第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出第3節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綔毓手?脂分子脂雙分子層糟蛋白生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖流動(dòng)鑲嵌模型復(fù)習(xí)：生物膜的組成及特點(diǎn):1、化學(xué)組成：生物膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成,其基本支架 是磷脂雙分子層。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物膜具有一定的流動(dòng)性 ，蛋白質(zhì)在磷脂雙 分子層上分布是不均勻的。我們知道生物學(xué)的基本觀點(diǎn)是結(jié)構(gòu)與功能 相適應(yīng)。這節(jié)課我們要探究的問(wèn)題就是：物質(zhì)怎樣進(jìn)行跨膜運(yùn)輸來(lái)出入細(xì)胞的。第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綄W(xué)習(xí)日標(biāo)1 舉例說(shuō)明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類型及特點(diǎn)O 2闡述主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)細(xì)胞生活的意義。3 正確解讀坐標(biāo)數(shù)據(jù)圖表。學(xué)習(xí)重點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。學(xué)習(xí)難點(diǎn)理解主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)并識(shí)記相關(guān)實(shí)例。 學(xué)法指導(dǎo)1 運(yùn)用類比和對(duì)比的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，抓住關(guān)鍵，掌握本質(zhì)。2 運(yùn)用表格和概念圖的方式進(jìn)行總結(jié)鞏固。新課講授:物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭掖?甘油 苯葡萄糖 氮基酸 核昔酸NaJ Ga"Mg2J HCO人工合成 的脂雙層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，小腸上皮細(xì)胞能大量 吸收葡萄糖，對(duì)此該如何解釋？3、不能通過(guò)脂雙層膜的物質(zhì)， 細(xì)胞需要嗎？如果需要它們?cè)鯓?才能進(jìn)入細(xì)胞呢？問(wèn)題探討參考答案:1 從圖上町以看出，氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、苯（脂溶性的）等小分子很容易通過(guò)合成的脂雙層； 水.甘油、乙醇等較小的分子也可以通過(guò)；氨基 酸.葡萄糖等較小的有機(jī)分子和帶電荷的離子則不 能通過(guò)合成的脂雙層。2 葡萄糖不能通過(guò)人工合成的無(wú)蛋白的脂雙層， 但小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖。推測(cè):小腸上皮細(xì)胞上有能轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的蛋白質(zhì)。3需要，比如葡萄糖可以提供能量，缺鈣會(huì)發(fā)生抽搐等。 推測(cè)這些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞可能與蛋白質(zhì)有關(guān)。細(xì)胞需要的 離子是否也通過(guò)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)來(lái)運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題。閱讀課本P70-71回答下列問(wèn)題:一被動(dòng)運(yùn)輸:物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散思藹厲由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散兩種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接心膸追N？什么叫被動(dòng)運(yùn)輸?有哪些類型？什么叫主動(dòng)運(yùn)輸？2自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散需要消耗能量嗎？為什么？3.自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？共同點(diǎn)：都是順濃度梯度進(jìn)行的，不需要消耗能量 不同點(diǎn)：前者不需要載體蛋白的協(xié)助，后者必須i 4 為什么自霧李鬣勰稱為被動(dòng)運(yùn)輸？因?yàn)樽杂蓴U(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是順濃度梯度進(jìn)行的 不需要消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動(dòng)運(yùn)輸。兩種方無(wú)暢質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力都長(zhǎng)濃度差仁自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，叫做 自由擴(kuò)散。外細(xì)胞膜內(nèi)比方：球往低處滾自由擴(kuò)散乙醇、甘油苯2 協(xié)助擴(kuò)散:進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散比方：卡車載貨下坡外細(xì)胞膜內(nèi)協(xié)助擴(kuò)散J佃7 。Q ° 詒3.自由擴(kuò)散和滲透作用的關(guān)系:自由擴(kuò)散：物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域 的運(yùn)動(dòng)。滲透作用：是一種特殊方式的擴(kuò)散，它是指 水或其他溶劑分子通過(guò)半透膜（或選擇透過(guò)性膜）進(jìn)行的擴(kuò)散。二、主動(dòng)運(yùn)輸:閱讀課本P71-72資料，回答問(wèn)題:離子細(xì)胞液濃度/池水濃度(H2PO4)-18050K"1065C1100Na+46SO廣25C代13Mg2*10麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比人紅細(xì)胞中鉀離子的 濃度比血漿高30倍； 鈉離子的濃度只有血漿的1 /6；甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞 內(nèi)碘的濃度比血液高2025倍。這些例子說(shuō)明了什么？說(shuō)明這些物質(zhì)是逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞為什么這些物質(zhì)能逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞呢?主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。外細(xì)胞膜內(nèi)比方：卡車載貨上坡注意：載體蛋白具有專一性，一種載體只能與一種 相應(yīng)的被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)相結(jié)合。也就是說(shuō)，不同的物 質(zhì)需要不同的載體運(yùn)輸。不同細(xì)胞膜上運(yùn)輸物質(zhì)的 載體的種類和數(shù)量是不同的。笛師教育網(wǎng)弦二多媒體索材一生物1 麗藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍環(huán)境中高1065倍，這說(shuō) 明K+跨膜運(yùn)輸?shù)姆较驗(yàn)榈蜐舛雀邼舛?，根?jù)上面的 不能自由通過(guò)磷脂雙分子層的例子，說(shuō)明K+跨膜運(yùn) 輸需要 載體蛋白,同時(shí)該過(guò)程還需宴消耗 能量， 這種運(yùn)輸方式為一主動(dòng)運(yùn)輸。2麗藻細(xì)胞吸收各種離子的比例差別很大，這說(shuō)明其 對(duì)離子的吸收具有 選擇性 ，起選擇作用的物質(zhì) 是 載體蛋白 ，該過(guò)程需要消耗能量，說(shuō)明選擇 的過(guò)程是主動(dòng)吸收（主動(dòng)運(yùn)輸）3 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)幕緱l件是什么?載體和能量4 主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)生物有什么生理意義?(1)小結(jié)：主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)一般從低濃度到高濃度;需要載:體蛋白的協(xié)助;需要能量(ATP)。如：Na+、K+、Ca2+> Mg2+ 等離子通過(guò)細(xì)胞膜；葡萄糖、 氨基酸通過(guò)小腸上皮細(xì)胞。外細(xì)胞膜內(nèi) 戦體保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主 動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢 物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中。比較三種物質(zhì)運(yùn)輸方式的異同:項(xiàng)目自由擴(kuò)敗運(yùn)輸方向高f低是否需要 載體蛋白不需要是否消耗細(xì) 胞內(nèi)的能量不消耗舉例：o2. co2> 水. n2苯甘油、乙 醇、脂肪酸. 維生素協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)高f低低f高需要需要不消耗需要消耗(ATP)葡萄糖進(jìn)入紅 細(xì)胞小腸上皮細(xì)胞吸 收葡萄糖、氨基 酸、離子等三、大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式1胞吞：1=大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜上，由細(xì)胞膜 內(nèi)陷形成小囊，這些物質(zhì)就被包入小囊內(nèi)，然后，小囊從 細(xì)胞膜上脫離下來(lái)形成小囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象 叫做胞吞。如白細(xì)胞吞噬病菌2 胞吐:有些物質(zhì)在細(xì)胞膜內(nèi)被一層膜所包圍，形成小囊泡,囊泡膜與細(xì)胞膜融合在一起，小囊泡逐漸移到細(xì)胞表面, 并且向細(xì)胞外張開(kāi)，使內(nèi)涵物質(zhì)排出細(xì)胞外，這種現(xiàn)象 叫做胞吐。如分泌蛋白的合成和運(yùn)輸過(guò)程描述模式圖1.胞吞接觸凹陷T包圍分離2.胞吐包圍i移動(dòng)i融合i排出plasma membrane思考：人體的白細(xì)胞能吞噬入侵的細(xì)菌，細(xì)胞碎片及衰 老的紅細(xì)胞，這是細(xì)胞的什么作用？對(duì)人體有什么意義?這是細(xì)胞的胞吞作用，屬于人體的防御功能,3卄扁 4胞吞和胞吐與主動(dòng)運(yùn)輸一樣也需要供應(yīng),如果 分泌細(xì)胞的ATP合成受阻，則胞吐作繼續(xù)進(jìn)行。課堂小結(jié)-被動(dòng)運(yùn)輸 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑ㄐ》諽 子和離子）l主動(dòng)運(yùn)輸大分子物質(zhì)右圖表示的是一個(gè)動(dòng)物 細(xì)胞內(nèi)外不同離子的相 對(duì)濃度。分析圖表提供 的信息，結(jié)合本章所學(xué) 知識(shí)，回答問(wèn)題。細(xì)胞？K+ Mg2+細(xì)胞？Na+Cl-.細(xì)胞內(nèi)3你是如何作出以上判斷的？口細(xì)胞外主動(dòng)運(yùn)輸，物質(zhì)逆濃度進(jìn)行。因?yàn)樗姆N離子細(xì)胞膜內(nèi)外的濃 度差較大，細(xì)胞只有通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸才能維持這種狀況。影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素:（1）自由擴(kuò)散坐標(biāo)圖運(yùn)逾速率濃度差結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度 關(guān)系，自由擴(kuò)散過(guò)程只 內(nèi)外的物質(zhì)濃度差影響。圖1影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素:(2)協(xié)助擴(kuò)散坐標(biāo)圖運(yùn)輸速率2、載體數(shù)量結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)，物質(zhì)的 運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成正相關(guān)關(guān) 耳協(xié)助擴(kuò)散過(guò)程中物質(zhì)運(yùn)輸速率 a 受1、細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度翕艮制。濃度差 圖2葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞甲影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素:運(yùn)輸速率主動(dòng)運(yùn)輸坐標(biāo)圖圖3運(yùn) 輸 速 率能量屮、K*Na+> Ca2+Mg2*. HCO3-耗氧戢自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散外細(xì)胞膜內(nèi)自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散如出0、CO2等小分子, 甘油、乙醇等脂溶性分子如葡萄糖進(jìn)入人的紅細(xì)胞比較自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的異同點(diǎn)相同點(diǎn)： 物質(zhì)運(yùn)輸方向：高濃度-> 低濃度不需要能量不同點(diǎn):自由擴(kuò)散：不需要載體蛋白質(zhì)協(xié)助 協(xié)助擴(kuò)散：需要載體蛋白質(zhì)協(xié)助腸質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力都是濃度差練習(xí)1 下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)拿枋?，正確的是（D）A. 相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以 通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B 大分子有機(jī)物要通過(guò)載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量C 協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散是順濃度梯度進(jìn)行的， 既不需要消耗能量，也不需要膜上的載體蛋白D.主動(dòng)運(yùn)輸發(fā)生在細(xì)胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)時(shí),既要消耗能量，也需要依靠膜上的載體蛋白2下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：(A)A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞主動(dòng)吸收糖分的結(jié)果B. 水分子進(jìn)出細(xì)胞是自由擴(kuò)散C. 葡萄糖進(jìn)入紅細(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D. 大腸桿菌吸收K+屬于主動(dòng)運(yùn)輸，既消耗能量,又需要膜上的載體蛋白思維拓展:低溫環(huán)境會(huì)影響物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸嗎？為什么？fill會(huì)。溫度會(huì)影響分子運(yùn)動(dòng)的速率，影響化學(xué)反應(yīng) 的速率，組成細(xì)胞膜的的分子的流動(dòng)性也會(huì)降低, 呼吸作用釋放能量的過(guò)程也會(huì)因有關(guān)酶的活性降 低而受到抑制，這些都會(huì)影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾省?、下圖代表某物質(zhì)通過(guò)紅細(xì)胞膜的示意圖，請(qǐng)據(jù) 圖回答：_ _(1)這是何種運(yùn)輸方式？主動(dòng)運(yùn)輸，作出此判 斷的理由是一需要載體的協(xié)助并消耗能量心逆 濃度梯度(2) B代表的是載休。(3) 你認(rèn)為A可能代表下列哪種物質(zhì)？(供選答案：。2、Na+、K+)膜外細(xì)胞膜嗎內(nèi)A” _B、A AAc )A AAA A能量A4、甲(O)乙()兩種物質(zhì)在細(xì)胞膜兩側(cè)的分布情況如 右圖(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 )A.BC乙進(jìn)入細(xì)胞一定有載體蛋白的參與 乙運(yùn)出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與 甲進(jìn)入細(xì)胞一定需要能量 甲運(yùn)出細(xì)胞一定不需要能量ooo ooo 夕卜ooooo ooeo內(nèi)O” D.5、下圖是胡蘿卜在不同的含氧情況下從硝酸鉀溶液中吸收的曲線。影響A、B兩點(diǎn)和B、C兩點(diǎn)吸收量不同的因素 分別是（B）A.載體數(shù)量、能量含氧呈c能呈）B.能量、:體數(shù)量、離子濃度D.能量、離子濃度