2024-2025学年高中生物4.3物质跨膜运输的方式学案新人教版必修1

PAGE8-第3节物质跨膜运输的方式课前自主预习案一、被动运输1．概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散。2．类型方式自由扩散帮助扩散特点物质通过简洁的扩散作用进出细胞进出细胞的物质借助载体蛋白进出细胞实例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞二、主动运输1．运输方向：从低浓度一侧运输到高浓度一侧。2．基本条件(1)细胞膜上相应载体蛋白的帮助。(2)消耗细胞内化学反应所释放的能量。3．生理意义：保证活细胞依据生命活动的须要，主动选择汲取所须要的养分物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。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小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分别下来，形成囊泡，进入细胞内部。2．胞吐：细胞须要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞。1.离子和小分子物质的跨膜运输[连线]2．大分子物质的运输[填表]类别方式过程进细胞胞吞大分子→细胞膜表面→细胞膜内陷形成小囊→小囊从细胞膜上分别下来，形成囊泡→进入细胞内部出细胞胞吐大分子先在细胞内形成囊泡→囊泡移动到细胞膜处→与细胞膜融合→大分子排出细胞课堂互动探究案【课程标准】举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不须要额外供应能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，须要能量和载体蛋白举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞【素养达成】1．通过列表比较，驾驭物质跨膜运输方式的三种类型。(科学思维)2．驾驭区分被动运输和主动运输的方法。(科学思维)3．结合详细实例，理解主动运输对细胞生活的意义。(社会责任)师：这是洋葱鳞片叶外表皮，它在什么状况下吸水，又在什么状况下失水呢？生：当洋葱细胞的细胞液浓度高于外界溶液浓度时，细胞吸水；小于外界溶液浓度时，细胞失水。师：对。细胞要进行正常的生命活动，不仅要汲取水，还要汲取很多其他的物质，这些物质进出细胞是不是也像水一样取决于细胞内外溶液的浓度差呢？科学家对此已经进行了大量的探讨，并已经弄清了很多物质的跨膜方式。今日，我们就来共同学习——物质跨膜运输的方式。探究点一被动运输【师问导学】物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称为被动运输，结合下图分析其特点。1．对两种方式进行比较，完成下表方式转运方向是否须要载体蛋白是否消耗能量方式1高浓度→低浓度不须要不消耗方式2高浓度→低浓度须要不消耗(1)方式1中，物质通过简洁的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。(2)方式2中，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做帮助扩散。(3)下列物质中，以方式1运输的是①②④⑤⑥；以方式2运输的是③。①O2和CO2进出肺泡②苯被鼻黏膜细胞汲取③红细胞汲取血液中的葡萄糖④水分进出根毛细胞⑤胆固醇进入肝细胞⑥甘油和乙醇被小肠上皮细胞汲取2．影响被动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线：(1)A表示的方式是自由扩散，转运速率主要取决于膜内外两侧物质的浓度差。(2)B表示的方式可能是帮助扩散，ab段主要受浓度差的影响，bc段受到载体蛋白数量的限制，运输速率不能再上升。(3)请在C图中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。答案：【智涂笔记】被动运输的影响因素(1)自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性有关。(2)帮助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上载体蛋白的种类和数量有关。当载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。【师说核心】1．自由扩散(图1)(1)概念：物质通过简洁的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。(2)特点：由高浓度到低浓度；不须要载体蛋白；不消耗能量。(3)实例①水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。②当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。③组织细胞内由于细胞呼吸使二氧化碳浓度上升时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液，经血液循环运输至肺泡，最终排出体外。2．帮助扩散(图2)(1)概念：进出细胞的物质借助于载体蛋白的扩散，叫做帮助扩散。(2)特点：由高浓度到低浓度；须要载体蛋白；不消耗能量。(3)实例：有一些物质不能自由通过细胞膜，如葡萄糖进入红细胞须要特别蛋白质的帮助。【检测反馈】1．物质出入细胞的方式中，自由扩散区分于帮助扩散的是()A．由高浓度向低浓度扩散B．须要载体C．由低浓度向高浓度扩散D．不须要载体解析：自由扩散与帮助扩散的相同之处是顺浓度梯度(高浓度→低浓度)，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不须要载体，而帮助扩散须要载体。答案：D2．甲、乙两种物质分别以自由扩散和帮助扩散进入细胞，假如以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A．甲物质的运输被促进B．乙物质的运输被促进C．甲物质的运输被抑制D．乙物质的运输被抑制解析：是否须要载体蛋白是自由扩散与帮助扩散的区分。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，帮助扩散将受到抑制。答案：D探究点二主动运输和胞吞、胞吐【师问导学】1．甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的汲取状况不同，甲不能汲取，乙、丙能汲取且丙汲取的速率更快，据此分析：(1)探讨表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。这说明影响主动运输的因素之一是什么？(2)探讨表明，丙植物对M离子的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：①ab段的改变说明白什么？②bc段的改变缘由是什么？③在真核细胞中，与主动运输关系最亲密的两种细胞器是什么？答案：(1)载体蛋白的种类和数量。(2)①随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输须要消耗能量。②载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。③核糖体和线粒体。2．分析下面关于胞吞和胞吐的两个问题：(1)胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现了生物膜的什么特点？(2)假如用呼吸抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应削减，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么？答案：(1)流淌性特点。(2)胞吞和胞吐须要消耗能量。【智涂笔记】[方法链接]物质出入细胞方式的推断方法(1)依据物质大小与载体蛋白、能量的须要与否(2)依据运输方向推断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。【师说核心】1．主动运输(1)运输方向从低浓度一侧运输到高浓度一侧。(2)条件①须要载体蛋白的帮助。②须要消耗能量。(3)意义：保证了活细胞依据生命活动的须要，主动的选择汲取所须要的养分物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。2．胞吞和胞吐(1)胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分别下来，形成囊泡，进入细胞内部。(2)胞吐：细胞须要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合，将大分子排出细胞。3．影响主动运输的因素(1)载体蛋白的种类和数量：确定所运输的物质的种类和数量(如图)。载体蛋白的数量有限，当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞汲取相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增加。(2)能量：凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输，如O2浓度、温度等(如图)。【检测反馈】1．下图是植物根从土壤中汲取某矿质离子示意图。据图推断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A．自由扩散B．帮助扩散C．主动运输D．被动运输解析：结合图示可以看出，该矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输。答案：C2．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是()A．a与b均要以膜的流淌性为基础才可能发生B．a要由细胞表面识别和内部供能才可能完成C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式解析：胞吞和胞吐是膜流淌性的详细体现，胞吞是物质通过膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内；细胞分泌是高尔基体由“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式不是胞吞和胞吐，而是利用膜的选择透过性干脆通过细胞膜以自由扩散、主动运输等方式进行。答案：D3．如图是胡萝卜在不同的含氧状况下从硝酸钾溶液中汲取K＋和NOeq\o\al(－,3)的曲线。影响A、B两点和B、C两点汲取量不同的因素分别是()A．载体蛋白数量、能量B．能量、载体蛋白数量C．载体蛋白数量、离子浓度D．能量、离子浓度解析：A、B两点对应的氧浓度不同，细胞呼吸产生的能量不同，导致NOeq\o\al(－,3)的汲取量不同。B、C两点处于相同氧浓度下，呼吸作用产生能量相同，但汲取量有差异，是因为膜上运输NOeq\o\al(－,3)的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白数量多。答案：B【网络建构】【主干落实】1．自由扩散既不须要载体，也不须要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。2．帮助扩散须要载体，但不须要能量，如红细胞汲取葡萄糖。3．主动运输既须要能量，又须要载体，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。4．大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐，不属于跨膜运输。►问题探讨·教材P701．提示：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)很简洁通过合成的脂双层；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质的脂双层，但小肠上皮细胞能大量汲取葡萄糖，推想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：通过视察此图还可联想并提出，细胞须要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。►思索与探讨·教材P711．提示：自由扩散和帮助扩散都不须要消耗能量，因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。2．提示：自由扩散与帮助扩散的共同之处是都不须要细胞消耗能量。不同之处是：前者不须要蛋白质的帮助，后者必需有蛋白质的帮助才能实现。3．提示：因为自由扩散和帮助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不须要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。►旁栏思索题·教材P72提示：这是细胞的胞吞作用。这对于人体有防卫功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。►技能训练·教材P731．提示：K＋和Mg2＋是通过主动运输进入细胞的。2．提示：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。►练习·教材P73基础题1．提示：DA选项离子主要通过主动运输进入细胞；B选项大分子物质主要通过胞吞进入细胞；C选项帮助扩散须要载体，不需能量。2．提示：A果脯在腌制过程中，细胞已经死亡，细胞膜失去了选择透过性。拓展题提示：低温环境确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淌性也会相应降低，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。第四章章尾►自我检测·教材P76一、概念检测推断题1.×2.×3.×4.×5.×选择题1.D2.C画概念图二、学问迁