第四章第三节 物质跨膜运输方式学案

1、沁阳一中高一生物学案（2016.11）第四章 细胞的物质输入和输出第3节 物质跨膜运输方式（主备人：刘萍）一学习目标1、物质跨膜运输方式的类型及异同点2、简述主动运输对细胞生活的意义3、理解物质跨膜运输的影响因素4、了角胞吞和胞吐二问题探讨（教材P70，看图后思考以下两个问题）1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？3、观察此图，联系已有知识，还能提出其他问题吗？三自主学习请同学们仔细默读课本P70-72内容，仔细观察图4-7-图4-8。认真思考并填写空白。1、自由扩散： 概念：物质通过 进出细胞。

2、 方向： ； 是否需要载体蛋白： 是否需要能量： ；影响因素： 。 实例： 2、协助扩散： 概念：进出细胞的物质借助 扩散。 方向： ； 是否需要载体蛋白： 是否需要能量： ；影响因素： 。 实例： 3、主地运输： 概念：从 一侧运输到 一侧，需要 的协助，同时还需要 。 方向： ； 是否需要载体蛋白： 是否需要能量： ；影响因素： 。实例： 探究一：物质跨膜运输方式的比较 ：物质跨膜运输的方式包括： 、 、 。1、跨膜运输方式的比较：运输方式运输方向（浓度梯度）是否需要载体是否需要能量2、主动运输的意义：保证了 能够按照 ， 吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。体现了生物膜

3、具有 。探究二：主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要经作物松土？探究三：从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？探究四：影响物质跨膜运输的因素并构建数学模型1、自由扩散：请同学们根据下表（氧气跨红细胞时的运输速率）绘制曲线图：浓度差1.5mmol/L3 mmol/L4.5 mmol/L6 mmol/L速率8152430结论：物质运输速率与细胞内外浓度差成 关系。影响因素：自由扩散的扩散速度只受   的限制。2、协助扩散：请同学们根据自由扩散与协助扩散的异同绘制协助扩散关系曲线图：结

4、论：一定范围内，物质运输速率与细胞内外物质浓度差成 关系；达最大值后，扩散速率由于 而不再增加；影响因素：协助扩散的扩散速度受        和         的限制。3、主动运输：请同学们根据自由扩散与协助扩散来分析主动运输的关系曲线图：结论：一定范围内，物质运输速率与能量成    关系；达最大值后，物质运输速率由于  而不再增加；影响因素：物质运输速率与 和 有关。特别提醒：1、凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动

5、运输氧气浓度、温度等。2、载体蛋白具有特异性：不同物质的运输需要的载体蛋白不同，不同生物膜上的载体蛋白的种类和数目不同；载体蛋白的种类和数目决定了细胞膜的选择透过性。 载体蛋白具有饱和性：当细胞膜上的载体运输某物质已达饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 载体蛋白在运输过程中不被“消耗”，可以反复利用。典型例题：例1、将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测定细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是 () A .该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输B .该组织

6、细胞运输离子甲的载体数量比运输离子乙的载体数量多C .两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D .曲线mn段和ab段对应时刻限制细胞吸收物质的因素是该物质载体蛋白的数量例1变式题：某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线和相符，最可能是下列哪一过程()A葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞 B根细胞从土壤中吸收矿质元素C小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸 D组织细胞从组织液吸收氧气例2、右图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na+上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被

7、动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输例2变式题：如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图,与图中信息不相符的是( )A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内B.既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输C.图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是D.图示中葡萄糖跨膜运输方式与小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式相同例3、比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如右图。据此不能得出的推论是A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性C.离子以易化（协助）扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率例4、如右甲()乙()两种

8、物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是(   ) A.甲进入细胞一定需要能量           B.甲运出细胞一定不需要能量C.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与          D.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与例4变式题：图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞

9、内外浓度差异的物质是  (    )A.Na+B.CO2C.胰岛素D.K+（二）大分子物质进出细胞的方式（非跨膜运输）请同学们自主学习教材P72页，填写下表空白：非跨膜运输方式 作用细胞摄取或排出 或 物质的方式原理膜的 特点物质通过小泡转移，消耗 但不需要 方向胞外胞内胞内胞外实例变形虫吞噬食物颗粒；白细胞吞噬细菌分泌蛋白的分泌膜泡运输（非跨膜运输）作用作用跨膜运输根据分子的大小大分子小分子离子据是否需要能量需要不需要据是否需要载体需要不需要（三）判断物质运输方式的方法例5、如图所示为细胞对大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列与此有关的叙述错误的是( )A.a与

10、b均要以膜的流动性为基础才可能发生B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.b在细胞分泌的同时导致膜成分的更新D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式例6、运用“人工膜技术”制作的携带有单克隆抗体的磷脂微球体药物被注射到实验鼠血液中一段时间后,首先在某甲癌细胞内检测到药物已经进人。据此认为,药物进入自胞的方式最可能是(    )A.抗体与细胞识别后诱发膜融合或胞吞B.药物分子透过微球体与细胞膜的自由扩散C.药物分子通过识别细胞膜上载体蛋白的主动运输D.抗体与细胞识别后诱发微球体的主动侵染四、知识拓展：教材P74页科学前沿：水通道蛋白和离子通道蛋白(选做题)例7、

11、根据材料回答问题:彼得阿格雷由于发现了细胞膜上的水通道而获得2003年诺贝尔化学奖。我们知道,人体有些细胞能很快吸收水,而另外一些细胞则不能吸收水。早在19世纪中期,科学家就猜测细胞膜有允许水分和盐分进入的孔道,每个通道每秒钟有几十亿个水分子通过,但这一猜想一直未得到证实。1988年,阿格雷成功地分离了存在于血红细胞膜和肾脏微管上的一种膜蛋白,后来他认识到这种蛋白有水通道的功能,这就是科学家们长期搜寻的水分子通道。他清晰地画出了水通道膜蛋白的三维结构图,详细解释了水分子是如何通过该通道进入细胞膜的,而其他微分子或离子无法通过的原因。罗德里克麦金农由于对离子通道结构和机制的研究也获此奖。离子通道

12、是细胞膜的另一种通道。他揭示了当离子穿过细胞膜时,不同的细胞通过电位变化发出信号,控制离子通道的开启或关闭。同时,离子通道通过过滤机制,只让钾离子通过,而不让钠离子通过。(1)水通道和离子通道实际上是指细胞膜上的什么物质?_。(2)物质进入细胞都要穿过细胞膜,不同物质穿过细胞膜的方式不同,水、Na+进入细胞的方式分别是_、_。哪一种物质在加入呼吸抑制剂后,运输速度会减慢?_。(3)为验证“水分子通过水通道蛋白进入细胞”这一假设,科学家得到了如下材料:a.分离纯化的水通道蛋白  b.含有水通道蛋白的细胞  c.去除水通道蛋白的细胞  d.磷脂双分子层构成的内含水溶液的球状体(其膜结构能与加入的蛋白质结合)  e.能够抑制蛋白质活性的含汞离子的试剂  f.蒸馏水某生物