第四章第三節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式學(xué)案

1、沁陽(yáng)一中高一生物學(xué)案（2016.11）第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式（主備人：劉萍）一學(xué)習(xí)目標(biāo)1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類(lèi)型及異同點(diǎn)2、簡(jiǎn)述主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)細(xì)胞生活的意義3、理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩?、了角胞吞和胞吐二問(wèn)題探討（教材P70，看圖后思考以下兩個(gè)問(wèn)題）1、什么樣的分子能夠通過(guò)脂雙層？什么樣的分子不能通過(guò)？2、葡萄糖不能通過(guò)無(wú)蛋白質(zhì)的脂雙層，但是小腸細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，對(duì)此該如何解釋?zhuān)?、觀察此圖，聯(lián)系已有知識(shí)，還能提出其他問(wèn)題嗎？三自主學(xué)習(xí)請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)默讀課本P70-72內(nèi)容，仔細(xì)觀察圖4-7-圖4-8。認(rèn)真思考并填寫(xiě)空白。1、自由擴(kuò)散： 概念：物質(zhì)通過(guò) 進(jìn)出細(xì)胞。

2、 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。 實(shí)例： 2、協(xié)助擴(kuò)散： 概念：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助 擴(kuò)散。 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。 實(shí)例： 3、主地運(yùn)輸： 概念：從 一側(cè)運(yùn)輸?shù)?一側(cè)，需要 的協(xié)助，同時(shí)還需要 。 方向： ； 是否需要載體蛋白： 是否需要能量： ；影響因素： 。實(shí)例： 探究一：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的比較 ：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞桨ǎ?、 、 。1、跨膜運(yùn)輸方式的比較：運(yùn)輸方式運(yùn)輸方向（濃度梯度）是否需要載體是否需要能量2、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x：保證了 能夠按照 ， 吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。體現(xiàn)了生物膜

3、具有 。探究二：主動(dòng)運(yùn)輸需要的能量主要通過(guò)細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸提供。植物生長(zhǎng)需從土壤中吸收大量無(wú)機(jī)鹽。請(qǐng)解釋在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為什么要經(jīng)作物松土？探究三：從主動(dòng)運(yùn)輸?shù)臈l件角度分析，與主動(dòng)運(yùn)輸有直接關(guān)系的細(xì)胞器有哪些？探究四：影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩夭?gòu)建數(shù)學(xué)模型1、自由擴(kuò)散：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)下表（氧氣跨紅細(xì)胞時(shí)的運(yùn)輸速率）繪制曲線(xiàn)圖：濃度差1.5mmol/L3 mmol/L4.5 mmol/L6 mmol/L速率8152430結(jié)論：物質(zhì)運(yùn)輸速率與細(xì)胞內(nèi)外濃度差成 關(guān)系。影響因素：自由擴(kuò)散的擴(kuò)散速度只受   的限制。2、協(xié)助擴(kuò)散：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的異同繪制協(xié)助擴(kuò)散關(guān)系曲線(xiàn)圖：結(jié)

4、論：一定范圍內(nèi)，物質(zhì)運(yùn)輸速率與細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差成 關(guān)系；達(dá)最大值后，擴(kuò)散速率由于 而不再增加；影響因素：協(xié)助擴(kuò)散的擴(kuò)散速度受        和         的限制。3、主動(dòng)運(yùn)輸：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散來(lái)分析主動(dòng)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系曲線(xiàn)圖：結(jié)論：一定范圍內(nèi)，物質(zhì)運(yùn)輸速率與能量成    關(guān)系；達(dá)最大值后，物質(zhì)運(yùn)輸速率由于  而不再增加；影響因素：物質(zhì)運(yùn)輸速率與 和 有關(guān)。特別提醒：1、凡能影響細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響主動(dòng)

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

6、細(xì)胞運(yùn)輸離子甲的載體數(shù)量比運(yùn)輸離子乙的載體數(shù)量多C .兩種離子均只能從低濃度的一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)D .曲線(xiàn)mn段和ab段對(duì)應(yīng)時(shí)刻限制細(xì)胞吸收物質(zhì)的因素是該物質(zhì)載體蛋白的數(shù)量例1變式題：某科學(xué)家在研究物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種曲線(xiàn)關(guān)系，在研究某種物質(zhì)的運(yùn)輸時(shí)，發(fā)現(xiàn)與曲線(xiàn)和相符，最可能是下列哪一過(guò)程()A葡萄糖從血漿進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞 B根細(xì)胞從土壤中吸收礦質(zhì)元素C小腸上皮細(xì)胞從小腸內(nèi)吸收氨基酸 D組織細(xì)胞從組織液吸收氧氣例2、右圖為氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖。下表選項(xiàng)中正確的是選項(xiàng)管腔中氨基酸上皮細(xì)胞管腔中Na+上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞中氨基酸組織液A主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸B被動(dòng)運(yùn)輸被

7、動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸C被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸D主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸例2變式題：如圖表示動(dòng)物某組織細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)部分物質(zhì)示意圖,與圖中信息不相符的是( )A.甲側(cè)為細(xì)胞外,乙側(cè)為細(xì)胞內(nèi)B.既可順濃度梯度運(yùn)輸也可逆濃度梯度運(yùn)輸C.圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯域?qū)動(dòng)力不是D.圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸方式與小腸上皮細(xì)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(duì)多種物質(zhì)的通透性，結(jié)果如右圖。據(jù)此不能得出的推論是A.生物膜上存在著協(xié)助H2O通過(guò)的物質(zhì)B.生物膜對(duì)K+、Na+、Cl-的通透具有選擇性C.離子以易化（協(xié)助）擴(kuò)散方式通過(guò)人工膜D.分子的大小影響其通過(guò)人工膜的擴(kuò)散速率例4、如右甲()乙()兩種

8、物質(zhì)在細(xì)胞膜兩側(cè)的分布情況如圖(顆粒的多少表示濃度的高低),在進(jìn)行跨膜運(yùn)輸時(shí),下列說(shuō)法正確的是(   ) A.甲進(jìn)入細(xì)胞一定需要能量           B.甲運(yùn)出細(xì)胞一定不需要能量C.乙進(jìn)入細(xì)胞一定有載體蛋白的參與          D.乙運(yùn)出細(xì)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(zhì)在一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外的相對(duì)濃度差異。其中通過(guò)圖乙所示的過(guò)程來(lái)維持細(xì)胞

9、內(nèi)外濃度差異的物質(zhì)是  (    )A.Na+B.CO2C.胰島素D.K+（二）大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式（非跨膜運(yùn)輸）請(qǐng)同學(xué)們自主學(xué)習(xí)教材P72頁(yè)，填寫(xiě)下表空白：非跨膜運(yùn)輸方式 作用細(xì)胞攝取或排出 或 物質(zhì)的方式原理膜的 特點(diǎn)物質(zhì)通過(guò)小泡轉(zhuǎn)移，消耗 但不需要 方向胞外胞內(nèi)胞內(nèi)胞外實(shí)例變形蟲(chóng)吞噬食物顆粒；白細(xì)胞吞噬細(xì)菌分泌蛋白的分泌膜泡運(yùn)輸（非跨膜運(yùn)輸）作用作用跨膜運(yùn)輸根據(jù)分子的大小大分子小分子離子據(jù)是否需要能量需要不需要據(jù)是否需要載體需要不需要（三）判斷物質(zhì)運(yùn)輸方式的方法例5、如圖所示為細(xì)胞對(duì)大分子物質(zhì)進(jìn)行胞吞和胞吐的過(guò)程。下列與此有關(guān)的敘述錯(cuò)誤的是( )A.a與

10、b均要以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生B.a要有細(xì)胞表面識(shí)別和內(nèi)部供能才可能完成C.b在細(xì)胞分泌的同時(shí)導(dǎo)致膜成分的更新D.b與a分別是細(xì)胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式例6、運(yùn)用“人工膜技術(shù)”制作的攜帶有單克隆抗體的磷脂微球體藥物被注射到實(shí)驗(yàn)鼠血液中一段時(shí)間后,首先在某甲癌細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到藥物已經(jīng)進(jìn)人。據(jù)此認(rèn)為,藥物進(jìn)入自胞的方式最可能是(    )A.抗體與細(xì)胞識(shí)別后誘發(fā)膜融合或胞吞B.藥物分子透過(guò)微球體與細(xì)胞膜的自由擴(kuò)散C.藥物分子通過(guò)識(shí)別細(xì)胞膜上載體蛋白的主動(dòng)運(yùn)輸D.抗體與細(xì)胞識(shí)別后誘發(fā)微球體的主動(dòng)侵染四、知識(shí)拓展：教材P74頁(yè)科學(xué)前沿：水通道蛋白和離子通道蛋白(選做題)例7、

11、根據(jù)材料回答問(wèn)題:彼得阿格雷由于發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜上的水通道而獲得2003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。我們知道,人體有些細(xì)胞能很快吸收水,而另外一些細(xì)胞則不能吸收水。早在19世紀(jì)中期,科學(xué)家就猜測(cè)細(xì)胞膜有允許水分和鹽分進(jìn)入的孔道,每個(gè)通道每秒鐘有幾十億個(gè)水分子通過(guò),但這一猜想一直未得到證實(shí)。1988年,阿格雷成功地分離了存在于血紅細(xì)胞膜和腎臟微管上的一種膜蛋白,后來(lái)他認(rèn)識(shí)到這種蛋白有水通道的功能,這就是科學(xué)家們長(zhǎng)期搜尋的水分子通道。他清晰地畫(huà)出了水通道膜蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖,詳細(xì)解釋了水分子是如何通過(guò)該通道進(jìn)入細(xì)胞膜的,而其他微分子或離子無(wú)法通過(guò)的原因。羅德里克麥金農(nóng)由于對(duì)離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)制的研究也獲此獎(jiǎng)。離子通道

12、是細(xì)胞膜的另一種通道。他揭示了當(dāng)離子穿過(guò)細(xì)胞膜時(shí),不同的細(xì)胞通過(guò)電位變化發(fā)出信號(hào),控制離子通道的開(kāi)啟或關(guān)閉。同時(shí),離子通道通過(guò)過(guò)濾機(jī)制,只讓鉀離子通過(guò),而不讓鈉離子通過(guò)。(1)水通道和離子通道實(shí)際上是指細(xì)胞膜上的什么物質(zhì)?_。(2)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都要穿過(guò)細(xì)胞膜,不同物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜的方式不同,水、Na+進(jìn)入細(xì)胞的方式分別是_、_。哪一種物質(zhì)在加入呼吸抑制劑后,運(yùn)輸速度會(huì)減慢?_。(3)為驗(yàn)證“水分子通過(guò)水通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞”這一假設(shè),科學(xué)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(xì)胞  c.去除水通道蛋白的細(xì)胞  d.磷脂雙分子層構(gòu)成的內(nèi)含水溶液的球狀體(其膜結(jié)構(gòu)能與加入的蛋白質(zhì)結(jié)合)  e.能夠抑制蛋白質(zhì)活性的含汞離子的試劑  f.蒸餾水某生物