第3节 物质跨膜运输的方式.ppt

温故而知新 生物膜的结构模型示意图 流动镶嵌模型 新课导入 决定 第3节物质跨膜运输的方式 一 被动运输 二 主动运输 1 举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点 2 列表比较小分子和离子三种跨膜运输方式 3 阐述主动运输对细胞生活的意义 知识目标 教学目标 1 能够根据资料提出问题并获取信息 2 解读示意图 坐标图等图表 1 参与讨论与交流 学会合作 2 树立信心 勇于挑战 能力目标 情感态度与价值观目标 1 小分子和离子跨膜运输的方式 自由扩散 协助扩散和主动运输的特点 过程 实例 2 大分子跨膜运输的方式 胞吞和胞吐的概念 过程 教学重难点 重点 1 主动运输的特点 2 解读图表 难点 氧气 二氧化碳氮气 苯 水 甘油 乙醇 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 氢离子 钠离子 钾离子 钙离子 氯离子 镁离子 碳酸氢根 合成的脂双层 如图所示 人工无蛋白质的脂双层对不同分子的通透性不同 1 什么样的分子能够通过脂双层 什么样的分子不能通过 问题讨论 2 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层 但是小肠细胞能大量吸收葡萄糖 对此该如何解释 从图可以看出 氧气 二氧化碳氮气 苯等小分子很容易通过合成的脂双层 水 甘油 乙醇等较小分子也可通过 氨基酸 葡萄糖等大分子和核苷酸氢离子 钠离子 钾离子 钙离子 氯离子 镁离子 碳酸氢根等带电荷的离子则不能通过合成的脂双层 推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能运输葡萄糖的蛋白质 3 由图联想 需不需要的离子是否通过细胞膜上的蛋白质等运输 学生讨论时间 液体的扩散 物质进出细胞 从高浓度运输到低浓度 即顺浓度梯度的扩散 统称为被动运输 物质进出细胞 从浓度运输到高浓度 即逆浓度梯度的扩散 统称为主动运输 物质进出细胞 其他运输方式 一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域的过程 称为扩散 一 被动运输 自由扩散 协助扩散 细胞外 细胞内 自由扩散和协助扩散示意图 1 自由扩散 特点 顺浓度梯度运输 不需要载体 不需要消耗能量 物质通过简单的扩散作用进出细胞 概念 自由扩散 细胞膜 顺浓度梯度 自由扩散不消耗能量 不需要载体 运输速率取决于膜两侧物质的浓度差 浓度差越大 自由扩散速率越快 与物质浓度呈正比关系 物质浓度差 运输速率 2 协助扩散 特点 顺浓度梯度运输 需要载体参与 不需要消耗能量 概念 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 协助扩散 细胞膜 顺浓度梯度 载体 协助扩散不消耗能量 需要载体蛋白的协助 物质从高浓度向低浓度运输 当细胞外侧浓度增加到一定时候 运输速率不再增加 受载体蛋白数量的限制 1 自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗 为什么 不需要 都是顺浓度的梯度跨膜运输 2 自由扩散与协助扩散有什么异同 相同 都是顺浓度的梯度跨膜运输 不需要消耗能量 不同 自由扩散不需要载体蛋白的参与 协助扩散需要载体蛋白的参与 3 为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输 二者都是顺物质的浓度梯度进行的 不需要细胞消耗能量 所以 被称为被动运输 二 主动运输 刚学习的物质跨膜运输都是顺着浓度梯度的 那有没有逆着浓度梯度运输的物质呢 在一般情况下 植物根系所处的土壤溶液中 植物需要的很多矿质元素离子的浓度总是低于细胞液的浓度 但是矿质元素离子浓度低 还要吸收 这时植物就不能通过被动运输的方式吸收矿质元素离子 而是通过另外一种方法 主动运输 这时植物没有浓度差的动力 怎么来吸收矿质元素离子呢 1 植物细胞液中的矿质元素 如Mg2 Fe3 都要比土壤溶液高 但细胞还是不断从土壤溶液中吸收这些无机盐 2 人红细胞中K 的浓度比血浆高30倍 Na 的浓度却只有血浆的1 6 细胞却仍在 吸K 排Na 3 轮藻细胞中K 的浓度比周围水环境高63倍 资料 轮藻 4 水生植物丽藻的细胞液中K 浓度比它们生活的池水高1065倍 其他多种离子的浓度也比池水高得多 丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比 从上述资料中你能发现什么现象 这些离子的跨膜运输的现象说明了什么 Na K 和Ca2 等离子 都不能自由地通过磷脂双分子层 它们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 如图所示 ATP ADP Pi 主动运输 载体 主动运输的特征 顺浓度梯度运输 需要载体 需要消耗能量 主动运输的意义 保证了活细胞能够按照生命活动的需要 主动选择吸收所需要的营养物质 排出代谢废物和对细胞有害的物质 主动运输需消耗能量 需要载体蛋白的协助 物质从低浓度向高浓度运输 当细胞外侧浓度增加到一定时候 运输速率不再增加 受载体蛋白数量 能量的限制 对自由扩散和协助扩散是不需要能量的 氧气浓度再高产生的能量它们也不需要 所以随氧气浓度增大 在自由扩散和协助扩散中物质运输速率保持不变 氧气浓度对物质运输速率的影响曲线 主动运输方向也可由高浓度一侧运至低浓度一侧 但其速度远快于协助扩散 细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性 仅能运载特异的物质或几种结构相似的物质 如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸 细胞膜的选择透过性是由膜上的载体种类决定的 注意 自由扩散 协助扩散和主动运输的比较 不需要 需要 需要 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 不消耗 不消耗 消耗 O2 CO2 H2O 乙醇 甘油等 葡萄糖进入红细胞等 氨基酸等各种离子 O2 CO2 等小分子物质或者氨基酸等离子跨膜运输可以通过被动运输和主动运输 那么大分子物质或颗粒状物质进出细胞的方式是怎样的 它们可以通过 胞吞作用 胞吐作用 实现 胞吞和胞吐 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离下来形成囊泡 进入细胞内部 这种现象叫胞吞 人体的白细胞能吞噬入侵的细菌 细胞碎片及衰老的红细胞 这是细胞的什么作用 这是细胞的胞吞作用 想一想 白细胞接近细菌 白细胞开始吞噬细菌 白细胞已将细菌吞噬 白细胞吞噬细菌的过程 白细胞是怎样进行吞噬的 以吞噬细菌为例 白细胞的胞吞作用对人体有什么意义 这对于人体有防御功能 并且有利于细胞新陈代谢的正常进行 胞吐 细胞需要外排的大分子 先在细胞内形成囊泡 囊泡移动到细胞膜处 与细胞膜融合 将大分子排出细胞 这种现象叫胞吐 在组成型分泌活动中 胞吐作用是自发进行的 但是在调节型的细胞中 胞吐作用必需有信号的触发 触发的信号可以是神经递质 激素或Ca2 等 在胞吐过程中也需要GTP和ATP等 向分泌细胞注射Ca2 离子可以促进胞吐作用 胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外 另一方面小泡的膜融入质膜 使质膜得以补充 看一看 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通过细胞膜运输到细胞膜的另一侧 即进行的是跨膜运输方式 而胞吞和胞吐则不是跨膜运输 细胞膜的主动吸收是活细胞的特性 它证明细胞能选择地透过一些物质 那么死细胞会怎样 死细胞的细胞膜没有选择透过性 则失去主动吸收功能 加热花瓣 加热杀死后的花瓣细胞的细胞膜失去了选择透过性 使花瓣里的色素可以自由透出细胞膜外 课外小实验 自由扩散 协助扩散 顺浓度梯度 载体蛋白 消耗能量 课堂小结 2009宁夏 下列关于物质跨膜运输的叙述 错误的是A 植物细胞积累K 需消耗能量B 细胞对离子的吸收具有选择性C 海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D 液泡中积累大量离子 故液泡膜不具有选择透过性 D 高考链接 解析 植物细胞吸收K 的方式是主动运输 需消耗能量 活细胞对离子的吸收都具有选择性 海水中的海藻细胞通过积累溶质 使其细胞液的浓度增大 和海水形成等渗 防止因渗透失水而导致质壁分离 故ABC都正确 液泡膜属于生物膜系统 而生物膜都具有选择透过性 2009广东 某物质从低浓度向高浓度跨膜运输 该过程 A 没有载体参与B 为自由扩散C 为协助扩散D 为主动运输 D 解析 物质跨膜运输方式包括自由扩散 协助扩散和主动运输 其中自由扩散和协助扩散都是指物质从高浓度向低浓度运输 而主动运输是指物质从低浓度向高浓度跨膜运输 需要载体和消耗能量 2008广东 甲 乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞 如果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 甲运输被促进B 乙运输被促进C 甲运输被抑制D 乙运输被抑制 D 解析 本题考查物质跨膜运输方式 人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜替代细胞膜 此时自由扩散能正常进行而协助扩散由于没有载体蛋白则不能进行 所以乙的运输被抑制 1 人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决 A 组织液中甘油的浓度B 细胞膜上甘油载体的数量C 细胞的呼吸作用强度D 细胞膜上载体的种类 课堂练习 A 2 海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍 但仍然能吸收碘 原因是 A 海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘B 海带细胞膜上运载碘的载体多 通过协助扩散的方式吸收C 海带细胞膜上运载碘的载体多 通过主动运输方式吸收D 海带细胞不断消耗碘元素 细胞内碘的浓度不断降低 C 3 下列说法中错误的是 A 黄瓜在腌制中慢慢变甜 是细胞主动吸收糖分的结果B 水分子进出细胞是自由扩散C 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助 但不消耗能量 属于协助扩散D 大肠杆菌吸收K 属于主动运输 既消耗能量 又需要膜上的载体蛋白 A 4 下列与细胞膜有关的四个选择项中 能说明细胞膜具有流动性的是 A 选择性B 主动运输C 保护作用D 胞吞和胞吐 D 5 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 B 6 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 分析 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 C 7 下图表示在一定范围内细胞膜外物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系 说法正确的是 膜外某物质浓度 跨膜速度 B A 该物质进入细胞的方式是自由扩散B 该物质通过膜时必须与载体蛋白质结合C 该物质可能是水或甘油D 该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧运输 分析 由图可知 该物质跨膜速度刚开始时与膜外该物质浓度成正比 说明是顺浓度梯度的 最后跨膜速度达到饱和 说明此运输还和膜上的载体数量有关 水和甘油通过自由扩散进出细胞 所以答案为 B 解读图表 细胞内 细胞外 100 150 离子浓度 mmol L 1 50 0 Na K Mg2 Cl 离子种类 8 上图表示的是一个