2019高中生物 第4章 第3节 物质跨膜运输的方式课件 新人教版必修1

一、被动运输1．概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的。2．类型方式自由扩散协助扩散特点物质通过简单的进出细胞进出细胞的物质借助的扩散实例、、CO2、、乙醇、苯等进入红细胞扩散扩散作用载体蛋白水O2甘油葡萄糖二、主动运输1．物质运输方向：从→。2．基本条件(1)细胞膜上相应的协助。(2)消耗细胞内化学反应所释放的。3．生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择地吸收所需要的，排出和对细胞的物质。低浓度高浓度载体蛋白能量营养物质代谢废物有害一、被动运输1．仔细观察教材P71图4－7，思考并回答下列问题：(1)图示中绿色和红色的圆点多少表示什么意义？(2)由图示分析，自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？提示：表示细胞内外两种物质的浓度大小。提示：都不需要消耗能量，因为二者都是顺物质浓度梯度进行的。(3)试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？2．判断正误(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。()提示：自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。×√二、主动运输1．观察教材P71表4－1，回答下列问题：(1)表格中不同离子浓度比值有什么特点？说明了什么问题？(2)由此推测丽藻细胞对表中各种离子的吸收方式是什么？提示：不同离子浓度比值均大于1；说明了丽藻细胞能够逆浓度梯度从外界池水中吸收这些离子。提示：主动运输。2．判断正误(1)只有大分子物质进出细胞的方式是主动运输。()(2)在果脯腌制过程中慢慢变甜。是细胞主动吸收糖分的结果。()(3)协助扩散和主动运输都需要细胞膜上的同一种载体蛋白。()×××三、大分子物质进出细胞阅读教材P72小字文字内容，回答下列问题：1．大分子颗粒性物质通过什么方式进出细胞？2．胞吞和胞吐属于跨膜运输吗？是否需要消耗能量？提示：胞吞、胞吐作用。提示：不属于。胞吞、胞吐利用了膜的流动性，需要消耗能量。一、物质出入细胞方式比较物质种类运输方式方向载体能量实例自由扩散高浓度→低浓度不需要不需要水、气体、胆固醇、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、脂溶性维生素等被动运输协助扩散高浓度→低浓度需要不需要葡萄糖进入红细胞小分子物质主动运输低浓度→高浓度需要需要小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等胞吐由膜内到膜外不需要需要分泌蛋白大分子物质胞吞由膜外到膜内不需要需要变形虫吞食绿脓杆菌1．载体实质：蛋白质特点特异性饱和性2．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性；胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量，如果分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吞和胞吐作用不能继续进行。[特别提醒](1)受细胞内外物质浓度差影响的是自由扩散和协助扩散。(2)受载体蛋白影响的是协助扩散和主动运输。(3)受O2浓度影响的只有主动运输。(4)三种运输方式都受温度影响，因为温度影响细胞膜的流动性；除此之外，温度还通过影响能量的供应来影响主动运输。二、影响物质跨膜运输的因素1．物质浓度(在一定的浓度范围内)(1)自由扩散的运输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，其运输速率与物质浓度成正比。(2)协助扩散或主动运输都需要载体协助，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．氧气浓度(1)氧气浓度可以影响细胞呼吸产生能量的多少。被动运输不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在一定范围内，随氧气浓度升高，运输速率不断增大，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而增大。[例1](新课标全国卷)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分运出细胞的方式是()A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输[解析]在完全营养液中浸泡后的洋葱外表皮细胞，其细胞液的浓度维持正常，在蒸馏水中浸泡相同时间的洋葱外表皮细胞，其细胞液的浓度降低。两组外表皮用0.3g/mL的蔗糖溶液处理后，都会因外界溶液浓度大于细胞液浓度而失去水分，但因乙组外界溶液与细胞液的浓度差更大，故乙组失去水分的量多于甲组。水分通过细胞膜的方式为自由扩散，属于被动运输。[答案]C[例2]如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答：(1)图中所示的细胞膜模型称为_____________________。(2)细胞膜的基本支架是[]________(填图中字母及名称)；细胞膜功能的主要承担者是[]________(填图中字母及名称)。D代表________。(3)细胞膜从功能上来说，它是一层________膜。O2、CO2等物质通过细胞膜的方式是图中的哪一种？________(填图中字母编号)。(4)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有______________________________________。(5)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是以图中的哪种方式？________(填图中编号)；与O2、CO2等物质的运输相比，此方式的最大特点是____________________，与此相关的细胞器结构有________、________。[研析]本题考查细胞膜的结构模型和物质进出细胞膜的方式，具体分析如下：[审]——提取信息信息①：细胞膜的模式图及图中糖链的位置。信息②：细胞吸水膨胀时B的厚度变小。信息③：图中物质b从分子数多的一侧到分子数少的一侧，不\需要载体蛋白协助，不消耗能量，图中c、d从分子数多的一侧到分子数少的一侧，需要载体蛋白协助，不消耗能量。信息④：图中物质a、e都是逆物质浓度运输，并且需要载体蛋白协助，消耗能量。[析]——解读信息解读①：图示为细胞膜的流动镶嵌模型，磷脂双分子层(B)构成膜的基本支架，蛋白质分子(A)镶嵌其中，有的蛋白质分子上结合有糖链(D)，即有糖链的一侧为膜的外侧。解读②：说明细胞膜具有一定的流动性。解读③：说明物质b为自由扩散，物质c、d为协助扩散。解读④：物质a为主动运输，且从细胞外进入细胞内；物质e为主动运输，且从细胞内到细胞外。[答]——解题规范设问(2)：答成“[B]磷脂分子”不给分，要指明是“磷脂双分子层”。设问(3)：不能错答成“具有一定的流动性”。设问(5)：不要忽略物质进出细胞的方向而错答成“e”。[答案](1)流动镶嵌模型(2)[B]磷脂双分子层[A]蛋白质糖链(3)选择透过性b(4)一定的流动性(5)a既需要载体蛋白，又需要消耗能量线粒体核糖体物质进出细胞方式的判断一看物质分子大小，判断是否是跨膜运输；二看能量；三看载体。填充：①需要②需要③不需要④需要⑤逆⑥顺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出入细胞。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。1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于()A．组织液中甘油的浓度B．细胞膜上载体的数量C．细胞中ATP的数量D．细胞膜上的某种载体数量解析：甘油进入组织细胞的方式是自由扩散，其吸收量主要取决于组织液中甘油的浓度，与能量和载体无关。答案：A2．(广东高考)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．为主动运输解析：主动运输的特点是由低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。答案：D3．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是()A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式被吸收D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关解析：据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③④分别为胞吞和胞吐，⑤⑥分别为自由扩散和协助扩散。主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助；被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收；蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡，细胞膜失去了活性。答案：A4．如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A．该膜中载体也能运输蔗糖B．碘以该方式进入海带细胞C．该方式不会出现饱和现象D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时解析：据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能量，故该跨膜方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓度。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输会达到饱和。答案：D5．物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同。如图分别表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况。据图回答下列问题。(1)据图指出A、B、C所表示的物质运输方式：A是________，B是________，C是________。(2)上述三种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化？___________________________。为什么？_______________________________________。(3)乙醇、CO2、氨基酸通过细胞膜的方式分别是________、________、________。解析：图A所示，随细胞外浓度增加，在一定范围内通过细胞膜进入细胞内的物质运输速率也增加，这是自由扩散。图B中，随着细胞外浓度的增加，通过细胞膜进入细胞内的物质运输速率在前期也几乎呈直线关系增加，但在后期细胞外浓度虽然继续增加，而进入细胞内物质的速率却不是呈直线关系增加，而是逐渐趋向平缓，这说明该物质进入细胞时要依靠细胞膜上的载体，当膜上所有能够参与运输这一物质的载体蛋白质都参与时，其运输速率不再随膜外物质浓度的增加而提高，因此，B是协助扩散。图C表示细胞内物质浓度与时间、细胞外物质浓度关系曲线，也接近于B，说明它也是与细胞膜上的载体蛋白有关。答案：(1)自由扩散协助扩散主动运输(2)主动运输(C)主动运输需要呼吸作用提供能量(3)自由扩散自由扩散主动运输但是在膜外物质浓度比膜内物质浓度低时，该物质仍能进入膜内，说明它是靠主动运输进入细胞的，需要消耗能量，所以C是主动运输。上述三种运输方式中只有主动运输需要消耗细胞内的能量。而细胞内能量是依靠细胞呼吸来供应的。如果加入了呼吸抑制剂后，就会抑制细胞呼吸，这时依靠能量供应的主动运输就不能继续进行。乙醇和CO2进出细胞的方式都是自由扩散，而氨基酸以主动运输的方式进入细胞，并由呼吸作用提供能量。[知识归纳整合]物质穿膜运输问题是学生解题的难点之一，其原因有两个方面，首先是学生对题目涉及的生物体局部结构不清楚，无从着手分析，其次是对物质是否跨膜还是非跨膜(即膜融合)进出细胞，不能作出正确判断。另外学生缺乏空间想象能力，不会将生物体局部结构进行放大，并利用图示表示出来。1．物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析(1)同一细胞内线粒体与叶绿体之间的跨膜：a为O2，b为CO2，由产生场所到利用场所共跨4层膜。(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题：①内质网上的核糖体合成肽链后直接进入内质网中加工，不跨膜。②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜。③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形