物质的跨膜运输

1、扩散：扩散：物质从高浓度区域向低浓度区域迁移物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程，称为扩散。的过程，称为扩散。渗透系统装置渗透系统装置渗透作用渗透作用1、概念：、概念：水分子水分子或其他或其他溶剂分子溶剂分子通过通过半透膜的半透膜的扩散扩散。 （实际上是一种特殊形式的扩散）（实际上是一种特殊形式的扩散）2、发生条件：、发生条件：（1）具有半透膜）具有半透膜（2）半透膜的两侧具有溶液浓度差）半透膜的两侧具有溶液浓度差清水清水蔗糖溶液蔗糖溶液半透膜半透膜 ：水分子：水分子可以自由通过，蔗可以自由通过，蔗糖分子不能通过糖分子不能通过的的多孔性薄膜多孔性薄膜。 渗透系统装置渗透系统装置溶液溶液浓度浓

2、度水分水分子浓子浓度度水分子水分子的渗透的渗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浓度高浓度低浓度低浓度外外 内内1 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2 2、红细胞的细胞膜是不是相当于、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中中所说的半透膜？所说的半透膜？动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水3 3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？水而涨破吗？4 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差越大细胞吸水或失水

3、越多浓度差越大细胞吸水或失水越多水的进出方向水的进出方向顺相对含量的梯度进出动物细胞顺相对含量的梯度进出动物细胞 1、细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞、细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质可以看作一层，被称为质可以看作一层，被称为原生质层原生质层。相当。相当于渗透系统中的于渗透系统中的半透膜半透膜。 （细胞壁具有全（细胞壁具有全透性）透性）2、把成熟的植物细胞（具有大液泡，内、把成熟的植物细胞（具有大液泡，内部的细胞液具有一也就具有了一定的浓度，部的细胞液具有一也就具有了一定的浓度，这样这样原生质层两侧就具有了原生质层两侧就具有了浓度差浓度差。3、成熟的活的植物细胞成熟的活的植物细胞具有以上

4、两个条件，具有以上两个条件，所以能构成一个渗透系统，所以能构成一个渗透系统，能发生渗透作能发生渗透作用。用。植物细胞能否构成一个渗透系统呢？植物细胞能否构成一个渗透系统呢？发生质壁分离复原发生质壁分离复原发生质壁分离发生质壁分离质壁分离时液泡的变化：质壁分离时液泡的变化：体积变小、颜色变深。体积变小、颜色变深。质壁分离复原时液泡的变质壁分离复原时液泡的变化：体积变大，颜色变浅。化：体积变大，颜色变浅。设计实验：设计实验：P P4 4页页实验结果：实验结果： 中央液泡中央液泡大小大小原生质层原生质层的位置的位置细胞细胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水变小变小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质

5、层恢原生质层恢复原来位置复原来位置原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变水的进出方向水的进出方向顺相对含量顺相对含量的梯度进出植物细胞的梯度进出植物细胞 实验结论：实验结论： 原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜 细胞内有细胞液细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液外界溶液 烧杯中有清水烧杯中有清水 半透膜半透膜成熟的植物细胞成熟的植物细胞渗透系统装置渗透系统装置 原生质层原生质层 ( (选择性透过膜选择性透过膜) ) 渗透作用原理的运用渗透作用原理的运用（1）判断植物细胞的生活状况）判断植物细胞的生活状况（2）判断植物细胞的细胞液浓度

6、）判断植物细胞的细胞液浓度（3）农业生产中的水肥管理）农业生产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐、腌制食）生活中杀菌、防腐、腌制食品品膜外膜外膜内膜内水分子通过扩散进出细胞膜水分子通过扩散进出细胞膜 自由扩散自由扩散细胞外细胞外细胞内细胞内小分子物质小分子物质细胞膜细胞膜自由扩散自由扩散特点：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。如：水、氧气、二氧化碳、如：水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇等。甘油、乙醇等。飞流直下三千尺飞流直下三千尺协助扩散协助扩散细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜载体蛋白协助扩散协助扩散 特点：

7、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。如：葡萄糖进入红细胞等。如：葡萄糖进入红细胞等。 轻舟已过万重山轻舟已过万重山自由扩散和协助扩散有什么异同？自由扩散和协助扩散有什么异同？提示：扩散方向、载体、能量提示：扩散方向、载体、能量自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散被动运输被动运输主动运输主动运输细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜载体蛋白能量主动运输主动运输需要载体蛋白需要载体蛋白需要消耗细胞的能量需要消耗细胞的能量(ATP)方向：低浓度到高浓度方向：低浓度到高浓度特点：特点：例子：钠、钾等离子例子：钠、钾等离子小肠上皮细胞吸收葡

8、萄糖、氨小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。基酸等。主动运输对生命活动的意义主动运输对生命活动的意义1.1.主动地选择吸养排废。主动地选择吸养排废。2.2.维持细胞内外的浓度差。维持细胞内外的浓度差。运输方式运输方式 运输方向运输方向载体蛋白载体蛋白代表例子代表例子顺顺浓度浓度梯度梯度顺顺浓度浓度梯度梯度逆逆浓度浓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气等气氧气等气体、水、体、水、乙醇、甘乙醇、甘油等通过油等通过细胞膜细胞膜葡萄糖进葡萄糖进入入红细胞红细胞葡萄糖、氨葡萄糖、氨基酸进入基酸进入小小肠上皮细胞肠上皮细胞；离子通过细离子通过细胞膜胞膜自由扩散自

9、由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输被动运输被动运输消耗能量消耗能量（1 1）自由扩散：）自由扩散：O O2 2 跨膜时的运输速率：跨膜时的运输速率：结论：物质的运输速度与物质浓度差成结论：物质的运输速度与物质浓度差成_ _ 关系，自由扩散过程只受关系，自由扩散过程只受_影响影响浓度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624324048正比正比浓度浓度探究发现活动探究发现活动:（2 2）协助扩散：）协助扩散：葡萄糖葡萄糖跨红细胞膜时运输跨红细胞膜时运输速率：速率：浓度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624323232结论：在一定浓度范围内结论：在一定浓度范围内

10、, ,物质的运输速度与物质的运输速度与物质浓度成物质浓度成_关关系，超过范围后协助扩散系，超过范围后协助扩散过程物质运输速度受过程物质运输速度受_限制限制正比正比载体载体探究发现活动探究发现活动:（3 3）主动运输：）主动运输：葡萄糖葡萄糖跨小肠上皮细胞膜时跨小肠上皮细胞膜时的运输速率：的运输速率：结论：在一定范围内，物质的运输速度与细结论：在一定范围内，物质的运输速度与细胞呼吸速率成胞呼吸速率成_关系，关系，超过一定的范超过一定的范围后，物质运输速度受围后，物质运输速度受_限制限制。 运输速率运输速率细胞呼吸速率细胞呼吸速率正相关正相关载体载体细胞呼吸细胞呼吸供能供能已知已知细胞细胞摄取摄取

11、大分子大分子胞吞作用胞吞作用消耗能量消耗能量细胞细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选择透过性！生物膜的功能特性选择透过性！水分子自由通过，一些离子和小分水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。分子和大分子则不能通过。含义：含义：原因：原因： 膜上有特异性的载体蛋白膜上有特异性的载体蛋白2、实践上仿生学海水净化装置：模拟生物膜选择性透过海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水水。农业上农业上农作物的抗寒、抗旱、耐盐农作

12、物的抗寒、抗旱、耐盐等，均可从膜的结构上找到解决的方法。等，均可从膜的结构上找到解决的方法。如，现已广泛使用的透析型人工如，现已广泛使用的透析型人工肾肾,当人的血液通过人工肾时，能将血当人的血液通过人工肾时，能将血液中的尿素等废物透析出来，然后让液中的尿素等废物透析出来，然后让“干净干净”的血液返回人的体内。有效的血液返回人的体内。有效地解决了肾脏衰竭的病人体内废物排地解决了肾脏衰竭的病人体内废物排出的问题，延长了肾衰病人的寿命。出的问题，延长了肾衰病人的寿命。医学上医学上根据生物膜的结构、功能原理，根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。可以研制出许多种代用的人体组织与器官。半透膜：半透膜：选择透过性膜：选择透过性膜：是指一类可以让小分子物质是指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类多孔性通过而大分子物质不能通过的一类多孔性薄膜的总称。薄膜的总称。是指活细胞内的生物膜，它是指活细胞内的生物膜，它只允许水分子自由通过，所选择的小分子只允许水分子自由通过，所选择的小分子物质、离子可能通过，而其它