物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞【高效備課精研+知識(shí)精講提升】 高一生物 精講課件（浙科版2019必修1）

物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞第三章

細(xì)胞的代謝課程導(dǎo)入細(xì)胞是一個(gè)開放的系統(tǒng)，每時(shí)每刻都與環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)的交換，細(xì)胞膜能夠?qū)M(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行選擇。細(xì)胞維持正常的代謝，必須從周圍環(huán)境中獲得氧和營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)向周圍環(huán)境中排出各種代謝產(chǎn)物。細(xì)胞由一層具有選擇透過性的細(xì)胞膜包被著，細(xì)胞膜具有調(diào)控物質(zhì)出入細(xì)胞的功能。不同物質(zhì)通過細(xì)胞膜出入細(xì)胞的方式是不同的。物質(zhì)出入細(xì)胞有哪些方式？各自的特點(diǎn)和意義是什么？

你吃比較咸的食物時(shí)，例如你吃腌制的咸菜，連續(xù)嗑鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？糖拌西紅柿放置一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)很多“汁”，“汁”中的水是哪來的？與生活的聯(lián)系（1）水(作為溶劑)（2）氣體(CO2、O2、N2)（3）離子(K+、Na+、Ca+、Cl-)（4）小分子有機(jī)物(甘油、脂肪酸、葡萄糖、氨基酸、核苷酸)（5）大顆粒成分(蛋白質(zhì)、細(xì)菌)出入細(xì)胞的物質(zhì)有哪些類型？一、細(xì)胞的失水與吸水（一）擴(kuò)散1.概念：分子從高濃度處向低濃度處運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。(單位體積分子數(shù)多處向單位體積分子數(shù)少處運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象)2.結(jié)果：擴(kuò)散使得該分子或離子分布均勻，直到平衡，此后分子仍在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，維持著平衡的狀態(tài)。將少許硫酸銅晶體投入水中靜置數(shù)分鐘后，藍(lán)色的銅離子向晶體周圍擴(kuò)散兩天后，藍(lán)色擴(kuò)散至較大范圍數(shù)日甚至更長時(shí)間后，藍(lán)色會(huì)擴(kuò)散到全部溶液中氧、二氧化碳等氣體分子通過擴(kuò)散出入細(xì)胞，酒精、甘油等脂溶性物質(zhì)也以這種方式跨膜運(yùn)輸。擴(kuò)散是物質(zhì)出入細(xì)胞的一種方式。擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象。擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散速度越快。（二）滲透作用3.原理2.條件1.概念：水分子透過半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用。半透膜（一些物質(zhì)能透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。）膜兩側(cè)的溶液具有濃度差溶液A濃度小于溶液B，水分子從AB移動(dòng)溶液A濃度大于溶液B，水分子從BA移動(dòng)4.擴(kuò)散方向：水分子從低濃度溶液高濃度溶液

水分子數(shù)相對(duì)較多的一側(cè)進(jìn)入水分子數(shù)相對(duì)較少的一側(cè)玻璃紙、雞蛋的殼膜、魚鰾、動(dòng)物膀胱膜、腸衣等細(xì)胞膜溶質(zhì)分子水分子水分子通過半透膜的擴(kuò)散——滲透半透膜擴(kuò)散前擴(kuò)散中擴(kuò)散平衡【資料】紅細(xì)胞生活于血漿中，正常紅細(xì)胞形態(tài)的維持與血漿的滲透壓密切相關(guān)，而血漿滲透壓的大小90%和Na+、Cl-有關(guān)，在醫(yī)院給病人輸液時(shí)需使用0.9%的NaCl溶液，為什么？2.細(xì)胞質(zhì)溶液具有一定濃度1.細(xì)胞膜選擇透過性膜細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)（三）動(dòng)物細(xì)胞的失水和吸水（1）細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等時(shí)（2）細(xì)胞外溶液濃度＜細(xì)胞內(nèi)溶液濃度水分子溶質(zhì)分子細(xì)胞無變化細(xì)胞脹破（3）細(xì)胞外溶液濃度＞細(xì)胞內(nèi)溶液濃度細(xì)胞皺縮細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜；細(xì)胞質(zhì)有一定濃度，與外界溶液能形成一定濃度差，動(dòng)物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水。原理?xiàng)l件結(jié)果外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞形態(tài)不變細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞吸水膨脹，甚至漲破1.當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎?不一定，當(dāng)外界濃度稍高于紅細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，紅細(xì)胞只是吸水膨脹并不會(huì)漲破。2.紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件?外界濃度與細(xì)胞質(zhì)濃度有無一定濃度差。3.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水。它的滲透壓和細(xì)胞內(nèi)的一樣，所以不會(huì)讓細(xì)胞失水或者過度吸水膨脹破裂?！舅伎肌浚ㄋ模┲参锛?xì)胞的滲透作用細(xì)胞壁細(xì)胞膜葉綠體細(xì)胞核液泡細(xì)胞質(zhì)想一想，將植物細(xì)胞置于不同濃度溶液中，植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生什么變化？（1）細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等時(shí)（2）細(xì)胞外溶液濃度＜細(xì)胞內(nèi)溶液濃度水分子溶質(zhì)分子細(xì)胞無變化細(xì)胞膨脹（3）細(xì)胞外溶液濃度＞細(xì)胞內(nèi)溶液濃度質(zhì)膜以及質(zhì)膜以內(nèi)的部分因收縮而發(fā)生質(zhì)壁分離吸水：細(xì)胞外溶液濃度失水：細(xì)胞外溶液濃度水分子總是由水分子多處運(yùn)動(dòng)到水分子少處溶液濃度低溶液濃度高低于細(xì)胞液濃度高于細(xì)胞液濃度（五）活動(dòng)：觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象植物細(xì)胞浸泡在不同濃度的溶液中，由于細(xì)胞液與外界溶液中溶質(zhì)的濃度的差異，植物細(xì)胞可能因?yàn)槲?、失水引起?xì)胞形態(tài)的變化，這些變化可以通過顯微鏡觀察到。1.實(shí)驗(yàn)原理2.目的要求觀察、描述植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。紫色洋蔥，水，質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，培養(yǎng)皿，顯微鏡。3.材料用具4.方法步驟和結(jié)果制作洋蔥表皮的臨時(shí)裝片觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象0.3g/mL的蔗糖溶液處理清水處理質(zhì)壁分離復(fù)原的細(xì)胞質(zhì)壁分離的細(xì)胞吸水紙

1.制作洋蔥表皮的臨時(shí)裝片。

在載玻片中央滴一滴清水。用鑷子撕取紫色洋蔥外表皮約0.5cm2，放在載玻片的水滴中，展平后蓋上蓋玻片。

2.觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

（1）先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察，可觀察到洋蔥表皮細(xì)胞中紫色的大液泡，同時(shí)還可能觀察到細(xì)胞膜及其以內(nèi)部分緊緊地貼著細(xì)胞壁。

（2）從蓋玻片的一側(cè)滴入質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次后，觀察細(xì)胞的變化，可發(fā)現(xiàn)洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。

（3）繪圖記錄一個(gè)已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞。

3.觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。

觀察到植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，從蓋玻片的一側(cè)滴水，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次后，觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。成熟植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.外界溶液的濃度如何影響洋蔥表皮細(xì)胞的水分得失？2.植物細(xì)胞是否為活細(xì)胞，可以根據(jù)其能否發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原來判斷，請(qǐng)分析原因。當(dāng)細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度時(shí)，洋蔥表皮細(xì)胞吸水當(dāng)細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度時(shí)，洋蔥表皮細(xì)胞失水當(dāng)細(xì)胞液濃度=外界溶液濃度時(shí)，洋蔥表皮細(xì)胞不吸水，也不失水植物細(xì)胞就相當(dāng)于一個(gè)滲透系統(tǒng)，當(dāng)植物細(xì)胞死亡后，其結(jié)構(gòu)中的膜結(jié)構(gòu)變得不完整，質(zhì)壁分離就不會(huì)發(fā)生。【思考】3.若用0.5g/mL的蔗糖溶液做實(shí)驗(yàn)，能發(fā)生質(zhì)壁分離但不能再復(fù)原，為什么？因?yàn)榧?xì)胞過度失水會(huì)死亡。4.實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？觀察正常洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的細(xì)胞狀態(tài)形成對(duì)照。5.試驗(yàn)前后有幾組對(duì)照？本實(shí)驗(yàn)存在兩組前后對(duì)照實(shí)驗(yàn)第一組實(shí)驗(yàn)組：質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)胞對(duì)照組：自然狀態(tài)下的洋蔥表皮細(xì)胞第二組實(shí)驗(yàn)組：質(zhì)壁分離復(fù)原的洋蔥表皮細(xì)胞對(duì)照組：質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)胞（六）探究洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度范圍植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度越高，其吸水能力就越強(qiáng)；反之，植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度越低，其吸水能力越弱。實(shí)驗(yàn)原理1.植物細(xì)胞在什么情況下發(fā)生質(zhì)壁分離？什么情況下發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原？活動(dòng)提示細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度時(shí)發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界濃度時(shí)，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原2.在植物細(xì)胞既不吸水也不失水的情況下，其細(xì)胞液濃度與外界溶液中溶質(zhì)的濃度有何關(guān)系?細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度3.估測洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。能引起約50%的細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的蔗糖濃度就是細(xì)胞液的濃度。初始質(zhì)壁分離是指細(xì)胞的角隅處開始出現(xiàn)質(zhì)膜及其以內(nèi)部分離開細(xì)胞壁的狀態(tài)。4.利用前面三個(gè)問題的答案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)材料和用具：紫色洋蔥，水，不同濃度的蔗糖溶液，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，培養(yǎng)皿，顯微鏡。(2)哪些措施可以減少實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的誤差?選取新鮮的洋蔥，多組蔗糖濃度組別使結(jié)果更精確，多組實(shí)驗(yàn)排除偶然性等等(3)寫出實(shí)驗(yàn)方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)1.定義：物質(zhì)由濃度較高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)至濃度較低的一側(cè)2.類型：擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散、自由擴(kuò)散）、易化擴(kuò)散3.特點(diǎn)：①順濃度梯度②不需要消耗能量（一）擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散）1.特點(diǎn)①順濃度（高→低）梯度運(yùn)輸；②不需要載體；③不需要消耗能量2.舉例：水、氧氣、二氧化碳、甘油、酒精等運(yùn)輸速率濃度差影響因素：內(nèi)外濃度差3.曲線1.特點(diǎn)：①順濃度梯度②借助載體蛋白③不需要消耗能量2.舉例：紅細(xì)胞吸收葡萄糖（二）易化擴(kuò)散高濃度離子或分子低濃度離子或分子載體蛋白3.易化擴(kuò)散過程中載體蛋白分子與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子或離子結(jié)合后改變形狀，把分子或離子轉(zhuǎn)運(yùn)至膜的另一側(cè)。將分子或離子釋放后，載體蛋白又恢復(fù)至原來的形狀。4.易化擴(kuò)散中載體蛋白的形變動(dòng)力來自于濃度差。細(xì)胞所需要的許多種小分子或離子，在細(xì)胞膜外側(cè)的濃度雖然常比細(xì)胞內(nèi)高，但由于它們不溶于細(xì)胞膜的磷脂雙分子層中，或者是體積太大,不能直接穿過細(xì)胞膜，此時(shí)需借助于細(xì)胞膜中的一類載體蛋白將分子或離子轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。V濃度差影響因素：濃度差載體蛋白數(shù)量5.曲線三、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)淡水魚的鰓需要將體內(nèi)的鹽從鹽濃度較低的體液中排到鹽濃度較高的海水中，植物的根需要從土壤溶液中吸收例子，而土壤溶液中的該離子濃度往往低于根細(xì)胞中的濃度。物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)透吒叩蜐舛雀邼舛塞}離子:Mg2+低濃度高濃度高低低

主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇吸收所需要的物質(zhì)，排除代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。吸收所需要的物質(zhì)排出對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)1.特點(diǎn)：①逆濃度梯度②需要載體蛋白③需要消耗能量，能量來自ATP主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是細(xì)胞最重要的吸收或排除物質(zhì)的方式，它可以保持細(xì)胞內(nèi)部某些物質(zhì)的濃度與周圍環(huán)境有較大的差別。低濃度離子或分子高濃度離子或分子載體蛋白ATP

主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)必須有載體蛋白參與。載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子結(jié)合后，其形狀發(fā)生變化，這種變化需要能量。載體蛋白形狀的改變使離子從低濃度側(cè)運(yùn)至高濃度側(cè)。

主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中的易化擴(kuò)散都需要載體蛋白的參與，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中載體蛋白都會(huì)發(fā)生形狀變化。它們最大的區(qū)別是，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要ATP提供能量，而被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)不需要能量。由于有能量的供給，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)就能夠根據(jù)細(xì)胞的需要轉(zhuǎn)運(yùn)分子或離子，可以逆著濃度梯度從低濃度的一側(cè)向高濃度的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)。(4)可重復(fù)利用。(3)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中

發(fā)生變化；(2)與

或

結(jié)合；載體蛋白的特點(diǎn)(1)具有

性；具有飽和性；特異被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子分子空間結(jié)構(gòu)（5）不同生物膜上載體蛋白的種類和數(shù)量不同VATP②能量影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩兀孩佥d體蛋白的種類、數(shù)量等2.曲線跨膜方式方向載體耗能例子影響因素(簡單)擴(kuò)散

易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)否否H2O、CO2、O2、乙醇、脂肪酸等

高低是否葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞

高低是是離子、氨基酸、葡萄糖等

低高最重要濃度差濃度差、載體蛋白數(shù)量載體蛋白數(shù)量、能量(氧氣、溫度)自由擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞一定要透過細(xì)胞膜嗎？分泌蛋白如乳腺細(xì)胞合成的的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細(xì)胞合成的蛋白類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶四、胞吞和胞吐接觸凹陷包圍分離變形蟲的攝食白細(xì)胞吞噬病毒舉例：（一）胞吞包圍移動(dòng)融合排出舉例：分泌蛋白（二）胞吐項(xiàng)目胞吞胞吐過程某些生物大分子如蛋白質(zhì)、多糖等進(jìn)出胞，首先會(huì)被一部分細(xì)胞膜包起來，然后這一部分細(xì)胞膜與整個(gè)細(xì)胞膜脫離，裹著該物質(zhì)運(yùn)到細(xì)胞的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，把這一部分物質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)側(cè)把這一部分物質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞外側(cè)特點(diǎn)物質(zhì)通過囊泡轉(zhuǎn)移，不需要載體，但消耗能量舉例變形蟲攝取水中的有機(jī)物顆粒胰島素、消化酶、抗體等的分泌結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性胞吞、胞吐是在物質(zhì)跨膜運(yùn)輸中普遍存在的現(xiàn)象。變形蟲吞噬草履蟲、白細(xì)胞吞噬病菌、胰島B細(xì)胞分泌胰島素、漿細(xì)胞分泌抗體、消化腺細(xì)胞分泌消化酶都是通過胞吞胞吐來進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)?。特點(diǎn)：運(yùn)輸對(duì)象一般為都

消耗細(xì)胞代謝所釋放的能量胞吞、胞吐過程中都會(huì)發(fā)生膜的彎曲、折疊、融合，這體現(xiàn)了生物膜的特點(diǎn)。流動(dòng)性大分子物質(zhì)需要（1）要確定某種物質(zhì)的運(yùn)輸方式，必須“三看”：一看是否為小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸；二看是否需要能量；三看是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。根據(jù)分子大小大分子物質(zhì)小分子、離子運(yùn)輸方向向外胞吐向內(nèi)胞呑是否需要能量需要主動(dòng)運(yùn)輸不需要被動(dòng)運(yùn)輸是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白需要協(xié)助擴(kuò)散不需要自由擴(kuò)散（2）根據(jù)運(yùn)輸方向判斷：逆濃度梯度的跨膜運(yùn)輸方式一定是主動(dòng)運(yùn)輸。（3）脂質(zhì)類物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式都是自由擴(kuò)散。拓展第一類：直接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。通常稱為泵（ATP驅(qū)動(dòng)泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動(dòng)泵既是載體同時(shí)也是催化ATP水解的酶。第二類：間接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。如圖：小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時(shí)，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖同上。易化擴(kuò)散擴(kuò)散物質(zhì)的運(yùn)輸方式主動(dòng)運(yùn)輸（逆濃度梯度）小分子物質(zhì)（跨膜運(yùn)輸）

大分子物質(zhì)（膜泡運(yùn)輸）

胞吞

胞吐消耗能量順濃度梯度被動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白小結(jié)拓展延伸美國科學(xué)家彼得·阿格雷（PeterAgre，1949—）由于發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜水通道獲得了2003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)50年代中期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜中存在著某種通道只允許水分子出入，人們稱之為水通道。但是，水通道到底是什么一直是個(gè)謎。水通道20世紀(jì)80年代中期，彼得·阿格雷研究了不同的細(xì)胞膜蛋白，發(fā)現(xiàn)一種細(xì)胞膜蛋白就是人們尋找已久的水通道。為了驗(yàn)證自己的發(fā)現(xiàn)，阿格雷把含有水通道蛋白的細(xì)胞和去除了這種蛋白的細(xì)胞進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果前者能夠吸水，后者不能。為進(jìn)一步驗(yàn)證，他又制造了兩種人造細(xì)胞膜，一種含有水通道蛋白，一種則不含這種蛋白。他將這兩種人造細(xì)胞膜分別做成泡狀物，然后放在水中，結(jié)果一種泡狀物吸收了很多水而膨脹，另一種則沒有變化。這些實(shí)驗(yàn)充分說明了水通道蛋白具有輸送水分子的功能。2000年，阿格雷與其他研究人員一起公布了世界上第一張水通道蛋白的高清晰度照片。水通道的發(fā)現(xiàn)開辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。目前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水通道蛋白廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中，它的種類很多，僅人體內(nèi)就有11種。水通道具有十分重要的功能，如在人的腎臟中就起著關(guān)鍵作用。通常一個(gè)成年人每天要產(chǎn)生180L原尿，原尿中的水分子經(jīng)腎小管中水通道蛋白的重吸收，其中大部分水分被人體循環(huán)利用，最終只有約1L尿液排出人體。被動(dòng)運(yùn)輸水分子很小，不帶電荷但具有極性，盡管能夠以自由擴(kuò)散過膜，但是更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。被動(dòng)運(yùn)輸鉀離子通道模式圖20世紀(jì)80年代，科學(xué)家又從蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞中檢測出K+的通道。1998年，美國科學(xué)家麥金農(nóng)（R.Mackinon）解析了K+通道蛋白的立體結(jié)構(gòu)。鞏固練習(xí)1.下列關(guān)于物質(zhì)出入細(xì)胞方式的敘述，正確的是()A.細(xì)胞所需的離子都是通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞B.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸水的結(jié)果C.甘油跨過質(zhì)膜運(yùn)輸時(shí)會(huì)使質(zhì)膜上的載體蛋白發(fā)生形變D.變形蟲從周邊環(huán)境中攝取食物不需要借助載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)D2.將已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于較低濃度的蔗糖溶液中，細(xì)胞吸水直到質(zhì)壁分離復(fù)原，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.在此過程中，細(xì)胞的吸水能力逐漸增強(qiáng)B.此實(shí)驗(yàn)可以說明所觀察的細(xì)胞是活細(xì)胞C.質(zhì)壁分離復(fù)原后，細(xì)胞液濃度可能高于外界溶液濃度D.質(zhì)壁分離復(fù)原后，水分子仍可以進(jìn)出細(xì)胞A3