高中生物《43 物質跨膜運輸?shù)姆绞健氛n件 新人教版必修1.ppt

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第3節(jié) 物質跨膜運輸?shù)姆绞?1知識：(1)掌握物質進出細胞的方式；(2)了解主動運輸?shù)囊饬x；(3)能夠進行圖表數(shù)據(jù)的解讀。 2情感態(tài)度與價值觀：探討研究物質跨膜運輸方式中實驗方法及技術進步對研究結果所起的作用。 3能力：培養(yǎng)進行圖表數(shù)據(jù)解讀的能力。 4重點與難點：(1)物質進出細胞的方式；(2)主動運輸?shù)奶攸c及意義。,(一)問題探討 1從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子(苯還是脂溶性的)很容易通過合成的脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。 2提示：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，推測小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉運葡萄糖的蛋白質。 3提示：通過觀察此圖還可聯(lián)想并提出，細胞需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質來運輸?shù)葐栴}。,(二)思考與討論 1自由擴散和協(xié)助擴散都不需要消耗能量。因為二者都是順物質的濃度梯度進行的。 2自由擴散與協(xié)助擴散的共同之處是都不需要細胞消耗能量。不同之處是：前者不需要蛋白質的協(xié)助，后者必須有蛋白質的協(xié)助才能實現(xiàn)。 3因為自由擴散和協(xié)助擴散都是順物質的濃度梯度進行的，不需要細胞消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。 (三)旁欄思考題 提示：這是細胞的胞吞作用。這對于人體有防御功能，并有利于細胞新陳代謝的正常進行。,(四)技能訓練 1K和Mg2是通過主動運輸進入細胞的。 2Na和Cl是通過主動運輸排出細胞的。 3提示：因為以上四種離子細胞膜內(nèi)外的濃度差較大，細胞只有主動運輸才能維持這種狀況。,1離子和小分子物質的運輸方式跨膜運輸 (1)被動運輸：物質進出細胞，_梯度的擴散。 _：不需要載體和能量，如水、二氧化碳、氧氣、甘油、乙醇、苯等。 協(xié)助擴散：需要_但不需要_，如紅細胞吸收葡萄糖。 (2)主動運輸：從_一側運輸?shù)絖一側，既需要_協(xié)助，又需要消耗_，如K、Na、Ca2、氨基酸等。,2大分子物質的運輸方式 大分子以_和_主式進出細胞，這些過程與細胞膜的_有關。 答案：1.(1)順 自由擴散 載體 能量 (2)低濃度 高濃度 載體 能量 2胞吞 胞吐 流動性,物質進出細胞是順濃度梯度的擴散，叫做被動運輸，它分為自由擴散和協(xié)助擴散兩大類。 1自由擴散 物質通過簡單的擴散進出細胞，叫做自由擴散。水、氧氣、二氧化碳等分子很小，很容易自由地通過細胞膜的磷脂雙分子層。這些分子通過細胞膜時遵循擴散作用的原理，即物質從高濃度一邊，穿過細胞膜到達低濃度一邊，直到平衡為止。,2協(xié)助擴散 進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散，叫做協(xié)助擴散。某些離子和某些較大的分子，不能自由地通過細胞膜，必須由鑲嵌在細胞膜上載體蛋白的協(xié)助，才能完成順濃度梯度的跨膜運輸。 注意：自由擴散與協(xié)助擴散的相同點，是順濃度梯度跨膜運輸，不消耗細胞中的能量，但協(xié)助擴散需要載體蛋白。,1甲、乙兩種物質分別依賴自由擴散(簡單擴散)和協(xié)助擴散進入細胞，如果以人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜代替細胞膜，并維持其它條件不變，則 ( ) A甲運輸被促進 B乙運輸被促進 C甲運輸被抑制 D乙運輸被抑制 解析：乙的運輸過程需要載體蛋白的參與，而人工合成的膜無蛋白質。 答案：D,脂質物質能夠優(yōu)先通過細胞膜，這是因為( ) A細胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架 B細胞膜上有搬運脂類物質的載體蛋白質 C細胞膜外表有一層糖蛋白 D磷脂分子和蛋白質分子大都可以運動 答案：A 解析：脂質物質能夠優(yōu)先通過細胞膜，是因為細胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架。,紅細胞含鉀比鈉高20倍，在神經(jīng)細胞和肌肉細胞中亦有類似現(xiàn)象。這些都說明在細胞內(nèi)含有大量的鉀和比較少的鈉，除少數(shù)例外，所有植物和動物都是如此。這就不能用簡單的擴散(自由擴散和協(xié)助擴散)來解釋。在這些細胞中運輸方向是逆濃度梯度的，逆著被動運輸?shù)牧α?，因此必須要消耗細胞代謝所產(chǎn)生的能量。這就是說細胞膜可以“主動運輸”，在這種運輸方式中，細胞膜不僅是屏障，一個過濾裝置，而且是起著動力器官的功能，有主動作用。,概念：在載體的協(xié)助下，消耗細胞內(nèi)代謝所釋放的能量，通常情況下把被選擇吸收的物質從低濃度的一邊通過細胞膜運輸?shù)礁邼舛鹊囊贿?，這種物質出入細胞的方式叫做主動運輸。 舉例：小腸絨毛上皮細胞對K、Na、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質的吸收，就是通過主動運輸進行的。 意義：主動運輸這種物質出入細胞的方式，能夠保證活細胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質，排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對細胞有害的物質?？梢?，主動運輸對于活細胞完成各項生命活動有重要作用。,小結：三種運輸方式的比較：,上面介紹的物質通過細胞膜出入細胞的三種方式，可以說明細胞膜是一種選擇透過性膜。這種膜可以讓水分子自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。因此，細胞膜這層薄膜的結構是用來主動調節(jié)物質出入細胞的一種精密裝置。 注意：主動運輸方向也可由高濃度一側運至低濃度一側，但其速度遠快于協(xié)助擴散。 細胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴散和主動運輸中都有特異性，僅能運載特異的物質或幾種結構相似的物質，如運載葡萄糖的載體就不能運載氨基酸。,2(2010山東)下圖中曲線a、b表示物質跨(穿)膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是 ( ),A脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸 B與方式a有關的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面 C方式b的最大轉運速率與載體蛋白數(shù)量有關 D抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響 解析：本題考查物質的跨膜運輸。由圖示可知，b物質的運輸需借助于載體蛋白，因此它的最大轉運速率與載體蛋白數(shù)量有關。 答案：C,對法囊藻(一種海藻)的細胞液中各種離子濃度的分析表明，細胞液中的成分與海水的成分很不相同，下圖中陰影部分代表法囊藻的離子濃度。,(1)K和Cl在細胞內(nèi)積累，而Na等在細胞液中的含量低于海水中的含量。這表明_。 (2)K和Cl進入細胞的運輸方向是_；這種吸收方式是_，這種吸收方式所需要的兩個基本條件是_和_。 (3)Na和Ca2進入細胞的轉運方向是_，它們的吸收方式屬于_。 (4)法囊藻的細胞液中各種離子濃度與海水中各種離子濃度不成比例，其結構基礎是_。,答案：(1)細胞對礦質元素離子的吸收具有選擇性 (2)從低濃度到高濃度 主動運輸 載體 能量(ATP) (3)從高濃度到低濃度 主動運輸 (4)細胞膜的載體種類和數(shù)量 解析：考查礦質元素的吸收過程、選擇吸收的特性及原理。由圖可以看出：K、Na、Cl、Ca2的吸收都與海水中的含量不成比例，這表明對礦質元素的吸收具有選擇性。K和Cl進入細胞的運輸方向是：從低濃度到高濃度，是主動運輸，主動運輸需要的基本條件是載體和消耗能量ATP。Na和Ca2進入細胞雖然是順濃度梯度，即從高濃度一側到低濃度一側，但也是主動運輸，既需要載體也消耗能量。所有礦質元素的吸收，都與細胞膜上的載體種類數(shù)量有關，這就是選擇吸收的結構基礎。,胞吞使一些不能穿過細胞膜的物質如食物顆粒、蛋白質大分子等，都能進入細胞之中，形成含有液體或固體的小泡(食物泡)。這時，細胞質中的溶酶體很快地和這種小泡融合，溶酶體中所含的酶把食物顆粒、蛋白質大分子等水解為小分子物質，供細胞利用。,與胞吞相反，有些物質在細胞膜內(nèi)被一層膜所包圍，形成小泡，小泡逐漸移到細胞表面，小泡膜與細胞膜融合在一起，并且向細胞外張開，使內(nèi)含物質排出細胞外，這種現(xiàn)象叫做胞吐。細胞通過胞吐向外分泌物質。胰腺細胞分泌酶原粒(蛋白質)就是胞吐。酶原粒是在高爾基體中產(chǎn)生的，這些包以外膜的酶原粒脫離高爾基體后，逐漸向細胞表面移動，在與細胞膜接觸后，外膜與細胞膜融合并裂開，將內(nèi)含物釋放出去。,注意：(1)自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸，都是將細胞要選擇吸收的物質從細胞膜的一側通過細胞膜運到細胞膜的另一側，即進行的是跨膜運輸方式；而胞吞和胞吐則不是跨膜運輸，胞吞是通過細胞膜內(nèi)陷，形成小囊泡而進入細胞的。而胞吐是膜內(nèi)小泡與細胞膜融合，將內(nèi)容物釋放到膜外。 (2)胞吞和胞吐過程也是耗能過程。由此看來，消耗ATP不光是主動運輸?shù)奶卣?。但消耗ATP的跨膜運輸卻是主動運輸?shù)奶卣鳌?3下列哪種物質分子不能以跨膜運輸方式進入細胞 ( ) A水分子和脂質分子 B不帶電荷的小分子 C帶電荷小分子或離子 D大分子或顆粒性物質 解析：跨膜運輸方式主要是指自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸三種物質出入細胞的方式。其中水分子、脂質分子、不帶電荷的小分子、帶電荷的小分子和離子都可以通過跨膜運輸方式進入細胞，只有大分子或顆粒性物質不能跨膜運輸，只能通過胞吞作用進入細胞。 答案：D,新生兒小腸上皮細胞通過消耗ATP，可以直接吸收母乳中免疫球蛋白和半乳糖。這兩種物質分別被吸收到血液中的方式是 ( ) A主動運輸、主動運輸 B內(nèi)吞、主動運輸 C主動運輸、內(nèi)吞 D被動運輸、主動運輸,答案：B 解析：免疫球蛋白為大分子有機物，不能通過自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸跨膜運輸，必須先與膜融合，然后內(nèi)陷下去，形成小泡并與膜分離，進入細胞內(nèi)部，這種方式為胞吞(內(nèi)吞)；半乳糖為小分子物質，進入小腸上皮細胞需要消耗ATP和載體蛋白，為主動運輸。,特別提醒：(1)細胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架，確保了脂溶性物質能以自由擴散的方式通過細胞膜。 (2)載體是位于細胞膜中的一類蛋白質，其作用是協(xié)助一些不能直接通過細胞膜的物質通過細胞膜，好像一條渡船，能不停地把它的“乘客”(被運輸?shù)奈镔|)安全渡過“河”(細胞膜)去，再回來運載其他的“乘客”。但需要說明的是：載體具有特異性，如運載K的載體就不能運載其他的物質。 (3)主動運輸能夠保證細胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收所需要的物質，排出代謝所產(chǎn)生的廢物和對細胞有害的物質，主動運輸對于完成各項生命活動有非常重要的作用，因此它是最重要的一種物質運輸方式。,在適宜溫度下，采用完全營養(yǎng)液培養(yǎng)黃瓜幼苗，研究營養(yǎng)液中氧含量變化對K吸收速率的影響。實驗結果如圖所示，分析并回答下列問題。,(1)黃瓜幼苗根系細胞吸收K+的方式是 ，圖中ab段為此提供的依據(jù)是 ，表明該過程需要 。曲線bc段限制K+吸收速率的內(nèi)在因素是 。 (2)植物的生長都有一個最適溫度。在氧含量等條件穩(wěn)定、適宜的情況下，研究在1040范圍內(nèi)的溫 度變化對黃瓜幼苗吸收K+的速率的影響，預期K+吸收速率變化的趨勢是 。,解析：植物細胞對K+的吸收過程是一個需要載體協(xié)助、消耗能量的主動運輸過程。影響能量形成的因素均可影響對K+的吸收，如氧分壓、溫度等。當氧分壓較低，產(chǎn)生能量較少時，此時能量是吸收K+的制約因素；當所分壓較高，產(chǎn)生能量較多時，此時膜上的載體數(shù)目成為吸收K+的限制因素。溫度影響酶的活性，從而影響呼吸作用中能量的形成，進而影響對K+的吸收。在一定范圍內(nèi)，吸收速率隨溫度的升高而升高；超過最適溫度，隨溫度的升高而降低。,答案：(1)主動運輸 K+的吸收速率隨氧含量的增加而增加 能量 根部細胞膜上運輸K+的載體數(shù)量有限 (2)10到最適溫度范圍內(nèi)，呼吸速率隨溫度的升高而高升高；超過最適溫度，呼吸速率隨溫度的升高而降低,1植物根毛細胞吸收礦質元素的主要方式是( ) A滲透作用 B自由擴散 C主動吸收 D協(xié)助擴散 答案：C 解析：礦質元素進入細胞的主要方式是主動運輸。,2植物根部表皮細胞從土壤溶液中吸收K的數(shù)量主要取決于 ( ) A土壤溶液中K的濃度 B細胞液中K的濃度 C細胞膜上K載體的數(shù)量 D吸附于細胞膜上的H的數(shù)量 答案：C 解析：K進入細胞的方式是主動運輸，即受載體和能量的雙重限制，一般情況下能量不是主要限制因素，載體數(shù)量可能成為主要限制因素。,3下列物質中，不能橫穿細胞膜進出細胞的是( ) A維生素D B水和尿素 C氨基酸和葡萄糖 D酶和胰島素 答案：D 解析：D項進出細胞需借助于胞吞或胞吐。,4紅細胞吸收下列物質時，需消耗能量的是( ) AK BC6H12O6 CH2O DO2 答案：A 解析：首先應分析紅細胞吸收四種物質的方式，然后再做判斷。紅細胞吸收K和Na的方式是主動運輸，吸收C6H12O6的方式是協(xié)助擴散，吸收O2的方式是自由擴散。三種方式中只有主動運輸需要消耗能量。,5細胞都要穿過細胞膜，不同物質出入細胞膜的方式不同，下列各圖表示一定范圍內(nèi)細胞膜外物質進入細胞膜內(nèi)的三種不同情況,回答下列問題： (1)據(jù)圖指出A、B、C所表示的物質運輸方式，A是_，B是_，C是_。 (2)上述三種運輸方式中，哪一種加入呼吸抑制劑后曲線會發(fā)生變化？為什么？ (3)乙醇、CO2、氨基酸進入細胞的方式分別是_、_、_。,答案：(1)自由擴散；協(xié)助擴散；主動運輸 (2)主動運輸(C)；主動運輸需呼吸作用提供能量。(3)自由擴散；自由擴散；主動運輸,解析：1.根據(jù)題目信息首先再現(xiàn)物質出入細胞膜的三種方式是什么？自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸。2.結合圖信息回憶三種方式相應特點：以自由擴散進入細胞膜的物質的速度隨細胞外物質濃度的升高而加快，不受其他因素影響；以協(xié)助擴散方式進入細胞的物質在一定濃度以下，隨細胞外物質濃度的升高而加快，細胞外物質超過一定濃度時由于載體的限制，運輸速度不再加快；主動運輸可以逆濃度梯度運輸物質，當細胞內(nèi)物質濃度大于細胞外濃度時，仍然能夠主動吸收物質。,3.分析圖含有的信息：A圖反映了物質進入細胞內(nèi)的速度隨細胞外濃度增大而加快；B圖反映在一定濃度范圍內(nèi)隨細胞外濃度增大，物質進入細胞的速度加快，超過一定濃度，運輸速度不再加快；C圖反映了當細胞內(nèi)濃度大于細胞外濃度時細胞仍然能夠吸收該物質。,