1、第4章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出第三節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞奖竟?jié)目標n 1.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?。n 2.主動運輸?shù)倪^程特點。復習1.1.水跨膜運輸?shù)姆较颍核缒み\輸?shù)姆较颍?2.2.水進出細胞的多少：水進出細胞的多少：順相對含量梯度進出細胞濃度差越大，細胞吸水或失水越多3.3.其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆较颍浩渌镔|(zhì)跨膜運輸?shù)姆较颍翰欢际琼樝鄬刻荻?.4.生物膜的功能特性是：生物膜的功能特性是：選擇透過性 復習n 5.生物膜的組成及特點：n 1)化學組成：生物膜主要由 構成，其基本支架是 。n 2)結構特點：組成膜的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)均具 ，因此生物膜具有一定的 。n 3)功能特點：這種膜可以讓 自由通過，一

2、些離子和小分子可以通過，而其他則不能通過。n 生物膜是一種 膜。脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 磷脂雙分子層流動性流動性選擇透過性水分子問題探討n 左圖所示為人工無蛋白質(zhì)的脂雙層膜對不同分子的通透性。O O2 2、N N2 2 、COCO2 2、苯、苯氨基酸氨基酸葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸H+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO_水、甘油水、甘油、乙醇乙醇問題探討n 什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？n從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子（苯還是脂溶性的）很容易通過合成的脂雙層；膽固醇、甘油、乙醇等脂溶性分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能

3、通過合成的脂雙層。問題探討n 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？n葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，推測小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)。擴散擴散：溶質(zhì)分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)移高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)移 ，直到均勻分布的現(xiàn)象。水分子以外物質(zhì)的跨膜運輸，進行擴散的，這取決于細胞生命活動的需要。其中：被動運輸思考與討論n 自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎？n自由擴散和協(xié)助擴散都不需要消耗能量。因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的。n 自由擴散與協(xié)助擴散有什么異同？n自由擴散與協(xié)助擴散的共同之處

4、是都不需要細胞消耗能量。不同之處是：前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)。n 為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？n因為自由擴散和協(xié)助擴散都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的，不需要細胞消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。自由擴散n 特點：n從高濃度到低濃度；n不需要載體蛋白的協(xié)助；n不需要能量。n 如：水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等。n 速率n擴散速率與物質(zhì)濃度呈正比，無最大值。外外內(nèi)內(nèi)細胞膜細胞膜協(xié)助擴散 n 特點：n從高濃度到低濃度；n需要載體蛋白的協(xié)助；n不需要能量。n 例如，葡萄糖進入紅細胞。n 速率n協(xié)助擴散受到物質(zhì)濃度與載體蛋白數(shù)量影響，有最大值。外外內(nèi)內(nèi)細胞膜細胞膜載體

5、蛋白載體蛋白主動運輸主動運輸n 特點：n從低濃度到高濃度；n需要載體蛋白的協(xié)助；n需要能量（ATP)。n 如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等離子通過細胞膜；葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞。 n 速率n主動運輸速率受到物質(zhì)濃度載體蛋白數(shù)量以及能量的影響，有最大值。外外內(nèi)內(nèi)細胞膜細胞膜載體蛋白載體蛋白能能量量小分子物質(zhì)跨膜運輸三種方式的比較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運輸方向運輸方向載體載體能量能量舉例舉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 順濃度梯度順濃度梯度高濃度高濃度低濃度低濃度 順濃度梯度順濃度梯度高濃度高濃度低濃度低濃度 逆濃度梯度逆濃度梯度低

6、濃度低濃度高濃度高濃度 OO2 2、COCO2 2、H H2 2OO、甘油、甘油、乙醇、苯乙醇、苯葡萄糖進葡萄糖進入紅細胞入紅細胞NaNa+ + 、K K+ +、CaCa2+2+等離子通過細胞等離子通過細胞膜；小腸吸收葡膜；小腸吸收葡萄糖、氨基酸。萄糖、氨基酸。消耗消耗 小分子物質(zhì)跨膜運輸三種方式的比較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運輸方向運輸方向載體載體能量能量舉例舉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 順濃度梯度順濃度梯度高濃度高濃度低濃度低濃度 順濃度梯度順濃度梯度高濃度高濃度低濃度低濃度 逆濃度梯度逆濃度梯度低濃度低濃度高濃度高濃度 OO2 2、CO

7、CO2 2、H H2 2OO、甘油、甘油、乙醇、苯乙醇、苯葡萄糖進葡萄糖進入紅細胞入紅細胞NaNa+ + 、K K+ +、CaCa2+2+等離子通過細胞等離子通過細胞膜；小腸吸收葡膜；小腸吸收葡萄糖、氨基酸。萄糖、氨基酸。消耗消耗 大分子的運輸大分子的運輸大分子的運輸胞吞和胞吞消化能量嗎？胞吞和胞吞消化能量嗎？大分子的運輸n 人體的白細胞能吞噬入侵的細菌、細胞碎片及衰老的細胞，這是細胞的什么作用？對于人體有什么意義？n這是細胞的胞吞作用。這對于人體有防御功能，并有利于細胞新陳代謝的正常進行。技能訓練n 右圖表示的是一個動物細胞內(nèi)外不同離子的相對濃度。分析圖表提供的信息，結合本章所學知識，回答問

8、題。n 哪種離子通過主動運輸進入細胞？n 哪種離子通過主動運輸排出細胞？n 你是如何作出以上判斷的？細胞內(nèi)細胞內(nèi)細胞外細胞外100150離子濃度離子濃度/mmol.L 1500NaKMg2Cl離子種類離子種類K K+ + MMg g2+2+NaNa+ + ClCl主動運輸主動運輸, ,物質(zhì)逆濃度進行物質(zhì)逆濃度進行小結協(xié)助擴散協(xié)助擴散自由擴散自由擴散物質(zhì)的物質(zhì)的跨膜運跨膜運輸方式輸方式主動運輸主動運輸小分子物質(zhì)小分子物質(zhì) 大分子物質(zhì)大分子物質(zhì) 胞吞胞吞 胞吐胞吐消耗消耗能量能量順濃度梯度順濃度梯度被動運輸被動運輸載體蛋白載體蛋白練習n 基礎題nDnAn 拓展題n 低溫環(huán)境會影響物質(zhì)的跨膜運輸嗎？

9、為什么？n低溫環(huán)境肯定會影響物質(zhì)的跨膜運輸。溫度會影響分子運動的速率，影響化學反應的速率，因此，組成細胞膜的分子的流動性也會相應降低，呼吸作用釋放能量的過程也會因有關酶的活性降低而受到抑制。這些都會影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾?。如何分析一個坐標圖n 一看坐標軸：橫軸、縱軸各表示什么？n分析兩者之間的聯(lián)系，如x隨著y的變化而變化，說明x是影響y變化的因素n 二看曲線的變化趨勢：n上升？下降？保持穩(wěn)定？先上升后下降？先下降后上升？n 三看關鍵點： n如曲線的起點、終點、轉(zhuǎn)折點等。自由自由擴散擴散協(xié)助協(xié)助擴散擴散主動主動運輸運輸濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率濃度差

10、濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率結論：物質(zhì)的運輸結論：物質(zhì)的運輸速度與物質(zhì)濃度差速度與物質(zhì)濃度差成成_關關系，自由擴散過程系，自由擴散過程只受只受_影影響響.正比正比濃度差濃度差結論：在一定濃度結論：在一定濃度范圍內(nèi)范圍內(nèi),物質(zhì)的運輸物質(zhì)的運輸速度與物質(zhì)濃度成速度與物質(zhì)濃度成_關系，超過關系，超過范圍后協(xié)助擴散過范圍后協(xié)助擴散過程物質(zhì)運輸速度受程物質(zhì)運輸速度受_ 限制。限制。正比正比載體蛋白數(shù)量載體蛋白數(shù)量濃度差濃度差濃度差濃度差載體數(shù)量載體數(shù)量內(nèi)因：載體內(nèi)因：載體數(shù)量數(shù)量外因：氧氣外因：氧氣含量、溫度、含量、溫度、PH值值自由自由擴散擴散協(xié)助協(xié)助擴散擴散主動主動運輸運輸濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率

11、物質(zhì)運輸速率濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率結論：在一定范圍結論：在一定范圍內(nèi)，主動運輸?shù)奈飪?nèi)，主動運輸?shù)奈镔|(zhì)的運輸速度與質(zhì)的運輸速度與細細胞呼吸速率胞呼吸速率成成_關系，超過關系，超過一定的范圍后，物一定的范圍后，物質(zhì)運輸速度受質(zhì)運輸速度受_ 限制。限制。正比正比載體數(shù)量載體數(shù)量由于自由擴散和由于自由擴散和協(xié)助擴散不需要協(xié)助擴散不需要能量，因此其運能量，因此其運輸速率與氧氣濃輸速率與氧氣濃度和呼吸作用強度和呼吸

12、作用強度無關度無關自由自由擴散擴散協(xié)助協(xié)助擴散擴散主動主動運輸運輸濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率濃度差濃度差物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率細胞呼吸速率細胞呼吸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率氧分壓氧分壓物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率物質(zhì)運輸速率氧分壓氧分壓氧分壓氧分壓有氧呼吸和無氧呼吸都可有氧呼吸和無氧呼吸都可以為主動運輸提供能量，以為主動運輸提供能量，因此，氧氣濃度為因此，氧氣濃度為0時，可時，可由無氧呼吸為其提供能量，由無氧呼吸為其提供能量，故橫坐標為氧分壓時曲線故橫坐標為氧分壓時曲線的起點不在原點。的起點不在原點。運輸速率運輸速率濃度差濃度差運輸速率運輸速率耗氧量耗氧量運輸速