细胞膜的物质运输功能共31页文档
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
2） 通道介导的易化扩散
通道的开放和关闭是通过“闸门”来调控的，故通道又称门 控通道。根据引起闸门开闭动因的不同，通道可分为三类。
细胞膜的物质转运功能
2） 通道介导的易化扩散
电压门控通道
进行体力劳动
化学门控通道
机械门控通道
细胞膜的物质转运功能
3.主动转运
细胞通过本身的耗能过程，在膜蛋白的帮助下将物质分子或 逆离子逆浓度梯度或电位梯度进行的转运过程称为主动转运 （active transport）。
整合蛋白 整合蛋白则贯穿脂质双分子 层。整合蛋白占膜蛋白总量 的70%～80%。
细胞膜的物质转运功能
1.细胞膜化学成分
糖类：细胞膜含糖很少，绝大多数裸露在膜的外侧面。有些 糖链与脂质相连构成糖脂，有些糖链与蛋白质相连构成糖蛋白。
三层：内、外两侧各有一层厚度约 为2.5 nm的电子致密带，中间夹有一条厚约为2.5 nm的透明带， 细胞膜总厚度为7.5 nm左右。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
物质在细胞膜载体蛋白质（简称载体）的帮 助下顺浓度梯度的跨膜转运称为载体介导的易化 扩散（facilitated diffusion via carrier）。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
载体是一类贯穿脂质双分子层的整合蛋白， 载体在物质浓度高的一侧与被转运物质结合，通 过载体的构象改变将物质转运至浓度低的一侧， 然后载体与被转运物质分离，恢复原来的构型 （见图1-3）。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
（a）载体在膜的一侧与转运物质结合 （b）载体在膜的另一侧与转运物质分离
图 1-3 载体介导的易化扩散示意图
细胞基本功能
二、细胞的兴奋和兴奋性 （一）细胞的兴奋和可兴奋细胞 兴奋：细胞或组织对刺激发生的反应称为兴奋 可兴奋细胞：凡是受刺激后能产生动作电位的细胞
（二）细胞兴奋产生的条件 兴奋性：细胞受刺激后产生动作电位的能力
刺激三
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终板膜对Na+ 通透性增加 ↓
终板膜去极化，产生终板电位
↓ 终板电位扩布至邻近肌膜，肌膜去极化达阈电 位水平，产生动作电位，并传播到整个肌细胞
1）动作电位产生的条件 ①膜内外存在[Na+]的浓度差 ②膜受到刺激时，对Na+的通透性突然增加
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• 促使Na+内流的动力： Na+浓度差、电场引力
• 阻止Na+内流的阻力： 电位差
当动力和阻力达到动态平 衡时， Na+的净扩散通量为 零，此时的电位差值称为 Na+的平衡电位。
膜电位达顶点时接近的Na+平 衡电位
15
膜内与膜 外离子比 例
膜对 透
1:10 31:1 1:14 4:1
通透 通透
通透 无通
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2.静息电位与K+的平衡电位
①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均： 细胞膜外:Na+、Cl- 细胞膜内:K+、 A②静息状态下细胞膜对各种离子的通透性不同： 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。
当膜内电位变化到阈电位时→Na＋大量内流 膜内负电位减小到零并变为正电位（超射） Na+通道关→Na+内流停+同时K+通透性增加 K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）
2019-2020学年中图版生物必修一讲义：第3单元 第1章 第2节 细胞膜的物质运输功能 Word版含答案
第二节 细胞膜的物质运输功能学习目标 1.简述物质运输的几种形式。
(重点) 2.分析植物质壁分离和质壁分离复原实验。
(难点) 3.理解物质穿膜运输和膜泡运输。
(难点)一、穿膜运输和膜泡运输 1．穿膜运输(1)被动运输⎩⎪⎨⎪⎧单纯扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低实例：水分子、脂溶性小分子协助扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低条件：需载体实例：血浆中的葡萄糖进入红细胞(2)主动运输①基本条件⎩⎨⎧细胞膜上相应载体的协助消耗细胞代谢产生的能量②实例：无机盐离子通过细胞膜。
(3)细胞膜的功能特点：选择透过性。
2．膜泡运输(1)被运输的物质：大分子和颗粒物质。
(2)运输方式图1 图2①图1所示运输方式：内吞。
a ．过程：大分子和颗粒物质――→与细胞膜结合细胞膜内陷→形成小囊泡――→脱离细胞膜进入细胞中。
b ．主要类型：吞噬作用和胞饮作用。
②图2所示运输方式：外排。
过程：大分子分泌物等形成囊泡→与细胞膜融合→释放到细胞外。
二、渗透作用1．渗透作用⎩⎨⎧结构基础：渗透系统发生条件⎩⎨⎧具有半透膜半透膜两侧的两个溶液体系具有浓度差2．半透膜 (1)过滤膜 ①特性：物理性。
②物质分子能否通过的影响因素：分子的直径。
(2)选择透过性膜 ①特性：生物性。
②物质分子能否通过的影响因素：生命活动的需要与否。
三、水在细胞中的含量、存在形式及作用 1．含量水在细胞中含量最高。
2．存在形式⎩⎨⎧自由水：与细胞的代谢有关结合水：与细胞的抗逆性有关3．作用(1)细胞内良好的溶剂，各种代谢反应的介质。
(2)构成细胞的结构成分。
四、质壁分离和质壁分离复原实验 1．实验原理(1)成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。
(2)当细胞大量失水时，原生质层与细胞壁分离。
2．实验步骤撕取表皮：用刀片在紫色较深处划一方框，在其边角处用 镊子挑起表皮，并用镊子夹住一边撕取表皮 ↓制片：在洁净的载玻片中央滴一滴清水，将撕下的表 皮在水滴上展开，盖上盖玻片↓镜检：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，可看到⎩⎨⎧a.有一个紫色的中央大液泡b.原生质层紧贴细胞壁↓绘图：↓滴加蔗糖溶液吸水纸吸引↓镜检：高倍镜观察⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐变小，紫色加深b.原生质层与细胞壁逐渐分离↓ 绘图：↓ 清水吸水纸吸引↓镜检：在高倍镜下观察细胞发生的变化⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐胀大，紫色变浅b.原生质层逐渐贴近细胞壁运输？提示：单纯扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
细胞膜的物质运输功能课件
细胞膜的物质运输功能
细胞膜的物质运输功能
被动运输
跨膜运输
细胞膜的物 质运输方式
主动运输
膜泡运输：胞吞和胞吐
细胞膜的物质运输功能
据图探讨问题：
1、什么样的分子能够通过脂双层？ 物质跨膜运输方式之一：自由扩散 什么样的分子不细能胞膜的物通质运输过功能 ？
自由扩散
细胞膜的物质运输功能
1、自由扩散
细胞膜的物质运输功能
4、下图为物质进入细胞的两种方式示意图，据图回 答（【 】内填上代号，横线上填上相应的文字）
（ 萄（ 中（1糖）2的3的））小方方氧甲肠式式气和绒是是分乙毛【子【的的甲从不】乙上】肺同皮自泡点由细主扩扩动是胞散运散吸输到收。血。葡液 甲不需要 载和体 。能量
细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。
细胞膜的物质运输功能
对比 比较三种物质运输方式的异同：
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗细 胞内的能量 不消耗
不消耗
需要消耗
代表例子
氧气、水、二 氧化碳、乙醇、 甘油等通过细
④曲线：度
细 胞
内
P.
浓 ………………………..
细胞外浓度
0
时间
⑤实例：葡萄糖氨基酸等通过小肠 上皮细胞膜，离子通过细胞膜等
细胞膜的物质运输功能
二、主动运输：
物质从低浓度一侧运输到高浓 度的一侧，需要载体蛋白的协助， 同时还需要消耗细胞内化学反应所 释放的能量，这种方式叫做主动运 输。
细胞膜的物质运输功能
载体蛋白
细胞膜的物质运输功能
中图版必修一 细胞膜的物质运输功能(32张)
自由 高浓度→低 浓度 扩散
不消耗
不消耗 消耗
协助 高浓度→低 浓度 扩散
主动 运输 低浓度→高 浓度
葡萄糖进入 红细胞等 氨基酸等 各种离子
O2、CO2、等小分子物质或者氨基酸等离子跨
膜运输可以通过被动运输和主动运输，那么大分子 物质或颗粒状物质进出细胞的方式是怎样的？
不需要。都是顺浓度的梯度跨膜运输。
2. 自由扩散与协助扩散有什么异同？ 相同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要 消耗能量。 自由扩散不需要载体蛋白的参与 不同 协助扩散需要载体蛋白的参与
3. 为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 二者都是顺物质的浓度梯度进行的，不需 要细胞消耗能量，所以，被称为被动运输。
分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
在组成型分泌活动中，胞吐作用是自发进行的， 但是在调节型的细胞中，胞吐作用必需有信号的触 发。触发的信号可以是神经递质、激素或Ca2+ 等， 在胞吐过程中也需要GTP和ATP等。向分泌细胞注 射Ca2+离子可以促进胞吐作用。 胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外， 另一方面小泡的膜融入质膜, 使质膜得以补充。
胞 吐 则 不 是 跨 膜 运 输 。
膜 运 输 方 式 ， 而 胞 吞 和
另 一 侧 ， 即 进 行 的 是 跨
细 胞 膜 运 输 到 细 胞 膜 的
质 从 细 胞 膜 的 一 侧 通 过
将 细 胞 要 选 择 吸 收 的 物
散 、 和 主 动 运 输 ， 都 是
细胞膜的物质运输功能
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区 域的过程，称为扩散。 物质进出细胞，从高浓度运输到低浓度，即 顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。 物质进出细胞，从浓度运输到高浓度，即逆 浓度梯度的扩散，统称为主动运输。 物质进出细胞，其他运输方式。
细胞膜的物质运输功能PPT演示文稿
单纯扩散： 小分子物质按照一般扩散作用的原理
（自由扩散） 从分子密度高的地方向分子密度低的 地方运动，能够自由通过细胞膜。
协助扩散： 血浆中的葡萄糖进入红细胞时，必须有
载体蛋白的协助。
④实验现象
⑤思考
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？ 如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。
吞噬
内吞
胞饮
外排
特征：
①运输方向与浓度无关
②不需要载体，通过膜泡运输
③需要消耗能量
患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时 需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄 糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐， 导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。
一、被动运输
1.含量：很少，仅占1％－1.5％
2.无机盐在细胞中的存在形式： ——离子形式
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
分
析
讨
论
血
红
蛋
白
为什么缺铁会导致贫血？ 铁是血红蛋白的重要组分
植物缺镁会影响光合作用，为什么？
镁是叶绿素的重要组分
2、结构基础－渗透系统
半透膜 半透膜两侧有存在浓度差的溶液
渗 透 作 用 装 置
3、动植物细胞的渗透系统
成熟植物细胞
动物细胞
原生质层 半透膜
细胞液 具有浓度 外界溶液 差的溶液
4、实例：质壁分离和复原实验
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运功能
3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂 作为抗原决定簇、受体可识别部分
二、跨膜物质转运
跨膜转运 transmembrane transport 体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。
转运方式:
单纯扩散
①被动转运
②主动转运
易化扩散转运 导
③膜泡运输 出胞
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运 功能
一、细胞膜的分子结构 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)学说 以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质
1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇等双嗜分子构 成基架,体温条件下具有流动性
2.蛋白质:表面蛋白20-30%(如:RBC骨架蛋白) 整合蛋白70-80%(载体、通道、离 子泵、受体等)
肠黏膜上皮细胞顶端膜侧发生Na+-GS同向转运， GS经基底侧膜上另一种GS载体易化扩散入组织液。
肾小管上皮细胞对GS的重吸收
基底侧膜
钠泵活动
↓
Na+浓度势能差
↓ 管腔膜
Na+-GS 同向转运体
↓ GS再易化扩散
入血
在绝大多数情况下，溶质跨质膜转运的 动力来自Na+泵建立起的Na+的跨膜浓度梯 度；
③竞争性抑制competition inhibition: 当两种结构相似的物质能被同一载体转运, 则亲和力或浓度较低者转运被抑制。
转运体 transporter：
单转运体，如转运葡萄糖的载体。 同向转运体，如Na+-葡萄糖同向转运体。
反向转运体或交换体，如Na+-H+交换体。
2.经通道易化扩散 经通道易化扩散 Facilitated diffusion via channel
细胞基本功能—细胞膜的物质转运功能(生理学课件)
A
扩
散
速
B
率
D
浓度差 C
二、转运形式
（一）被动转运——单纯扩散
请思考：下面这个物质的移动方向应该是怎样的？
二、转运形式
（一）被动转运——易化扩散
1.概念
一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质，在细胞膜 结构中的特殊蛋白质协助下，能从膜的高浓度一侧向 低浓度一侧移动扩散。
2.转运物质
小分子亲水物质、离子， 例：细胞外液中的葡萄 糖分子、Na+、K+、Ca+等水溶性物质。
二、转运形式
（二）主动转运——继发性主动转运
1.概念
某一物质的逆浓度差的主动转运需要依赖另一 物质的浓度差所造成的势能，而浓度势能是由于消 耗ATP建立的。
二、转运形式
（二）主动转运——继发性主动转运
2.过程 钠泵 → Na＋浓度差 → 葡萄糖逆浓度差转运
葡萄糖继发性主动转运示意图
二、转运形式
小结：被动转运和主动转运特点对比
自发——被动转运 非自发——主动转运
可能需要跨膜蛋白——被动转运 需要跨膜蛋白——主动转运
不需要能量——被动转运 需要能量——主动转运
顺浓度梯度——被动转运 逆浓度梯度——主动转运
（三）
二、转运形式
（三）囊泡运输——入胞
1.入胞
入胞是指细胞外的大分子物质或某些物质团块进入 细胞的过程，也称胞吞。 如：细菌、病毒、异物、血浆中的脂蛋白颗粒、大分子 营养物质等
液态镶嵌模型
一、细胞膜的结构 (一)脂质双分子层
流动性；稳定 屏障作用，支持保护细胞
液态镶嵌模型
一、细胞膜的结构 (二)细胞膜蛋白质
表面蛋白；整合蛋白 转运物质 传递信息 转化能量
中图版生物必修1第二节细胞膜的物质运输功能
第2节细胞膜的物质运输功能冲破思路本节的要紧问题是说明物质进出细胞的穿膜运输和膜泡运输的方式，熟悉细胞膜的物质运输功能，并学会利用显微镜观看植物细胞质壁分离和恢复的进程；关键问题是区别单纯扩散、协助扩散和主动运输的穿膜运输方式。
学生在上一节学习了细胞膜的结构与功能等内容，对细胞膜的基础知识有了必然的了解。
由于本节教材内容较抽象，在教学手腕上应该充分运用示用意、模型，最好是结合动画的多媒体课件等直观手腕，增加学生的感性熟悉，帮忙学生对细胞膜操纵物质运输功能的明白得；在教学方式上，可引导学生结合具体事例进行探讨，然后通过列表对照等方式，帮忙学生熟悉穿膜运输与膜泡运输、被动运输与主动运输的区别。
通过探讨实验，还要引导学生明白得以下内容：渗透作用是水分子和其他溶剂分子通过半透膜的单纯扩散，完成渗透作用的结构基础是渗透系统。
渗透系统的组成需两个条件：一是存在半透膜，二是在半透膜的双侧存在溶液体系。
成熟的植物细胞是一个典型的渗透系统，第一成熟的植物细胞有大液泡，其原生质层（包括细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质）可看做一种半透膜（选择透过性膜），同时细胞液和其外界溶液存在着浓度差。
当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将渗透失水；反之，细胞将渗透吸水。
关于膜泡运输部份的教学，可从草履虫形成食物泡、变形虫吞食细菌、白细胞吞食病菌等学生较熟悉的事例引入，通过引导分析其形成进程，结合插图、动画，增强直观感受和学习爱好。
规律总结本节重点讲述细胞的穿膜运输和膜泡运输的方式，熟悉细胞膜的物质运输功能，并学会利用显微镜观看植物细胞质壁分离和恢复的进程；关键问题是区别单纯扩散、协助扩散和主动运输的穿膜运输方式。
培育学生的观看能力、关于相似概念的区分能力。
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对某些带电荷的物质，专门是对离子来讲，就形成了膜双侧的电位差。
插入细胞微电极即可测出细胞质膜双侧各类带电物质形成的电位差的总和，即膜电位。