2018-2019學年高中生物 第4章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞秸n件 新人教版必修1.ppt

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1、第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?教師參考 新課導入 導入1:前面我們學習了細胞膜,知道細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能,即細胞需要的氧氣、葡萄糖、氨基酸、無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進入細胞;抗體、激素等物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后會分泌到細胞外,細胞產(chǎn)生的廢物也要排到細胞外。那么這些物質(zhì)是以什么方式進出細胞的呢?科學家對此進行了探究,并且已經(jīng)弄清了許多物質(zhì)的跨膜運輸方式。本節(jié)課就讓我們沿著科學家的思路去體驗一次科學探究的過程吧。 導入2:我們知道細胞是一個開放的系統(tǒng),它每時每刻都在與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。物質(zhì)的進進出出都要經(jīng)過細胞的邊界細胞膜。 那么物質(zhì)是以何種方式穿過細胞膜的呢?這將是本節(jié)課學習的內(nèi)容。,【

2、教學目標】 1.通過對一些小分子物質(zhì)出入細胞的實例分析,使學生能運用歸納與概括、演繹與推理的方法,總結(jié)出物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞胶吞攸c?？茖W思維、科學探究 2.結(jié)合白細胞的吞噬作用和抗體的分泌這些事實,使學生能運用膜的流動性原理解釋胞吞和胞吐現(xiàn)象。科學思維,形成學科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學習,自主學習 讀教材學基礎,一、被動運輸 請仔細閱讀教材第7071頁,完成下面的問題。 1.概念:物質(zhì)進出細胞 梯度的擴散。 2.類型,順濃度,,,,判斷 (1)相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴散進入細胞內(nèi)。( ) (2)葡萄糖進入紅細胞需要載體蛋白的協(xié)助,但不需要消耗能量,屬于協(xié)助擴散。

3、( ) (3)細胞膜對鉀離子的吸收要靠糖蛋白識別并運輸。( ),,,,二、主動運輸 請仔細閱讀教材第7172頁,完成下面的問題。 1.基本條件 (1)細胞膜上相應 的協(xié)助。 (2)需要消耗能量 。 2.實例:K+、Ca2+、Na+等離子通過細胞膜。 3.生理意義:保證活細胞按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要的 ,排出 和對細胞 的物質(zhì)。,載體蛋白,ATP,營養(yǎng)物質(zhì),代謝廢物,有害,選擇 某物質(zhì)從低濃度向高濃度跨膜運輸,該過程( ) A.沒有載體參與B.不消耗能量 C.不體現(xiàn)膜的選擇透過性D.需要消耗能量,D,三、大分子物質(zhì)的運輸 請

4、仔細閱讀教材第72頁,完成下面的問題。 1.胞吞:大分子附著在細胞膜 ,這部分細胞膜 形成 ,包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來,形成 ,進入細胞內(nèi)部。 2.胞吐:細胞需要 的大分子,先在細胞內(nèi)形成 ,然后移動到 處,并與之融合將大分子排出細胞。 思考 胞吞和胞吐屬于跨膜運輸嗎?是否需要消耗能量? 提示:不屬于。胞吞和胞吐利用了膜的流動性,需要消耗能量。,表面,內(nèi)陷,小囊,囊泡,外排,囊泡,細胞膜,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 物質(zhì)出入細胞方式的比較 教師參考 問題引領: 1.自由擴散和協(xié)助擴散主要區(qū)別是什么? 2.主動運輸和被動運輸

5、的根本區(qū)別是什么? 3.大分子物質(zhì)是如何出入細胞的?它是否需要載體?,,,,,【典例1】 下圖表示某生物膜的部分結(jié)構(gòu),圖中A、B、C、D表示某些物質(zhì),a、b、c、d表示物質(zhì)跨膜運輸方式。下列說法錯誤的是() A.若是癌細胞的細胞膜,則物質(zhì)D比正常細胞少 B.若是肝細胞的細胞膜,則b、c運輸?shù)臍怏w分別是O2、CO2 C.若是腸腺細胞膜,則胰蛋白酶以d方式分泌 D.若是小腸絨毛上皮細胞膜,則甘油以b方式進入細胞,,解析:圖中物質(zhì)D表示糖蛋白,癌細胞的細胞膜上的糖蛋白減少;根據(jù)D糖蛋白的位置可以判斷上面為膜的外側(cè),下面為膜的內(nèi)側(cè),O2、CO2以自由擴散方式穿過生物膜,其中O2進入細胞即圖中的b,C

6、O2運出細胞即圖中的c。甘油以b方式即自由擴散進入細胞;d方式表示主動運輸,胰蛋白酶是分泌蛋白,是通過胞吐方式被分泌出細胞的。 答案:C,方法透析 物質(zhì)出入細胞方式的判斷方法 (1)據(jù)分子大小判斷: (2)根據(jù)運輸方向判斷:逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸。,備選例題 如圖所示為物質(zhì)進出細胞的分類圖。已知物質(zhì)進出細胞的方式有胞吞、胞吐、自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸,下列說法正確的是( ) A.如A與B的分類標準為是否消耗能量,則C可表示主動運輸 B.如A與B的分類標準為是否消耗能量,則G可表示主動運輸 C.如A與B的分類標準為是否需要載體蛋白,則C可表示主動運輸 D.如A與B的分類標準為

7、是否需要載體蛋白,則G可表示主動運輸,C,,解析:物質(zhì)進出細胞的五種方式中,胞吞、胞吐和主動運輸消耗能量,協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白。如A與B的分類標準為是否消耗能量,C、D表示自由擴散和協(xié)助擴散,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示主動運輸;如A與B的分類標準為是否需要載體蛋白,則C、D表示協(xié)助擴散和主動運輸,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示自由擴散。,,【題組演練】 1.下圖中示意物質(zhì)和離子通過細胞膜的過程,下列陳述中正確的是( ) A.所有圖均為主動運輸 B.圖和圖為主動運輸,圖和圖為被動運輸 C.圖、圖和圖為滲透作用 D.圖為主動運輸,圖、圖、圖為被動運輸 解析:所有主動運輸必須是依賴于蛋

8、白,并且逆濃度梯度。所以圖中只有是主動運輸。而滲透作用是指水分子通過膜的擴散,圖、可表示滲透作用,而圖中物質(zhì)逆濃度梯度運輸,不能表示滲透作用。,D,2.以下表示“物質(zhì)出入細胞的方式”的簡要概念圖,相關(guān)敘述正確的是( ) A.小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸的方式為 B.葡萄糖進入紅細胞的方式為 C.唾液腺細胞分泌唾液淀粉酶的方式為 D.K+進入組織細胞方式為,A,,解析:是主動運輸、為胞吐或胞吞、為協(xié)助擴散、自由擴散,小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸的方式為主動運輸;葡萄糖進入紅細胞的方式為協(xié)助擴散,不需要能量,唾液腺細胞分泌唾液淀粉酶的方式為胞吐,K+進入組織細胞方式為主動運輸。,,B,,,主題二 影

9、響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩丶扒€分析 教師參考 問題引領: 1.不同物質(zhì)濃度對物質(zhì)運輸速率有何影響? 2.載體是如何影響物質(zhì)運輸速率的? 3.O2濃度會影響K+進入肝細胞的速率嗎?若無O2 K+就不能被運輸?shù)礁渭毎麅?nèi)嗎?,,1.影響跨膜運輸?shù)囊蛩?(1)影響自由擴散的因素:細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。 (2)影響協(xié)助擴散的因素:細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差;細胞膜上相應載體的種類和數(shù)量。 (3)影響主動運輸?shù)囊蛩?細胞膜上相應載體的種類和數(shù)量;能量。,2.影響物質(zhì)運輸速率的曲線分析 (1)物質(zhì)濃度(在一定范圍內(nèi))對運輸速率的影響曲線 自由擴散的運輸方向是由高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè),其動力是兩側(cè)溶液的濃度差,在一

10、定濃度范圍內(nèi),隨物質(zhì)濃度的增大,其運輸速率越大。,協(xié)助擴散或主動運輸?shù)墓餐攸c是都需要載體協(xié)助,在物質(zhì)濃度較低時,隨物質(zhì)濃度的增大,運輸速率也逐漸增大,到達一定物質(zhì)濃度時,由于受膜上載體數(shù)量的限制,運輸速率不再隨濃度增大而增大。,(2)O2濃度對物質(zhì)運輸速率的影響曲線 自由擴散和協(xié)助擴散統(tǒng)稱為被動運輸,其運輸方向都是從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè),其運輸?shù)膭恿Χ际菨舛炔?不需要能量,因此與O2濃度無關(guān),運輸速率不隨O2濃度增大而改變。,主動運輸方式既需要載體協(xié)助又需要消耗能量,在O2濃度為零時,通過細胞無氧呼吸供能,但無氧呼吸產(chǎn)生能量較少,所以運輸速率較低,在一定范圍內(nèi)隨O2濃度升高,有氧呼吸加強,

11、產(chǎn)生的能量逐漸增多,所以運輸速率不斷加快,當O2濃度足夠高時,能量供應充足,但由于受到載體數(shù)量的限制,運輸速率不再隨O2濃度增大而加快。,【典例2】 圖中曲線a、b表示分子跨膜運輸速率與O2濃度的關(guān)系,下列分析不正確的是() A.曲線a代表被動運輸,曲線b代表主動運輸 B.曲線a代表的分子跨膜運輸一定不需要載體蛋白 C.曲線b運輸速率達到飽和的原因可能是細胞膜上載體蛋白數(shù)量有限 D.溫度可影響生物膜的流動性從而對曲線a、b的運輸速率均有影響,,解析:曲線a說明物質(zhì)跨膜運輸與細胞呼吸無關(guān),不消耗能量;而曲線b說明物質(zhì)跨膜運輸與細胞呼吸有關(guān),消耗能量,所以曲線a可代表被動運輸,曲線b可代表主動運

12、輸,主動運輸與載體和能量有關(guān),所以曲線b運輸速率達到飽和的原因是細胞膜上載體蛋白數(shù)量有限;曲線a如果是協(xié)助擴散,則需要載體蛋白;由于細胞膜的流動性與溫度有關(guān),所以溫度可影響生物膜的流動性從而對曲線a、b的運輸速率均有影響。 答案:B,,(1)從圖中信息可知,運輸不同物質(zhì)的載體蛋白(填“可能”或“不可能”)相同;該細胞吸收的方式為主動運輸。(2)該細胞吸收氧氣的方式與圖2中是一致的。圖2中,對應的跨膜運輸方式為;限制中A點和B點的因素分別是。,,解析:(1)從圖中信息可知,運輸不同物質(zhì)的載體蛋白可能相同,因為氨基酸和鈉離子共用一種載體;該細胞吸收氨基酸是從低濃度到高濃度運輸?shù)?吸收葡萄糖需要消耗

13、ATP,所以細胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式為主動運輸。 (2)該細胞吸收氧氣的方式是自由擴散,自由擴散與濃度有關(guān),與載體和能量無關(guān),故與圖2中是一致的。圖2中,對應的跨膜運輸方式,載體數(shù)量可以限制物質(zhì)運輸速率,故為協(xié)助擴散或主動運輸;限制中A點的因素是能量,在此時橫坐標的能量變化能夠引起縱坐標運輸速率的變化,B點的因素是載體數(shù)量,橫坐標的能量已經(jīng)不再是限制因素。 答案:(1)可能氨基酸和葡萄糖 (2)協(xié)助擴散或主動運輸能量、載體數(shù)量,,【題組演練】 1.圖中曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?據(jù)圖分析下列表述不正確的是( ) A.脂溶性小分子物質(zhì)通過方式a運輸 B.葡萄糖進入紅細胞的方式為b C

14、.方式b的最大運輸速率與被運輸分子的濃度有關(guān) D.抑制細胞呼吸對方式b的運輸速率可能產(chǎn)生影響 解析:脂溶性小分子物質(zhì)的跨膜運輸方式是自由擴散,即方式a,葡萄糖進入紅細胞的方式為協(xié)助擴散,而方式b為協(xié)助擴散或主動運輸;其最大運輸速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān);抑制細胞呼吸會影響能量的供應,主動運輸需要消耗能量,因此可能會影響方式b。,C,,2.下列有關(guān)物質(zhì)進出細胞方式的分析,不正確的是( ) A.低溫對物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾屎退\輸物質(zhì)種類都有很大影響 B.載體蛋白結(jié)構(gòu)異常對協(xié)助擴散和主動運輸?shù)挠绊戄^為顯著 C.受細胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差影響最大的運輸方式是被動運輸 D.土壤通氣狀況對陸生植物根系的主動運輸有很大

15、影響 解析:低溫僅影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾?載體蛋白的種類對所運輸物質(zhì)種類有很大影響;協(xié)助擴散和主動運輸都需要載體蛋白的協(xié)助,因此載體蛋白結(jié)構(gòu)異常對協(xié)助擴散和主動運輸?shù)挠绊戄^為顯著;被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散,二者均是順濃度梯度跨膜運輸?shù)?受細胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差影響大;土壤通氣狀況通過影響植物根系的有氧呼吸來影響主動運輸過程。,A,3.下表是人體成熟紅細胞中與血漿中的K+和Mg2+在不同條件下的含量比較,據(jù)表分析不正確的是( ) A.魚藤酮對K+載體和Mg2+載體的生理功能都有抑制作用 B.魚藤酮可能是通過抑制紅細胞的有氧呼吸,從而影響K+和Mg2+的運輸 C.烏木苷抑制K+載體的生理功能而

16、不影響Mg2+載體的生理功能 D.正常情況下血漿中K+和Mg2+均通過主動運輸進入紅細胞,B,,解析:從表中數(shù)據(jù)分析可知,在處理前細胞內(nèi)K+和Mg2+的含量都比較高,而在用魚藤酮處理后,K+和Mg2+的含量都減少了,說明魚藤酮對K+載體和Mg2+載體的生理功能都有抑制作用;用烏木苷處理后,K+的含量減少,而Mg2+的含量保持不變,說明烏木苷抑制K+載體的生理功能而不影響Mg2+載體的生理功能;正常情況下血漿中K+和Mg2+均通過主動運輸進入紅細胞;人體成熟的紅細胞內(nèi)無線粒體,無法進行有氧呼吸。,形成學科核心素養(yǎng),(一)重要生物學概念 1.自由擴散既不需要載體,也不需要能量,水、氣體及脂溶性物質(zhì)以自由擴散方式運輸。 2.協(xié)助擴散需要載體,但不需要能量,如紅細胞吸收葡萄糖。 3.主動運輸既需要能量,又需要載體,無機鹽離子主要以主動運輸方式進出細胞。 4.大分子物質(zhì)進出細胞的方式是胞吞、胞吐,不屬于跨膜運輸。 5.物質(zhì)的濃度、載體的種類和數(shù)量、細胞的能量供應等均可能影響物質(zhì)跨膜運輸。,(二)學科核心素養(yǎng) 科學思維:運用歸納與概括的方法總結(jié)出幾種物質(zhì)運輸方式的概念、特點等。,(三)網(wǎng)絡構(gòu)建 請嘗試構(gòu)建本課時知識網(wǎng)絡。,謝謝觀賞！,