细胞的物质输入和输出物质跨膜运输的方式.ppt

第四章细胞的物质输入和输出第三节物质跨膜运输的方式 学习目标 一 知识目标 1 说明物质进出细胞的方式 2 理解结构与功能的统一 二 能力目标 1 培养学生进行图表数据的解读的能力 2 培养学生识图能力和分析问题解决问题的能力 知识点 物质进出细胞 顺浓度梯度的扩散 不消耗能量 称为被动运输 一 被动运输 二 主动运输 离子 从低浓度一侧运输到高浓度一侧 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 这种方式叫做主动运输 一 被动运输 1 自由扩散 2 协助扩散 特征 顺浓度梯度运输 特征 顺浓度梯度运输 需要载体参与 例 水 CO2进出肺泡等 例 红细胞吸收葡萄糖 二 主动运输 特征 逆浓度梯度运输 需要载体 需要消耗能量 例 植物根系对离子的吸收 轮藻K 人红细胞K Na 对比 比较三种物质运输方式的异同 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 需要消耗 氧气 水 二氧化碳 乙醇 甘油等通过细胞膜 葡萄糖通过红细胞 葡萄糖 氨基酸通过小肠上皮细胞膜 离子通过细胞膜等 胞吞 物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜 从细胞外进入细胞内的过程 如果进入的是固态物质 称为吞噬 如果进入的是液态物质 称为胞饮 胞吐 物质以囊泡的形式通过细胞膜 从细胞内排到细胞外的过程 技能训练 上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 结合本章知识 回答问题 1 K 和Mg2 是通过主动运输进入细胞的 2 Na 和Cl 是通过主动运输排出细胞的 3 提示 因为以上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 红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同点是 A 都可以从低浓度的一边到高浓度的一边B 都需要供给ATPC 都需要载体协助D 既需要载体协助又需要消耗能量 C 巩固练习 2 若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮 则会明显影响其细胞吸收的物质是 A 氧气B 脂肪酸 水C 葡萄糖 水D 钾离子 氨基酸 D 巩固练习 3 人的红细胞和血浆中的各种离子浓度 mmol L 如下 1 红细胞中K 和Ca 的浓度明显高于血浆 K 和Ca 进入红细胞的方式是 这种方式的必要条件是和 主动运输 载体协助 消耗能量 2 红细胞中各种离子含量与血浆中离子含量不成正比 这表明细胞膜对进出细胞的离子具有 选择性 乙 主动运输 甲 自由扩散 载体 能量 4 下图为物质进入细胞的两种方式示意图 据图回答 内填上代号 横线上填上相应的文字 1 小肠绒毛的上皮细胞吸收葡萄糖的方式是 2 氧气分子从肺泡扩散到血液中的方式是 3 甲和乙的不同点是甲不需要和 典型例题1 下列现象中 属于渗透作用 A蔗糖放入水中 溶解后使水变甜B新鲜萝卜放在清水中变硬C干大豆种子 没在水中逐渐涨大D春天放在空气中的NaCl的潮解2 在浓蔗糖溶液中 能够发生质壁分离的细胞是 A人的口腔上皮细胞B蛙的红细胞C皮肤的角质层细胞D洋葱的表皮细胞 B D 3 根毛区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去 水分由外向内逐层渗过各层细胞 则各层细胞的细胞液浓度是 A逐层降低B逐层升高C不变D取决于土壤液浓度4 异体器官移植手术往往很难成功 最大的障碍就是异体细胞间的排斥 这主要是由于细胞膜具有识别作用 这种生理功能的结构基础是 A细胞膜由磷脂分子和蛋白质构成B细胞膜的外面有糖被C细胞膜具有一定的流动性D细胞膜具有一定的选择透过性 B B 0811 5 细胞膜完成各项生理功能极为重要的结构特点是 A磷脂排成双分子层B两侧膜物质分子排列不对称C蛋白质分子镶嵌于磷脂双分子层D膜物质分子的运动使其具有流动性6 在肾小管的细胞内可以见到大量的线粒体 这说明肾小管的重吸收作用与下列哪项运输方式有关 A自由扩散B协助扩散C主动运输D被动运输7 下列现象中属于渗透作用是 A水分子通过细胞壁B葡萄糖分子通过细胞膜CK 通过原生质层D水分子通过原生质层 D C D 8 原生质层是指 A细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质B细胞膜和液泡膜以及液泡中的细胞液C液泡膜和细胞壁之间的细胞质D由液泡的细胞液构成的液体环境9 把体积相同的10 的葡萄糖溶液和10 的蔗糖溶液用半透膜隔开 其水分子运动的特点是 A因浓度相同 水分子移动处于平衡状态B水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移动比由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动的多C水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动D水分子不移动 A C 10 假定将甲 乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油中 两种溶液均比细胞液的浓度高 蔗糖分子不能透过细胞膜 甘油分子可以较快地透过细胞膜 在显微镜下连续观察甲 乙两细胞的变化是 A甲 乙两细胞发生质壁分离后 不发生质壁分离复原B甲 乙两细胞发生质壁分离后 乙细胞随后又发生质壁分离复原C甲 乙两细胞发生质壁分离 随后甲发生质壁分离复原D甲 乙两细胞发生质壁分离 后均又发生质壁分离复原 B 11 在相同的培养液中培养的水稻吸收硅离子多 而蕃茄几乎不吸收 这个例子说明 A物质的跨膜运输不都是顺相对含量梯度的 而是有选择的B物质的跨膜运输总是顺相对含量梯度的C物质的跨膜运输总是逆相对含量梯度的D物质的跨膜运输与相对含量无关12 用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验 证明了 A细胞膜由磷脂和蛋白质构成B细胞膜具有流动性C细胞膜中磷脂双分子层的排列D细胞膜以磷脂双分子层为支架 B A 13 下面关于细胞膜上磷脂分子的叙述 不正确的是 A磷脂由甘油 脂肪酸和磷酸组成B磷脂的 头部 是亲水的 尾部 是梳水的C双层磷脂分子是 头部 在外侧 尾部 在内侧D双层磷脂分子是 头部 在内侧 尾部 在外侧14 维生素D进入细胞不需载体 也不需消耗能量 主要原因是 A维生素D本身就是载体B细胞膜的基本支架是磷脂双分子层C细胞膜具有一定的流动性D维生素D是小分子 B D 15 下列生理功能不是通过主动运输来实现的是 A大部分维生素进入小肠绒毛上皮细胞B红细胞从血浆中摄取K C鲨鱼将血液中的多余盐分通过鳃排除体外D人的小肠上皮细胞吸收无机盐离子16 下列物质中不能以跨膜运输方式进入细胞的是 A水分子和脂质小分子B胃蛋白酶C葡萄糖分子和K D氨基酸和C2H5OH B A 17 在物质跨膜运输中 主动运输与被动运输的主要区别是 A是否需要消耗能量B是否需要载体协助C是否顺浓度梯度运输D是否逆浓度梯度运输18 侧芽生长素的浓度总是高于顶芽 但顶芽产生的生长素仍大量往侧芽部位积累 生长素的这种运输方式必须具备哪些基本条件 载体蛋白 ATP供能 从高浓度到低浓度 从低浓度到高浓度A B C D B A 四 答案和提示 一 问题探讨1 从图上可以看出 氧气 二氧化碳 氮气 苯等小分子 苯还是脂溶性的 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 葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层 2 提示 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 推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质 3 提示 通过观察此图还可联想并提出 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 二 思考与讨论1 自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量 因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的 2 自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量 不同之处是 前者不需要蛋白质的协助 后者必须有蛋白质的协助才能实现 3 因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的 不需要细胞消耗能量 所以统称为被动运输 三 旁栏思考题提示 这是细胞的胞吞作用 这对于人体有防御功能 并有利于细胞新陈代谢的正常进行 四 技能训练1 K 和Mg2 是通过主动运输进入细胞的 2 Na 和Cl 是通过主动运输排出细胞的 3 提示 因为以上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 五 练习基础题1 D 2 A 拓展题提示 低温环境肯定会影响物质的跨膜运输 温度会影响分子运动的速率 影响化学反应的速率 因此 组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低 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 课后习题答案 同步习题 综合 例题精析 例1 红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是 A 都可以从低浓度到高浓度一边B 都需要供给ATPC 都需要载体协助D 即需要载体协助又需要消耗能量解析 此题考察物质出入细胞的三种方式 其中红细胞吸收无机盐是主动运输 既需要能量又需要载体 而红细胞吸收葡萄糖是协助扩散 只需载体协助不消耗能量 答案 C 例2 右图为物质出入细胞膜的示意图 请据图回答 1 A代表 分子 B代表 D代表 2 细胞膜从功能上来说 它是一层 膜 3 动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小 这说明B具有 4 在a e的五种过程中 代表被动运输的是 5 可能代表氧气转运过程的是图中编号 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 解析 题干给出细胞膜剖面图 根据细胞膜的有关知识我们可以知道 细胞膜是由磷脂双分子层 B 构成基本骨架 蛋白质 载体 A 以不同的深度镶嵌在磷脂双分子层中 细胞膜的特性是具有一定的流动性 从功能上看细胞膜是一层选择透过性膜 具体表现在细胞要吸收的离子 小分子可以通过 其通过的方式有自由扩散和主动运输 自由扩散最主要的特点是由高浓度向低浓度转运 b c d 主动运输则是从低浓度向高浓度转运 并且需要载体 需要消耗能量 a e 氧气是小分子物质 可以通过自由扩散进出细胞膜 b 葡萄糖从肠腔进入小肠绒毛上皮细胞必须是通过主动运输 a 若该图为神经细胞膜 当受刺激发生兴奋时 Na 由膜外流向膜内 而且是通过膜上的Na 通道 膜上的蛋白质分子 顺浓度梯度进入膜内的 不需要能量 故为图中的编号c 考查细胞膜的组成 结构特点及作用 答案 1 蛋白质磷脂双分子层多糖 2 选择透过性 3 具有一定的流动性 4 b c d 5 ba 自我诊断 基础题1 人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于 A 组织液中甘油的浓度B 细胞膜上的载体数量C 细胞中ATP的数量D 细胞膜上的某载体的数量答案 A2 下列跨膜运输的生理活动 属于主动运输的是 A 酒精进入胃粘膜细胞B 二氧化碳由静脉血进入肺泡C 原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞D 水分子进入细胞答案 C3 小肠上皮细胞含有大量的线粒体 与这一结构特征相适应的细胞膜功能是 A 自由扩散B 协助扩散C 主动运输D 渗透作用答案 C4 关于细胞膜的组成 结构 功能之间的关系 逻辑顺序正确的一组是 1 膜主要由磷脂和蛋白质分子组成 2 膜具有流动性 3 膜具有选择透过性 4 膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的 5 主动运输得以正常进行 A 1 4 2 5 3 B 1 2 4 3 5 C 1 4 2 3 5 D 1 2 4 5 3 答案 C5 实验表明 K 不能通过磷脂双分子层的人工膜 但如在人工膜中加入少量缬氨酶素 含12个氨基酸的脂溶性抗菌素 时 K 则通过人工膜从高浓度向低浓度扩散 则它通过人工膜的方式是 A 自由扩散B 协助扩散C 主动运输D 渗透作用答案 B6 新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP 可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖 这两种物质分别被吸收到血液中的方式是A 主动运输 主动运输B 胞吞 主动运输C 主动运输 胞吞D 被动运输 主动运输答案 B7 一个CO2分子从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 进入一相邻细胞的叶绿体基质内 共穿越的生物膜层数是 A 5B 6C 7D 8答案 B8 细胞能够正常地完成各项生命活动的前提条件是 A 细胞核内有遗传物质B 细胞保持完整性C 细胞膜的流动性D 线粒体提供能量答案 B9 一般海藻细胞内K 的浓度比海水高的多 若使用适当的药物 使海藻呼吸强度大大降低 则细胞中钾离子的浓度 A 升高B 降低C 不变D 变化不定答案 B10 若要使细胞的细胞膜仅具有自由扩散的运输方式 则处理该细胞的物质最可能是 A 淀粉酶B 蛋白酶C 脂肪酶D 胰岛素答案 B11 大肠杆菌在生长时 细胞内钾离子的质量分数是培养液的3000倍 如果在培养液中加入不影响细胞呼吸作用的药物 大肠杆菌细胞内钾离子的质量分数立即下降 这种药物的作用是A 破坏了线粒体的结构B 抑制了细胞内呼吸酶的活性C 破坏了细胞内的遗传物质D 抑制了细胞膜上载体的活性答案 D 拓展题12 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分 如果你是课题组成员 请你设计一个简易实验得到较纯净的细胞膜 并对其成分进行鉴定 一 制备较纯净的细胞膜 1 选用的最好材料是人体的细胞 其原因是 2 如何对材料进行处理 3 用进行多次冲洗 即可获得较纯净的细胞膜 二 对细胞膜的成分进行鉴定 1 在制得的膜成分中加入双缩脲试剂 如果产生反应 可以证明细胞膜成分中含有 2 研究发现 脂溶性物质容易透过细胞膜 不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难 这表明组成细胞膜的主要成分中有 3 用丙酮提取膜中的某种成分 发现它在空气 水界面上层展开时 见右图 这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍 由此可以认为细胞膜是由 组成的 并可推测磷脂分子 见虚线框所示 具有亲水性的一侧是 填A B 答案 1 成熟的红成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器 经处理后易得到较纯净的细胞膜 2 将成熟的红细胞放人蒸馏水中 让其吸水胀破 3 蒸馏水 二 1 紫色蛋白质 2 脂质 3 两层磷脂分子B13 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 下列各图表示在一定范围内细胞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是 B是 C是 2 上述三种运输方式中 哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化 为什么 3 乙醇 CO2 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 主动运输 C 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 相关链接 胞吞和胞吐作用胞吞作用使一些不能穿过细胞的物质如食物颗粒 蛋白质大分子等 都能进入细胞之中 形成液体或固体小泡 食物泡 这时 细胞质中的溶酶体很快和这种小泡融合 溶酶体中所含的酶把食物颗粒 蛋白质大分子等水解为小分子的物质 供细胞利用 我们体内的白细胞能将侵入人体的外来物 如细菌等 吞入 起着保护身体的作用 与胞吞相反 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围 形成小泡 小泡逐渐移到细胞表面 小泡膜与细胞膜融合在一起 并且向外界张开 使内含物质排除细胞之外 这种现象就叫胞吐 细胞通过胞吐作用向外分泌物质 如 胰腺分泌酶原颗粒 单元检测答案 一 概念检测判断题1 2 3 4 5 选择题1 D 2 C 画概念图二 知识迁移提示 小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖 却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖 这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性 这与细胞的生活关系密切 细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质 细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外 三 技能应用提示 温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率 在一定温度范围内 提高温度会加快水分子通过半透膜的速率 而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率 实验方案设计如下 按本章第1节渗透现象示意图组装好三组装置 在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温 第二组烧杯外加冰块降温 第三组留作对