物质跨膜运输的方式复制PPT课件.ppt

氧气、氧气、CO2CO2，氮气氮气 二氧化二氧化碳、苯碳、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+、Mg2+、HCO_合成合成合成合成的脂的脂的脂的脂双层双层双层双层 J什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？J 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？12021 1 厨房烧菜时，在客厅就能闻到菜的香味，香味物质厨房烧菜时，在客厅就能闻到菜的香味，香味物质从密度高的厨房扩散到客厅。把一滴红墨水滴入烧从密度高的厨房扩散到客厅。把一滴红墨水滴入烧杯的清水中，红墨水分子会从墨水密度高处向四周杯的清水中，红墨水分子会从墨水密度高处向四周扩散。不管是在空气中还是在溶液中，扩散。不管是在空气中还是在溶液中，物质总是从物质总是从密度大的一边扩散到密度小的一边。密度大的一边扩散到密度小的一边。哺乳动物成熟哺乳动物成熟红细胞置于清水中会吸水涨破，可见细胞内外水分红细胞置于清水中会吸水涨破，可见细胞内外水分子的密度不同，水分子会发生类似的扩散。子的密度不同，水分子会发生类似的扩散。2 物质进出细胞，有顺浓度梯度的扩散物质进出细胞，有顺浓度梯度的扩散-被动运输被动运输逆浓度梯度的扩散逆浓度梯度的扩散-主动运输主动运输220213 特点：特点：从高浓度到低浓度；从高浓度到低浓度；不需要载体蛋白的协助；不需要载体蛋白的协助；不消耗能量。不消耗能量。一、物质跨膜运输的方式一：一、物质跨膜运输的方式一：自由扩散自由扩散细胞膜细胞膜载体蛋白载体蛋白1.概念：物质通过简单的扩散物质通过简单的扩散 作用进出细胞的方式。作用进出细胞的方式。2.举例：举例：小分子物质：小分子物质：水，水，CO2 O2；脂溶性物质：甘油、乙醇、脂溶性物质：甘油、乙醇、苯等。苯等。32021（3）特点：特点：从高浓度到低浓度；从高浓度到低浓度；需要载体蛋白的协助；需要载体蛋白的协助；不需要能量。不需要能量。二、物质跨膜运输的方式二：二、物质跨膜运输的方式二：协助扩散协助扩散细胞膜细胞膜载体蛋白载体蛋白（1）概念：）概念：进出细胞进出细胞的物质借助的物质借助 载体蛋白载体蛋白 的扩散。的扩散。（2）举例：）举例：葡萄糖通葡萄糖通过红细胞膜。过红细胞膜。42021自由扩散自由扩散J自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？J自由扩散与协助扩散有什么异同？J为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？协助扩散协助扩散52021620211 1 特点：特点：从低浓度到高浓度；从低浓度到高浓度；需要载体蛋白的协助；需要载体蛋白的协助；需要消耗能量（需要消耗能量（ATP)ATP)。2 2 实例：实例：NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等离子通过细胞等离子通过细胞膜；膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。三、物质跨膜运输的方式三：三、物质跨膜运输的方式三：主动运输主动运输细胞膜细胞膜载体蛋白载体蛋白7202182021为了能维持生命活动的正常进行，生物体为了能维持生命活动的正常进行，生物体主要主要靠靠主动运输主动运输来获取营养物质。来获取营养物质。3 主动运输的意义：主动运输的意义：细胞膜的主动运输是细胞膜的主动运输是活细胞活细胞的特性，它保的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动主动选选择吸收择吸收所需要的营养物质，所需要的营养物质，排出排出代谢废物和对代谢废物和对细胞有害的物质。细胞有害的物质。92021物质跨膜运输三种方式的比较物质跨膜运输三种方式的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方向方向能量能量载体蛋白载体蛋白举例举例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消耗消耗 顺浓度梯度顺浓度梯度高浓度高浓度 低浓度低浓度 顺浓度梯度顺浓度梯度高浓度高浓度 低浓度低浓度 逆浓度梯度逆浓度梯度低浓度低浓度 高浓度高浓度 O2、CO2、甘油、甘油等脂溶性物质等脂溶性物质血浆中葡萄糖血浆中葡萄糖 进入红细胞进入红细胞K+进入红细胞进入红细胞 Na+出红细胞出红细胞102021载体蛋白能够帮助许多离子和小分载体蛋白能够帮助许多离子和小分子物质通过细胞膜，但是蛋白质等子物质通过细胞膜，但是蛋白质等大分子的物质的运输却无能为力。大分子的物质的运输却无能为力。大分子物质如何进出细胞？大分子物质如何进出细胞？112021靠近细胞膜靠近细胞膜 内陷内陷 形形成囊泡成囊泡 进入细胞。进入细胞。白细胞消灭病原体白细胞消灭病原体 胞吞胞吞122021 胞吐胞吐 形成囊泡形成囊泡 靠近细胞靠近细胞膜膜 融合融合 排到细胞排到细胞外。外。132021胞吐合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图142021四大分子物质进出细胞的方式四大分子物质进出细胞的方式1 1方式：胞吞和胞吐方式：胞吞和胞吐2 2原理：细胞膜的流动性原理：细胞膜的流动性3 3条件：需要消耗能量条件：需要消耗能量4 4实例：变形虫吞噬食物颗粒，白细胞吞噬病菌，胰实例：变形虫吞噬食物颗粒，白细胞吞噬病菌，胰 腺细胞分泌胰岛素。腺细胞分泌胰岛素。注意注意(1)(1)胞吞和胞吐实质上胞吞和胞吐实质上物质并没有跨膜，穿过的物质并没有跨膜，穿过的细胞膜为零。细胞膜为零。(2)(2)胞吞和胞吐作用是一些胞吞和胞吐作用是一些不能穿过细胞膜的物质不能穿过细胞膜的物质（离子和大分子）进出细胞的方式，胞吞进入细（离子和大分子）进出细胞的方式，胞吞进入细胞的物质可以利用，又能将代谢废物通过胞吐排胞的物质可以利用，又能将代谢废物通过胞吐排除细胞，这样既能够防治疾病的发生，又能够维除细胞，这样既能够防治疾病的发生，又能够维持细胞内环境的稳定。持细胞内环境的稳定。152021协助扩散协助扩散自由扩散自由扩散物质物质进出进出细胞细胞的方的方式式主动运输主动运输离子和小离子和小分子物质分子物质的跨膜运的跨膜运输输 大分子物质大分子物质进出细胞进出细胞 胞吞胞吞 胞吐胞吐消消耗耗能能量量顺浓度顺浓度梯度梯度被动运输被动运输载体蛋白载体蛋白逆浓度梯度逆浓度梯度课堂小结课堂小结162021重要内容重要内容回忆回忆172021注意事项注意事项（1 1）载体蛋白具有）载体蛋白具有特异性特异性，不同，不同物质的载体蛋白不同，不同生物膜上的载物质的载体蛋白不同，不同生物膜上的载体蛋白的种类和数量也不同。体蛋白的种类和数量也不同。（2 2）载体蛋白）载体蛋白具有饱和现象具有饱和现象。当细胞膜上。当细胞膜上的载体蛋白已经达到饱和时，细胞吸收该的载体蛋白已经达到饱和时，细胞吸收该载体蛋白运载的物质的速度不再随物质浓载体蛋白运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。度的增大而增大。182021（一）膜内外的浓度差（细胞外液的浓度）（一）膜内外的浓度差（细胞外液的浓度）(1)(1)自由扩散：运输的动力是膜内外的自由扩散：运输的动力是膜内外的浓度浓度差差，浓度差越大，自由扩散的速率就越大。，浓度差越大，自由扩散的速率就越大。五：影响三种运输方式速率的因素有哪些？五：影响三种运输方式速率的因素有哪些？运运输输速速率率浓度差浓度差自由扩散自由扩散192021（2 2）协助扩散：运输动力：）协助扩散：运输动力：浓度差浓度差和和载体载体数量数量。在一定的浓度范围内运输速率同物质的浓在一定的浓度范围内运输速率同物质的浓度成正比。超过限度，浓度增加，运输速度成正比。超过限度，浓度增加，运输速率不增加，这时膜上的载体蛋白已经达到率不增加，这时膜上的载体蛋白已经达到饱和。饱和。浓度差浓度差运运输输速速率率OAB202021（3 3）主动运输：动力是细胞代谢产生的）主动运输：动力是细胞代谢产生的能能量量和运输该物质的和运输该物质的载体蛋白的种类和数量。载体蛋白的种类和数量。能够影响细胞产生能量的因素（温度、能够影响细胞产生能量的因素（温度、PHPH值和氧值和氧气的浓度），就能影响到主动运输的过程。气的浓度），就能影响到主动运输的过程。载体有专一性、数量是有限的，所以主动运输也载体有专一性、数量是有限的，所以主动运输也会存在最大速率。会存在最大速率。时间时间细细胞胞内内浓浓度度P细胞外浓度细胞外浓度CD212021（二）氧气的浓度（二）氧气的浓度（1 1）自由扩散和协助扩散：与能量无关）自由扩散和协助扩散：与能量无关 运运输输速速率率耗氧量耗氧量222021(2)主动运输甲图：A点：无能量供应时，细胞不吸收矿质元素。点：无能量供应时，细胞不吸收矿质元素。AB段随能量的增多，主动运输吸收矿质元素的速率增大。段随能量的增多，主动运输吸收矿质元素的速率增大。BC段：载体蛋白已经达到饱和，速率不再受能量的限制。段：载体蛋白已经达到饱和，速率不再受能量的限制。乙图：乙图：A点：点：无氧呼吸无氧呼吸为矿质元素运输提供能量。为矿质元素运输提供能量。AB：在一定范围内，随氧气的增多，有氧呼吸加强，吸收速率在一定范围内，随氧气的增多，有氧呼吸加强，吸收速率加快。加快。BC段：载体蛋白已经达到饱和，速率不再受能量段：载体蛋白已经达到饱和，速率不再受能量的限制。的限制。耗氧量耗氧量运运输输速速率率ATP运运输输速速率率BCCABA乙乙甲甲232021（三）温度和（三）温度和PHPH值对主动运输矿质元素吸值对主动运输矿质元素吸收的影响。收的影响。温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。因而会影响物质跨膜运输的速率。温度/PH运运输输速速率率242021习题练习1 如图甲所示为物质出入细胞膜的示图，乙所示为出入方如图甲所示为物质出入细胞膜的示图，乙所示为出入方式与浓度的关系，请据图回答问题。式与浓度的关系，请据图回答问题。(1)A(1)A代表代表_分子；分子；B B代表代表_；D D代表代表_。(2)(2)细胞膜从功能上来说，它是一层细胞膜从功能上来说，它是一层_膜。膜。（3 3）(3)(3)动物细胞吸水膨胀时动物细胞吸水膨胀时B B的厚度变小，这说明的厚度变小，这说明B B具有具有_252021(4)(4)在在a ae e的五种过程中，代表被动运输的是的五种过程中，代表被动运输的是_，它们可用图乙中的，它们可用图乙中的表示的是表示的是_，可用图乙中可用图乙中表示的为表示的为a ae e中的中的_。(5)(5)维生素维生素D D进入小肠上皮细胞应是图中编号进入小肠上皮细胞应是图中编号_；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号程是图中编号_。262021(6)(6)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37 37 条件下融条件下融合并培养，合并培养，40 min40 min后，融合的细胞膜上红色和绿后，融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。色的荧光均匀相间分布。有人认为该实验不够严密，其原因是缺少有人认为该实验不够严密，其原因是缺少_实验。实验。本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果，还可以通过比较情况来判断实验结果，还可以通过比较_来判断实验结果。来判断实验结果。该实验最可能得出的结论是该实验最可能得出的结论是_272021(1)蛋白质磷脂双分子层多糖(2)选择透过性(3)流动性(4)b、c、dba、e(5)ba(6)对照红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需时间的长短在一定范围内，随着温度升高，细胞膜的流动性加快282021【典例2】(2010山东理综，13)由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()。A A脂溶性小分子物质不能通过方式脂溶性小分子物质不能通过方式a a运输运输B B与方式与方式a a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C C方式方式b b的最大转运速率与载体蛋白数量有关的最大转运速率与载体蛋白数量有关D D抑制细胞呼吸对方式抑制细胞呼吸对方式a a和和b b的转运速率均有影响的转运速率均有影响292021解析本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标解析本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。分析坐标曲线可以看出，曲线的综合。分析坐标曲线可以看出，a a为自由扩散，为自由扩散，b b为协助扩散为协助扩散(或主动运输或主动运输)。脂溶性小分子物质通过。脂溶性小分子物质通过自由扩散自由扩散(即方式即方式a a)运输，因此运输，因此A A错误；方式错误；方式a a与载体与载体无关，只与浓度有关，因此无关，只与浓度有关，因此B B错误；方式错误；方式b b的最大的的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此转运速率与载体的种类和数量有关，因此C C正确。抑正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散而与自由扩散(协助扩散协助扩散)无关，因此无关，因此D D错误。错误。答案答案C C302021【训训练练2 2】(2012(2012菏菏泽泽统统考考)图图甲甲表表示示四四种种不不同同的的物物质质在在一一个个动动物物细细胞胞内内外外的的相相对对浓浓度度差差异异。通通过过图图乙乙所所示示的的过过程程来来维维持持细细胞胞内内外外浓浓度度差差异异的的物物质是质是()。A ANaNa B BK K C C胰岛素胰岛素 D DCO2CO2312021解析由图乙可知该物质的运输方向是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。由图甲可知，钾离子细胞外浓度低，细胞内浓度高，因此由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。钠离子细胞内浓度低于细胞外浓度，由细胞外到细胞内运输不一定消耗能量。胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。答案B 322021三组相近概念比较(1)(1)半透膜、选择透过性膜半透膜、选择透过性膜区别区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于物质能否通过取决于分子的大小分子的大小。选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。即使是小分子物质，只要不是细胞所要选择吸收的，即使是小分子物质，只要不是细胞所要选择吸收的，也不能通过。也不能通过。共性共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。质通过。332021(2)(2)原生质层、原生质体原生质层、原生质体原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。中。原生质体是去除了植物原生质体是去除了植物细胞壁细胞壁后所剩下的具有生物活性后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。常用作植物细胞融合的材料。（3 3）扩散与渗透扩散与渗透扩散：扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。渗透渗透：水分子或者其他溶剂分子通过：水分子或者其他溶剂分子通过半透膜半透膜的扩散叫渗透。的扩散叫渗透。不同点：渗透必须有半透膜。不同点：渗透必须有半透膜。3420211 1 下列属于渗透作用的是（下列属于渗透作用的是（）A A 水分子通过细胞壁水分子通过细胞壁 B B 葡萄糖分子通过细胞膜葡萄糖分子通过细胞膜C C 钾离子通过原生质层钾离子通过原生质层 D D水分子通过原生质层水分子通过原生质层352021【训练【训练1 1】(2011(2011上海理综，上海理综，20)20)某同学拟选择某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图图1 1所示的装置所示的装置(示意图示意图)，对收集到的四种材料甲、，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线度随时间变化的曲线(如图如图2)2)。据图分析，该同学应。据图分析，该同学应选择的膜材料是选择的膜材料是()。A甲甲 B乙乙 C丙丙 D丁丁362021372021382021NO3K+7 7、图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从、图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNOKNO3 3溶液溶液中吸收中吸收K K+和和NONO3 3的曲线。影响的曲线。影响A A、B B两点和两点和B B、C C两点两点吸收量不同的因素分别是吸收量不同的因素分别是 B ACA.A.载体数量、能量载体数量、能量 B.B.能量、载体数量能量、载体数量C.C.载体数量、离子载体数量、离子 浓度浓度D.D.能量、离子浓度能量、离子浓度含氧量含氧量运运输输速速度度392021内外细胞膜载体蛋白质内一细胞膜二内外三内外细胞膜1 12 23 3（1）细胞膜主要是由）细胞膜主要是由 和和 构成，构成，从结构特点看，具有一定的从结构特点看，具有一定的 性，从功能特性，从功能特点看，是一种点看，是一种 膜。膜。蛋白质分子磷脂分子蛋白质分子磷脂分子流动流动选择透过性选择透过性（2）红细胞吸收）红细胞吸收K和和O2进入红细胞的方进入红细胞的方式分别属于上图中的式分别属于上图中的和和 。31巩固训练：巩固训练：1、下图为物质跨膜运输的三种方式，据图回答：、下图为物质跨膜运输的三种方式，据图回答：402021（3）物质出入细胞能够消耗能量的是（）物质出入细胞能够消耗能量的是（）。（4）物质出入细胞需要载体的方式是（）物质出入细胞需要载体的方式是（）_ 和（和（）。内外细胞膜载体蛋白质内一细胞膜二内外三内外细胞膜1233 主动运输主动运输2 协助扩散协助扩散3 主动运输主动运输412021