2.物质跨膜运输的方式
- 格式:ppt
- 大小:2.64 MB
- 文档页数:27
简述物质跨膜运输的方式一、引言物质跨膜运输是生物体内重要的基本生命过程之一,它涉及到细胞内外溶液中物质的传递和交换。
细胞膜是物质跨膜运输的主要场所,其主要功能是维持细胞内外环境稳定和实现物质交换。
本文将从以下几个方面对物质跨膜运输进行详细介绍。
二、被动扩散被动扩散是指分子在不需要耗费能量的情况下,由高浓度向低浓度方向自发地扩散。
这种方式可以分为简单扩散和载体介导扩散两种。
1. 简单扩散简单扩散是指无需载体介导,仅依靠分子热运动而实现的跨膜运输方式。
它适用于小分子量和非极性分子,在生理条件下常见的有氧气、二氧化碳等。
2. 载体介导扩散载体介导扩散是指依靠载体蛋白帮助小分子或离子跨越细胞膜。
这种方式可以进一步分为通道介导和运载体介导两种。
(1)通道介导通道介导是指通过细胞膜上的离子通道实现的跨膜运输方式。
离子通道分为两类:电压门控离子通道和配体门控离子通道。
电压门控离子通道可以被细胞内外环境的电位差所调节,而配体门控离子通道则受到特定分子结合后所激活或抑制。
(2)运载体介导运载体介导是指依靠特定的载体蛋白将小分子或离子跨越细胞膜。
这种方式需要耗费能量,因此也称为主动转运。
根据能量来源不同,可以分为ATP驱动和化学梯度驱动两种。
三、主动转运主动转运是指依靠ATP或化学梯度等能源将物质从低浓度向高浓度方向转移的跨膜运输方式。
主动转运可以进一步分为原位泵和反向泵两种。
1. 原位泵原位泵是指将物质从低浓度区域向高浓度区域移动,同时消耗ATP来实现的跨膜过程。
原位泵可以分为离子泵和转运ATP酶两种。
(1)离子泵离子泵是指依靠ATP酶将离子从低浓度区域向高浓度区域移动的跨膜过程。
常见的有钠钾泵、钙离子泵等。
(2)转运ATP酶转运ATP酶是指依靠ATP将物质从低浓度区域向高浓度区域移动的跨膜过程。
常见的有ABC转运体、药物转运体等。
2. 反向泵反向泵是指将物质从高浓度区域向低浓度区域移动,同时消耗ATP来实现的跨膜过程。
“三句口诀”判断物质跨膜运输的方式细胞通过细胞膜与周围环境时刻进行着物质交换,物质跨膜运输方式中的被动运输、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吞则是教学的重点。
但在教学中发现,部分学生对常见的进行自由扩散的物质名称记忆不清,一些学生则反映强行记住后很快会遗忘;对于葡萄糖、氨基酸和各种无机盐离子的运输方式,部分学生误认为它们跨膜运输方式均为主动运输;而针对大分子物质的跨膜运输方式,一些学生不能清晰比较小分子物质和大分子物质跨膜运输的异同点。
通过运用以下三句自编的口诀融入课堂教学,取得了较好的教学效果。
1 自由扩散很简单,水甘尿气醇和酸以自由扩散方式进出细胞的物质,由于其不需要载体协助,也不需要消耗能量,故将其总结为“自由扩散很简单”,让学生明白此种运输过程就是物质从其高浓度一侧运输到低浓度一侧,而与载体和能量无关。
对于常见通过自由扩散进出细胞的物质,如水、甘油、尿素、相关气体(如氧气和二氧化碳)、乙醇和脂肪酸等,将其第一个字凑成“水甘尿气醇和酸”。
学生轻松记住了口诀,不仅把握了自由扩散的特点,也同时掌握了通过自由扩散方式进出细胞的常见物质。
2 氨葡离子看条件,逆向主动顺协散由于氨基酸、葡萄糖及相应的一些无机盐离子(如Na+、K+、Cl-等)进出细胞均需要载体协助,若这三类物质是从其高浓度一侧运输到低浓度一侧(顺浓度梯度运输),属于不消耗能量的协助扩散;若是从其低浓度一侧运输到高浓度一侧(逆浓度梯度运输),则为消耗能量的主动运输。
根据口诀“氨葡离子看条件,逆向主动顺协散”,让学生理解这三类物质的跨膜运输方式不是固定不变的,而是需要根据条件(物质的具体运输方向)加以判断。
为检测学生学习口诀后的判断效果,给学生展示两道高考生物学试题:2012年安徽卷第2小题:蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。
在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞,膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。
第3节物质跨膜运输的方式学习目标 1.说出被动运输与主动运输的异同。
2.举例说明物质跨膜运输方式的类型和特点。
3.简述主动运输对细胞生活的意义。
素养要求 1.生命观念:认同生物膜的功能特性——选择透过性。
2.科学思维:推测影响各种跨膜运输方式的环境因素,并能作出合理解释。
一、物质跨膜运输的方式1.被动运输:物质进出细胞时,顺浓度梯度的扩散。
方式自由扩散协助扩散图示甲乙条件不需要载体蛋白,不消耗能量需要载体蛋白,不消耗能量实例水、O2、CO2等葡萄糖等物质的顺浓度梯度运输运输方向高浓度一侧→低浓度一侧2.主动运输(1)物质运输方向:从低浓度一侧→高浓度一侧。
(2)基本条件①细胞膜上相应载体蛋白的协助。
②消耗细胞内化学反应所释放的能量。
(3)实例:K+进红细胞;Na+出红细胞。
(4)生理意义:保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
(1)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散,脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散()(2)葡萄糖进入红细胞与进入小肠上皮细胞的方式可能不同()(3)自由扩散和协助扩散都不需要载体蛋白和能量()(4)在一定浓度范围内,协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比()答案(1)×(2)√(3)×(4)√1.细胞膜上的载体蛋白有何特点?提示具有特异性:不同物质的载体蛋白不同,不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同;具有饱和性:当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
2.从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些?提示线粒体(提供能量),核糖体(提供载体蛋白)。
二、影响物质运输速率的因素1.浓度差(1)图甲:可代表浓度差对自由扩散速率的影响。
(2)图乙:可代表浓度差对协助扩散或主动运输速率的影响,Q点后运输速率不再增加的原因是载体蛋白的数量有限。
2.O2浓度(1)图甲代表的物质运输方式为自由扩散或协助扩散。
第三节物质跨膜运输的方式1、被动运输:物质进入细胞顺浓度梯度的扩散①自由扩散:物质通过简单的扩散作用进入细胞,叫自由扩散。
②协助扩散:进入细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。
自由扩散与协助扩散的比较不消耗H不消耗2、主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,通式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。
无机盐、糖、【习题一】下列关于物质进出细胞的叙述中正确的是()A.哺乳动物的成熟红细胞可通过无氧呼吸为主动运输提供能量B.细胞膜的选择透过性是指小分子物质全都能通过而大分子物质都不能通过C.红细胞中能贮存大量氧气分子,故氧气分子进入红细胞为主动运输D.哺乳动物神经细胞通过协助扩散的方式吸收钾离子如图为不同物质跨膜运输示意图,下列相关叙述正确的是()向膜内转运,由高浓度向低浓度,属于协助扩散;④由膜内向膜外转运,由低浓度向高浓度转运,属于主动运输。
据此作答。
【解答】解:A、物质通过方式①进入细胞是自由扩散,自由扩散也可体现生物膜的选择透过性,并非所有的小分子微粒都可以自由扩散方式出入细胞膜,A错误;B、神经元产生兴奋的生理基础是K+外流,A错误;C、葡萄糖进入红细胞是协助扩散,B正确;D、大分子运输是胞吞或胞吐,④是主动运输,D错误。
故选:C。
【习题三】正常人体血浆中K+浓度低于红细胞内K+浓度,成熟红细胞(无线粒体)从02浓度高的血浆流入02浓度低的血浆,在其它化学成分和理化性质相对稳定的条件下,氧气浓度变化对其吸收K+和葡萄糖速率变化的影响分别是()A.吸收K+的速率不变,吸收葡萄糖的速率不变B.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率降低C.吸收K+的速率升高,吸收葡萄糖的速率升髙D.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率升高【分析】红细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输,需要载体和能量,氧气等气体分子的跨膜运输是自由扩散,顺浓度梯度进行,不需要载体和能量,红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,需要载体不消耗能量。
物质的跨膜运输方式生命体系中的细胞是基本的单位,通过细胞膜与外界进行物质交换和信息传递。
在细胞膜中,存在多种跨膜运输方式,包括主动转运、被动扩散和细胞外液相转移等,这些方式能够帮助细胞实现物质的吸收、排泄和传递,保证生命体系的正常运转。
本文将对这几种跨膜运输方式进行详细介绍。
一、主动转运主动转运是指细胞膜通过能量耗费将物质从低浓度向高浓度方向转移的过程。
这种方式需要ATP的供能,因此也被称为ATP酶转运。
主动转运可以分为直接和间接两种。
1.直接主动转运直接主动转运是指细胞膜上的蛋白质通过ATP酶催化将物质转移到高浓度方向。
其中,钠-钾泵是最为典型的直接主动转运方式。
钠-钾泵是一种跨膜蛋白,能够将细胞内的三个钠离子和两个钾离子互换,使得细胞内外的离子浓度差得以维持。
这种方式在神经元的信号传递、肌肉收缩、肾脏的滤波功能等方面都发挥着重要作用。
2.间接主动转运间接主动转运是指细胞膜上的蛋白质利用ATP酶耗费的能量将物质转移到高浓度方向,但是这种方式并不直接与物质结合,而是通过运输载体进行。
例如,葡萄糖转运蛋白就是一种间接主动转运方式。
在细胞内,葡萄糖转运蛋白可以将葡萄糖分子转移到高浓度方向,从而实现葡萄糖的吸收和利用。
二、被动扩散被动扩散是指物质在浓度梯度的作用下自由地从高浓度向低浓度方向扩散的过程。
这种方式不需要能量的供应,是细胞内物质转移的主要方式之一。
被动扩散可以分为简单扩散和载体介导扩散两种。
1.简单扩散简单扩散是指小分子物质通过细胞膜的疏水层自由地扩散到低浓度方向,如氧气、二氧化碳等气体分子、水分子等。
这种方式具有高效性和速度快的特点,但是只适用于小分子物质的扩散。
2.载体介导扩散载体介导扩散是指物质通过跨膜载体蛋白的介导实现扩散。
这种方式适用于大分子物质的扩散,如葡萄糖、氨基酸等。
在载体介导扩散中,跨膜蛋白会与物质结合形成复合物,然后通过分子运动的方式将物质转移到低浓度方向。
三、细胞外液相转移细胞外液相转移是指物质通过细胞膜的外部液相转移到细胞内或细胞外的过程。
物质跨膜运输的方式及特点全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程,它通过不同的方式将物质穿过细胞膜,实现细胞内外环境的稳定。
目前已经发现了多种物质跨膜运输的方式,每种方式都有其独特的特点和机制。
一、主动运输主动运输是细胞内外物质运输的一种方式,它需要消耗能量以克服浓度梯度,使物质从低浓度区域向高浓度区域移动。
主动运输主要包括原子运输和小分子运输。
原子运输是通过特定的载体蛋白质,如离子泵和Na+/K+泵,将原子从低浓度区域转移到高浓度区域。
小分子运输是指通过载体蛋白将小分子物质进行跨膜运输,如葡萄糖转运蛋白和脂质转运蛋白。
主动运输的特点是能够实现对细胞内外环境的精确调控,使细胞内外物质浓度始终保持在理想的水平,从而维持细胞的正常功能。
主动运输还能够应对外界环境的变化,以保持细胞内外的稳态。
被动运输是通过跨膜通道进行物质运输的一种方式,不需要额外的能量消耗,只是依靠浓度梯度推动物质从高浓度区域向低浓度区域移动。
被动运输主要包括扩散和渗透。
扩散是通过脂质双层之间的小孔或蛋白通道,使分子从高浓度区域向低浓度区域自发扩散。
渗透是指水分子通过膜上的水通道蛋白,使水分子从高浓度区域向低浓度区域流动。
被动运输的特点是高效、快速,能够满足细胞对物质的迅速需求。
被动运输还能够避免能量浪费,提高细胞对物质的利用效率。
三、运动蛋白介导的跨膜运输除了上述两种跨膜运输方式外,还存在一种通过运动蛋白介导的跨膜运输方式。
运动蛋白如细胞骨架和激动蛋白能够通过与细胞骨架的结合,将物质从一个细胞膜一侧转移到另一侧。
运动蛋白介导的跨膜运输是一种高效的物质运输方式,能够满足细胞对物质的快速需求。
物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程,通过不同的方式实现细胞内外环境的稳定。
主动运输能够精确调控细胞内外物质浓度,适应外界环境的变化;被动运输高效、快速,提高细胞对物质的利用效率;运动蛋白介导的跨膜运输通过运动蛋白的介导,实现物质在细胞膜之间的转移,为细胞提供了快速的物质运输通道。
第四章第 3 节物质跨膜运输的方式拓展点主动运输和胞吞、胞吐的异同。
教法与学法讲授法、探究学习法教学模式“自学—辅导”教学模式教具多媒体ppt 演示课件课时分配1课时教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图复习提问教师通过一定的方式(课件、小黑板或口述等)呈现对上节课学过的主要知识的提问1. 细胞膜的流动镶嵌模型(学生板演)。
2. 细胞膜的结构特点、功能特点。
学生回忆、看书等,给出准确、规范的答案。
将复习旧知常态化,从而强化知识的识记和落实。
一、情景导入二、要点精讲三、合作探究四、当堂(一)导入新课,板书课题:前面我们讲到生物膜是半透膜,有的分子可以通过而有的分子和离子则不能通过,下面我们看图此图是人工合成的脂双层,看图思考:(1)这张图所反映的膜是不是生物膜?为什么?学生通过观察此图与学生板演图进行对比回答。
(不是生物膜,它只有磷脂双分子层,中间没有镶嵌蛋白质通过看图对比训练学生对知识的灵活运用,同时培养学生的观察能力、前后连接学习以此激发学生继检测五、课后作业(2)什么分子能通过人工合成的脂双层?什么分子不能通过人工合成的脂双层?(3)大家发现葡萄糖分子不能自由通过人工合成的无蛋白质的脂双层,但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,其他细胞也需要不断补充葡萄糖以提供能量,也就是说葡萄糖肯定是可以通过细胞膜进到细胞内部的。
那这又该如何解释呢?那么蛋白质在物质跨膜运输中到底起了何种重要作用呢?让我们来共同学习物质跨膜运输的方式。
导入新课,板书课题。
(二)物质进出细胞的方式1、生物小分子和离子的跨膜运输的方式有哪些?主动运输和被动运输有什么特点?下面我们详细介绍这些内容。
(1)自由扩散一滴蓝墨水滴到清水中,很快就会分散到清水中,使清水呈现蓝色,这就是扩散。
阅读课本P70被动运输的内容,结合课本图4-7思考下列问题。
1 前面我们所学的哪些是自由扩散?自由扩散有什么特点?2 常见的自由扩散的例子有哪些?自由扩散的速率由什么来决定?自由扩散有什么特点?(2)协助扩散一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质,依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”,顺着化学浓度梯度扩散的过程。
物质跨膜运输的方式安徽省固镇县湖沟中学陈丁物质跨膜运输的方式陈丁安徽省固镇县湖沟中学摘要:细胞膜的结构与功能十分复杂, 是细胞与外界环境之间的一种选择通透性屏障,主要功能包括:物质运输、信息交流和能量转换。
不同物质跨膜运输的方式包括被动运输、主动运输以及膜泡运输。
气体分子、脂溶性物质等主要以自由扩散方式跨膜运输;无机盐离子、葡萄糖、氨基酸等既可以协助扩散又可以主动运输方式进行跨膜运输;蛋白质等大分子物质主要以膜泡方式运输。
载体蛋白协助物质的跨膜运输目前有三种假设模型:移动性载体模型、孔道或通道模型、构象变化模型。
参与葡萄糖跨膜运输的载体蛋白主要有:钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT) 和易化扩散的葡萄糖转运体 ( GLUT)两大家族。
关键词:自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白葡萄糖转运体; SGLT; GLUT细胞膜的结构与功能十分复杂,它是在生命化学进化的漫长历程中逐渐产生,在生物与环境的共同进化中不断发展和完善。
细胞膜的主要功能包括:物质运输、信息交流和能量转换。
本文主要对细胞膜控制物质运输的功能进行解读,细胞膜是细胞与外界环境之间的一种选择通透性屏障,它既能保证细胞对营养物质的摄取、代谢废物的排出,又能调节细胞内外离子的浓度,因此细胞膜控制物质进出细胞对细胞的生存和生长至关重要。
物质跨细胞膜运输的方式有:被动运输、主动运输、膜泡运输(如胞吞、胞吐),其中被动运输和主动运输被认为是物质直接穿膜运输,而胞吞胞吐的物质并不直接穿膜,是通过膜泡进行运输,所以有时也被认为穿过0层生物膜。
一、被动运输:被动运输是物质顺电化学梯度(物质浓度梯度与膜电位梯度的总和)的穿膜运输,不消耗细胞本身代谢产生的能量。
根据运输过程是否需要载体蛋白的协助,被动运输又分为自由扩散和协助扩散两种方式。
(一)、自由扩散:也称为简单扩散,其特点是被运输的物质从高浓度→低浓度,不需要载体蛋白协助,不消耗细胞代谢产生的能量。
其运输的速率与膜两侧物质的浓度差成正比,如各种气体分子CO2、O2、N2等,一些脂溶性物质如甘油、苯、脂肪酸,以及H2O、乙醇、尿素等,细胞膜对它们的通透性大小虽然不同,但均可以自由扩散跨膜运输。
高考生物复习必备考点:物质跨膜运输方式的类型及特点物质通过简单扩散作用进出细胞,叫做自由扩散,下面是高考生物复习必备考点:物质跨膜运输方式的类型及特点,希望对考生有帮助。
生物物质跨膜运输的方式1、小分子物质跨膜运输的方式:方式浓度载体能量举例意义被动运输简单扩散高→低× × O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低被动地吸收或排出物质易化扩散高→低√ × 葡萄糖进入红细胞主动运输低→高√ √ 各种离子,小肠吸收葡萄糖、氨基酸,肾小管重吸收葡萄糖一般从低到高主动地吸收或排出物质,以满足生命活动的需要。
2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式:大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞,通过外排作用向外分泌物质。
二、实验:观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理:原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,? 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
? 反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使细胞发生“质壁分离复原”。
材料用具:紫色洋葱表皮,0.3g/ml蔗糖溶液,清水,载玻片,镊子,滴管,显微镜等方法步骤:(1)制作洋葱表皮临时装片。
(2)低倍镜下观察原生质层位置。
(3)在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
(4)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变小),观察细胞是否发生质壁分离。
(5)在盖玻片一侧滴一滴清水,另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在清水中。
(6)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变大),观察是否质壁分离复原。
实验结果:细胞液浓度外界溶液浓度细胞吸水(质壁分离复原)高考生物复习必备考点:物质跨膜运输方式的类型及特点就为大家分享到这里,更多精彩内容请关注。
物质跨膜运输的方式生物膜的流动性主要的是跟功能准备,也就是控制物质进出,那么物质进出的方式呢?高也好低也好,是指运输的离子或小分子本身的浓度,而不是他们所处的溶液的浓度。
这两种运输方式的动力都来自于细胞内外物质的浓度差(渗透压)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进入到细胞里,不需要能量,不需要载体。
影响因素:运输速率取决于浓度差。
浓度差越大运输速率越快协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,不需要消耗能量,需要载体。
影响因素:运输速率取决于浓度差,当速率增加到一定程度时,不再增加,因为受到载体蛋白的种类和树立狼的限制载体蛋白具有特异性和饱和性顺浓度梯度:“由高到低”逆浓度梯度:“由低到高”运输速率动力来自于浓度差,因为逆浓度梯度运输没有那个动力,就只能自己用能量。
能量:凡是能影响到能量的因素都能影响主动运输,影响酶也不行。
一、跨膜运输的方式1、小分子(1)主动运输需要才主动要!是主动出击。
得花钱得主动唠嗑,得花钱,所以需要能量。
同时主动运输很麻烦,追错人了很麻烦,所以我需要识别,所以必须要载体蛋白,因为载体蛋白是有特异性的,可以识别。
请安检必须花钱,这样就可以逆浓度梯度运输。
OK?大概就是这样一个感觉,细胞内浓度为纵轴,横轴是细胞外浓度前面那一段就是被动运输,上面的就是主动运输,由于载体有限,所以也有一个饱和点。
这个能量就是ATP任何会影响到ATP产生的事儿和供给ATP的事儿全能影响到主动运输。
比如说氧气浓度,只能影响到主动运输。
主动运输的意义:主动运输保证了细胞生命活动的需要、摄取、积累物质的同时不断排出代谢废物,从而保证了细胞内各种成分的相对稳定,保证了生命活动的正常运行。
主动运输也好,自由扩散也好,都可进可出,不仅消耗,还要排出,被动运输先往出排,请神容易送神难,只有花钱消灾,给你两百块钱,妹钱了,滚吧。
葡萄糖进入除了红细胞以外的其他细胞膜,氨基酸通过细胞膜,钠离子进入细胞内介其实是协助扩散啊,不能草率的给离子总结。
物质的跨膜运输知识点总结一、细胞膜的结构细胞膜是由磷脂双层和蛋白质构成的。
磷脂双层是由两层磷脂分子组成,每个磷脂分子包含一个亲水性头部和一个疏水性尾部。
这使得细胞膜具有选择性通透性,只有一些特定的物质可以穿过它。
二、跨膜运输方式1.被动扩散被动扩散是指物质沿浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区移动。
这种过程不需要能量输入,但需要物质之间的相互作用力。
2.主动运输主动运输是指物质在逆浓度梯度方向上移动,需要能量输入。
主要通过ATP酶驱动。
3.细胞吞噬作用细胞吞噬作用是指细胞通过将外部物质包裹在内部形成囊泡来摄取它们。
这种过程可以分为三种类型:吞噬作用、外泌作用和自噬作用。
三、被动扩散的影响因素1.浓度梯度浓度梯度是被动扩散的主要驱动力。
当浓度梯度越大,物质的扩散速率也就越快。
2.分子大小和形状小分子和非极性分子可以更容易地穿过细胞膜。
相比之下,较大的分子和带电的分子则需要通过跨膜蛋白进行运输。
3.溶剂极性溶剂极性也会影响被动扩散。
非极性物质更容易在非极性溶剂中扩散,而带电或极性物质则需要在水等极性溶剂中扩散。
四、跨膜蛋白跨膜蛋白是一类可以穿过细胞膜并参与跨膜运输的大型分子。
它们可以通过不同的机制将物质从一个细胞区域转移到另一个区域。
1.通道型跨膜蛋白通道型跨膜蛋白形成了一个孔道,允许特定类型的离子或小分子通过。
这种过程是高度选择性的,只有符合特定条件的物质才能通过。
2.载体型跨膜蛋白载体型跨膜蛋白可以结合物质并将其从一个细胞区域转移到另一个区域。
这种过程是可逆的,并且可以通过某些因素来调节。
3.泵型跨膜蛋白泵型跨膜蛋白可以将物质从低浓度区域转移到高浓度区域,需要能量输入。
这种过程能够维持细胞内外的化学平衡。
五、细胞内液体运输1.内质网运输内质网运输是指物质在内质网上通过囊泡或其他载体进行的转移。
这种过程可以分为ER-高尔基体转移和ER-溶酶体转移。
2.高尔基体运输高尔基体是一类包含多个囊泡的细胞器,它们在分泌和溶解过程中发挥着重要作用。
简述物质跨膜转运的方式及其特点物质跨膜转运是指物质在细胞膜上进行跨膜运输的过程。
细胞膜是细胞的边界,起到了筛选物质进出细胞的作用。
细胞膜是由磷脂双层组成的,磷脂分子具有亲水性和疏水性的特点,因此细胞膜上的物质转运需要借助不同的机制。
根据物质的性质和跨膜转运的方式,物质跨膜转运可以分为主动转运、被动转运和细胞外液相转运三种方式。
1.主动转运:主动转运是指物质在跨膜转运过程中需要消耗能量的方式。
这种转运方式可以分为原位转运和囊泡转运两种方式。
(1)原位转运:原位转运是指物质通过跨膜蛋白直接进出细胞膜。
跨膜蛋白可以分为通道蛋白和载体蛋白两类。
通道蛋白是具有孔道结构的蛋白质,通过这些孔道,物质可以通过扩散的方式进出细胞膜。
通道蛋白根据其选择性,可以分为离子通道和水通道。
离子通道可以选择性地允许特定离子通过,而水通道则可以让水分子快速通过。
载体蛋白则是通过结合物质,将物质从一侧转运到另一侧。
载体蛋白可以分为主动载体和辅助载体两类。
主动载体能够利用细胞内的能量(ATP)将物质从低浓度一侧转运到高浓度一侧,这个过程被称为“逆浓度梯度转运”。
辅助载体则是通过与主动载体结合,协助物质的转运。
(2)囊泡转运:囊泡转运是指物质通过囊泡在细胞膜上进行跨膜转运。
这种转运方式通常与内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器有关。
物质在细胞内被包裹在囊泡内,然后囊泡与细胞膜融合,释放出物质。
囊泡转运通常发生在细胞分泌、内吞、外泌等过程中。
例如,细胞内合成的蛋白质经过高尔基体和溶酶体的转运,最后通过囊泡与细胞膜融合,释放到细胞外。
2.被动转运:被动转运是指物质在跨膜转运过程中不需要消耗能量的方式。
这种转运方式主要包括扩散和渗透两种方式。
(1)扩散:扩散是指物质在浓度梯度的驱动下,从高浓度区域向低浓度区域自发地运动的过程。
扩散可以分为简单扩散和载体介导的扩散。
简单扩散是指物质通过细胞膜磷脂双层间的空隙直接跨膜,这种扩散方式主要适用于小分子、非极性分子和一些极性分子。
物质跨膜运输的方式1. 引言细胞是生命的基本单位,通过维持细胞内外物质的平衡来维持正常的生命活动。
细胞内外物质的交换主要通过细胞膜进行。
细胞膜是由磷脂和蛋白质构成的半透性结构,它能够选择性地对物质进行通透,同时通过不同的跨膜运输方式来实现物质的进出。
物质跨膜运输方式基本分为被动运输和主动运输两种。
被动运输是无需能量消耗的运输方式,物质通过浓度梯度进行自发的运输;主动运输则需要能量消耗,物质在浓度梯度之外进行运输。
本文将对这两种物质跨膜运输方式进行详细介绍。
2. 被动运输2.1 扩散扩散是物质在不使用外部能量的情况下,由高浓度区域自发向低浓度区域运动的过程。
细胞膜中的磷脂双层能够阻止大部分极性物质和荷电物质通过直接扩散,因此,只有非极性小分子和一些极性小分子可以通过扩散进出细胞。
在细胞膜中,扩散可以通过简单扩散和 facilitated diffusion(协助扩散)两种方式进行。
•简单扩散:不需要载体蛋白的帮助,物质直接通过细胞膜间的疏水性区域自由扩散。
这种扩散的速率取决于物质的浓度差和细胞膜的渗透性。
例如,氧气和二氧化碳就可以通过简单扩散进出细胞膜。
•协助扩散:需要依赖载体蛋白进行物质的跨膜运输。
载体蛋白通常与物质特异性结合,分为通道蛋白和载体蛋白两种。
–通道蛋白:这类蛋白质形成孔道或通道,允许特定离子或小分子通过。
通道蛋白分为离子通道和水通道。
离子通道可以通过细胞膜直接进入细胞,例如钾离子通道、钠离子通道等。
水通道是一种特殊的通道蛋白,被称为水蛋白或AQPs,它们允许水分子快速通过,从而调节细胞内外水分平衡。
–载体蛋白:这类蛋白质通过结合物质并发生构象变化来进行物质跨膜运输。
载体蛋白对物质选择性更强,通常是一种特定物质对应一种载体蛋白。
例如,葡萄糖跨膜转运就需要依赖葡萄糖载体蛋白进行。
2.2 渗透渗透是一种涉及溶液之间的扩散和浓度差的物质跨膜运输方式。
当细胞外和细胞内的溶液浓度不同时,水分子会从低浓度的溶液通过半透膜向高浓度的溶液移动,尝试达到溶液的平衡。
1.(2012浙江卷)人体肝细胞内CO2分压和K+浓度高于细胞外,而O2分压和Na+浓度低于细胞外,上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是A.CO2B.O2C.K+D.Na+【命题透析】本题考察物质跨膜运输的方式。
【思路点拨】可通过肝细胞内外各物质的浓度的关系来迅速作出判断,K+逆浓度从细胞外进入到细胞内部,其跨膜运输的方式为主动运输。
【答案】C2.(2012海南卷)在动物细胞的物质运输中,属于自由扩散的是A.红细胞中的Na+进入血浆B.细胞外液中的O2进入肌细胞C.细胞外液中的K+进入神经细胞D.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞【解析】人红细胞中的Na+只有血浆中的1/6,为了维持Na+细胞外高浓度、K+细胞内高浓度,细胞靠主动运输运出Na+,运进K+,故A、C项错误;O2的跨膜运输是自由扩散,故B项正确;甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高高,血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输,故D项错误。
【试题点评】本题考查了物质运输的方式,涉及到无机盐离子、氧气和碘离子等物质跨膜运输及血浆、红细胞、细胞外液等离子含量,同时考查了考生的识记能力和理解能力,难度不大。
【答案】B的是3.(10天津卷)下列关于物质跨膜运输的叙述,错误..A.主动运输过程中,需要载体蛋白协助和ATP提供能量B.在静息状态下,神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C.质壁分离过程中,水分子外流导致细胞内渗透压升高D.抗体分泌过程中,囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分思路分析:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,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。
在静息状态下,神经细胞进行着K+外流和其他的生命活动,需要能量供给,进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。
质壁分离过程中,水分子外流导致细胞内溶质相对增多,渗透压升高。
抗体分泌过程属于胞吐,高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时,囊泡膜与细胞膜融合,成为细胞膜的一部分。
物质跨膜转运的方式及特点物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要过程,它通过细胞膜上的转运蛋白介导,使物质能够在细胞膜上通过,从而实现细胞内外的物质运输。
物质跨膜转运的方式多种多样,包括主动转运、被动转运、嵌膜蛋白通道等。
下面将详细介绍这些转运方式的特点和原理。
1. 主动转运:主动转运是指物质在跨膜过程中消耗能量,逆向运输物质,从低浓度区域向高浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于转运蛋白的ATP酶活性,通过耗能的方式将物质从低浓度区域转运至高浓度区域。
主动转运可以分为原位转运和组合转运两种形式。
原位转运是指转运蛋白通过直接转运物质,将其从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是钠-钾泵,它能够将细胞内的钠离子排出细胞外,同时将细胞外的钾离子转运进细胞内,以维持细胞内外的离子浓度差。
组合转运是指转运蛋白将两种或多种物质同时转运,通过共同运输蛋白将它们从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是葡萄糖-钠共转运体,它能够将葡萄糖和钠离子同时转运进细胞内,以维持细胞内葡萄糖的浓度。
2. 被动转运:被动转运是指物质在跨膜过程中不消耗能量,顺向运输物质,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于物质的浓度梯度,通过扩散的方式将物质从高浓度区域转运至低浓度区域。
被动转运可以分为简单扩散和载体介导扩散两种形式。
简单扩散是指物质通过细胞膜的疏水区域直接扩散,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于小分子物质,如氧气、二氧化碳等,它们可以通过细胞膜的疏水区域自由扩散进出细胞。
载体介导扩散是指物质通过转运蛋白在细胞膜上扩散,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于大分子物质或带电物质,如葡萄糖、氨基酸等,它们需要依赖转运蛋白才能通过细胞膜。
3. 嵌膜蛋白通道:嵌膜蛋白通道是一种特殊的转运方式,它通过形成通道或孔道,使物质能够直接穿过细胞膜。
嵌膜蛋白通道可以分为离子通道和水通道两种类型。