小分子物质的跨膜运输细胞生物学共94页文档
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高考生物复习: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主动运输复杂分散高→低××O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低主动地吸收或排出物质易化分散高→低√×葡萄糖进入红细胞自动运输低→高√√各种离子,小肠吸收葡萄糖、氨基酸,肾小管重吸收葡萄糖普通从低到高自动地吸收或排出物质,以满足生命活动的需求。
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经过内吞作用进入细胞,经过外排作用向外分泌物质。
二、实验:观察植物细胞的质壁分别和恢复实验原理: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,发作〝质壁分别〞。
反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会渐渐恢恢复来形状,使细胞发作〝质壁分别恢复〞。
资料用具: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〕制造洋葱表皮临古装片。
〔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〕,观察细胞能否发作质壁分别。
〔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〕,观察能否质壁分别恢复。
实验结果:细胞液浓度外界溶液浓度细胞失水〔质壁分别〕细胞液浓度外界溶液浓度细胞吸水〔质壁分别恢复〕。
1第九章 小分子物质的跨膜运输细胞质膜和各种内膜的脂双层因其内部的疏水性质而构成了一道屏障,不允许大多数极性和水溶性分子透过,可以经膜自由扩散的只有极少数脂溶性、非极性或不带电的小分子。
膜的这一特性有重要的功能意义,正因为这种屏障作用,细胞内外、各细胞器内外的物质浓度差异才得以维持。
但是,细胞要摄取营养物质,排泄代谢废物,要调节细胞内外离子浓度,要造成某些特殊物质在某个细胞器内外的浓度差异,因此必须有一些特殊的机制把这些水溶性的、带电的营养物、代谢产物和离子运送进出细胞或细胞器。
膜对无机离子和小分子有机物质的运输是靠特化的跨膜蛋白来完成的。
膜对大分子的运输有着另一种机制,将在第十章予以讨论。
膜运输蛋白的分子数在所有细胞的膜蛋白中占15~30%,有些特化的哺乳动物细胞甚至将全部代谢能量付诸膜运输活动,可见膜运输对生物体的重要性。
本节将介绍小分子跨膜运输的一般形式,然后介绍两大类运输蛋白-载体蛋白和离子通道蛋白以及它们分别介导运输的特点。
第一节 跨膜运输的原理一、单纯扩散有些物质可以完全不需膜蛋白的作用而自由透过生物膜的脂双层,这种跨膜运输形式叫做单纯扩散。
这方面的证据是从一种叫做黑膜(black membrane)的人工合成脂双层上获得的。
黑膜的设计如图9-1所示,是在分隔两个充水区室的平板的小孔上造成一个脂质双层,通过检测该脂双层(黑膜)两侧液体中某溶质的含量来测定这层膜的通透性。
有关结果表明,如果不考虑扩散时间的长短,可以说任何不带电小分子都可以顺其浓度梯度而扩散通过脂双层。
但因为它们的扩散速率有极大差异,实际上可以自由通过膜的物质有两类:(1)疏水的(脂溶性的)小分子,如氧、氮、苯等,其中脂溶性的愈小的分子扩散愈慢;(2)不带电的极性小分子如水(分子量为18)、二氧化碳(分子量为44)、乙醇(分子量为46)、尿素(分子量为60)、甘油(分子量为92)等,其中分子量愈大的扩散就愈慢。
所以,像葡萄糖(分子量为180)这类不带电的极性分子因分子量太大,几乎不能自由扩散过膜;各种离子则因它们的带电及水合性,虽然分子量很小也完全不能通过膜(图9-2)。