物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

1、擴(kuò)散：擴(kuò)散：物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域遷移物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域遷移的過(guò)程，稱為擴(kuò)散。的過(guò)程，稱為擴(kuò)散。滲透系統(tǒng)裝置滲透系統(tǒng)裝置滲透作用滲透作用1、概念：、概念：水分子水分子或其他或其他溶劑分子溶劑分子通過(guò)通過(guò)半透膜的半透膜的擴(kuò)散擴(kuò)散。 （實(shí)際上是一種特殊形式的擴(kuò)散）（實(shí)際上是一種特殊形式的擴(kuò)散）2、發(fā)生條件：、發(fā)生條件：（1）具有半透膜）具有半透膜（2）半透膜的兩側(cè)具有溶液濃度差）半透膜的兩側(cè)具有溶液濃度差清水清水蔗糖溶液蔗糖溶液半透膜半透膜 ：水分子：水分子可以自由通過(guò)，蔗可以自由通過(guò)，蔗糖分子不能通過(guò)糖分子不能通過(guò)的的多孔性薄膜多孔性薄膜。 滲透系統(tǒng)裝置滲透系統(tǒng)裝置溶液溶液濃度濃

2、度水分水分子濃子濃度度水分子水分子的滲透的滲透方向方向蔗蔗糖糖溶溶液液清清水水低低高高低低高高高濃度高濃度低濃度低濃度外外 內(nèi)內(nèi)1 1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過(guò)細(xì)胞膜嗎？、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過(guò)細(xì)胞膜嗎？2 2、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問(wèn)題探討問(wèn)題探討”中中所說(shuō)的半透膜？所說(shuō)的半透膜？動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水3 3、當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸、當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？水而漲破嗎？4 4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？濃度差越大細(xì)胞吸水或失水

3、越多濃度差越大細(xì)胞吸水或失水越多水的進(jìn)出方向水的進(jìn)出方向順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞 1、細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞、細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)可以看作一層，被稱為質(zhì)可以看作一層，被稱為原生質(zhì)層原生質(zhì)層。相當(dāng)。相當(dāng)于滲透系統(tǒng)中的于滲透系統(tǒng)中的半透膜半透膜。 （細(xì)胞壁具有全（細(xì)胞壁具有全透性）透性）2、把成熟的植物細(xì)胞（具有大液泡，內(nèi)、把成熟的植物細(xì)胞（具有大液泡，內(nèi)部的細(xì)胞液具有一也就具有了一定的濃度，部的細(xì)胞液具有一也就具有了一定的濃度，這樣這樣原生質(zhì)層兩側(cè)就具有了原生質(zhì)層兩側(cè)就具有了濃度差濃度差。3、成熟的活的植物細(xì)胞成熟的活的植物細(xì)胞具有以上

4、兩個(gè)條件，具有以上兩個(gè)條件，所以能構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，所以能構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，能發(fā)生滲透作能發(fā)生滲透作用。用。植物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)呢？植物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)呢？發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原發(fā)生質(zhì)壁分離發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離時(shí)液泡的變化：質(zhì)壁分離時(shí)液泡的變化：體積變小、顏色變深。體積變小、顏色變深。質(zhì)壁分離復(fù)原時(shí)液泡的變質(zhì)壁分離復(fù)原時(shí)液泡的變化：體積變大，顏色變淺?；后w積變大，顏色變淺。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：P P4 4頁(yè)頁(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 中央液泡中央液泡大小大小原生質(zhì)層原生質(zhì)層的位置的位置細(xì)胞細(xì)胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水變小變小逐漸恢復(fù)逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原來(lái)大小原生質(zhì)

5、層恢原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層脫原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁離細(xì)胞壁基本基本不變不變基本基本不變不變水的進(jìn)出方向水的進(jìn)出方向順相對(duì)含量順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出植物細(xì)胞的梯度進(jìn)出植物細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜 細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞液細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞液 長(zhǎng)頸漏斗中有蔗糖液長(zhǎng)頸漏斗中有蔗糖液 外界溶液外界溶液 燒杯中有清水燒杯中有清水 半透膜半透膜成熟的植物細(xì)胞成熟的植物細(xì)胞滲透系統(tǒng)裝置滲透系統(tǒng)裝置 原生質(zhì)層原生質(zhì)層 ( (選擇性透過(guò)膜選擇性透過(guò)膜) ) 滲透作用原理的運(yùn)用滲透作用原理的運(yùn)用（1）判斷植物細(xì)胞的生活狀況）判斷植物細(xì)胞的生活狀況（2）判斷植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度

6、）判斷植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理（4）生活中殺菌、防腐、腌制食）生活中殺菌、防腐、腌制食品品膜外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)水分子通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞膜水分子通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞膜 自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)小分子物質(zhì)小分子物質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞膜自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散特點(diǎn)：特點(diǎn)： 從高濃度到低濃度；從高濃度到低濃度； 不需要載體蛋白的協(xié)助；不需要載體蛋白的協(xié)助； 不消耗能量。不消耗能量。如：水、氧氣、二氧化碳、如：水、氧氣、二氧化碳、 甘油、乙醇等。甘油、乙醇等。飛流直下三千尺飛流直下三千尺協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜細(xì)胞膜載體蛋白協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散 特點(diǎn)：

7、特點(diǎn)：從高濃度到低濃度；從高濃度到低濃度；需要載體蛋白的協(xié)助；需要載體蛋白的協(xié)助；不需要能量。不需要能量。如：葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞等。如：葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞等。 輕舟已過(guò)萬(wàn)重山輕舟已過(guò)萬(wàn)重山自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？提示：擴(kuò)散方向、載體、能量提示：擴(kuò)散方向、載體、能量自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜細(xì)胞膜載體蛋白能量主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白需要載體蛋白需要消耗細(xì)胞的能量需要消耗細(xì)胞的能量(ATP)方向：低濃度到高濃度方向：低濃度到高濃度特點(diǎn)：特點(diǎn)：例子：鈉、鉀等離子例子：鈉、鉀等離子小腸上皮細(xì)胞吸收葡

8、萄糖、氨小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等?；岬?。主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)生命活動(dòng)的意義主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)生命活動(dòng)的意義1.1.主動(dòng)地選擇吸養(yǎng)排廢。主動(dòng)地選擇吸養(yǎng)排廢。2.2.維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度差。維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度差。運(yùn)輸方式運(yùn)輸方式 運(yùn)輸方向運(yùn)輸方向載體蛋白載體蛋白代表例子代表例子順順濃度濃度梯度梯度順順濃度濃度梯度梯度逆逆濃度濃度梯度梯度不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要消耗需要消耗氧氣等氣氧氣等氣體、水、體、水、乙醇、甘乙醇、甘油等通過(guò)油等通過(guò)細(xì)胞膜細(xì)胞膜葡萄糖進(jìn)葡萄糖進(jìn)入入紅細(xì)胞紅細(xì)胞葡萄糖、氨葡萄糖、氨基酸進(jìn)入基酸進(jìn)入小小腸上皮細(xì)胞腸上皮細(xì)胞；離子通過(guò)細(xì)離子通過(guò)細(xì)胞膜胞膜自由擴(kuò)散自

9、由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸消耗能量消耗能量（1 1）自由擴(kuò)散：）自由擴(kuò)散：O O2 2 跨膜時(shí)的運(yùn)輸速率：跨膜時(shí)的運(yùn)輸速率：結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成_ _ 關(guān)系，自由擴(kuò)散過(guò)程只受關(guān)系，自由擴(kuò)散過(guò)程只受_影響影響濃度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624324048正比正比濃度濃度探究發(fā)現(xiàn)活動(dòng)探究發(fā)現(xiàn)活動(dòng):（2 2）協(xié)助擴(kuò)散：）協(xié)助擴(kuò)散：葡萄糖葡萄糖跨紅細(xì)胞膜時(shí)運(yùn)輸跨紅細(xì)胞膜時(shí)運(yùn)輸速率：速率：濃度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624323232結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)

10、, ,物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度成物質(zhì)濃度成_關(guān)關(guān)系，超過(guò)范圍后協(xié)助擴(kuò)散系，超過(guò)范圍后協(xié)助擴(kuò)散過(guò)程物質(zhì)運(yùn)輸速度受過(guò)程物質(zhì)運(yùn)輸速度受_限制限制正比正比載體載體探究發(fā)現(xiàn)活動(dòng)探究發(fā)現(xiàn)活動(dòng):（3 3）主動(dòng)運(yùn)輸：）主動(dòng)運(yùn)輸：葡萄糖葡萄糖跨小腸上皮細(xì)胞膜時(shí)跨小腸上皮細(xì)胞膜時(shí)的運(yùn)輸速率：的運(yùn)輸速率：結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速度與細(xì)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速度與細(xì)胞呼吸速率成胞呼吸速率成_關(guān)系，關(guān)系，超過(guò)一定的范超過(guò)一定的范圍后，物質(zhì)運(yùn)輸速度受?chē)?，物質(zhì)運(yùn)輸速度受_限制限制。 運(yùn)輸速率運(yùn)輸速率細(xì)胞呼吸速率細(xì)胞呼吸速率正相關(guān)正相關(guān)載體載體細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸供能供能已知已知細(xì)胞細(xì)胞攝取攝取

11、大分子大分子胞吞作用胞吞作用消耗能量消耗能量細(xì)胞細(xì)胞外排外排大分子大分子胞吐作用胞吐作用消耗能量消耗能量生物膜的功能特性選擇透過(guò)性！生物膜的功能特性選擇透過(guò)性！水分子自由通過(guò)，一些離子和小分水分子自由通過(guò)，一些離子和小分子也可以通過(guò)，而其他的離子、小子也可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。分子和大分子則不能通過(guò)。含義：含義：原因：原因： 膜上有特異性的載體蛋白膜上有特異性的載體蛋白2、實(shí)踐上仿生學(xué)海水凈化裝置：模擬生物膜選擇性透過(guò)海水凈化裝置：模擬生物膜選擇性透過(guò)原理，對(duì)海水、污水進(jìn)行凈化獲得純凈淡原理，對(duì)海水、污水進(jìn)行凈化獲得純凈淡水水。農(nóng)業(yè)上農(nóng)業(yè)上農(nóng)作物的抗寒、抗旱、耐鹽農(nóng)作

12、物的抗寒、抗旱、耐鹽等，均可從膜的結(jié)構(gòu)上找到解決的方法。等，均可從膜的結(jié)構(gòu)上找到解決的方法。如，現(xiàn)已廣泛使用的透析型人工如，現(xiàn)已廣泛使用的透析型人工腎腎,當(dāng)人的血液通過(guò)人工腎時(shí)，能將血當(dāng)人的血液通過(guò)人工腎時(shí)，能將血液中的尿素等廢物透析出來(lái)，然后讓液中的尿素等廢物透析出來(lái)，然后讓“干凈干凈”的血液返回人的體內(nèi)。有效的血液返回人的體內(nèi)。有效地解決了腎臟衰竭的病人體內(nèi)廢物排地解決了腎臟衰竭的病人體內(nèi)廢物排出的問(wèn)題，延長(zhǎng)了腎衰病人的壽命。出的問(wèn)題，延長(zhǎng)了腎衰病人的壽命。醫(yī)學(xué)上醫(yī)學(xué)上根據(jù)生物膜的結(jié)構(gòu)、功能原理，根據(jù)生物膜的結(jié)構(gòu)、功能原理，可以研制出許多種代用的人體組織與器官?？梢匝兄瞥鲈S多種代用的人體組織與器官。半透膜：半透膜：選擇透過(guò)性膜：選擇透過(guò)性膜：是指一類可以讓小分子物質(zhì)是指一類可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的一類多孔性通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的一類多孔性薄膜的總稱。薄膜的總稱。是指活細(xì)胞內(nèi)的生物膜，它是指活細(xì)胞內(nèi)的生物膜，它只允許水分子自由通過(guò)，所選擇的小分子只允許水分子自由通過(guò)，所選擇的小分子物質(zhì)、離子可能通過(guò)，而其它