第四单元《细胞的物质输入和输出》复习课导学案高中生物新人教版必修1

第四单元《细胞的物质输入和输出》复习课（明确目标1分钟）1.了解本单元主要题型，探究重点题型解题方法，完成本单元知识体系构建。2.综合理解几种物质跨膜运输方式之间的联系与区别。3.通过推理分析，概况影响物质跨膜运输速率的外界因素。（1分钟）题型一：渗透作用模型分析；题型二：细胞吸收与失水案例分析；题型三：实验：探究植物细胞的吸水和失水；题型四：自由扩散与协助扩散的异同；题型五：主动运输与被动运输辨析；题型六：胞吞与胞吐的特点和意义；题型七：物质进出细胞方式综合分析；（探究1用时15分钟；探究2用时15分钟）题型1.物质进出细胞的方式综合拓展1.物质进出细胞运输方式的比较方式被动运输主动运输胞吞、胞吐自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要载体蛋白不需要需要需要不需要能量不消耗不消耗消耗消耗模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、无机盐等胞吐：分泌蛋白的释放2.判断物质进出细胞的方式（1）根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量。（2）根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。【知识总结】在对几种物质进出细胞的方式进行比较时，注意要从浓度差方向、能量、交换方式与膜结构等方面入手。应注意自由扩散、协助扩散和主动运输都是将细胞要选择吸收的物质从细胞膜的一侧运到另一侧，即进行的是跨膜运输。【典例示范】1．下图表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的运输（每种运输的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度），下列叙述正确的是（）A.a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖B.a物质可能是水，b物质可能是甘油C.a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气D.a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸【解析】a物质由高浓度一侧到低浓度一侧，不需要转运蛋白和能量，是自由扩散方式，因而a物质可能是甘油、胆固醇和氧气；b物质由低浓度到高浓度，且需要载体蛋白和能量，是主动运输，因而b物质可能是葡萄糖和氨基酸。【答案】A题型2.影响物质运输速率的因素1.浓度差对物质跨膜运输的影响浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加的原因是受载体数量的限制。主动运输不受浓度差的影响。2.载体数量对跨膜运输的影响主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体数量的影响。3.氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。①P点时，无氧呼吸为离子的吸收提供能量。②PQ段：随着氧气含量增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率也越大。③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体数量以及其他因素的限制运输速率不再增加。4.温度对跨膜运输的影响一方面升高温度通过影响分子运动而影响自由扩散和协助扩散，另一方面温度直接影响蛋白质的活性，通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输。总结：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：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。③影响主动运输的因素：a.载体（核糖体）；b.能量（细胞质基质和线粒体）。【典例示范】例2.某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有如图所示四种关系，分别用四种曲线表示，在研究具体的物质X时，发现其运输速率与各因素的关系与曲线②和④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.胞吞和胞吐D.无法判断【解析】主动运输的特点是需要蛋白和能量，因此与曲线②和④相符；自由扩散的动力是浓度差，不需要转运蛋白和能量，因此与①和③相符；胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性，需要能量，因此与曲线④相符。【答案】A【技巧归纳】物质跨膜运输的方式不同，其特点及影响因素也会有差异。一般而言，若改变某因素后，某物质的跨膜运输没有受到影响，则可说明该因素不是（或不再是）该物质跨膜运输的影响因素。（4分钟）“水分子通过人工脂双层”与“水分子通过细胞膜”有什么区别呢？人工脂双层不含蛋白质，水分子可以自由扩散的方式通过人工脂双层：而在细胞膜中，除了脂双层外，还镶嵌有各种蛋白质等，水分子在通过细胞膜时，一部分水通过脂双层出入细胞，另一部分水通过水通道蛋白进行扩散，也就是说，水分子通过细胞膜的方式并不单一，其中，水通道的方式速度更快。长期以来，人们普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜。后来发现，某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高，很难以简单扩散来解释。如将红细胞移人低渗溶液后，很快吸水膨胀而溶血，而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。因此，人们推测水的跨膜运输除了简单扩散外，还存在某种特殊的机制，并提出了水通道的概念。水通过两种机制穿过膜。一种是通过脂双层的扩散。因为脂双层虽是疏水的，其中并非没有空间，水分子可以通过氢键在其中形成类似冰的结构，从而穿过膜。第二种机制是通过

专一的水通道－水孔蛋白。水孔蛋白是一类膜蛋白，相对分子质量不大。植物细胞的质膜和液泡膜中各有不同的水孔蛋白。根据来自动物的水孔蛋白的研究，这类蛋白质可能是四聚

体，每个亚基上各有一个小孔，水分子可以从中穿过。

20世纪50年代，科学家发现，细胞膜中存在着某种只允许水分子出入的通道，人们称之为“水通道”，但“水通道”到底是什么却一直是个谜。20世纪50年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过实验，他证明了一种被称为“水通道蛋白”的细胞膜蛋白，就是人们寻找已久的“水通道”。如何验证彼得·阿格雷发现的“水通道蛋白”就是“水通道”？请你完成下面的实验探究并回答下面的问题：实验探究：①观察：发现水分子能通过细胞膜。②问题：水究竟怎样通过细胞膜？③假设：“水通道蛋白”就是“水通道”。④实验：把含“水通道蛋白”的正常细胞和经过处理后不含该蛋白质的细胞放在蒸馏水中。⑤结果：前者能吸水，后者不能吸水。问题1：由此可得出什么结论？【提示1】细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”。问题2：为了进一步验证细胞膜上的“水通道蛋白”就是“水通道”，彼得·阿格雷又制出两种人造细胞膜，分别做成泡状物．然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。请指出这两种人造细胞膜的化学成分的相同点和不同点。【提示2】相同点：都含有磷脂双分子层。不同点：一种含有水通道蛋白，一种不含水通道蛋白。（5分钟）（教师引导学生先自行构建思维导图，可选几个学生进行展示，鼓励形式多样化，然后公布下面的思维导图）（5分钟）1、下列物质运输过程中，必须依赖转运蛋白的是（）A.乙醇进入胃黏膜细胞B.葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞C.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶D.甘油被小肠绒毛上皮细胞吸收【解析】乙醇进入胃黏膜细胞属于自由扩散，不需要转运蛋白的转运，A项错误；葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞通过协助扩散方式，需要细胞膜上转运蛋白的参与，B项正确；唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶不需要转运蛋白的协助，是通过胞吐完成的，C项错误；甘油被小肠绒毛上皮细胞吸收属于自由扩散，D项错误。【答案】B2.科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质X被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法错误的是（）A.低温必定会影响物质X的运输速率B.物质X的运输必定需要相应载体蛋白的协助C.细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内D.细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动为物质X的顺利运输提供了保障【解析】本题考查主动运输发生的条件。根据题意可知，胰腺腺泡细胞运输物质X的过程是一个耗能的过程，故低温会影响物质X的运输速率，A项正确；由于该过程是一个耗能过程，可能是主动运输或胞吐，若为胞吐则不需要载体蛋白的协助，B项错误；物质X在细胞内合成，运送到细胞外，细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内，C项正确；主动运输和胞吐都需要细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的参与，故它们的相对运动为物质X的顺利运输提供了保障，D项正确。【答案】B3．下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（）A．葡萄糖跨膜运输不需要载体协助B．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C．主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既需能量又需载体蛋白协助D．需要载体协助的物质的运输都是主动运输【解析】葡萄糖跨膜运输的方式是主动运输或协助扩散，需要载体协助，A错误；离子不能通过自由扩散进入细胞，B错误；需要载体协助的物质的运输可能是主动运输或协助扩散，D错误。【答案】C4．下面四幅曲线图为物质X跨膜运输时的四种关系，下列有关叙述错误的是（）A．①和④都需要ATP供能B．③不一定是自由扩散C．②和④需要载体协助D．④一定是主动运输【解析】①表示自由扩散，不需要ATP供能，④表示主动运输，需要ATP供能，A错误；图③中的物质运输速率与氧气浓度无关，说明该物质的运输与能量无关，因此可表示自由扩散或协助扩散，B正确；②表示协助扩散或主动运输，④表示主动运输，都需要载体协助，C正确；图④中物质的运输与氧气的浓度有关，说明该物质的运输需要消耗能量，因此④表示主动运输，D正确。【答案】A★5．下图是A、B、C三种物质跨膜运输的方式，请分析：（1）物质A、B、C跨膜运输的方式依次是__________、________、________。（2）某种物质能专一性地破坏物质C的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B跨膜运输的速率将________，物质C跨膜运输的速率将________。（3）三种物质的运输中，与图1曲线相符的是________。与图2中甲曲线相符的是________，与乙曲线相符的是_______________。图1图2【解析】（1）根据图示判断三