4.1 细胞通过质膜与外界进行物质交换-2023-2024学年上海地区高一生物优质备课课件（沪科版2020必修1）

第1节 细胞通过质膜与外界进行物质交换 必修1 分子与细胞 第4章 细胞的代谢 本节重点 物质跨膜运输的方式、特点和例子 质膜是如何将外界物质运进细胞的？ 观看《物质的跨膜运输方式》视频 使用人工合成的磷脂双分子层进行了物质透过性实验 磷脂双分子层对物质具有选择透过性选择透过性 实验结果表明什么？ O2、CO2、乙醇、甘油等可以直接透过磷脂双分子层 从浓度高的一侧运输到浓度低的一侧（顺浓度梯度运输） 这种运输方式称为自由扩散 细胞需要的，但不能直接透过磷脂双分子层的物质如何进入细胞？ 葡萄糖、氨基酸以及一些离子等，可以借助质膜上的转运蛋白、顺浓度梯度运输 这种运输方式叫做协助扩散 一种转运蛋白能运输几种物种？ 转运蛋白具有特异性，一种转运蛋白只能运输一种物质 为什么协助扩散的运输速率有饱和值？饱和 质膜上转运蛋白的数量是有限的 转运蛋白有哪两种形式？ 如葡萄糖转运蛋白只能运输葡萄糖而不能运输氨基酸 自由扩散和协助扩散有什么共性？ 我们将二者统称为被动运输 都只能顺浓度梯度运输，都不需要消耗能量 一般而言，一种物质只能有一种运输方式，有没有物质兼具两种运输方式？ 水分子不仅可以通过膜上磷脂分子间的空隙进出细胞 自由扩散 也可以借助细胞质膜上的水通道蛋白更加迅速地通过 协助扩散 注意：借助通道蛋白的运输方式一定是协助扩散 水通过生物膜从溶液浓度低的一侧（水分子多）渗入溶液浓度高的一侧（水分子少）称为渗透作用 为满足正常生理活动的需要，细胞也会逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排出一些物质 物质逆浓度梯度进出细胞需借助质膜上的载体蛋白 还需要细胞提供能量 这种方式称为主动运输 自由扩散和协助扩散都只能顺浓度梯度运输物质，有没有可以逆浓度梯度运输物质的运输方式？ 例如，变形虫等单细胞生物从外界环境中摄取食物 白细胞吞噬入侵的细菌和病毒 细胞从血液中吸收脂蛋白 胞吞和胞吐 然后对被吞噬的物质进行分解 胞吞的具体过程是怎样的？ 大分子或颗粒物与质膜上的受体结合 引起质膜内陷 将大分子或颗粒物包围起来形成小囊泡囊泡 随后小囊泡从细胞质膜上脱离下来进入细胞内部 在细胞内，小囊泡通常会与溶酶体融合 被动运输和主动运输只能用来运输小分子和离子，大分子和颗粒物又是怎么进出细胞的？ 胞吐的具体过程是怎样的？ 如胰腺细胞通过胞吐方式将合成的胰蛋白酶原分泌出细胞，排入十二指肠起作用 细胞将需要分泌、排出的大分子或颗粒物 用膜包裹形成小囊泡，运输到细胞质膜内侧后 与细胞质膜融合，将内含物排出细胞 分泌细胞都是以胞吐的方式排出分泌物的 资料： 科学家做过这样的实验：准备好含Ca2+、Si4+的培养液，将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的Ca2+明显下降，水稻培养液中的Ca2+浓度无明显变化。 Si4+的情况刚好相反：水稻吸收大量的Si4+ ，而番茄几乎不吸收Si4+。 如何解释上述实验现象？ 番茄细胞质膜上有Ca2+转运蛋白，没有Si4+转运蛋白磷 水稻细胞质膜上有Si4+转运蛋白，没有Ca2转运蛋白磷 物质 运输方式 特点 例子 自由扩散 不需要转运蛋白 不需要消耗能量 顺浓度梯度运输 氧气、二氧化碳 甘油、脂肪酸、乙醇 本堂小节 物质 运输方式 特点 例子 被动运输 自由扩散 协助扩散 不需要转运蛋白 不需要消耗能量 顺浓度梯度运输 需要转运蛋白 不需要消耗能量 顺浓度梯度运输 氧气、二氧化碳 甘油、脂肪酸 通道蛋白（水通道蛋白、离子 通蛋白道）、哺乳动物的 成熟红细胞吸收葡萄糖 本堂小节 物质 运输方式 特点 例子 离子、 小分子 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 不需要载体蛋白 不需要消耗能量 顺浓度梯度运输 需要载体蛋白 不需要消耗能量 顺浓度梯度运输 氧气、二氧化碳 甘油、脂肪酸 需要载体蛋白 需要消耗能量 逆浓度梯度运输 绝大多数离子和小分子 （如：其他细胞吸收葡萄糖） 是物质运输的主要方式 大分子 胞吞、胞吐 不需要载体蛋白 需要消耗能量 抗体、胰岛素等分泌蛋白、 神经递质 本堂小节 通道蛋白（水通道蛋白、离子 通蛋白道）、哺乳动物的 成熟红细胞吸收葡萄糖 Lavf57.82.100 $$