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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力為濃度差，稱為被動(dòng)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(huì)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(dòng)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(dòng)運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度一般是逆濃度梯度動(dòng)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?dòng)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(dòng)。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(dòng)性②膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)分子