子、小分子物質(zhì)跨膜運輸三種方式的比較（三）離子、小分子物質(zhì)跨膜運輸三種方式的比較物質(zhì)出入細物質(zhì)出入

11、細胞的方式胞的方式被動運輸被動運輸主動運輸主動運輸自由擴散自由擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散物質(zhì)運輸方物質(zhì)運輸方向向是否需要載是否需要載體蛋白體蛋白是否需是否需要要消消耗耗能能量量舉例舉例 順順濃度梯度濃度梯度高濃度高濃度 低濃度低濃度 順順濃度梯度濃度梯度高濃度高濃度 低濃度低濃度 逆逆濃度梯度濃度梯度低濃度低濃度 高濃度高濃度 不需要不需要需要需要需要需要不不消耗消耗不不消耗消耗消耗消耗 水、氣體、水、氣體、脂溶性物脂溶性物質(zhì)質(zhì)葡萄糖進入葡萄糖進入紅細胞紅細胞Na+ 、K+、Ca2+等離子；等離子；細胞吸收葡萄糖、細胞吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸。氨基酸、核苷酸。判斷下列事例屬于哪種運輸方式？判斷下列

12、事例屬于哪種運輸方式？1、酒精進入細胞、酒精進入細胞2、性激素進入細胞、性激素進入細胞3、二氧化碳進入細胞、二氧化碳進入細胞4、小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖、小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖5、紅細胞吸收葡萄糖、紅細胞吸收葡萄糖6、Na+進出細胞進出細胞自由擴散自由擴散自由擴散自由擴散自由擴散自由擴散主動運輸主動運輸協(xié)助擴散協(xié)助擴散主動運輸主動運輸判斷下圖中判斷下圖中A、B、D、a、b、c、d、e分別代表什么？分別代表什么？比較三種物質(zhì)運輸方式的異同：項 目自由擴散協(xié)助擴散主動運輸運輸速率與與濃度差濃度差大小有關大小有關濃度差；受濃度差；受載體蛋白數(shù)載體蛋白數(shù)量限制。量限制。與載體數(shù)量和與載體數(shù)量和氧

13、氣濃度（能氧氣濃度（能量）有關。量）有關。運輸速率運輸速率濃度差濃度差濃度差濃度差運輸速率運輸速率O2濃度濃度運輸速率運輸速率 思考：當外界思考：當外界Na+濃度高時，細胞能通過主動運輸吸濃度高時，細胞能通過主動運輸吸收收Na+嗎？嗎？例：白細胞吞噬病菌、變形蟲吞噬食物顆粒例：白細胞吞噬病菌、變形蟲吞噬食物顆粒二、大分子物質(zhì)進出細胞的方式1、胞吞、胞吞需要能量需要能量2.胞吐胞吐需要能量需要能量例：分泌蛋白的形成（胰島例：分泌蛋白的形成（胰島B細胞分泌胰島素）細胞分泌胰島素）注意注意:胞吞和胞吐都要消耗能量！體現(xiàn)了細胞膜的流動性胞吞和胞吐都要消耗能量！體現(xiàn)了細胞膜的流動性小結小結1.小分子物質(zhì)

14、跨膜運輸?shù)娜N方式小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)娜N方式 主動運輸主動運輸被動運輸被動運輸是否消是否消耗能量耗能量自由擴散自由擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散是否需要是否需要載體蛋白載體蛋白2.大分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞酱蠓肿游镔|(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?胞吞與胞吐胞吞與胞吐需要能量，體現(xiàn)了細胞膜的流動性需要能量，體現(xiàn)了細胞膜的流動性小結歸納：小結歸納：滲透作用滲透作用1.自由擴散自由擴散概念及實例概念及實例2.協(xié)助擴散協(xié)助擴散概念及實例概念及實例3.主動擴散主動擴散概念及實例概念及實例 生物體內(nèi)以上三種生物體內(nèi)以上三種跨膜方式對比。跨膜方式對比。二、生物膜對大分子的轉(zhuǎn)運二、生物膜對大分子的轉(zhuǎn)運一、生物膜對小分子的轉(zhuǎn)運一、生物

15、膜對小分子的轉(zhuǎn)運胞吞和胞吐（都需要消耗能量）胞吞和胞吐（都需要消耗能量）擴散擴散主動運輸主動運輸自由擴散自由擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散其他擴散其他擴散方式方式胞吞和胞吐胞吞和胞吐實例：免疫系統(tǒng)中，吞噬細胞消滅抗原。實例：免疫系統(tǒng)中，吞噬細胞消滅抗原。 1.下面幾幅坐標圖中所表示的分別是哪下面幾幅坐標圖中所表示的分別是哪種物質(zhì)運輸方式？為什么？種物質(zhì)運輸方式？為什么？練習鞏固練習鞏固 ：運輸速率運輸速率濃度差濃度差能量能量運輸速率運輸速率 濃度差濃度差運輸速率運輸速率自由擴散自由擴散協(xié)助擴散協(xié)助擴散主動運輸主動運輸 載體有載體有專一性專一性且且數(shù)量有限數(shù)量有限, 在協(xié)助擴在協(xié)助擴散和主動運輸中散和主動

16、運輸中,載體具有載體具有“飽和效應飽和效應”2.右圖為物質(zhì)出入細胞膜的示意圖，請據(jù)圖回答：右圖為物質(zhì)出入細胞膜的示意圖，請據(jù)圖回答： （1）A代表代表 分子；分子； B代表代表 ； D代表代表 。（2）細胞膜從功能上來說，它是一層）細胞膜從功能上來說，它是一層 膜。膜。（3）動物細胞吸水膨脹時）動物細胞吸水膨脹時B的厚度變小，這說明的厚度變小，這說明B具有具有 。（4）在）在ae的五種過程中，代表被動轉(zhuǎn)運的是的五種過程中，代表被動轉(zhuǎn)運的是 。（5）可能代表氧氣轉(zhuǎn)運過程的是圖中編號）可能代表氧氣轉(zhuǎn)運過程的是圖中編號 ；葡萄糖從腸腔進入；葡萄糖從腸腔進入 小腸上皮細胞的過程是圖中編號小腸上皮細胞的過程是圖中編號 。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子磷脂雙分子層層糖類糖類選擇透過性選擇透過性流動性