物质进出细胞的运输方式PPT课件免费下载
展开一、【新课导入】
下面的文字摘自治疗某高血压药物说明书:“本品为二氢毗淀类钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌和心肌细胞的跨膜钙离子内流,但以血管作用为主。本品引起冠状动脉、肾小动脉等全身血管的扩张,产生降压作用。“许多药物都是针对细胞膜上物质运输的通道研发的,你知道这是为什么吗?细胞是一个开放的系统,系统的边界——细胞膜不仅是将细胞内外隔开的屏障,也是控制物质进出细胞的门户。细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?不同的物质跨膜运输的方式一样吗?这与细胞膜的结构有什么关系呢?
二、【课程主要内容】
物质进出细胞的运输方式
当一阵风吹过,或者一滴雨飘落,含羞草的叶片就自动合拢,宛如一个少女害羞地用手遮住了脸庞。含羞草的叶柄基部有一个膨大部位叫叶枕,叶枕内的薄壁细胞对外界刺激很敏感。一旦叶片受到触动,薄壁细胞内的水立即向细胞间隙渗透,叶枕下部细胞间的压力降低,从而出现叶柄下垂的现象。经过1~2min水又逐渐渗透进入薄壁细胞,于是叶片恢复原状。水和其他物质是如何进出细胞的?外界刺激是如何引起细胞响应的?
细胞质膜具有选择透过性
人的红细胞在不同溶液中的形态变化说明了什么?
如果将正常形态的细胞置三种不同渗透压的溶液中,一段时间后会发现它们的形态发生如下变化(如图)。
分析:红细胞形态在渗透压不同的溶液中发生了什么变化?原因是什么?
分析图4-1所示水进出哺乳动物红细胞的现象。
1.水进出的原理是渗透作用
2.动物细胞膜相当于一层半透膜
3.半透膜与选择透过性膜
半透膜:一些物质(一般是水分子物质)能透过,而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。 选择透过性膜:指水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过,而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜。细胞膜就是选择透过性膜
选择透过性膜相当于半透膜,但半透膜不是选择透过性膜。
(1)概念:水分子(或其它溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散的现象。
半透膜两侧溶液有浓度差
(4)水分子移动的方向:从低浓度移向高浓度
(5)渗透压——用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时发生渗透现象,到达平衡时半透膜两侧溶液产生的位能差。 渗透压的大小与溶液中溶解的溶质微粒数目有关,溶质微粒数目越多渗透压越大。
5.植物细胞吸水和失水
(1)细胞液——液泡中的液体(2)细胞壁是全透性的结构(3)原生质层——细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,原生质层相当于一层半透膜
举例:未成熟植物细胞、干种子等
6.植物细胞质壁分离及复原现象
外界溶液浓度>细胞液的浓度,细胞失水。
外界溶液浓度<细胞液的浓度,细胞吸水。
7.质壁分离和复原(1)实质:原生质层与细胞壁分离(2)条件: ①活的成熟植物细胞---有中央大液泡 ②原生质层相当于一层半膜 ③细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 ④外界溶液浓度大于细胞液浓度(3)应用:①判断植物细胞的死活 ②比较溶液浓度的大小
显微镜下植物细胞的质壁分离
质壁分离的洋葱表皮细胞
8. 细胞质膜具有选择透过性,同时对不同物质的通透性也不同。
9. 细胞器膜也具有选择透过性。
1. 定义:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
2. 类型:自由扩散和协助扩散
不需要载体,不需要能量
气体分子;甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
定义:物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散,也叫简单扩散
(4)影响自由扩散的因素:浓度差
4.协助扩散——借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散,也叫易化扩散。
需膜上转运蛋白的协助,不需要能量
(4)影响协助扩散的因素
5. 转运蛋白(1)定义:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。(2)类型:载体蛋白和通道蛋白
6. 转运蛋白(1)定义:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转蛋白。(2)类型:载体蛋白和通道蛋白
载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。 通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小电荷相适宜的分子或离子通过。分子可离子通过通道蛋白时,不需要与通道结合。
7.水子进行细胞的方式为自由扩散和协助扩散(主要方式)
人体甲状腺分泌的甲状腺激素,在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。讨论1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?2.联想逆水行舟的情形,甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量?3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性?
1.定义:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,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,这种方式叫主动运输。
2.运输方向:低浓度向高浓度
3.特点:需要载体,需要能量
4.实例:无机盐离子,氨基酸、葡萄糖等。
5.影响主运输的因素:物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量
6. 载体蛋白具有专一性 原因:一种载体蛋白只能与一种或一类的离子或分子结合
离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量推动下,载体蛋白的空间结构发生变化,就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到别一侧并释放出来,载体蛋白随后又恢复原状。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
Na+—K+泵跨膜运输Na+和K+过程示意图
1. 细胞运输生物大分子的方式,如对蛋白质和多糖的运输。
2. 变形虫的摄食和排泄废物过程
3. 胞吞和胞吐过程示意图
(1)胞吞过程: 大分子与膜上的蛋白质结合→细胞膜向内凹陷→形成小囊包围着大分子→小囊从细胞膜上分离下来形成囊泡,进入细胞内部。
(2)胞吐过程: 在细胞内形成囊泡→囊泡移动细胞膜处→囊泡膜与细胞膜融合→排出大分子物质。
三、【小组讨论】
讨论 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗?这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质? 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜? 3.当外界溶液溶质的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗? 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件? 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
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