学年高一生物必修1(新人教版)同步课件：4.3物质跨膜运输的方式.ppt

第3节 物质跨膜运输的方式,1知识与技能 (1)举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。 (2)说出被动运输与主动运输方式的异同点。 (3)阐述主动运输对细胞生活的意义。 (4)正确解读坐标数据图表。 2过程与方法 (1)运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质。 (2)运用表格的方式进行总结，简洁明了。,学习目标,3情感态度与价值观 本节情感态度与价值观的教学价值方面不太明显，主要强调积极思考，主动自觉。,一、被动运输 1概念：物质进出细胞时，进行的_的扩散。 2类型 (1)自由扩散 概念：物质通过简单的_进出细胞。 实例：水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。 (2)协助扩散 概念：进出细胞的物质借助_的扩散。 实例：葡萄糖进入_。,知识清单,二、主动运输 1运输方向：可以从_一侧运输到_一侧。 2基本条件 (1)细胞膜上相应_的协助。 (2)消耗细胞内化学反应所释放的_。 3生理意义：保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的_，排出_和_的物质。,三、大分子物质的运输 1胞吞：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成_，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成_，进入细胞内部。 2胞吐：细胞需要_的大分子，先在细胞内形成_，然后移动到_处，并与之融合将大分子排出。 答案： 顺浓度梯度 扩散作用 载体蛋白 红细胞 低浓度 高浓度 载体蛋白 能量 营养物质 代谢废物 对细胞有害 小囊 囊泡 外排 囊泡 细胞膜,难点1 物质跨膜运输方式的比较,难点互动,特别提示：表中“高浓度”“低浓度”是指被运输离子的浓度或水分子等被运输物质的浓度，而不是它们所在溶液的浓度。 协助扩散和主动运输中的膜载体蛋白都具专一性，载体的种类和数量影响运输速率。 扩散与渗透的关系如图所示，渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，而扩散不只是溶剂分子，也可是气体、溶质分子由高浓度到低浓度的运动。 扩散与渗透的关系,同一种物质进出不同细胞时的运输方式可能不同。如葡萄糖进入红细胞为协助扩散，而进入其他细胞为主动运输。,例1 如图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( ) A自由扩散 B协助扩散 C主动运输 D被动运输,答案：C 解析：本题考查物质跨膜运输的方式，意在考查考生的识图分析能力。分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体协助，还消耗能量，故为主动运输。,变式训练1 科学家在研究细胞膜运输物质时发现有4种关系，分别用下图中4种曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是( ) A主动运输 B自由扩散 C胞吞 D胞吐,答案：A 解析：曲线中运输速度与细胞外物质浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为自由扩散。因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸，即影响能量的供应，而主动运输需要消耗能量，曲线中运输速度与氧气浓度无关，说明这种方式不是主动运输，而是一种被动运输方式(可能是自由扩散，也可能是协助扩散)。相反，曲线在一定范围内随细胞外物质浓度升高而速度加快，当达到一定程度后，由于受到某种因素的限制，不再增加而维持稳定，说明不是自由扩散，可能是协助扩散，也可能是主动运输。曲线中运输速度与氧气浓度有关，根据上面的分析，这个过程是需要能量的，只能是主动运输。综合分析，物质X的运输方式应当是主动运输。,难点2 物质跨膜运输速度的影响因素 1影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素,2.影响物质运输速度的曲线分析 (1)自由扩散速度与物质浓度的关系,由上图可解读出以下信息： 图A中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。 可以预测，图A中随着细胞膜内外物质浓度差的减小，自由扩散的速度会越来越慢。 图A中箭头表示当细胞外物质浓度高于细胞内时物质的转运方向。 图B表示物质的运输速度与细胞内外物质浓度差呈正比关系，说明自由扩散过程主要受细胞内外物质浓度差的影响。,(2)协助扩散中物质运输速度的影响因素,由上图可解读出以下信息： 图A代表协助扩散过程，不消耗能量，物质从高浓度向低浓度转运，需要载体蛋白协助。 可以预测，图A中物质转运速度会受细胞膜上载体蛋白的制约，如图B的ab段，即细胞内外物质浓度差再大，物质运输速度也不再增加。 图B的Oa段随细胞内外物质浓度差的增大，物质运输速度逐渐加快，说明此段的限制因素是细胞内外物质浓度差，而载体蛋白是充足的。 协助扩散运输速度不仅受细胞内外物质浓度差影响，还受载体数量的影响。,(3)主动运输速度的影响因素 由上图可解读出以下信息： 图A为主动运输过程，因为物质是由低浓度向高浓度转运，并且需要能量和载体。载体的种类和数量决定了物质运输的种类和速度。凡是影响能量供应的因素均影响主动运输，如氧分压、温度等。,图B中，a点表示氧分压为零时，也可发生主动运输；ab段表示随氧分压的升高，物质运输速度增加，此时，限制物质运输速度的直接因素是能量；bc段表示随氧分压的升高，物质运输速度不再增加，此时限制物质运输速度的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。 图C中，b点温度适宜，能量供应充足，此时，限制因素主要是载体数量。偏离b点能量供应成为限制因素，物质运输速度下降。 由图D可知，主动运输中物质既可由低浓度到高浓度的运输，也可顺浓度梯度运输。,特别提示：影响物质跨膜运输的因素应结合物质跨膜运输方式的特点去考虑。 分析坐标曲线图时，应首先明确横、纵坐标及曲线的含义，再结合三种物质跨膜运输方式的特点去分析。,例2 (2011江淮高中高一期末考试)下列现象属于自由扩散过程的有( ) 水分子通过细胞膜 水分子通过细胞壁 蔗糖分子通过细胞壁 水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 水分子或其他溶剂分子通过原生质层 A B C D 答案：C,变式训练2 物质出入细胞要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，下列各图表示在一定范围内膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况。回答下列问题： (1)据图指出A、B、C所表示的物质运输方式，A：_，B：_，C：_。,(2)上述三种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线发生变化？为什么？ (3)乙醇、二氧化碳和氨基酸进入细胞的方式分别是_、_、_。 答案：(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 (2)加入呼吸抑制剂后主动运输(或C)曲线发生变化。因为主动运输需要呼吸作用提供能量。 (3)自由扩散 自由扩散 主动运输,解析：本题考查细胞膜的结构、细胞膜对物质的运输特性以及不同物质进出细胞膜的方式，也考查了学生理解资料获取信息和处理信息的能力。 物质进出细胞的方式有三种，即自由扩散、协助扩散和主动运输。自由扩散是小分子进出细胞膜的方式，它总是从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，扩散速度与浓度差成正比，如题中A图曲线所示。协助扩散也是从高浓度向低浓度扩散，但必须有载体来转运，当细胞膜上的载体达到饱和时，其扩散速度就会受到限制，如B图曲线所示。主动运输是物质进出细胞的主要方式，该过程需要载体和能量。主动运输在能量充足、载体没有达到饱和之前，运输速度随浓度的增加而加快；当载体饱和或能量不足时，主动运输就会减弱，如C图曲线所示。当加入呼吸抑制剂后，受影响的是主动运输，故其C曲线发生变化。,细胞膜的功能 细胞膜是一种选择透过性膜，选择性是生命活动的体现，因为只有活细胞才具有这个特性。除水以外，只允许被选择的离子和小分子通过。这一特性很重要，大分子物质除特殊情况外，不能通过细胞膜的特点是不可忽视的。如高等动物需要对食物进行消化后才能吸收。被选择吸收的物质通过细胞膜出入细胞主要有自由扩散和主动运输两种方式。,知识拓展,(1)注意浓度差方向与耗能的关系。被选择吸收的物质从高浓度一侧通过细胞膜进入低浓度一侧遵循扩散原理，不消耗能量。反之，从低浓度到高浓度要消耗能量。 (2)物质交换方式与膜结构的关系。构成细胞膜的磷脂双分子层排列紧密整齐，只允许H2O、CO2、O2、乙醇和脂类小分子自由通过；而离子、氨基酸、核苷酸难以通过，只能依靠其上的载体运送。 (3)要特别强调主动运输的意义。只有主动运输才能保证细胞生命活动的需要，摄取积累物质以及不断排出代谢废物，从而保证细胞内或细胞器组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。,(4)有时需要进行细胞膜的内吞作用。如人体巨噬细胞对细菌异物的内吞作用。 (5)细胞膜依靠糖被具有识别功能。此外细胞膜还有分泌、排泄、免疫作用。,例 生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。请回答： (1)细胞核的_使基因的转录和翻译两个过程在时空上分开，细胞核和细胞质之间通过_实现生物大分子的转运。 (2)脂溶性物质易透过细胞膜，表明细胞膜的主要成分中有_。通常分泌到细胞膜外的蛋白质需经过_加工和修饰后，以分泌小泡的形式排出。,(3)红细胞膜内K浓度是膜外的30倍，膜外Na浓度是膜内的6倍，维持这种K、Na分布不均匀是由膜上的_所控制；红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，就不会发生红细胞的凝集反应，说明细胞膜表面这些糖蛋白是_。 (4)人工生物膜的主要用途有哪些_(多选) A污水处理 B食品保存 C海水淡化处理 D人造器官材料,答案：(1)核膜 核孔 (2)脂质 内质网和高尔基体 (3)载体 抗原 (4)A、C、D 解析：核膜属于生物膜，它把核物质与细胞质分开，上有核孔，是某些大分子物质进出的通道，同时核膜也具有选择透过性。脂溶性物质优先透过细胞膜，说明细胞膜的成分中有脂质。分泌蛋白的合成需要在内质网和高尔基体上进一步加工修饰。K、Na在红细胞内外有差异，说明它们是以主动运输方式进入细胞，主动运输离不开膜上的载体。红细胞膜上的糖蛋白是抗原。目前人工生物膜的应用，主要在污水处理、海水淡化、人造器官材料等方面。,变式训练 如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从硝酸钾溶液中吸收K和NO的曲线图。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是( ) A载体数量、能量 B能量、载体数量 C载体数量、离子浓度 D能量、离子浓度,答案：B,1下列关于概念图中空白处的描述正确的是( ) A和所示的过程都需要消耗细胞内化学反应释放的能量 B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质 C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞 D果脯在腌制过程中蔗糖进入细胞与过程和有关,随堂练习,答案：B 解析：分析概念图可知：代表主动运输，代表协助扩散，是可以通过协助扩散进入细胞内的物质，如葡萄糖进入红细胞，是可以通过主动运输进入细胞内的物质，如无机盐离子、氨基酸、葡萄糖等。只有所示的过程需要消耗细胞内化学反应释放的能量，且能逆浓度梯度运输物质。大分子只有通过胞吞才能进入细胞。蔗糖不能被活细胞吸收。,2下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是( ) AK和Na B氨基酸和葡萄糖 CO2和CO2 D甘油和脂肪 答案：C 解析：气体通过扩散作用进出细胞；而A、B选项中的物质通过主动运输方式进入细胞；D选项中甘油以自由扩散方式进入细胞，脂肪则不能直接被细胞吸收。,3浸入1mol/LKNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会产生质壁分离和质壁分离自动复原的现象。在此过程中，物质进出细胞的方式先后有( ) A自由扩散、主动运输 B自由扩散、主动运输、自由扩散 C主动运输、自由扩散 D自由扩散、协助扩散、自由扩散 答案：B,4下图不能够表达的生理过程是( ) A肾小管细胞分泌K B胰岛细胞分泌胰岛素 C胃腺细胞分泌胃蛋白酶 D肠腺细胞分泌肠液 答案：A 解析：题图是胞吐的过程。B、C、D选项中均含有分泌蛋白，分泌蛋白的分泌都通过胞吐方式排到细胞外，而K的分泌属于主动运输过程。,5如图是某种物质通过细胞膜的示意图，从图中能得出( ) A图中S代表载体，C代表离子 B膜外一定是低浓度，膜内一定是高浓度 C这种物质的跨膜运输方式一定是主动运输，因为有C和能量参与 D图中C这种移动方式是错误的，它应是固定不变的,答案：C 解析：由图可知：C为载体，S是被选择吸收的物质，由于S的吸收需要载体，消耗能量，所以一定是主动运输。,6如图所示，对法囊藻(一种海藻)的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻的离子浓度。,(1)K和Cl在细胞内积累，而Na等在细胞液中的含量低于海水中的含量。这表明_。 (2)K和Cl进入细胞的运输方向是_，这种吸收方式是_，这种吸收方式所需要