物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞秸n件人教必修I

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞秸n件人教必修I

思考：既然生物膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的，我們?cè)撊绾窝芯苛字肿雍偷鞍踪|(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中分別起什么作用呢？首先把膜中的磷脂分子單獨(dú)地提取出來(lái)，制成無(wú)蛋白質(zhì)的脂雙層膜，這樣就可以分別研究不同成分的作用了——單一研究法據(jù)圖探討問(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，小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，對(duì)此該如何解釋?zhuān)縊2、CO2、N2、H2O、苯、甘油、乙醇氨基酸、葡萄糖、核苷酸、各種離子葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞膜與蛋白質(zhì)有關(guān)一、小分子或離子的跨膜運(yùn)輸請(qǐng)看書(shū)70頁(yè)，思考以下問(wèn)題：1、被動(dòng)運(yùn)輸包括哪些方式？被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆较蚴窃鯓拥模?、被動(dòng)運(yùn)輸是否需要物質(zhì)的協(xié)助？是否消耗能量？3、哪些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是被動(dòng)運(yùn)輸？一、小分子或離子的跨膜運(yùn)輸特點(diǎn)：舉例：概念：水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。從高濃度到低濃度不需載體蛋白協(xié)助不消耗能量比方：球往低處滾濃度差（mol/L）51015202530運(yùn)輸速度(離子/秒)2.44.77.39.512.214.4請(qǐng)根據(jù)自由擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以濃度差為橫坐標(biāo)，以物質(zhì)運(yùn)輸速率為縱坐標(biāo)繪出曲線(xiàn)圖，并總結(jié)規(guī)律。濃度差運(yùn)輸速率結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成

關(guān)系，自由擴(kuò)散過(guò)程只受

的影響。正比物質(zhì)的濃度差概念：離子和一些較大的分子如葡萄糖等物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜（如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞）協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)通過(guò)借助載體蛋白的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。特點(diǎn)：舉例：從高濃度到低濃度不消耗能量需要載體蛋白協(xié)助運(yùn)輸速度(離子/秒)81524303131濃度差（mol/L）1.534.567.59請(qǐng)根據(jù)協(xié)助擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以濃度差為橫坐標(biāo)，以物質(zhì)運(yùn)輸速率為縱坐標(biāo)繪出曲線(xiàn)圖，并總結(jié)規(guī)律。濃度差運(yùn)輸速率結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成

關(guān)系，超過(guò)一定的濃度后，協(xié)助擴(kuò)散中物質(zhì)運(yùn)輸速率受

的限制。正比載體蛋白的數(shù)量自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是順物質(zhì)的濃度梯度進(jìn)行的，不需要細(xì)胞消耗能量，所以統(tǒng)稱(chēng)為被動(dòng)運(yùn)輸。提問(wèn)：是不是所有的物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都是順濃度梯度？離子細(xì)胞液濃度/池水濃度（H2PO4）－

18050K+

1065Cl－

100Na+

46SO42－

25Ca2+

13Mg2+

10探究3：離子的跨膜運(yùn)輸麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比思考：1、細(xì)胞中要想達(dá)到這樣的比值，這些離子應(yīng)該怎樣運(yùn)輸？2、物質(zhì)逆濃度的跨膜運(yùn)輸需要哪些條件呢？逆濃度梯度載體蛋白、能量特點(diǎn)：舉例：概念：從低濃度到高濃度需要載體蛋白協(xié)助需要能量（ATP)Na+

、K+、Ca2+、Mg2+等離子通過(guò)細(xì)胞膜;葡萄糖、氨基酸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞。細(xì)胞在載體蛋白的協(xié)助下，消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，把物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。主動(dòng)運(yùn)輸保證了活細(xì)胞按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)地選擇吸收需要的營(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)輸對(duì)生命活動(dòng)的意義：請(qǐng)嘗試畫(huà)圖表示隨氧濃度的變化，離子運(yùn)輸速率的變化，并分析曲線(xiàn)各階段的限制因素。運(yùn)輸速率耗氧量結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速度與耗氧量成

關(guān)系，超過(guò)一定量后，物質(zhì)運(yùn)輸速率受

的限制。正比載體蛋白數(shù)量1、載體蛋白位于細(xì)胞膜上，它能與特定的分子和離子，如糖類(lèi)、氨基酸，或金屬離子等結(jié)合，將這些分子或離子從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)。2、載體蛋白與分子或離子的結(jié)合是可逆的，即它轉(zhuǎn)運(yùn)到一側(cè)后，就會(huì)與所運(yùn)載的分子或離子分離。3、載體蛋白具有高度的專(zhuān)一性，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運(yùn)一類(lèi)分子或離子。4、載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)效率與分子在膜兩側(cè)的濃度梯度的大小有關(guān)。聯(lián)系社會(huì)：囊性纖維病與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

20世紀(jì)80年代，人們認(rèn)識(shí)到一種叫做囊性纖維病的遺傳病的發(fā)生，是由于有的細(xì)胞中某種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，影響了Na+和Cl-的跨膜運(yùn)輸。

1996年，研究人員發(fā)現(xiàn)，肺部細(xì)胞外側(cè)Na+的聚積會(huì)使肺易受到細(xì)菌傷害。這一發(fā)現(xiàn)給囊性纖維病的治療帶來(lái)了新的希望。請(qǐng)你通過(guò)搜集資料，了解與細(xì)胞膜有關(guān)的疾病的研究進(jìn)展。歸納總結(jié)：1、請(qǐng)列表比較三種運(yùn)輸方式的異同點(diǎn)1、哪種離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞？2、哪種離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞？3、你是如何作出以上判斷的？K+和Mg2+Na+和Cl－解讀圖表技能訓(xùn)練

主動(dòng)運(yùn)輸是將物質(zhì)由低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。能力提升畫(huà)概念圖在下面的概念圖中填寫(xiě)適當(dāng)?shù)脑~。物質(zhì)出入細(xì)胞舉例被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散水分子通過(guò)細(xì)胞膜血糖進(jìn)入紅細(xì)胞舉例NH4+進(jìn)入根細(xì)胞舉例質(zhì)疑（書(shū)72頁(yè)）：人體的白細(xì)胞吞噬入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞，是細(xì)胞的什么作用，對(duì)于人體有什么作用？胞吞（內(nèi)吞）人體的白細(xì)胞吞噬入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞，都屬于細(xì)胞的胞吞作用，對(duì)于人體起了免疫保護(hù)的作用。胞吐（外排）合成的分泌蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程示意圖大分子運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：運(yùn)輸形式：運(yùn)輸方向：是否需要能量：胞吞和胞吐與濃度無(wú)關(guān)有無(wú)載體：不需要，需要細(xì)胞膜和囊泡由ATP供能依靠的是細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性這一特點(diǎn)。生物膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞奖粍?dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸：胞吞和胞吐：自由擴(kuò)散：協(xié)助擴(kuò)散：小結(jié)：順濃度梯度順濃度梯度；載體蛋白逆濃度梯度；載體蛋白；能量依賴(lài)于膜的流動(dòng)性能量1、物質(zhì)出入細(xì)胞的三種方式的模式圖（黑點(diǎn)代表物質(zhì)分子），據(jù)圖回答下面的問(wèn)題。鞏固訓(xùn)練：與丙相比，乙方式的不同之處是__________。對(duì)于活細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)都非常重要的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞绞?/p>

。甲和丙合稱(chēng)為

。甲屬于

方式，乙屬于

方式，丙屬于

方式。與甲相比，丙方式的不同之處是__________；自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散需要載體蛋白的協(xié)助需要能量主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸2、下列哪些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)與細(xì)胞中的核糖體和線(xiàn)粒體密切相關(guān)（）①甘油通過(guò)細(xì)胞膜②人的紅細(xì)胞從血漿中吸收葡萄糖③腎小管上皮細(xì)胞吸收原尿中的Na+A

①②

B③C②③D①②③B知識(shí)遷移小腸絨毛上皮細(xì)胞能夠從消化了的食物中吸收葡萄糖，卻很難吸收相對(duì)分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖，這個(gè)事實(shí)說(shuō)明細(xì)胞膜具有什么特性？這與細(xì)胞的生活有什么關(guān)系？選擇透過(guò)性這一特性使細(xì)胞盡可能只吸收自身所需的物質(zhì)，細(xì)胞不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)被阻擋在外。在順濃度梯度的情況下，葡萄糖、氨基酸等分子通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。但是在小腸上皮細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖濃度，比腸液高十幾倍，細(xì)胞還可以吸收葡萄糖嗎？如果能，吸收的方式是什么？你能對(duì)上述現(xiàn)象作出解釋嗎？思維拓展能，主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞對(duì)同一種物質(zhì)，在不同的情況吸收的方式是不同的。【課堂練習(xí)】1、如圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為物質(zhì)的兩種運(yùn)輸方式，下列敘述不正確的是（）A．細(xì)胞的識(shí)別與①有密切的關(guān)系B．適當(dāng)提高溫度將加快②和③的運(yùn)動(dòng)速度C．a(chǎn)過(guò)程體現(xiàn)了膜的選擇透過(guò)性這一生理特性D．如果圖示為腎小管上皮細(xì)胞膜，則原尿中的葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的方向是Ⅱ→ⅠD2.對(duì)某動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，如示意圖所示，其基本過(guò)程：①用某種熒光染料標(biāo)記該動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)。②用激光束照射該細(xì)胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光消失。③停止激光束照射一段時(shí)間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點(diǎn)。上述實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明的是（）A．細(xì)胞膜具有流動(dòng)性B．熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合C．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔇．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動(dòng)速率C3、下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是（）

A維生素D和性激素B水和尿素

C氨基酸和葡萄糖D酶和胰島素D4.如圖為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)A代表

分子；B代表

；D代表

。(2)細(xì)胞膜從功能上來(lái)說(shuō)，它是一層

膜。(3)動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)B的厚度變小，這說(shuō)明B具有

。(4)在a～e的五種過(guò)程中，代表被動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖?/p>

。(5)可能代表氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的是圖中編號(hào)

，葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的過(guò)程是圖中編號(hào)

。蛋白質(zhì)磷脂雙分子層多糖選擇透過(guò)性一定的流動(dòng)性b、c、dba

5.下面幾幅坐標(biāo)圖中所表示的分別是哪種物質(zhì)運(yùn)輸方式？為什么？運(yùn)輸速率濃度差能量運(yùn)輸速率濃度差運(yùn)輸速率自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸載體有專(zhuān)一性且數(shù)量有限,在協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸中,載體具有“飽和效應(yīng)”挑戰(zhàn)一:下列物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式，屬于自由擴(kuò)散的是（）A、葡萄糖 B、CO2

C、氨基酸D、激素BC挑戰(zhàn)二:下列物質(zhì)需要載體蛋白協(xié)助才能進(jìn)入細(xì)胞的是（）A、H2O B、甘油 C、葡萄糖D、CO2挑戰(zhàn)三:下列物質(zhì)以不同運(yùn)輸方式通過(guò)細(xì)胞膜的是（）

A、甘油、二氧化碳 B、鉀離子、水

C、氨基酸、鉀離子 D、葡萄糖、Ca2+

B挑戰(zhàn)四:人體中，K+很容易穿過(guò)細(xì)胞膜，但許多細(xì)胞內(nèi)部的K+比這些細(xì)胞外部的K+濃度要高，如人的紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿中K+的濃度高30倍。這種物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式屬于（）A.自由擴(kuò)散B.協(xié)助擴(kuò)散C.被動(dòng)運(yùn)輸D.主動(dòng)運(yùn)輸D挑戰(zhàn)五:將水稻培養(yǎng)在含有各種營(yíng)養(yǎng)元素的培養(yǎng)液中，發(fā)現(xiàn)水稻吸收硅多，吸收鈣少。這是因?yàn)樗靖募?xì)胞膜（）。A.吸附硅的能力強(qiáng)，吸附鈣的能力弱B.運(yùn)載硅的載體多，運(yùn)載鈣的載體少C.吸收硅的方式是自由擴(kuò)散，吸收鈣的方式是主動(dòng)運(yùn)輸D.吸收硅不需要能量，吸收鈣需要能量B挑戰(zhàn)六:新生兒小腸上皮細(xì)胞通過(guò)消耗ATP，可以直接吸收母乳中的大分子的免疫球蛋白和小分子的葡萄糖。這兩種物質(zhì)分別被吸收到血液中的方式是（）A.主動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸B.胞吞、主動(dòng)運(yùn)輸C.主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞D.被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸B挑戰(zhàn)七:用呼吸抑制劑處理小腸絨毛上皮細(xì)胞，細(xì)胞對(duì)下列哪種物質(zhì)的吸收顯著減少()A.水B.乙醇C.葡萄糖