三物质进出细胞的方式

第4章细胞的物质输入与输出第3节物质跨膜运输的方式 人教版必修1 温故知新 生物膜的结构模型示意图 流动镶嵌模型 复习 生物膜的组成及特点 1 化学组成 生物膜主要由构成 其基本支架是 2 结构特点 生物膜具有 蛋白质在磷脂双分子层上分布是 3 功能特点 生物膜是一种膜 这种膜可以让水分子自由通过 一些离子和小分子可以通过 而其他则不能通过 脂质和蛋白质 磷脂双分子层 一定的流动性 不均匀的 选择透过性 我们知道生物学的基本观点是结构与功能相适应 这节课我们要探究的问题就是 物质怎样进行跨膜运输来出入细胞的 学习目标 1 举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点 2 阐述主动运输对细胞生活的意义 3 正确解读坐标数据图表 学习重点 物质进出细胞的方式 学习难点 理解主动运输的特点并识记相关实例 学法指导 1 运用类比和对比的方法进行学习 抓住关键 掌握本质 2 运用表格和概念图的方式进行总结巩固 第3节物质跨膜运输的方式 问题探讨 1 什么样的分子能够通过脂双层 什么样的分子不能通过 3 不能通过脂双层膜的物质 细胞需要吗 如果需要它们怎样才能进入细胞呢 2 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层 但是 小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖 对此该如何解释 人工合成的脂双层 新课讲授 物质跨膜运输的方式 问题探讨参考答案 1 从图上可以看出 氧气 二氧化碳 氮气 苯 脂溶性的 等小分子很容易通过合成的脂双层 水 甘油 乙醇等较小的分子也可以通过 氨基酸 葡萄糖等较小的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层 2 葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层 但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖 3 需要 比如葡萄糖可以提供能量 缺钙会发生抽搐等 推测这些物质进入细胞可能与蛋白质有关 细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题 小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的蛋白质 推测 物质顺浓度梯度进出细胞的扩散 一 被动运输 思考与讨论 物质跨膜运输的方式有哪几种 什么叫被动运输 有哪些类型 什么叫主动运输 自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗 为什么 3 自由扩散与协助扩散有什么异同 4 为什么自由扩散和协助扩散被统称为被动运输 共同点 都是顺浓度梯度进行的 不需要消耗能量不同点 前者不需要载体蛋白的协助 后者必须载体蛋白的协助才能实现 因为自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的不需要消耗能量 所以统称为被动运输 类型 自由扩散 协助扩散两种 阅读课本P70 71回答下列问题 1 自由扩散 物质通过简单扩散作用进出细胞 叫做自由扩散 自由扩散 细胞外 细胞内 水分子 细胞膜 O2 CO2 水 N2 乙醇 甘油苯 2 协助扩散 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 协助扩散 细胞外 细胞内 细胞膜 载体蛋白 3 自由扩散和渗透作用的关系 自由扩散 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动 渗透作用 是一种特殊方式的扩散 它是指水或其他溶剂分子通过半透膜 或选择透过性膜 进行的扩散 丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比 人红细胞中钾离子的浓度比血浆高30倍 钠离子的浓度只有血浆的1 6 甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高20 25倍 阅读课本P71 72资料 回答问题 二 主动运输 这些例子说明了什么 说明这些物质是逆浓度梯度跨膜运输进入细胞 为什么这些物质能逆浓度梯度跨膜运输进入细胞呢 主动运输 物质逆浓度梯度进出细胞的运输 需要载体蛋白的协助 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 注意 载体蛋白具有专一性 一种载体只能与一种相应的被运输的物质相结合 也就是说 不同的物质需要不同的载体运输 不同细胞膜上运输物质的载体的种类和数量是不同的 1 丽藻细胞中K 的浓度比周围环境中髙1065倍 这说明K 跨膜运输的方向为 根据上面的不能自由通过磷脂双分子层的例子 说明K 跨膜运输需要 同时该过程还需要消耗 这种运输方式为 2 丽藻细胞吸收各种离子的比例差别很大 这说明其对离子的吸收具有 起选择作用的物质是 该过程需要消耗能量 说明选择的过程是 3 主动运输的基本条件是什么 4 主动运输对生物有什么生理意义 载体和能量 低浓度 高浓度 载体蛋白 能量 主动运输 选择性 载体蛋白 主动吸收 主动运输 一般从低浓度到高浓度 需要载体蛋白的协助 需要能量 ATP 1 小结 主动运输特点 如 Na K Ca2 Mg2 等离子通过细胞膜 葡萄糖 氨基酸通过小肠上皮细胞 2 主动运输的意义 保证了活细胞能够按照生命活动的需要 主动选择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 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中 对比 小结 比较三种物质运输方式的异同 高 低 低 高 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 需要消耗 ATP 葡萄糖进入红细胞 高 低 小肠上皮细胞吸收葡萄糖 氨基酸 离子等 O2 CO2 水 N2 苯甘油 乙醇 脂肪酸 维生素 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上 由细胞膜内陷形成小囊 这些物质就被包入小囊内 然后 小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡 进入细胞内部 这种现象叫做胞吞 如白细胞吞噬病菌 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围 形成小囊泡 囊泡膜与细胞膜融合在一起 小囊泡逐渐移到细胞表面 并且向细胞外张开 使内涵物质排出细胞外 这种现象叫做胞吐 如分泌蛋白的合成和运输过程 三 大分子物质进出细胞的方式 1 胞吞 2 胞吐 1 胞吞 接触 凹陷 包围 分离 2 胞吐 包围 移动 融合 排出 思考 人体的白细胞能吞噬入侵的细菌 细胞啐片及衰老的红细胞 这是细胞的什么作用 对人体有什么意义 3 胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的 4 胞吞和胞吐与主动运输一样也需要供应 如果分泌细胞的ATP合成受阻 则胞吐作用不能继续进行 这是细胞的胞吞作用 属于人体的防御功能 并有利于细胞新陈代谢的正常进行 流动性 能量 协助扩散 自由扩散 物质跨膜运输的方式 小分子和离子 主动运输 大分子物质 胞吞 胞吐 顺浓度梯度 被动运输 课堂小结 四 技能训练 解读图表右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度 分析图表提供的信息 结合本章所学知识 回答问题 1 哪种离子通过主动运输进入细胞 2 哪种离子通过主动运输排出细胞 3 你是如何作出以上判断的 K Mg2 Na Cl 主动运输 物质逆浓度进行 因为四种离子细胞膜内外的浓度差较大 细胞只有通过主动运输才能维持这种状况 1 自由扩散坐标图 影响物质运输速率的因素 O2 CO2 水 N2 乙醇 甘油苯 结论 物质的运输速度与物质浓度差成 关系 自由扩散过程只受 影响 细胞膜内外的物质浓度差 正比 2 协助扩散坐标图 葡萄糖进入红细胞中 影响物质运输速率的因素 1 细胞膜内外物质的浓度差 正相关 结论 在一定浓度范围内 物质的运输速率与物质浓度成 关系 协助扩散过程中物质运输速率受 限制 2 载体数量 运输速率 耗氧量 主动运输坐标图 影响物质运输速率的因素 能量和载体数量 H K Na Ca2 Mg2 HCO3 协助扩散 自由扩散 主动运输 自由扩散 协助扩散 如葡萄糖进入人的红细胞 如H2O CO2等小分子 甘油 乙醇等脂溶性分子 比较自由扩散和协助扩散的异同点 相同点 不同点 物质运输方向 高浓度 低浓度 不需要能量 1 下列关于物质跨膜运输的描述 正确的是 A 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B 大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内 并且要消耗能量C 协助扩散和自由扩散是顺浓度梯度进行的 既不需要消耗能量 也不需要膜上的载体蛋白D 主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时 既要消耗能量 也需要依靠膜上的载体蛋白 练习 D 2 下列说法中错误的是 A 果脯在腌制中慢慢变甜 是细胞主动吸收糖分的结果B 水分子进出细胞是自由扩散C 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助 但不消耗能量 属于协助扩散D 大肠杆菌吸收K 属于主动运输 既消耗能量 又需要膜上的载体蛋白 A 思维拓展 低温环境会影响物质的跨膜运输吗 为什么 会 温度会影响分子运动的速率 影响化学反应的速率 组成细胞膜的的分子的流动性也会降低 呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制 这些都会影响物质跨膜运输的速率 3 下图代表某物质通过红细胞膜的示意图 请据图回答 1 这是何种运输方式 作出此判断的理由是 2 B代表的是 3 你认为A可能代表下列哪种物质 供选答案 O2 Na K 主动运输 需要载体的协助并消耗能量 逆浓度梯度 载体 K 4 甲 乙 两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图 颗粒的多