細胞質與外界溶液有濃度差(濃度分別為a、b)
細胞液與外界溶液有濃度差
細胞形態(tài)不變(動態(tài)平衡)
大的不帶電荷的極性分子
1.什么樣的分子能夠通過脂雙層? 什么樣的分子不能通過?2.葡萄糖、氨基酸、無機鹽都是生命活動所必需的,如何通過細胞膜呢?
根據相似相溶原理,脂溶性的,以及分子量小的物質,氣體等可以直接透過脂雙層。較大的有機分子和帶電荷的離子不能通過合成的脂雙層。
物質以擴散方式進出細胞,不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量,這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。
有些小分子物質,很容易自由地穿過細胞膜的磷脂雙分子層。
氣管、支氣管不斷分支,最終形成肺泡
O2在肺泡中與血液的交換
、甘油、乙醇、苯、維生素等。
離子和一些小分子有機物如葡萄糖、氨基酸等,不能自由地通過細胞膜,需要借助膜上的轉運蛋白進出細胞擴散,叫做協助擴散,也叫易化擴散。
神經纖維上Na+內流或K+外流
自由擴散和協助擴散有哪些相同點?
①物質都以擴散的方式進出細胞
②都是順濃度梯度的跨膜運輸(從高濃度到低濃度)
③都不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量
自由擴散和協助擴散有哪些不同點?
【資料1】水分子比較小,在活細胞中含量最多,人們曾經認為它們以自由穿過細胞膜磷脂分子的間隙而進出細胞。后來的研究發(fā)現,水分子在通過細胞膜時的速率高過人工膜。
由此推斷細胞膜上可能存在特殊的輸送水分子的通道。
【資料2】1988年美國科學家阿格雷分離純化紅細胞膜上的蛋白質時,發(fā)現了跨膜蛋白AQP1。阿格雷將含有AQP1蛋白和不含此蛋白的細胞放在同一種水溶液中,出現如下實驗現象:
【資料3】1991年,經過N-端肽鏈測序等工作,阿格雷獲得了跨膜蛋白AQP1的氨基酸序列,此時的他敏銳地意識到,這很可能就是大家一直在尋找的“水通道”。并由此贏得了2003年的諾貝爾化學獎。目前,人們已經從細菌、酵母菌、植物、動物的細胞中分離出多種水通道蛋白。
水通道蛋白結構模式圖
水分子很小,不帶電荷但具有極性,盡管能夠以自由擴散過膜,但是更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。
尿液(排出體外)
【資料3】麥金農利用X射線晶體成像技術,獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片,它可以讓科學家觀測離子在進入離子通道前的狀態(tài),在通道中的狀態(tài),以及穿過通道后的狀態(tài)。這樣,人們就可以“看見”離子是如何通過由不同信號控制開關的通道的。2003年,諾貝爾化學獎被授予給了這位有膽識的內科醫(yī)生和生物物理學家。
載體蛋白只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過,且每次轉運時都會發(fā)生自身構象的改變。
通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀、大小和電荷相適宜的分子或離子通過,被運輸的物質不需要與通道蛋白結合。
比較載體蛋白和通道蛋白的異同
請判斷①和②分別是哪一種被動運輸方式?請說明判斷理由。

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細胞》電子課本

第1節(jié) 被動運輸

版本: 人教版 (2019)

年級: 必修1《分子與細胞》

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