新教材高中生物第二章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)第三節(jié)第2課時(shí)主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸課件蘇教必修110271377

第2課時(shí)主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)诙?021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合教材中的示意圖進(jìn)行分析,理解簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的過(guò)程和特點(diǎn),培養(yǎng)比較與綜合、歸納與概括等科學(xué)思維能力。2.結(jié)合Na+-K+泵跨膜運(yùn)輸示意圖,理解主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及意義,并能說(shuō)出主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn),培養(yǎng)歸納與概括能力。3.聯(lián)系實(shí)例分析胞吞、胞吐的特點(diǎn),形成物質(zhì)和能量觀。課前篇自主預(yù)習(xí)一、細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同下圖為溶質(zhì)的脂溶性與細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)通透率的關(guān)系示意圖,請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。1.圖中系數(shù)越大,說(shuō)明物質(zhì)越親油,即脂溶性越強(qiáng),越容易通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜。2.一般來(lái)說(shuō),氣體分子(如O2、CO2、N2)、相對(duì)分子質(zhì)量小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性分子等容易通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜;離子(如Na+、K+)因與水的結(jié)合而脂溶性大大降低;相對(duì)分子質(zhì)量大的不帶電的極性分子(如葡萄糖)和各種帶電的極性分子都難以自由通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜。3.細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)不同物質(zhì)有不同的通透性。細(xì)胞內(nèi)的其他細(xì)胞器膜和細(xì)胞質(zhì)膜一樣,都是選擇透過(guò)性膜。二、被動(dòng)運(yùn)輸1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散(1)概念:簡(jiǎn)單擴(kuò)散又稱自由擴(kuò)散,是指物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)出細(xì)胞時(shí),會(huì)順著濃度梯度從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過(guò)程。(2)方向:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件:不需要載體,也不需要消耗能量。(4)舉例:水、甘油、乙醇、O2、CO2、N2、苯等進(jìn)出細(xì)胞。(5)限制因素:物質(zhì)的脂溶性、相對(duì)分子質(zhì)量大小、所帶電荷的種類和數(shù)量。2.協(xié)助擴(kuò)散(1)概念:一些物質(zhì)借助于細(xì)胞質(zhì)膜上的通道蛋白或載體蛋白,不需要細(xì)胞代謝供能,順濃度梯度通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜的被動(dòng)運(yùn)輸方式。(2)方向:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件:需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助。(4)舉例:①神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜上Na+通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)Na+;②人的腎臟通過(guò)水通道對(duì)水分子進(jìn)行重吸收;③人體成熟的紅細(xì)胞質(zhì)膜上葡萄糖載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖。三、主動(dòng)運(yùn)輸1.概念:離子或小分子物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,不僅需要膜上載體蛋白的參與,還需要細(xì)胞代謝供能的物質(zhì)運(yùn)輸方式。2.方向:從低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè)。3.條件:需要載體蛋白的協(xié)助,需要消耗能量。4.舉例:氨基酸、葡萄糖、核苷酸、各種離子等進(jìn)入細(xì)胞。5.意義:能保證細(xì)胞按照生命活動(dòng)的需要,主動(dòng)地選擇吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。因此,主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)于活細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)具有重要意義。四、胞吞和胞吐1.胞吞(1)概念:通過(guò)質(zhì)膜的變形運(yùn)動(dòng)將細(xì)胞外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞的過(guò)程。(2)類型①吞噬:細(xì)胞以大囊泡內(nèi)吞較大固體顆粒的過(guò)程。②胞飲:細(xì)胞通過(guò)小囊泡將細(xì)胞周圍的微滴狀液體攝入細(xì)胞的過(guò)程。2.胞吐(1)概念:細(xì)胞將要外排的大分子形成囊泡,囊泡移動(dòng)到細(xì)胞質(zhì)膜處并與之結(jié)合,再將大分子排出細(xì)胞的過(guò)程。(2)舉例:真核細(xì)胞的分泌物(如激素、黏液或消化酶)可儲(chǔ)存在細(xì)胞中特定的囊泡內(nèi),當(dāng)細(xì)胞受到相應(yīng)信號(hào)刺激時(shí),這些囊泡與細(xì)胞質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。預(yù)習(xí)反饋1.判斷。(1)水分子和脂質(zhì)分子都可以通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。(√)(2)簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都不需要載體蛋白和能量。(×)(3)在一定濃度范圍內(nèi),協(xié)助擴(kuò)散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比。(√)(4)同種物質(zhì)在不同情況下的運(yùn)輸方式可能不同。(√)(5)葡萄糖進(jìn)入不同細(xì)胞的運(yùn)輸方式不一定相同。(√)(6)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)消耗能量的轉(zhuǎn)運(yùn)方式一定是主動(dòng)運(yùn)輸。(×

)(7)主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量,同時(shí)需要載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助。(×)(8)細(xì)胞的胞吞和胞吐體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜具有流動(dòng)性。(√)(9)物質(zhì)通過(guò)胞吞、胞吐出入細(xì)胞的過(guò)程僅穿過(guò)一層膜。(×)(10)大分子有機(jī)物要通過(guò)載體蛋白的協(xié)助才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。(×)2.甲、乙兩種物質(zhì)分別以簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞,如果以人工合成的無(wú)蛋白磷脂雙分子膜代替細(xì)胞質(zhì)膜,并維持其他條件不變,則(

)A.甲物質(zhì)的運(yùn)輸被促進(jìn)B.乙物質(zhì)的運(yùn)輸被促進(jìn)C.甲物質(zhì)的運(yùn)輸被抑制D.乙物質(zhì)的運(yùn)輸被抑制答案

D解析

是否需要通道蛋白或載體蛋白是簡(jiǎn)單擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的區(qū)別。由于人工合成的無(wú)蛋白磷脂雙分子膜無(wú)蛋白質(zhì),也就沒(méi)有通道蛋白或載體蛋白,協(xié)助擴(kuò)散將受到抑制。3.下列屬于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖?

)A.動(dòng)物肺泡細(xì)胞釋放CO2B.蔗糖通過(guò)植物細(xì)胞的細(xì)胞壁C.苯分子進(jìn)入人的皮膚細(xì)胞D.麗藻細(xì)胞吸收S的過(guò)程答案

D解析

CO2屬于氣體小分子,苯分子屬于脂溶性物質(zhì),二者均以簡(jiǎn)單擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞;蔗糖以擴(kuò)散的方式通過(guò)細(xì)胞壁;離子的吸收屬于主動(dòng)運(yùn)輸。4.下圖表示某物質(zhì)排出細(xì)胞的過(guò)程(下方表示細(xì)胞內(nèi)部)。下列敘述正確的是(

)A.囊泡中包裹的物質(zhì)一定是大分子B.此過(guò)程在跨膜運(yùn)輸中普遍存在C.變形蟲攝食過(guò)程與此過(guò)程相同D.此過(guò)程不需要消耗能量答案

B解析

囊泡中包裹的物質(zhì)一般是大分子物質(zhì),也可以是小分子物質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;在物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中,胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象,B項(xiàng)正確;該過(guò)程表示胞吐過(guò)程,向外分泌物質(zhì),而變形蟲攝食過(guò)程屬于胞吞過(guò)程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;胞吞和胞吐過(guò)程需要消耗能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.吞噬細(xì)胞能夠吞噬衰老的細(xì)胞以及侵入人體的病原菌,對(duì)這一過(guò)程的認(rèn)識(shí)正確的是(

)A.消耗ATP,體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性和選擇透過(guò)性B.消耗ATP,體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性和識(shí)別功能C.不消耗ATP,吞噬的動(dòng)力來(lái)源于膜的流動(dòng)性D.不消耗ATP,吞噬過(guò)程的實(shí)質(zhì)是病原菌的入侵答案

B解析

吞噬細(xì)胞能夠吞噬衰老的細(xì)胞以及侵入人體的病原菌,該過(guò)程屬于胞吞,需要消耗能量(ATP),體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性和識(shí)別功能。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點(diǎn)一被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸下圖表示細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)示意圖及物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式,圖中字母表示物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式,序號(hào)表示相關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu),請(qǐng)據(jù)圖討論解決下列問(wèn)題。1.圖中b、c分別表示什么方式?c、d表示什么方式?請(qǐng)說(shuō)出判斷的理由。答案

b、c都由高濃度向低濃度運(yùn)輸,c需要②通道蛋白的協(xié)助,b不需要,因此b、c分別表示簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散;圖中②是通道蛋白,③是載體蛋白,c、d都是由高濃度向低濃度運(yùn)輸,因此分別表示依賴通道蛋白的協(xié)助擴(kuò)散和依賴載體蛋白的協(xié)助擴(kuò)散。2.a、e表示什么運(yùn)輸方式?與這種運(yùn)輸方式有直接關(guān)系的細(xì)胞器有哪些?答案

a、e表示主動(dòng)運(yùn)輸。有直接關(guān)系的細(xì)胞器有線粒體、核糖體。3.有同學(xué)說(shuō),協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸在跨膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,你認(rèn)為他做出判斷的理由是什么?答案

協(xié)助擴(kuò)散需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助,主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白的協(xié)助,細(xì)胞質(zhì)膜上通道蛋白或載體蛋白的數(shù)量是有限的,因此會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。歸納提升1.被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸比較

方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物理模型運(yùn)輸方向高濃度→低濃度低濃度→高濃度方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散載體不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗物質(zhì)類型O2、乙醇、甘油等葡萄糖進(jìn)入人的紅細(xì)胞小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸方法技巧

“三看法”快速判斷物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式

2.通道蛋白和載體蛋白

類

型不同點(diǎn)相同點(diǎn)載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子、離子結(jié)合,發(fā)生構(gòu)象改變具有選擇性通道蛋白被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子、離子無(wú)需與通道蛋白結(jié)合3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)哪Ｐ头治?/p>

項(xiàng)目模

型分

析簡(jiǎn)單擴(kuò)散物質(zhì)的運(yùn)輸速率只與膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差呈正相關(guān),說(shuō)明簡(jiǎn)單擴(kuò)散只受物質(zhì)濃度的影響協(xié)助擴(kuò)散①OA段物質(zhì)運(yùn)輸速率隨膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差的升高而加快,說(shuō)明此段的限制因素是物質(zhì)濃度②AB段即使增加物質(zhì)濃度,物質(zhì)的運(yùn)輸速率也不再增加,此段的限制因素是載體蛋白或通道蛋白的數(shù)量項(xiàng)目模

型分

析主動(dòng)運(yùn)輸①OA段,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)濃度小于細(xì)胞外物質(zhì)濃度,此時(shí)是順濃度梯度運(yùn)輸,速率快②AB段,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)濃度大于細(xì)胞外物質(zhì)濃度,此時(shí)是逆濃度梯度運(yùn)輸,OB段限制因素是物質(zhì)濃度③BC段的限制因素是載體蛋白數(shù)量或能量供應(yīng)。外界因素是氧氣分壓或溫度探究應(yīng)用1.下圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.載體①逆濃度運(yùn)輸溶質(zhì)分子B.載體②具有ATP酶活性C.載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同D.載體②轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)分子的速率比簡(jiǎn)單擴(kuò)散快答案

B解析

由題圖可知,載體①逆濃度梯度運(yùn)輸溶質(zhì)分子,A項(xiàng)正確;載體②順濃度梯度運(yùn)輸溶質(zhì)分子,不消耗ATP,不具有ATP酶活性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同,前者是主動(dòng)運(yùn)輸,后者是協(xié)助擴(kuò)散,C項(xiàng)正確;協(xié)助擴(kuò)散有載體協(xié)助,簡(jiǎn)單擴(kuò)散沒(méi)有,協(xié)助擴(kuò)散的轉(zhuǎn)運(yùn)速率快,D項(xiàng)正確。2.將洋蔥表皮細(xì)胞放置在不同濃度的物質(zhì)M溶液中,并測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞吸收M的速率,結(jié)果如下圖所示。對(duì)結(jié)果的解釋最合理的是(

)A.細(xì)胞吸收M的方式為簡(jiǎn)單擴(kuò)散B.細(xì)胞吸收M的方式為主動(dòng)運(yùn)輸C.細(xì)胞吸收M需通道蛋白或載體蛋白的參與D.細(xì)胞吸收M所需能量供應(yīng)不足答案

C解析

從柱形圖分析,物質(zhì)M溶液的濃度不影響洋蔥表皮細(xì)胞吸收M的速率,說(shuō)明細(xì)胞對(duì)M的吸收方式不是簡(jiǎn)單擴(kuò)散;通入空氣也不影響洋蔥表皮細(xì)胞吸收M的速率,說(shuō)明細(xì)胞對(duì)M的吸收與能量無(wú)關(guān),不是主動(dòng)運(yùn)輸;綜上所述,能夠影響洋蔥表皮細(xì)胞吸收M的因素是通道蛋白或載體蛋白。3.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?錯(cuò)誤的是(

)A.O2通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞B.水稻根毛細(xì)胞吸收Mg2+需要消耗能量C.胰島素的分泌過(guò)程屬于主動(dòng)運(yùn)輸D.葡萄糖進(jìn)入人紅細(xì)胞需要載體蛋白的協(xié)助,但不消耗能量,屬于協(xié)助擴(kuò)散答案

C解析

O2、CO2等氣體分子通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞,A項(xiàng)正確;水稻根毛細(xì)胞吸收Mg2+為主動(dòng)運(yùn)輸,消耗能量,B項(xiàng)正確;胰島素為大分子蛋白質(zhì),分泌過(guò)程為胞吐,C項(xiàng)錯(cuò)誤;哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴(kuò)散,D項(xiàng)正確。4.如果使用藥物限制細(xì)胞質(zhì)膜上蛋白質(zhì)的活性,則物質(zhì)X的運(yùn)輸速率迅速下降,如果抑制細(xì)胞呼吸,卻對(duì)運(yùn)輸速率沒(méi)有影響。下列對(duì)該物質(zhì)運(yùn)輸方式的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.該方式是被動(dòng)運(yùn)輸B.與甘油進(jìn)入細(xì)胞的方式相同C.該方式是順濃度梯度運(yùn)輸?shù)腄.葡萄糖進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞通常為該種方式答案

B解析

根據(jù)需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助和不需要消耗能量的特點(diǎn),確定該物質(zhì)運(yùn)輸方式屬于協(xié)助擴(kuò)散,為被動(dòng)運(yùn)輸;甘油進(jìn)入細(xì)胞的方式是簡(jiǎn)單擴(kuò)散;由于物質(zhì)X出入細(xì)胞時(shí)不需要消耗能量,所以是順濃度梯度運(yùn)輸?shù)?葡萄糖進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞需要載體蛋白協(xié)助,但不消耗能量,為協(xié)助擴(kuò)散。探究點(diǎn)二胞吞和胞吐通道蛋白或載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小分子通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜,但是對(duì)于像蛋白質(zhì)、多核苷酸和多糖這樣的生物大分子的運(yùn)輸卻無(wú)能為力。變形蟲攝取水中的有機(jī)物顆粒,就需要解決大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的問(wèn)題。乳腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶,都需要排出細(xì)胞外。其實(shí),大部分細(xì)胞都能夠攝入和排出特定的大分子物質(zhì)。這些大分子是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢?請(qǐng)結(jié)合真核細(xì)胞的胞吞、胞吐模式圖,討論相關(guān)問(wèn)題。1.當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí),首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合,從而引起這部分細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷成小囊,包圍著大分子。試推測(cè)“膜上的蛋白質(zhì)”有什么作用。答案

膜上的蛋白質(zhì)起識(shí)別作用,保證細(xì)胞需要的分子才能被細(xì)胞攝入。2.胞吞、胞吐過(guò)程的實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性有什么關(guān)系?答案

細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ),胞吞、胞吐過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)膜的變形本身也體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性。3.細(xì)胞在進(jìn)行物質(zhì)輸入、輸出時(shí),不同的物質(zhì)有不同運(yùn)輸方式,這與哪些因素有關(guān)?這體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜在功能上具有什么特點(diǎn)?答案

物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有不同的運(yùn)輸方式,這與物質(zhì)的分子特性、大小、濃度,特別是細(xì)胞質(zhì)膜上通道蛋白或載體蛋白的種類和數(shù)量等有關(guān)。細(xì)胞通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐有選擇性地吸收或排出物質(zhì),以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng),體現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜在功能上具有選擇性的特點(diǎn)。歸納提升胞吞和胞吐

項(xiàng)目胞

吞胞

吐示意圖項(xiàng)目胞

吞胞

吐過(guò)程大分子物質(zhì)附著在細(xì)胞質(zhì)膜上→細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡→進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)需要外排的大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡→囊泡移動(dòng)到細(xì)胞質(zhì)膜處→囊泡與細(xì)胞質(zhì)膜融合→排到細(xì)胞外實(shí)例變形蟲的攝食、吞噬細(xì)胞吞噬病原體等人體內(nèi)的消化酶、抗體等的分泌探究應(yīng)用1.下列有關(guān)胞吞、胞吐的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.二者均要以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生B.胞吞要有細(xì)胞表面識(shí)別和供能才能完成C.胞吐過(guò)程中細(xì)胞分泌的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜成分的更新D.二者是細(xì)胞排出代謝廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式答案

D解析

不論是胞吞還是胞吐,都伴隨著細(xì)胞質(zhì)膜的變化和囊泡的形成,只有以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生,A項(xiàng)正確;胞吞要有細(xì)胞表面的糖蛋白的識(shí)別作用才能完成,同時(shí)需要消耗能量,B項(xiàng)正確;胞吐通過(guò)囊泡的形成和囊泡與