高中生物 第4章 细胞的物质输入和输出 第3节 物质跨膜运输的方式课件 新人教版必修1.ppt

第3节物质跨膜运输的方式 教师参考新课导入导入1 前面我们学习了细胞膜 知道细胞膜具有控制物质进出细胞的功能 即细胞需要的氧气 葡萄糖 氨基酸 无机盐等营养物质可以从外界进入细胞 抗体 激素等物质在细胞内合成后会分泌到细胞外 细胞产生的废物也要排到细胞外 那么这些物质是以什么方式进出细胞的呢 科学家对此进行了探究 并且已经弄清了许多物质的跨膜运输方式 本节课就让我们沿着科学家的思路去体验一次科学探究的过程吧 导入2 我们知道细胞是一个开放的系统 它每时每刻都在与外界环境进行物质交换 物质的进进出出都要经过细胞的边界 细胞膜 那么物质是以何种方式穿过细胞膜的呢 这将是本节课学习的内容 教学目标 1 通过对一些小分子物质出入细胞的实例分析 使学生能运用归纳与概括 演绎与推理的方法 总结出物质跨膜运输的方式和特点 科学思维 科学探究 2 结合白细胞的吞噬作用和抗体的分泌这些事实 使学生能运用膜的流动性原理解释胞吞和胞吐现象 科学思维 形成学科核心素养 凝练素养 自主学习 自主学习读教材 学基础 一 被动运输请仔细阅读教材第70 71页 完成下面的问题 1 概念 物质进出细胞梯度的扩散 2 类型 顺浓度 判断 1 相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内 2 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助 但不需要消耗能量 属于协助扩散 3 细胞膜对钾离子的吸收要靠糖蛋白识别并运输 二 主动运输请仔细阅读教材第71 72页 完成下面的问题 1 基本条件 1 细胞膜上相应的协助 2 需要消耗能量 2 实例 k ca2 na 等离子通过细胞膜 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 排出和对细胞的物质 载体蛋白 atp 营养物质 代谢废物 有害 选择 某物质从低浓度向高浓度跨膜运输 该过程 a 没有载体参与b 不消耗能量c 不体现膜的选择透过性d 需要消耗能量 d 三 大分子物质的运输请仔细阅读教材第72页 完成下面的问题 1 胞吞 大分子附着在细胞膜 这部分细胞膜形成 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细胞 思考 胞吞和胞吐属于跨膜运输吗 是否需要消耗能量 提示 不属于 胞吞和胞吐利用了膜的流动性 需要消耗能量 表面 内陷 小囊 囊泡 外排 囊泡 细胞膜 凝练素养解疑难 提能力 主题一物质出入细胞方式的比较教师参考问题引领 1 自由扩散和协助扩散主要区别是什么 2 主动运输和被动运输的根本区别是什么 3 大分子物质是如何出入细胞的 它是否需要载体 典例1 下图表示某生物膜的部分结构 图中a b c d表示某些物质 a b c d表示物质跨膜运输方式 下列说法错误的是 a 若是癌细胞的细胞膜 则物质d比正常细胞少b 若是肝细胞的细胞膜 则b c运输的气体分别是o2 co2c 若是肠腺细胞膜 则胰蛋白酶以d方式分泌d 若是小肠绒毛上皮细胞膜 则甘油以b方式进入细胞 解析 图中物质d表示糖蛋白 癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少 根据d糖蛋白的位置可以判断上面为膜的外侧 下面为膜的内侧 o2 co2以自由扩散方式穿过生物膜 其中o2进入细胞即图中的b co2运出细胞即图中的c 甘油以b方式即自由扩散进入细胞 d方式表示主动运输 胰蛋白酶是分泌蛋白 是通过胞吐方式被分泌出细胞的 答案 c 方法透析物质出入细胞方式的判断方法 1 据分子大小判断 2 根据运输方向判断 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输 备选例题如图所示为物质进出细胞的分类图 已知物质进出细胞的方式有胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散和主动运输 下列说法正确的是 a 如a与b的分类标准为是否消耗能量 则c可表示主动运输b 如a与b的分类标准为是否消耗能量 则g可表示主动运输c 如a与b的分类标准为是否需要载体蛋白 则c可表示主动运输d 如a与b的分类标准为是否需要载体蛋白 则g可表示主动运输 c 解析 物质进出细胞的五种方式中 胞吞 胞吐和主动运输消耗能量 协助扩散和主动运输需要载体蛋白 如a与b的分类标准为是否消耗能量 c d表示自由扩散和协助扩散 而g h表示胞吞和胞吐 f表示主动运输 如a与b的分类标准为是否需要载体蛋白 则c d表示协助扩散和主动运输 而g h表示胞吞和胞吐 f表示自由扩散 题组演练 1 下图中 示意物质和离子通过细胞膜的过程 下列陈述中正确的是 a 所有图均为主动运输b 图 和图 为主动运输 图 和图 为被动运输c 图 图 和图 为渗透作用d 图 为主动运输 图 图 图 为被动运输解析 所有主动运输必须是依赖于蛋白 并且逆浓度梯度 所以图中只有 是主动运输 而渗透作用是指水分子通过膜的扩散 图 可表示渗透作用 而图 中物质逆浓度梯度运输 不能表示渗透作用 d 2 以下表示 物质出入细胞的方式 的简要概念图 相关叙述正确的是 a 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为 b 葡萄糖进入红细胞的方式为 c 唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为 d k 进入组织细胞方式为 a 解析 是主动运输 为胞吐或胞吞 为协助扩散 自由扩散 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为主动运输 葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散 不需要能量 唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为胞吐 k 进入组织细胞方式为主动运输 b 主题二影响物质跨膜运输的因素及曲线分析教师参考问题引领 1 不同物质浓度对物质运输速率有何影响 2 载体是如何影响物质运输速率的 3 o2浓度会影响k 进入肝细胞的速率吗 若无o2k 就不能被运输到肝细胞内吗 1 影响跨膜运输的因素 1 影响自由扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 2 影响协助扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上相应载体的种类和数量 3 影响主动运输的因素 细胞膜上相应载体的种类和数量 能量 2 影响物质运输速率的曲线分析 1 物质浓度 在一定范围内 对运输速率的影响曲线 自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧 其动力是两侧溶液的浓度差 在一定浓度范围内 随物质浓度的增大 其运输速率越大 协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助 在物质浓度较低时 随物质浓度的增大 运输速率也逐渐增大 到达一定物质浓度时 由于受膜上载体数量的限制 运输速率不再随浓度增大而增大 2 o2浓度对物质运输速率的影响曲线 自由扩散和协助扩散统称为被动运输 其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧 其运输的动力都是浓度差 不需要能量 因此与o2浓度无关 运输速率不随o2浓度增大而改变 主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量 在o2浓度为零时 通过细胞无氧呼吸供能 但无氧呼吸产生能量较少 所以运输速率较低 在一定范围内随o2浓度升高 有氧呼吸加强 产生的能量逐渐增多 所以运输速率不断加快 当o2浓度足够高时 能量供应充足 但由于受到载体数量的限制 运输速率不再随o2浓度增大而加快 典例2 图中曲线a b表示分子跨膜运输速率与o2浓度的关系 下列分析不正确的是 a 曲线a代表被动运输 曲线b代表主动运输b 曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白c 曲线b运输速率达到饱和的原因可能是细胞膜上载体蛋白数量有限d 温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a b的运输速率均有影响 解析 曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关 不消耗能量 而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关 消耗能量 所以曲线a可代表被动运输 曲线b可代表主动运输 主动运输与载体和能量有关 所以曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限 曲线a如果是协助扩散 则需要载体蛋白 由于细胞膜的流动性与温度有关 所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a b的运输速率均有影响 答案 b 1 从图中信息可知 运输不同物质的载体蛋白 填 可能 或 不可能 相同 该细胞吸收的方式为主动运输 2 该细胞吸收氧气的方式与图2中是一致的 图2中 对应的跨膜运输方式为 限制 中a点和b点的因素分别是 解析 1 从图中信息可知 运输不同物质的载体蛋白可能相同 因为氨基酸和钠离子共用一种载体 该细胞吸收氨基酸是从低浓度到高浓度运输的 吸收葡萄糖需要消耗atp 所以细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式为主动运输 2 该细胞吸收氧气的方式是自由扩散 自由扩散与浓度有关 与载体和能量无关 故与图2中 是一致的 图2中 对应的跨膜运输方式 载体数量可以限制物质运输速率 故为协助扩散或主动运输 限制 中a点的因素是能量 在此时横坐标的能量变化能够引起纵坐标运输速率的变化 b点的因素是载体数量 横坐标的能量已经不再是限制因素 答案 1 可能氨基酸和葡萄糖 2 协助扩散或主动运输能量 载体数量 题组演练 1 图中曲线a b表示物质跨膜运输的方式 据图分析下列表述不正确的是 a 脂溶性小分子物质通过方式a运输b 葡萄糖进入红细胞的方式为bc 方式b的最大运输速率与被运输分子的浓度有关d 抑制细胞呼吸对方式b的运输速率可能产生影响解析 脂溶性小分子物质的跨膜运输方式是自由扩散 即方式a 葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散 而方式b为协助扩散或主动运输 其最大运输速率与载体蛋白数量有关 抑制细胞呼吸会影响能量的供应 主动运输需要消耗能量 因此可能会影响方式b c 2 下列有关物质进出细胞方式的分析 不正确的是 a 低温对物质跨膜运输的速率和所运输物质种类都有很大影响b 载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著c 受细胞内外物质浓度差影响最大的运输方式是被动运输d 土壤通气状况对陆生植物根系的主动运输有很大影响解析 低温仅影响物质跨膜运输的速率 载体蛋白的种类对所运输物质种类有很大影响 协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助 因此载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著 被动运输包括自由扩散和协助扩散 二者均是顺浓度梯度跨膜运输的 受细胞内外物质浓度差影响大 土壤通气状况通过影响植物根系的有氧呼吸来影响主动运输过程 a 3 下表是人体成熟红细胞中与血浆中的k 和mg2 在不同条件下的含量比较 据表分析不正确的是 a 鱼藤酮对k 载体和mg2 载体的生理功能都有抑制作用b 鱼藤酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸 从而影响k 和mg2 的运输c 乌木苷抑制k 载体的生理功能而不影响mg2 载体的生理功能d 正常情况下血浆中k 和mg2 均通过主动运输进入红细胞 b 解析 从表中数据分析可知 在处理前细胞内k 和mg2 的含量都比较高 而在用鱼藤酮处理后 k 和mg2 的含量都减少了 说明鱼藤酮对k 载体和mg2 载体的生理功能都有抑制作用 用乌木苷处理后 k 的含量减少 而mg2 的含量保持不变 说明乌木苷抑制k 载体的生理功能而不影响mg2 载体的生理功能 正常情况下血浆中k 和mg2 均通过主动运输进入红细胞 人体成熟的红细胞内无线粒体 无法进行有氧呼吸 形成学科核心素养 一 重要生物学