2018-2019学年高中生物 第4章 细胞的物质输入和输出 第3节 物质跨膜运输的方式课件 新人教版必修1.ppt

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资源描述
第3节物质跨膜运输的方式,教师参考 新课导入 导入1:前面我们学习了细胞膜,知道细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,即细胞需要的氧气、葡萄糖、氨基酸、无机盐等营养物质可以从外界进入细胞;抗体、激素等物质在细胞内合成后会分泌到细胞外,细胞产生的废物也要排到细胞外。那么这些物质是以什么方式进出细胞的呢?科学家对此进行了探究,并且已经弄清了许多物质的跨膜运输方式。本节课就让我们沿着科学家的思路去体验一次科学探究的过程吧。 导入2:我们知道细胞是一个开放的系统,它每时每刻都在与外界环境进行物质交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界细胞膜。 那么物质是以何种方式穿过细胞膜的呢?这将是本节课学习的内容。,【教学目标】 1.通过对一些小分子物质出入细胞的实例分析,使学生能运用归纳与概括、演绎与推理的方法,总结出物质跨膜运输的方式和特点。科学思维、科学探究 2.结合白细胞的吞噬作用和抗体的分泌这些事实,使学生能运用膜的流动性原理解释胞吞和胞吐现象。科学思维,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,自主学习 读教材学基础,一、被动运输 请仔细阅读教材第7071页,完成下面的问题。 1.概念:物质进出细胞 梯度的扩散。 2.类型,顺浓度,判断 (1)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内。( ) (2)葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量,属于协助扩散。( ) (3)细胞膜对钾离子的吸收要靠糖蛋白识别并运输。( ),二、主动运输 请仔细阅读教材第7172页,完成下面的问题。 1.基本条件 (1)细胞膜上相应 的协助。 (2)需要消耗能量 。 2.实例:K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜。 3.生理意义:保证活细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的 ,排出 和对细胞 的物质。,载体蛋白,ATP,营养物质,代谢废物,有害,选择 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.不消耗能量 C.不体现膜的选择透过性D.需要消耗能量,D,三、大分子物质的运输 请仔细阅读教材第72页,完成下面的问题。 1.胞吞:大分子附着在细胞膜 ,这部分细胞膜 形成 ,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成 ,进入细胞内部。 2.胞吐:细胞需要 的大分子,先在细胞内形成 ,然后移动到 处,并与之融合将大分子排出细胞。 思考 胞吞和胞吐属于跨膜运输吗?是否需要消耗能量? 提示:不属于。胞吞和胞吐利用了膜的流动性,需要消耗能量。,表面,内陷,小囊,囊泡,外排,囊泡,细胞膜,凝练素养 解疑难提能力,主题一 物质出入细胞方式的比较 教师参考 问题引领: 1.自由扩散和协助扩散主要区别是什么? 2.主动运输和被动运输的根本区别是什么? 3.大分子物质是如何出入细胞的?它是否需要载体?,【典例1】 下图表示某生物膜的部分结构,图中A、B、C、D表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是() A.若是癌细胞的细胞膜,则物质D比正常细胞少 B.若是肝细胞的细胞膜,则b、c运输的气体分别是O2、CO2 C.若是肠腺细胞膜,则胰蛋白酶以d方式分泌 D.若是小肠绒毛上皮细胞膜,则甘油以b方式进入细胞,解析:图中物质D表示糖蛋白,癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少;根据D糖蛋白的位置可以判断上面为膜的外侧,下面为膜的内侧,O2、CO2以自由扩散方式穿过生物膜,其中O2进入细胞即图中的b,CO2运出细胞即图中的c。甘油以b方式即自由扩散进入细胞;d方式表示主动运输,胰蛋白酶是分泌蛋白,是通过胞吐方式被分泌出细胞的。 答案:C,方法透析 物质出入细胞方式的判断方法 (1)据分子大小判断: (2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。,备选例题 如图所示为物质进出细胞的分类图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输,下列说法正确的是( ) A.如A与B的分类标准为是否消耗能量,则C可表示主动运输 B.如A与B的分类标准为是否消耗能量,则G可表示主动运输 C.如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则C可表示主动运输 D.如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则G可表示主动运输,C,解析:物质进出细胞的五种方式中,胞吞、胞吐和主动运输消耗能量,协助扩散和主动运输需要载体蛋白。如A与B的分类标准为是否消耗能量,C、D表示自由扩散和协助扩散,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示主动运输;如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则C、D表示协助扩散和主动运输,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示自由扩散。,【题组演练】 1.下图中示意物质和离子通过细胞膜的过程,下列陈述中正确的是( ) A.所有图均为主动运输 B.图和图为主动运输,图和图为被动运输 C.图、图和图为渗透作用 D.图为主动运输,图、图、图为被动运输 解析:所有主动运输必须是依赖于蛋白,并且逆浓度梯度。所以图中只有是主动运输。而渗透作用是指水分子通过膜的扩散,图、可表示渗透作用,而图中物质逆浓度梯度运输,不能表示渗透作用。,D,2.以下表示“物质出入细胞的方式”的简要概念图,相关叙述正确的是( ) A.小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为 B.葡萄糖进入红细胞的方式为 C.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为 D.K+进入组织细胞方式为,A,解析:是主动运输、为胞吐或胞吞、为协助扩散、自由扩散,小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为主动运输;葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,不需要能量,唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为胞吐,K+进入组织细胞方式为主动运输。,B,主题二 影响物质跨膜运输的因素及曲线分析 教师参考 问题引领: 1.不同物质浓度对物质运输速率有何影响? 2.载体是如何影响物质运输速率的? 3.O2浓度会影响K+进入肝细胞的速率吗?若无O2 K+就不能被运输到肝细胞内吗?,1.影响跨膜运输的因素 (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:细胞膜内外物质的浓度差;细胞膜上相应载体的种类和数量。 (3)影响主动运输的因素:细胞膜上相应载体的种类和数量;能量。,2.影响物质运输速率的曲线分析 (1)物质浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线 自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率越大。,协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。,(2)O2浓度对物质运输速率的影响曲线 自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与O2浓度无关,运输速率不随O2浓度增大而改变。,主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量,在O2浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少,所以运输速率较低,在一定范围内随O2浓度升高,有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当O2浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随O2浓度增大而加快。,【典例2】 图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系,下列分析不正确的是() A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输 B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白 C.曲线b运输速率达到饱和的原因可能是细胞膜上载体蛋白数量有限 D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响,解析:曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关,不消耗能量;而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关,消耗能量,所以曲线a可代表被动运输,曲线b可代表主动运输,主动运输与载体和能量有关,所以曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限;曲线a如果是协助扩散,则需要载体蛋白;由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响。 答案:B,(1)从图中信息可知,运输不同物质的载体蛋白(填“可能”或“不可能”)相同;该细胞吸收的方式为主动运输。(2)该细胞吸收氧气的方式与图2中是一致的。图2中,对应的跨膜运输方式为;限制中A点和B点的因素分别是。,解析:(1)从图中信息可知,运输不同物质的载体蛋白可能相同,因为氨基酸和钠离子共用一种载体;该细胞吸收氨基酸是从低浓度到高浓度运输的,吸收葡萄糖需要消耗ATP,所以细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式为主动运输。 (2)该细胞吸收氧气的方式是自由扩散,自由扩散与浓度有关,与载体和能量无关,故与图2中是一致的。图2中,对应的跨膜运输方式,载体数量可以限制物质运输速率,故为协助扩散或主动运输;限制中A点的因素是能量,在此时横坐标的能量变化能够引起纵坐标运输速率的变化,B点的因素是载体数量,横坐标的能量已经不再是限制因素。 答案:(1)可能氨基酸和葡萄糖 (2)协助扩散或主动运输能量、载体数量,【题组演练】 1.图中曲线a、b表示物质跨膜运输的方式,据图分析下列表述不正确的是( ) A.脂溶性小分子物质通过方式a运输 B.葡萄糖进入红细胞的方式为b C.方式b的最大运输速率与被运输分子的浓度有关 D.抑制细胞呼吸对方式b的运输速率可能产生影响 解析:脂溶性小分子物质的跨膜运输方式是自由扩散,即方式a,葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,而方式b为协助扩散或主动运输;其最大运输速率与载体蛋白数量有关;抑制细胞呼吸会影响能量的供应,主动运输需要消耗能量,因此可能会影响方式b。,C,2.下列有关物质进出细胞方式的分析,不正确的是( ) A.低温对物质跨膜运输的速率和所运输物质种类都有很大影响 B.载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著 C.受细胞内外物质浓度差影响最大的运输方式是被动运输 D.土壤通气状况对陆生植物根系的主动运输有很大影响 解析:低温仅影响物质跨膜运输的速率,载体蛋白的种类对所运输物质种类有很大影响;协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助,因此载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著;被动运输包括自由扩散和协助扩散,二者均是顺浓度梯度跨膜运输的,受细胞内外物质浓度差影响大;土壤通气状况通过影响植物根系的有氧呼吸来影响主动运输过程。,A,3.下表是人体成熟红细胞中与血浆中的K+和Mg2+在不同条件下的含量比较,据表分析不正确的是( ) A.鱼藤酮对K+载体和Mg2+载体的生理功能都有抑制作用 B.鱼藤酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸,从而影响K+和Mg2+的运输 C.乌木苷抑制K+载体的生理功能而不影响Mg2+载体的生理功能 D.正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞,B,解析:从表中数据分析可知,在处理前细胞内K+和Mg2+的含量都比较高,而在用鱼藤酮处理后,K+和Mg2+的含量都减少了,说明鱼藤酮对K+载体和Mg2+载体的生理功能都有抑制作用;用乌木苷处理后,K+的含量减少,而Mg2+的含量保持不变,说明乌木苷抑制K+载体的生理功能而不影响Mg2+载体的生理功能;正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞;人体成熟的红细胞内无线粒体,无法进行有氧呼吸。,形成学科核心素养,(一)重要生物学概念 1.自由扩散既不需要载体,也不需要能量,水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。 2.协助扩散需要载体,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。 3.主动运输既需要能量,又需要载体,无机盐离子主要以主动运输方式进出细胞。 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。 5.物质的浓度、载体的种类和数量、细胞的能量供应等均可能影响物质跨膜运输。,(二)学科核心素养 科学思维:运用归纳与概括的方法总结出几种物质运输方式的概念、特点等。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏!,
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