物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?陳煜暉

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞缴穷^市第一中學(xué)陳煜暉彼得·阿格雷1949年出生于美國的Peter，曾經(jīng)在學(xué)習(xí)上表現(xiàn)得很糟糕，但后來的他憑借著“勤奮工作，好奇心和運(yùn)氣”成為了一名醫(yī)學(xué)博士，并取得了重大成就。80年代末，Peter在紅細(xì)胞膜上分離到他們所需要的Rh蛋白，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了一些與水分子運(yùn)輸有關(guān)的“雜蛋白”。這種蛋白引發(fā)了他濃厚的興趣，并且做了大量的實(shí)驗(yàn)研究它的工作原理。在Peter之前，有許多科學(xué)家對脂質(zhì)體或者磷脂雙分子膜進(jìn)行了大量的研究。O2分子

磷脂分子內(nèi)外O2分子運(yùn)動的方向總體是怎樣的？一、自由擴(kuò)散順濃度梯度O2、CO2、水、甘油、苯、酒精等分子可以自由地通過磷脂雙分子層，是不是意味著可以自由地通過細(xì)胞膜？構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架是什么？

磷脂分子K+

纈氨霉素內(nèi)外內(nèi)外

磷脂分子K+

纈氨霉素

磷脂分子K+

纈氨霉素內(nèi)外K+在脂質(zhì)體兩側(cè)的運(yùn)輸與O2分子有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？順濃度梯度正常細(xì)胞膜上并沒有纈氨霉素，但是K+依然可以通過跨膜運(yùn)輸被細(xì)胞吸收，請推測，細(xì)胞膜上的哪一種物質(zhì)可以協(xié)助K+通過細(xì)胞膜？蔗糖溶液Peter和他的同事研究發(fā)現(xiàn)，裝有一定濃度蔗糖溶液的脂質(zhì)體，置于清水中。脂質(zhì)體形態(tài)基本不發(fā)生變化。這說明了什么？清水蔗糖溶液Peter將他在人分離出的“雜蛋白”——CHIP-28與脂質(zhì)體結(jié)合。CHIP-28清水蔗糖溶液清水Peter將他在人分離出的“雜蛋白”——CHIP-28與脂質(zhì)體結(jié)合。脂質(zhì)體體積明顯逐漸增大，甚至脹破。這說明了CHIP-28的功能可能是什么？CHIP-28水通道蛋白彼得·阿格雷Peter和他的同事發(fā)現(xiàn)及提出水通道蛋白的工作原理，并公布了水通道蛋白的高清立體照片。他本人也因此獲得了2003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。順濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助二、協(xié)助擴(kuò)散正常細(xì)胞膜上并沒有纈氨霉素，但是K+依然可以通過跨膜運(yùn)輸被細(xì)胞吸收，請推測，細(xì)胞膜上的哪一種物質(zhì)可以協(xié)助K+通過細(xì)胞膜？一、自由擴(kuò)散順濃度梯度不需要載體蛋白協(xié)助O2、CO2、水、甘油、苯、酒精等

葡萄糖分子

磷脂分子K+

纈氨霉素內(nèi)外順濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助載體具有專一性有某種載體的細(xì)胞才能轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)物質(zhì)能轉(zhuǎn)運(yùn)某物質(zhì)的細(xì)胞膜上必須具有相應(yīng)的載體二、協(xié)助擴(kuò)散纈氨霉素不能轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖，只轉(zhuǎn)運(yùn)K+，說明載體具有怎樣的特性？

磷脂分子

葡萄糖分子

葡萄糖載體紅細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外二、協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助載體具有專一性有某種載體的細(xì)胞才能轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)物質(zhì)能轉(zhuǎn)運(yùn)某物質(zhì)的細(xì)胞膜上必須具有相應(yīng)的載體葡萄糖分子進(jìn)入紅細(xì)胞；水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞等表一：自由擴(kuò)散 濃度差51015202530運(yùn)輸速度2.44.77.39.512.214.4已知自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下，繪出兩種運(yùn)輸方式中運(yùn)輸速度隨濃度差變化的圖像。表二：協(xié)助擴(kuò)散

探究學(xué)習(xí)濃度差1.534.567.59運(yùn)輸速度81524303131自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散觀察兩個(gè)圖像的形狀，有什么異同？濃度差達(dá)到一定程度之后，協(xié)助擴(kuò)散的速率不再增加，是什么因素限制它？載體蛋白數(shù)量的限制探究學(xué)習(xí)結(jié)論：自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的動力是濃度差協(xié)助擴(kuò)散速率也受載體蛋白的數(shù)量的影響資料一：上圖表示某細(xì)胞內(nèi)外各種離子濃度對比。研究發(fā)現(xiàn)，K+細(xì)胞內(nèi)濃度一直比細(xì)胞外濃度高，是因?yàn)镵+一直以某種方式通過細(xì)胞膜被細(xì)胞吸收。這種運(yùn)輸方式與自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散有什么不同？細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外100150離子濃度/mmol*L－1500Na＋K＋離子種類資料二：若向細(xì)胞注射氰化物（抑制細(xì)胞代謝釋放能量），細(xì)胞對鉀離子的吸收減緩或停止?？梢钥闯黾?xì)胞對K+的吸收與什么有關(guān)？

磷脂分子K+K+載體細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外ADPPiATP一般逆濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助需要細(xì)胞代謝提供能量一、自由擴(kuò)散順濃度梯度不需要載體蛋白協(xié)助不需要細(xì)胞代謝提供能量O2、CO2、水、甘油、苯、酒精等二、協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助載體具有專一性有某種載體的細(xì)胞才能轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)物質(zhì)能轉(zhuǎn)運(yùn)某物質(zhì)的細(xì)胞膜上必須具有相應(yīng)的載體不需要細(xì)胞代謝提供能量葡萄糖分子進(jìn)入紅細(xì)胞；水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞等三、主動運(yùn)輸一般逆濃度梯度需要載體蛋白協(xié)助需要細(xì)胞代謝提供能量自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散不需細(xì)胞代謝提供能量的運(yùn)輸，都必須順濃度梯度，其動力為濃度差，稱為被動運(yùn)輸。在消化道中葡萄糖含量較少時(shí)，有吸收營養(yǎng)物質(zhì)功能的小腸絨毛上皮細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖是否會從細(xì)胞內(nèi)往外運(yùn)輸？葡萄糖進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞可以逆濃度梯度運(yùn)輸，此過程是否需要消耗細(xì)胞代謝提供的能量？此過程是否需要葡萄糖載體？此過程屬于哪種運(yùn)輸方式？三、主動運(yùn)輸一般逆濃度梯度需要載體協(xié)助需要細(xì)胞代謝提供能量葡萄糖、氨基酸、各種離子等被細(xì)胞吸收或排出。項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度一般是逆濃度梯度動力濃度差濃度差細(xì)胞代謝提供能量載體不需要需要需要舉例O2、CO2、水、苯、甘油、乙醇葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖小結(jié)跨膜運(yùn)輸體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性，主要取決于載體蛋白的種類和數(shù)量。同種物質(zhì)在不同條件下進(jìn)出細(xì)胞可能有多種跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?。主動運(yùn)輸是細(xì)胞中主要的跨膜運(yùn)輸方式。小結(jié)通過不同的跨膜運(yùn)輸方式進(jìn)出于細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，從而維持細(xì)胞正常的生命活動。練習(xí)鞏固紅細(xì)胞吸收甘油與吸收葡萄糖相同的是低濃度→高濃度高濃度→低濃度載體蛋白協(xié)助消耗細(xì)胞代謝所提供的能量練習(xí)鞏固圖中曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是（）脂溶性小分子物質(zhì)不能通過方式a運(yùn)輸與方式a有關(guān)的載體覆蓋于細(xì)胞膜表面方式b最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān)抑制細(xì)胞能量供應(yīng)對方式a和b的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有影響練習(xí)鞏固下列關(guān)于細(xì)胞膜的組成、結(jié)構(gòu)、功能之間的關(guān)系的說法，請按照正確邏輯順序進(jìn)行排列_______________①膜具有流動性②膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)分子