2025届高三生物一轮复习课件17：物质进出细胞的方式（第1课时）

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知识点22：物质进出细胞的方式
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。
不需要转运蛋白，不需要耗细胞内化学反应产生的能量
溶质:溶质分子多(高浓度)→溶质分子少(低浓度)
水:水分子多(低浓度)→水分子少(高浓度)
①水②气体(CO2、O2)③脂溶性小分子有机物(甘油、乙醇、苯等)
甘油、尿素、苯乙醇、固醇类
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。
不需要耗细胞内化学反应产生的能量
浓度差0~a时：协助扩散有载体蛋白的协助，因此其运输速率大于自由扩散。
浓度差大于a时：由于载体蛋白的数量有限，载体蛋白都参与了协助扩散，协助扩散的运输速率达到最大。
浓度差大于b时：由于自由扩散的速率不受载体数量的限制，因此自由扩散的速率超过协助扩散的速率。
自由扩散和协助扩散运输速率比较
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
每次转运时都会发生自身构象的改变
运输过程中自身构象不发生改变
既能参与协助扩散也能参与主动运输
1.由载体蛋白参与的协助扩散
葡萄糖进入绝大多数组织细胞
(除小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞)
细胞对葡萄糖的摄取受胰岛素的调节
胰岛素促使葡萄糖被各种细胞吸收，特别是骨骼肌和脂肪细胞
胰岛素促使膜泡中葡萄糖转运蛋白运输到细胞上
2.由通道蛋白参与的协助扩散
水通道蛋白广泛存在于所有细胞的细胞膜上。
通常情况下：K+在细胞内浓度高，Na+在细胞外浓度高（Na+-K+泵造成的）
Ca2+在细胞外浓度高于细胞质基质中浓度(Ca2+泵造成的)
神经细胞上的K+、Na+、Ca2+通道
神经细胞上的K+、Cl-、Ca2+通道
内淋巴液(低Na+、高K+)
外淋巴液(高Na+、低K+)
内耳听毛细胞的Ca2+、K+通道
每种通道只对一种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子通透性很小或不通透。
离子通道通常具有开和闭的两种状态。由不同的刺激(电压、化学物质、机械力、温度等)引起通道蛋白构像改变而实现开或闭。
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，这种方式叫作主动运输。
载体蛋白 + 细胞内化学反应产生的能量
细胞内化学反应产生的能量
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。
囊性纤维化与Cl-载体异常关闭有关
囊性纤维化患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常
患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。
1.钠钾泵(Na+-K+泵)
Na+-K+泵逆浓度将K+运入细胞将Na+运出细胞
细胞内K+浓度高细胞外Na+浓度高
钠钾泵(Na+-K+泵)的生理功能
1.维持动物细胞的渗透平衡
K+维持细胞内液的渗透压Na+维持细胞外液的渗透压
2.神经细胞(可兴奋细胞)静息电位和动作电位形成的基础
3.作为其他物质逆浓度运输的动力(协同转运）
为其他物质逆浓度运输提供能量
内质网和液泡等膜上Ca2+泵
①细菌和真菌及植物细胞膜上没有Na+-K+泵，有H+泵，形成H+浓度，为营养物的吸收提供动力(H+驱动的同向协同转运)。
②溶酶体和液泡等膜上存在H+泵，形成这些细胞器内部的酸性环境。
①存在于原核细胞膜上，将物质运入细胞
2个ATP与2个ATP酶结合
转运蛋白结构改变，与物质结合并运输
ATP被水解，转运蛋白结构恢复
②存在于真核细胞膜上，将物质运出细胞
也称继发性主动运输或次级主动运输
1. Na+-葡萄糖同向转运载体存在于小肠和肾小管的上皮细胞
2. 植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体
液泡腔(pH=3~6)
H+驱动蔗糖逆向转运，使得液泡在白天将叶绿体光合作用合成的多余蔗糖储存在液泡中，夜间再将这些蔗糖运到细胞质基质。
细胞质基质(pH=7.0)
一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。
总结：常见物质的扩膜运输方式
自由扩散和协助扩散(通过水通道的协助扩散速率更快)
协助扩散(通过葡萄糖转运蛋白进入绝大多数组织细胞)
主动运输(通过Na+驱动的主动运输进入小肠和肾小管上皮细胞)
主动运输(通过Na+-K+泵排出细胞)
协助扩散(通过Na+通道流入细胞)
主动运输(通过Na+-K+泵进入细胞)
协助扩散(通过K+通道流出细胞)
主动运输(通过Ca2+泵排出细胞后进入内质网等细胞器)
协助扩散(通过Ca2+通道进入细胞质基质)
总结：物质跨膜运输的曲线