内容正文:
第二单元 细胞的基本结构和物质的运输
第6讲 细胞的物质输入和输出
物质出入细胞的方式
水进出细胞的原理
01
02
03
目录
探究植物细胞的吸水和失水(实验)
03
考点三
物质出入细胞的方式
[概念摘要]物质进出细胞的方式主要包括自由扩散、协助扩散和主动运输,蛋白质和多糖等有机大分子进出细胞则通过胞吞或胞吐。
1、被动运输
(1)概念:像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
(2)分类:被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。
细胞外
细胞内
细胞膜
自由扩散
水分子
1、被动运输
协助扩散
1、被动运输
(3)自由扩散和协助扩散的区别
概念
运输方向
是否需要转运蛋白
影响因素
举例
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。也叫简单扩散。
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。也叫易化扩散。
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
不需要
需要
浓度差大小
浓度差大小;
转运蛋白的数量
①水分子、气体分子
②脂溶性小分子有机物,如甘油、乙醇、苯
自由扩散
协助扩散
是否消耗能量
不消耗
不消耗
①水分子通过通道蛋白进出细胞;
②离子和一些小分子有机物,如葡萄糖、氨基酸等
1、被动运输
(4)转运蛋白
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
自身构象
是否与转运的分子结合
参与的运输方式
实例
共同点
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
只容许与自身通道的直径和形状相适配,大小和电荷相适宜的分子或离子通过
改变
不改变
不结合
结合
协助扩散
协助扩散或主动运输
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
水分子通过水通道蛋白进出细胞
均为蛋白质;均分布在细胞的膜结构中;均控制特定物质的跨膜运输,具有特异性。
1、被动运输
(4)转运蛋白
1、被动运输
(5)水分子进出细胞的方式
过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细胞的,但后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞的。
由于生命活动所需,细胞需要把离子或分子从低浓度处运到高浓度处。
2、主动运输
2、主动运输
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,这种方式叫做主动运输。
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
①逆浓度梯度
②需要载体蛋白的协助
③需要消耗细胞内化学反应释放的能量
①K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜。
②小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等分子。
条件
低浓度→高浓度
2、主动运输
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要的物质,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。
(4)意义:
载体蛋白
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合;
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;
转运后,载体蛋白随之恢复原状。
2、主动运输
(5)影响因素:
载体蛋白的种类和数量、能量(温度、02浓度)
3、胞吞和胞吐
3、胞吞和胞吐
(1)胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是大分子附着在细胞膜的表面,这部分细胞内陷形成小囊,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部。
(2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞。
3、胞吞和胞吐
胞吞 胞吐
运输方向
实例
共同点
胞外→胞内
胞内→胞外
巨噬细胞吞噬抗原、变形虫摄食
胰岛素、消化酶、抗体等分泌
①需要消耗能量;
②不需要转运蛋白,但需要膜蛋白参与;
③依赖膜的流动性;
④影响因素:温度、能量(02浓度)
1.水分子是否都是以自由扩散的方式进出细胞的?举例说明:
[深挖教材]
水分子既可以以自由扩散的方式进出细胞,又可借助通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
2.主动运输过程中载体蛋白发生怎样的变化?
离子或分子与载体蛋白结合后,载体蛋白的空间结构发生变化,运输完成后载体蛋白又恢复原状。
3.囊性纤维病是由于细胞中某种蛋白质结构异常,影响了Na+和Cl-的跨膜运输,这一事例说明这种结构蛋白属于___________________,也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过_______________________________来实现的。
细胞膜上的载体蛋白
细胞膜上载体蛋白的种类和数量
4、物质进出细胞的方式
方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方向
特点
举例
影响因素
胞外→胞内
胞内→胞外
高浓度→低浓度
不需要转运蛋白;不消能量
需要转运蛋白;不消耗能量
低浓度→高浓