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1、物質(zhì)的跨膜運輸 制作者:王寒冰 知識點 一、 決定物質(zhì)進出細胞方式的因素 二、 擴散 三、 滲透 四、 主動運輸 五、 細胞的內(nèi)吞作用和外排作用 六、 細胞膜是選擇透過性膜 一、決定物質(zhì)進出細胞方式的因素: ( 1)細胞膜的結(jié)構(gòu) ( 2)構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的大小及所帶的 電荷 。 二、擴散 : ( 1)概念:由于物質(zhì)運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移 現(xiàn)象,即一種物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度 區(qū)域遷移的過程。 ( 2)類型:擴散分為簡單擴散(也稱自由擴 散)和易化擴散(也稱協(xié)助擴散)兩種。 簡單擴散 1.概念:不需要載體蛋白參與的擴散稱 簡 單擴散。 2.舉例:氣體、 分子質(zhì)量相對較小或脂溶 性強的物質(zhì)如: O
2、2、 乙醇、水、甘油等 3.簡單擴散的過程 4、特點:從高濃度到低濃度; 不需要載體蛋白 不消耗能量 自由擴散 易化擴散 1.概念:需要載體蛋白的參與的擴散,這 種擴散稱為 易化擴散或協(xié)助擴散 。 2.舉例:葡萄糖通過載體蛋白的運輸進入 紅細胞。 3.過程: 4.特點:從高濃度到低濃度 需要載體蛋白的參與 不消耗能量 協(xié)助擴散 被動運輸 簡單擴散和易化擴散都是將細胞要選擇吸 收的物質(zhì)從高濃度的一側(cè)運到低濃度的一 側(cè),即 順濃度梯度 運輸,不需要消耗細胞 內(nèi)新陳代謝所釋放的能量,統(tǒng)稱為 被動運 輸 在低濃度時,物質(zhì)運輸通過細胞膜的速度 易化擴散要比簡單擴散快得多,這是由于 細胞膜上的載體蛋白能特
3、異性地與物質(zhì)結(jié) 合,將物質(zhì)運進細胞膜。 1.概念 :我們把水分子從濃集區(qū)域通過細 胞膜等結(jié)構(gòu)向水分子稀少區(qū)域的特殊的擴 散現(xiàn)象稱為 滲透。 滲透作用:水分子 (或者其他溶劑分子 ) 通過半透膜,從相對含量高的地方向相對 含量低的地方擴散。 發(fā)生滲透現(xiàn)象的條件;一是要有半透膜; 二是半透膜兩側(cè)存在濃度差。 三、滲透 滲透裝置的特點:在滲透實驗中,高濃度蔗糖溶 液和低濃度蔗糖溶液之間隔一層半透膜,其上的 小孔能讓水分子通過,不能讓蔗糖分子通過。 半透膜的特點:某些物質(zhì)可以透過,而另一些 物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。能否透過半透膜取 決于分子直徑的大小和膜上小孔直徑的大小。 滲透原理:高濃度蔗糖溶液中
4、單位體積內(nèi)的水 分子數(shù)比低濃度蔗糖中單位體積內(nèi)的水分子數(shù)少, 在單位時間內(nèi)由低濃度溶液進入高濃度溶液溶液 的水分子數(shù)比由高濃度溶液進入低濃度溶液的水 分子數(shù)多,因此,一段時間后,漏斗管內(nèi)的液面 會上升。 分析滲透作用 時常犯的一個錯誤是 認為水分子 只是從低濃度向高濃度移動,其實水分子既從低 濃度溶液向高濃度溶液移動,同時也由高濃度溶 液向低濃度溶液移動,只是由低濃度溶液向高濃 度溶液移動的水分子數(shù)量相對較大 2.舉例:細胞的吸水和失水 質(zhì)壁分離 質(zhì)壁分離復原 a紅細胞的細胞膜相當于半透膜,水分子 進出哺乳動物紅細胞的方式是滲透作用。 b紅細胞吸水和失水取決于細胞質(zhì)和細胞 外溶液中水的相對含量
5、。 c水分子的進出方向:順相對含量的梯度 進出細胞。 主動運輸 被動運輸?shù)?主要動力是物質(zhì)的濃度梯度 ,即由 濃度高處向濃度低處移動,而細胞膜僅起被動的 屏障作用??墒窃谏飳W中許多例子與被動運輸 不相符 。如在輪藻細胞中鉀的含量比它所生存的 水環(huán)境多 63倍,而麗藻細胞中則多 1 065倍;又 如紅細胞含鉀比鈉多 20倍,在神經(jīng)細胞和肌肉細 胞中亦有類似現(xiàn)象。這些都說明在細胞內(nèi)都含有 大量的鉀和比較少的鈉。除少數(shù)例外,所有植物 和動物都是如此。這就不能用簡單的擴散 (簡單 擴散和易化擴散 )來解釋。在這些細胞中運輸方 向是逆濃度梯度的,逆著被動運輸?shù)牧α?,因?必須要消耗細胞代謝所產(chǎn)生的能量
6、。這就是說細 胞膜可以“ 主動運輸 ”,在這種運輸方式中,細 胞膜不僅是被動的屏障、一個被動的過濾裝置, 而且還起著動力器官的功能,有主動作用。 主動運輸 概念:不僅需要膜蛋白的參與,而且需要 消耗細胞代謝產(chǎn)生的能量,像這樣的運輸 方式稱為 主動運輸。 舉例:植物根細胞對礦質(zhì)元素的吸收,葡 萄糖、氨基酸、鈉離子等物質(zhì)進入動物小 腸絨毛上皮細胞。 意義:主動運輸能夠保證活細胞按照生命 活動的需要,主動地選擇吸收所需要的營 養(yǎng)物質(zhì),排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對細 胞有害的物質(zhì)??梢姡鲃舆\輸對于活細 胞完成各項生命活動具有重要作用。 主動運輸 幾點說明 細胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架,確保了脂 溶性物質(zhì)以簡單擴散方式通過細胞膜。 載體是細胞膜上的一種蛋白質(zhì),不同物質(zhì)的 載體不同,即載體具有專一性;不同生物的細胞 膜上載體的種類和數(shù)目不同。載體可被反復利用, 不被“消耗”。 主動運輸能夠保證活細胞按照生命活動的需要, 主動地選擇并吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝 所產(chǎn)生的廢物和對細胞有害的物質(zhì)。故主動運輸 對于活細胞完成各項生命活動具有重要意義。 影響被動運輸?shù)囊蛩厥俏镔|(zhì)的濃度差,而影 響主動運輸?shù)囊蛩厥悄芰亢洼d體。 幾種跨膜運輸方式的比較 細胞的內(nèi)吞作用和外排作用 細胞的內(nèi)吞作用 (胞吞)的過程 細胞的外排作用 (胞吐)的過程 細胞膜是選擇透過性膜 P48