物质通过生物膜的方式
简述物质跨膜转运的方式及其特点
简述物质跨膜转运的方式及其特点跨膜转运是指物质在生物膜上的跨越过程，是细胞内外物质交换的重要方式。
生物体内的物质跨膜转运主要包括主动转运、被动转运和细胞内外物质交换等几种方式。
这些转运方式各具特点，下面将分别进行介绍。
一、主动转运主动转运是指细胞通过跨膜蛋白质的活性转运，耗费能量将物质从浓度低的一侧转移到浓度高的一侧。
最常见的主动转运蛋白是ATP 酶，在细胞膜上能够将物质与ATP结合，并通过ATP的水解释放的化学能将物质跨膜转运。
主动转运的特点是能够逆转物质的浓度梯度，使得物质从低浓度区域转移到高浓度区域，从而维持细胞内外的浓度差异，维持细胞内环境的稳定。
二、被动转运被动转运是指细胞通过跨膜蛋白质的通道或载体蛋白，在浓度梯度的作用下，使物质自由地从高浓度区域转移到低浓度区域，不需要耗费额外的能量。
被动转运可以分为通道转运和载体转运两种方式。
通道转运是指跨膜蛋白形成通道，使得物质可以通过通道自由扩散，如离子通道蛋白；而载体转运是指跨膜蛋白在物质结合后发生构象变化，使物质经过载体蛋白的转运。
被动转运的特点是依赖于浓度梯度，不需要额外能量的消耗，但无法逆转物质的浓度梯度。
三、细胞内外物质交换细胞内外物质交换是指细胞与外界环境之间的物质交换过程，包括分子在细胞膜上的吸附、扩散、渗透等方式。
细胞膜是一个半透明膜，能够选择性地允许某些物质通过，而阻止其他物质的通过，从而实现对物质的筛选和交换。
细胞内外物质交换的特点是依赖于物质的特性和细胞膜的性质，通过不同的方式实现物质的进出。
总的来说，物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要方式，主要包括主动转运、被动转运和细胞内外物质交换几种方式。
不同的转运方式具有各自独特的特点，能够满足细胞对物质的需求，维持细胞内外环境的稳定。
通过这些转运方式，细胞能够有效地实现物质的吸收、排泄和运输，保证细胞正常生理功能的进行。
在细胞内外物质交换的过程中，各种转运方式相互配合，共同维持细胞内外的物质平衡，保证细胞的正常运作。
2021-2022学年生物人教版必修1教学案：第4章 第3节 物质跨膜运输的方式 Word版含答案
一、被动运输阅读教材P70～711．概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的集中。
2．类型方式自由集中帮忙集中特点物质通过简洁的集中作用进出细胞进出细胞的物质借助载体蛋白的集中实例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞二、主动运输阅读教材P71～721．物质运输方向：从低浓度→高浓度。
2．基本条件(1)细胞膜上相应载体蛋白的帮忙。
(2)消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．生理意义：保证了活细胞能够依据生命活动的需要，主动选择吸取所需要的养分物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
三、大分子物质的运输阅读教材P721．胞吞：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。
然后小囊从细胞膜上分别下来，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，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞。
[共研探究]1．观看不同物质通过磷脂双分子层的状况，依据图示回答有关问题：(1)能通过人工合成的磷脂双分子层的分子的共同特点是：小分子或脂溶性的分子。
(2)不能通过人工合成的磷脂双分子层的物质的共同特点是：分子较大或是离子。
葡萄糖不能通过合成的磷脂双分子层，但是小肠上皮细胞能吸取葡萄糖，这可能与细胞膜的蛋白质成分有关。
2．物质顺浓度梯度集中进出细胞的过程称为被动运输，结合下图分析其特点。
(1)图示中圆点及圆点多少表示什么意义？提示：表示细胞内外两种物质的浓度大小。
(2)甲、乙两图中物质的运输方式①甲图中，物质通过简洁的集中作用进出细胞，叫做自由集中。
②乙图中，进出细胞的物质借助载体蛋白的集中，叫做帮忙集中。
③由图示分析，自由集中和帮忙集中需要消耗能量吗？为什么？提示：都不需要消耗能量，由于二者都是顺浓度梯度进行的。
④完成下表方式通过膜的转运方向是否需要载体蛋白是否消耗能量方式1 高浓度→低浓度不需要不消耗方式2 高浓度→低浓度需要不消耗⑤试从物质运输动力角度分析，为什么自由集中和帮忙集中被称为被动运输？提示：自由集中和帮忙集中的运输动力都是膜两侧物质的浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
物质通过生物膜的方式
物质通过生物膜的方式生物膜是生物体内外界面的一种特殊结构，它由生物分子组成，并且具有特定的功能。
在生物界中，物质通过生物膜的方式进行传递是一种常见的现象。
这种方式不仅广泛存在于生物体内的各种细胞和组织中，还在环境中的微生物和植物中起着重要的作用。
本文将从不同角度探讨物质通过生物膜的方式，并阐述其在生物界中的重要性。
一、细胞膜的物质传递细胞膜是所有生物细胞的外层膜结构，它起到了保护细胞内部环境的作用。
细胞膜通过各种方式控制物质的进出，使细胞能够维持内外环境的稳定。
其中，膜蛋白是细胞膜实现物质传递的重要组成部分。
通过膜蛋白的通道和载体功能，物质可以通过细胞膜进行主动或被动的运输。
这种传递方式在细胞代谢、信号传递等生物过程中起着关键作用。
二、生物膜在植物中的作用植物体内存在着许多生物膜结构，其中最重要的是植物细胞壁和叶片表皮细胞上的角质层。
植物细胞壁是由纤维素、半纤维素和木质素等多种物质组成的复杂结构，它具有保护细胞的作用，并且通过孔隙和渗透调节物质的进出。
叶片表皮细胞上的角质层则是一种具有防水功能的生物膜结构，它可以防止水分的蒸发和外界有害物质的侵入。
三、微生物中的生物膜微生物是生物界中一类特殊的存在，它们在水体、土壤等环境中广泛存在，并且常常形成生物膜结构。
生物膜可以保护微生物免受外界环境的影响，并且提供了一种适宜的生存环境。
在生物膜中，微生物可以通过外膜蛋白、胞外多糖等结构与外界进行物质交换。
这种物质传递方式在微生物生态、生物降解等方面发挥着重要作用。
四、生物膜在医学领域中的应用生物膜在医学领域中也有着重要的应用。
例如，人体内的细胞膜可以通过药物载体和靶向递送系统进行药物传递，提高药物的治疗效果。
此外，生物膜还可以用于细胞培养和组织工程等领域，为医学研究和临床治疗提供支持。
物质通过生物膜的方式在生物界中是一种普遍存在的现象。
从细胞膜的物质传递到植物和微生物中的生物膜结构，再到医学领域中的应用，生物膜在生物界中起着重要的作用。
化学渗透假说的要点
化学渗透假说的要点
化学渗透假说是指生物膜中的物质通过分子扩散方式进行传递的假说。
以下是该假说的要点：
1. 生物膜是由磷脂双层组成的，磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部。
这种结构使得磷脂分子在水中形成了一个稳定的双层结构，形成了细胞膜。
2. 生物膜是半透性的，它只允许某些物质通过。
这是由于生物膜的磷脂双层结构限制了溶质的自由通过。
3. 根据化学渗透假说，物质通过生物膜主要是通过分子扩散方式进行的。
分子扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域的传递。
这种传递是 passively driven（被动驱动的），不需要细胞耗费能量。
4. 物质的通过速率取决于物质的浓度梯度。
高浓度区域的物质会自动向低浓度区域扩散，直到达到平衡。
5. 物质的通过速率还受到物质的大小、极性和膜的性质等因素的影响。
较小、非极性的物质更容易通过生物膜。
6. 生物膜中还存在一些通道蛋白，它们可以增加物质通过生物膜的速率。
这些通道蛋白具有特异性，只允许特定的物质通过。
7. 化学渗透假说还解释了一些特殊情况下物质通过膜的现象，例如渗透压和渗透调节。
化学渗透假说认为物质通过生物膜是通过分子扩散方式进行的，取决于物质的浓度梯度、物质的性质以及膜的特性。
生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
主动运输的动力来源
载体蛋白介导的主动运输
物质通过与载体蛋白结合，由载体蛋白的构象变化介导物质逆浓度梯度跨膜运 输的过程。载体蛋白介导的主动运输需要消耗能量。
离子泵介导的主动运输
离子泵通过水解ATP释放的能量，将物质逆浓度梯度跨膜运输的过程。离子泵 介导的主动运输需要消耗能量。
04
物质跨膜运输的实例和应用
胞吐
细胞内物质通过囊泡与细胞膜融合， 将物质释放到细胞外。
03
物质跨膜运输的动力来源
被动运输的动力来源
扩散
物质在浓度差的作用下，由高浓度向 低浓度方向自发流动的过程。扩散不 需要消耗能量，是被动运输的一种方 式。
渗透
水分子或其他溶剂分子通过半透膜从 低浓度一侧向高浓度一侧的流动过程。 渗透作用的动力来自半透膜两侧的浓 度差和压力差。
蛋白质分子
蛋白质分子以不同的方式 镶嵌在磷脂双分子层中， 它们承担着物质转运、信 息传递等重要功能。
糖类分子
糖类分子以共价键与蛋白 质或磷脂相连，形成糖蛋 白或糖脂，参与细胞识别 和信息传递。
流动镶嵌模型的特点
流动性
可塑性
磷脂分子和蛋白质分子都可以在膜上 流动，保持膜的动态平衡，有利于细 胞功能的调节和适应环境变化。
协助扩散
需要载体蛋白的帮助，由高浓度 向低浓度扩散，不消耗能量。
主动运
原发主动运输
直接消耗能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜运输。
次发主动运输
在物质顺浓度梯度或电位梯度的情况下，间接消耗能量进行 跨膜运输。
胞吞和胞吐
胞吞
细胞通过细胞膜内陷将外部物质包裹 进细胞内，形成囊泡，再通过胞内消 化将物质释放到细胞质中。
有助于理解细胞信号转导
生物膜法的原理
生物膜法的原理
生物膜法是一种利用微生物膜去除水中有机物和微生物的方法。
其原理是通过微生物在水中形成生物膜，利用微生物的新陈代谢和降解能力，将有机物降解为无害的物质，从而达到净化水质的目的。
生物膜法的原理主要包括以下几个方面：
1. 微生物附着和生长，水中存在着大量的微生物，它们能够在适宜的环境条件下附着在固体表面形成生物膜。
生物膜中的微生物通过吸附、离子交换等方式将有机物质固定在膜表面，从而起到了过滤和吸附的作用。
2. 微生物的代谢作用，生物膜中的微生物通过新陈代谢作用，将有机物质降解为无机物质和能量。
微生物在降解有机物的过程中，会释放出一些酶和代谢产物，这些物质能够进一步促进有机物的降解，加速生物膜的净化作用。
3. 生物膜的稳定性，生物膜具有一定的稳定性，能够在一定条件下长期存在并发挥作用。
在水处理过程中，通过控制水质、温度、氧气供应等条件，可以维持生物膜的稳定性，保证其持续发挥净化作用。
生物膜法的原理是一种高效、环保的水处理方法。
相比传统的化学方法，生物膜法具有能耗低、无二次污染、操作简便等优点。
在实际应用中，生物膜法已经被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、饮用水净化等领域。
总的来说，生物膜法的原理是通过微生物膜的形成和微生物的代谢作用，将水中的有机物质降解为无害物质，达到净化水质的目的。
这种方法不仅能够有效去除水中的有机污染物，而且具有成本低、效率高、环保等优点，是一种具有广阔应用前景的水处理技术。
物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式生物膜的流动性主要的是跟功能准备，也就是控制物质进出，那么物质进出的方式呢？高也好低也好，是指运输的离子或小分子本身的浓度，而不是他们所处的溶液的浓度。
这两种运输方式的动力都来自于细胞内外物质的浓度差（渗透压）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进入到细胞里，不需要能量，不需要载体。
影响因素：运输速率取决于浓度差。
浓度差越大运输速率越快协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，不需要消耗能量，需要载体。
影响因素：运输速率取决于浓度差，当速率增加到一定程度时，不再增加，因为受到载体蛋白的种类和树立狼的限制载体蛋白具有特异性和饱和性顺浓度梯度：“由高到低”逆浓度梯度：“由低到高”运输速率动力来自于浓度差，因为逆浓度梯度运输没有那个动力，就只能自己用能量。
能量：凡是能影响到能量的因素都能影响主动运输，影响酶也不行。
一、跨膜运输的方式1、小分子（1）主动运输需要才主动要！是主动出击。
得花钱得主动唠嗑，得花钱，所以需要能量。
同时主动运输很麻烦，追错人了很麻烦，所以我需要识别，所以必须要载体蛋白，因为载体蛋白是有特异性的，可以识别。
请安检必须花钱，这样就可以逆浓度梯度运输。
OK？大概就是这样一个感觉，细胞内浓度为纵轴，横轴是细胞外浓度前面那一段就是被动运输，上面的就是主动运输，由于载体有限，所以也有一个饱和点。
这个能量就是ATP任何会影响到ATP产生的事儿和供给ATP的事儿全能影响到主动运输。
比如说氧气浓度，只能影响到主动运输。
主动运输的意义：主动运输保证了细胞生命活动的需要、摄取、积累物质的同时不断排出代谢废物，从而保证了细胞内各种成分的相对稳定，保证了生命活动的正常运行。
主动运输也好，自由扩散也好，都可进可出，不仅消耗，还要排出，被动运输先往出排，请神容易送神难，只有花钱消灾，给你两百块钱，妹钱了，滚吧。
葡萄糖进入除了红细胞以外的其他细胞膜，氨基酸通过细胞膜，钠离子进入细胞内介其实是协助扩散啊，不能草率的给离子总结。
环境化学第五章
CH
3
2
AsO(OH
)
2eCH
3
2
As(OH
)
C H3 CH
3
3
AsO
2eCH
3
3
As
九、污染物质的生物转化速率
▪ 1、酶促反应的速率 1）米氏方程：
2）影响酶促反应速率的因数 （1）pH的影响 （2）温度的影响 （3）抑制剂的影响
▪ 2、微生物反应的速率 1）微生物反应速率方程：L=L0e-kt 2）影响微生物反应速率的因素 链长规律
▪ 酶 催化作用的特点： 1、催化专一性高 2、酶催化效率高 3、酶催化需要温和的外界条件
二、若干重要辅酶的功能
▪ 1、FMN和FAD ▪ 2、NAD+和NADP + ▪ 3、辅酶Q ▪ 4、细胞色素酶系的辅酶 ▪ 5、辅酶A
其作用是在酶促反应中担任递氢任务, 其作用见下图
▪ 细胞色素酶系的辅酶主要有细胞色素b、c1、 c、a和a3等几种在反应中担当传递电子作 用，见下图
六、有毒有机污染物质的微生物降解
▪ 下面介绍几种有机毒物微生物降解的途径 ▪ 1、烃类
1）正烷烃的讲解 2）烯烃的微生物降解途径主要是烯的饱和末 端氧化，再经与正烷烃相同的途径成为不饱和脂 肪酸 3）苯的微生物降解途径 4）苯系化合物的讲解
▪ 2、农药的降解 1）苯氧乙酸的降解 2）有机磷杀虫剂对硫磷的可能降解途径 3）DDT降解
▪ 在磷脂双分子层中，亲水的极性基因排列于内外 两面，疏水的烷链端伸向内侧，所以，在双分子 层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障。
▪ 膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面 的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在 蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。
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3．被动易化扩散
4．主动转运
5. 胞吞和胞饮
1．膜孔滤过
直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧静水压及 渗透压经膜孔滤过。
2．被动扩散
脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧、即顺浓度梯度 扩散通过有类脂层屏障的生物膜。
扩散速率服从费克定律：
3．被动易化扩散
有些物质可在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合， 通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质。这一转运称为被 动易化扩散。
第二节 污染物质在机体内的转运
一、吸收． 二、分布．
三、排泄．
四、蓄积 转运包括：吸收和分布。 消除包括：排泄和生物转化。
一、吸收
吸收是污染物质从机体外，通过各种途径通透 体膜进入血液的过程。吸收途径主要是机体的消 化管、呼吸道和皮肤。
消化管 —— 吸收污染物质最主要的途径； 呼吸管 —— 吸收大气污染物的主要途径； 皮肤吸收 —— 不少污染物质进入机体的途径；
1、肾排泄(Renal Excretion)
2、肝胆系统的胆汁排泄(Biliary Excretion) 3、肠道排泄(Enterohepatic Excretion) • 注意：肠肝循环，高脂溶性甲基汞。
四、蓄积
机体长期接触某污染物质，若吸收超过排 泄及其代谢转化，则会出现该污染物质在体内逐 增的现象，称为生物蓄积。
总之，物质以何种方式通过生物膜，主要决定于
机体各组织生物膜的特性和物质的结构、理化性质。
物质理化性质包括脂溶性、水溶性、解高度、分
子大小等。被动易化扩散和主动转运，是正常的营养 物质及其代谢物通过生物膜的主要方式。除与前者类 似的物质以这样方式通过膜外，大多数物质一放以被 动扩散方式通过生物膜。膜孔过滤和服吞、胞饮在一 些物质通过膜的过程中发挥作用。
4. 主动转运
在消耗一定的代谢能量条件下，一些物质可在低浓度 侧与膜上高度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓 度侧解离出原物质。这一转运称为主动转运。
5. 胞吞和胞饮
少数物质与膜上某种蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，可 改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，
固体物质的这一转运称为胞吞，而液态物质的这一转运称为胞饮。
四、蓄积
机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。
有些污染物质的蓄积部位与毒性作用部位相同。如百草枯
在肺及一氧化碳在红细胞中血红蛋白的集中就属于这类情形。
有些污染物质的蓄积部位与毒性作用部位不相一致。如
DDT在脂肪组织中蓄积，而毒性作用部位是神经系统及其他脏器；铅 集中于骨骼，而毒性作用部位在造血系统、神经系统及胃肠道等。
第五章 生物体内污染物质的 运动过程及毒性
• 第一节 物质通过生物膜的方式
• 第二节 污染物质在机体内的转运
• 第三节 污染物质的生物富集、放大和积累
• 第四节 污染物质的生物转化 • 第五节 污染物质的毒性
第一节 物质通过生物膜的方式
一、生物膜的结构
二、物质通过生物膜的方式
一、生物膜的结构
二、物质通过生物膜的方式二来自分布．分布是指污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后， 由血液转送至机体各组织；与组织成分结合；从组织返回 血液；以及再反复等过程。在污染物质的分布过程中，
污染物质的转运以被动扩散为主。
注意： • 1 脑血屏障、胎盘屏障 • 2 污染物质常与血液中的血浆蛋白结合 • 3 金属硫蛋白
三、排泄
排泄是污染物质及其代谢物质向机体外的转 运过程。 排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等， 而以肾和肝胆为主。