1、沁陽一中高一生物學案（2016.11）第四章 細胞的物質輸入和輸出第3節 物質跨膜運輸方式（主備人：劉萍）一學習目標1、物質跨膜運輸方式的類型及異同點2、簡述主動運輸對細胞生活的意義3、理解物質跨膜運輸的影響因素4、了角胞吞和胞吐二問題探討（教材P70，看圖后思考以下兩個問題）1、什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？2、葡萄糖不能通過無蛋白質的脂雙層，但是小腸細胞能大量吸收葡萄糖，對此該如何解釋？3、觀察此圖，聯系已有知識，還能提出其他問題嗎？三自主學習請同學們仔細默讀課本P70-72內容，仔細觀察圖4-7-圖4-8。認真思考并填寫空白。1、自由擴散： 概念：物質通過 進出細胞。

2、 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。 實例： 2、協助擴散： 概念：進出細胞的物質借助 擴散。 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。 實例： 3、主地運輸： 概念：從 一側運輸到 一側，需要 的協助，同時還需要 。 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。實例： 探究一：物質跨膜運輸方式的比較 ：物質跨膜運輸的方式包括： 、 、 。1、跨膜運輸方式的比較：運輸方式運輸方向（濃度梯度）是否需要載體是否需要能量2、主動運輸的意義：保證了 能夠按照 ， 吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。體現了生物膜

3、具有 。探究二：主動運輸需要的能量主要通過細胞進行有氧呼吸提供。植物生長需從土壤中吸收大量無機鹽。請解釋在農業生產中為什么要經作物松土？探究三：從主動運輸的條件角度分析，與主動運輸有直接關系的細胞器有哪些？探究四：影響物質跨膜運輸的因素并構建數學模型1、自由擴散：請同學們根據下表（氧氣跨紅細胞時的運輸速率）繪制曲線圖：濃度差1.5mmol/L3 mmol/L4.5 mmol/L6 mmol/L速率8152430結論：物質運輸速率與細胞內外濃度差成 關系。影響因素：自由擴散的擴散速度只受   的限制。2、協助擴散：請同學們根據自由擴散與協助擴散的異同繪制協助擴散關系曲線圖：結

4、論：一定范圍內，物質運輸速率與細胞內外物質濃度差成 關系；達最大值后，擴散速率由于 而不再增加；影響因素：協助擴散的擴散速度受        和         的限制。3、主動運輸：請同學們根據自由擴散與協助擴散來分析主動運輸的關系曲線圖：結論：一定范圍內，物質運輸速率與能量成    關系；達最大值后，物質運輸速率由于  而不再增加；影響因素：物質運輸速率與 和 有關。特別提醒：1、凡能影響細胞內產生能量的因素，都能影響主動

5、運輸氧氣濃度、溫度等。2、載體蛋白具有特異性：不同物質的運輸需要的載體蛋白不同，不同生物膜上的載體蛋白的種類和數目不同；載體蛋白的種類和數目決定了細胞膜的選擇透過性。 載體蛋白具有飽和性：當細胞膜上的載體運輸某物質已達飽和時，細胞吸收該物質的速率不再隨物質濃度的增大而增大。 載體蛋白在運輸過程中不被“消耗”，可以反復利用。典型例題：例1、將某活組織放入適宜的完全營養液中，置于適宜的條件下培養。培養液中甲、乙兩種離子的濃度保持相等且恒定，定期測定細胞中兩種離子的含量，得到如圖所示曲線。據圖分析下列敘述中正確的是 () A .該組織的細胞吸收甲、乙兩種離子的方式分別是自由擴散和主動運輸B .該組織

6、細胞運輸離子甲的載體數量比運輸離子乙的載體數量多C .兩種離子均只能從低濃度的一側運輸到高濃度的一側D .曲線mn段和ab段對應時刻限制細胞吸收物質的因素是該物質載體蛋白的數量例1變式題：某科學家在研究物質運輸時發現有下列四種曲線關系，在研究某種物質的運輸時，發現與曲線和相符，最可能是下列哪一過程()A葡萄糖從血漿進入人的成熟紅細胞 B根細胞從土壤中吸收礦質元素C小腸上皮細胞從小腸內吸收氨基酸 D組織細胞從組織液吸收氧氣例2、右圖為氨基酸和Na+進出腎小管上皮細胞的示意圖。下表選項中正確的是選項管腔中氨基酸上皮細胞管腔中Na+上皮細胞上皮細胞中氨基酸組織液A主動運輸被動運輸主動運輸B被動運輸被

7、動運輸被動運輸C被動運輸主動運輸被動運輸D主動運輸被動運輸被動運輸例2變式題：如圖表示動物某組織細胞膜轉運部分物質示意圖,與圖中信息不相符的是( )A.甲側為細胞外,乙側為細胞內B.既可順濃度梯度運輸也可逆濃度梯度運輸C.圖示中葡萄糖跨膜運輸的直接驅動力不是D.圖示中葡萄糖跨膜運輸方式與小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式相同例3、比較生物膜和人工膜（雙層磷脂）對多種物質的通透性，結果如右圖。據此不能得出的推論是A.生物膜上存在著協助H2O通過的物質B.生物膜對K+、Na+、Cl-的通透具有選擇性C.離子以易化（協助）擴散方式通過人工膜D.分子的大小影響其通過人工膜的擴散速率例4、如右甲()乙()兩種

8、物質在細胞膜兩側的分布情況如圖(顆粒的多少表示濃度的高低),在進行跨膜運輸時,下列說法正確的是(   ) A.甲進入細胞一定需要能量           B.甲運出細胞一定不需要能量C.乙進入細胞一定有載體蛋白的參與          D.乙運出細胞一定有載體蛋白的參與例4變式題：圖甲表示四種不同的物質在一個動物細胞內外的相對濃度差異。其中通過圖乙所示的過程來維持細胞

9、內外濃度差異的物質是  (    )A.Na+B.CO2C.胰島素D.K+（二）大分子物質進出細胞的方式（非跨膜運輸）請同學們自主學習教材P72頁，填寫下表空白：非跨膜運輸方式 作用細胞攝取或排出 或 物質的方式原理膜的 特點物質通過小泡轉移，消耗 但不需要 方向胞外胞內胞內胞外實例變形蟲吞噬食物顆粒；白細胞吞噬細菌分泌蛋白的分泌膜泡運輸（非跨膜運輸）作用作用跨膜運輸根據分子的大小大分子小分子離子據是否需要能量需要不需要據是否需要載體需要不需要（三）判斷物質運輸方式的方法例5、如圖所示為細胞對大分子物質進行胞吞和胞吐的過程。下列與此有關的敘述錯誤的是( )A.a與

10、b均要以膜的流動性為基礎才可能發生B.a要有細胞表面識別和內部供能才可能完成C.b在細胞分泌的同時導致膜成分的更新D.b與a分別是細胞排泄廢物和攝取養分的基本方式例6、運用“人工膜技術”制作的攜帶有單克隆抗體的磷脂微球體藥物被注射到實驗鼠血液中一段時間后,首先在某甲癌細胞內檢測到藥物已經進人。據此認為,藥物進入自胞的方式最可能是(    )A.抗體與細胞識別后誘發膜融合或胞吞B.藥物分子透過微球體與細胞膜的自由擴散C.藥物分子通過識別細胞膜上載體蛋白的主動運輸D.抗體與細胞識別后誘發微球體的主動侵染四、知識拓展：教材P74頁科學前沿：水通道蛋白和離子通道蛋白(選做題)例7、

11、根據材料回答問題:彼得阿格雷由于發現了細胞膜上的水通道而獲得2003年諾貝爾化學獎。我們知道,人體有些細胞能很快吸收水,而另外一些細胞則不能吸收水。早在19世紀中期,科學家就猜測細胞膜有允許水分和鹽分進入的孔道,每個通道每秒鐘有幾十億個水分子通過,但這一猜想一直未得到證實。1988年,阿格雷成功地分離了存在于血紅細胞膜和腎臟微管上的一種膜蛋白,后來他認識到這種蛋白有水通道的功能,這就是科學家們長期搜尋的水分子通道。他清晰地畫出了水通道膜蛋白的三維結構圖,詳細解釋了水分子是如何通過該通道進入細胞膜的,而其他微分子或離子無法通過的原因。羅德里克麥金農由于對離子通道結構和機制的研究也獲此獎。離子通道

12、是細胞膜的另一種通道。他揭示了當離子穿過細胞膜時,不同的細胞通過電位變化發出信號,控制離子通道的開啟或關閉。同時,離子通道通過過濾機制,只讓鉀離子通過,而不讓鈉離子通過。(1)水通道和離子通道實際上是指細胞膜上的什么物質?_。(2)物質進入細胞都要穿過細胞膜,不同物質穿過細胞膜的方式不同,水、Na+進入細胞的方式分別是_、_。哪一種物質在加入呼吸抑制劑后,運輸速度會減慢?_。(3)為驗證“水分子通過水通道蛋白進入細胞”這一假設,科學家得到了如下材料:a.分離純化的水通道蛋白  b.含有水通道蛋白的細胞  c.去除水通道蛋白的細胞  d.磷脂雙分子層構成的內含水溶液的球狀體(其膜結構能與加入的蛋白質結合)  e.能夠抑制蛋白質活性的含汞離子的試劑  f.蒸餾水某生物