【生物】43物质跨膜运输的方式课件1（人教版必修1）.ppt

第第4章章 细胞的物质输入与输出细胞的物质输入与输出第第3节节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式人教版必修人教版必修1温故知新：温故知新：生物膜的结构模型示意图生物膜的结构模型示意图-流动镶嵌模型流动镶嵌模型复习：生物膜的组成及特点：复习：生物膜的组成及特点： 1、化学组成：、化学组成： 生物膜主要由生物膜主要由 构成，其基本支架构成，其基本支架 是是 。2、结构特点：、结构特点：生物膜具有生物膜具有 ，蛋白质在磷脂双，蛋白质在磷脂双分子层上分布是分子层上分布是 。3、功能特点功能特点：生物膜是一种生物膜是一种 膜。膜。这种膜可以让这种膜可以让水分子水分子自由通自由通过，过，一些离子一些离子和和小分子小分子可以可以通过，而其他则不能通过。通过，而其他则不能通过。脂质和蛋白质脂质和蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层一定的流动性一定的流动性不均匀的不均匀的选择透过性选择透过性我们知道生物学的基本观点是结构与功能我们知道生物学的基本观点是结构与功能相适应。这节课我们要探究的问题就是：相适应。这节课我们要探究的问题就是： 物质怎样进行跨膜运输来出入细胞的。物质怎样进行跨膜运输来出入细胞的。学习目标学习目标 1.举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。 2.阐述主动运输对细胞生活的意义。阐述主动运输对细胞生活的意义。 3.正确解读坐标数据图表。正确解读坐标数据图表。学习重点学习重点 物质进出细胞的方式。物质进出细胞的方式。学习难点学习难点 理解主动运输的特点并识记相关实例。理解主动运输的特点并识记相关实例。学法指导学法指导 1.运用类比和对比的方法进行学习，运用类比和对比的方法进行学习， 抓住关键，掌握本质。抓住关键，掌握本质。 2.运用表格和概念图的方式进行总结巩固。运用表格和概念图的方式进行总结巩固。第第3节节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式问题探讨：问题探讨：1 1、什么样的分子能够通过脂双、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？层？什么样的分子不能通过？ 3 3、不能通过脂双层膜的物质，不能通过脂双层膜的物质，细胞需要吗？如果需要它们怎细胞需要吗？如果需要它们怎样才能进入细胞呢？样才能进入细胞呢？O2、CO2、水、水、N2乙醇、甘油乙醇、甘油苯苯葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO32、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？吸收葡萄糖，对此该如何解释？人工合成人工合成的脂双层的脂双层新课讲授：新课讲授：物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式问题探讨参考答案：问题探讨参考答案：1.从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯（脂溶性的）等（脂溶性的）等小分子小分子很容易通过合成的脂双层；很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等水、甘油、乙醇等较小的分子较小的分子也可以通过；氨基也可以通过；氨基酸、葡萄糖等酸、葡萄糖等较小的有机分子较小的有机分子和带和带电荷的离子电荷的离子则不则不能通过合成的脂双层能通过合成的脂双层。2.葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖。但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖。3.需要，需要，比如葡萄糖可以提供能量，缺钙会发生抽搐等。比如葡萄糖可以提供能量，缺钙会发生抽搐等。推测这些物质进入细胞可能与蛋白质有关。推测这些物质进入细胞可能与蛋白质有关。细胞需要的细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的蛋白质蛋白质。推测：推测：物质顺浓度梯度进出细胞的扩散物质顺浓度梯度进出细胞的扩散 一一.被动运输：被动运输： 思考与讨论：思考与讨论：1物质跨膜运输的方式有哪几种？什么叫被动运输？物质跨膜运输的方式有哪几种？什么叫被动运输？有哪些类型？什么叫主动运输？有哪些类型？什么叫主动运输？2自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？3. 自由扩散与协助扩散有什么异同？自由扩散与协助扩散有什么异同？4. 为什么自由扩散和协助扩散被统称为被动运输？为什么自由扩散和协助扩散被统称为被动运输？共同点：都是顺浓度梯度进行的共同点：都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量不需要消耗能量不同点：前者不需要载体蛋白的协助，后者必须载不同点：前者不需要载体蛋白的协助，后者必须载 体蛋白的协助才能实现体蛋白的协助才能实现因为自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的因为自由扩散和协助扩散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。不需要消耗能量，所以统称为被动运输。类型：类型： 自由扩散、协助扩散两种自由扩散、协助扩散两种两种方式物质运输的动力都是浓度差两种方式物质运输的动力都是浓度差阅读课本阅读课本P70-71回答下列问题：回答下列问题：细胞膜细胞膜外外内内载体比方：球往低处滚比方：球往低处滚1 1、自由扩散：、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。自由扩散。自由扩散自由扩散细胞外细胞外细胞内细胞内水分子细胞膜细胞膜O2、CO2、水、水、N2乙醇、甘油乙醇、甘油苯苯外外 细胞膜细胞膜 内内2.协助扩散协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散比方：卡车载货下坡协助扩散细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜载体蛋白载体蛋白3.自由扩散和渗透作用的关系：自由扩散和渗透作用的关系：自由扩散：物质从高浓度区域向低浓度区域自由扩散：物质从高浓度区域向低浓度区域 的运动。的运动。 渗透作用：是一种特殊方式的扩散，它是指渗透作用：是一种特殊方式的扩散，它是指 水或其他溶剂分子通过半透膜水或其他溶剂分子通过半透膜 (或选择透过性膜或选择透过性膜)进行的扩散。进行的扩散。丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比人红细胞中钾离子的人红细胞中钾离子的浓度比血浆高浓度比血浆高30倍；倍；钠离子的浓度只有血钠离子的浓度只有血浆的浆的16；甲状腺滤泡上皮细胞甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高内碘的浓度比血液高2025倍。倍。阅读课本阅读课本P71-72资料，回答问题：资料，回答问题：二、主动运输：二、主动运输：这些例子说明了什么？这些例子说明了什么？说明这些物质是逆浓度说明这些物质是逆浓度梯度跨膜运输进入细胞梯度跨膜运输进入细胞为什么这些物质能逆浓度梯度跨膜运输进入细胞呢？为什么这些物质能逆浓度梯度跨膜运输进入细胞呢？外外 细胞膜细胞膜 内内主动运输主动运输能量能量比方：卡车载货上坡比方：卡车载货上坡物质逆浓度梯度进出细胞的运输物质逆浓度梯度进出细胞的运输 需要载体蛋白的协助，同时还需要需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。消耗细胞内化学反应所释放的能量。注意：载体蛋白具有专一性，一种载体只能与一种注意：载体蛋白具有专一性，一种载体只能与一种相应的被运输的物质相结合。也就是说，不同的物相应的被运输的物质相结合。也就是说，不同的物质需要不同的载体运输。不同细胞膜上运输物质的质需要不同的载体运输。不同细胞膜上运输物质的载体的种类和数量是不同的。载体的种类和数量是不同的。1.丽藻细胞中丽藻细胞中K+的浓度比周围环境中髙的浓度比周围环境中髙1065倍，这说倍，这说明明K+跨膜运输的方向为跨膜运输的方向为_,根据上面的根据上面的不能自由通过磷脂双分子层的例子，说明不能自由通过磷脂双分子层的例子，说明K+跨膜运跨膜运输需要输需要_，同时该过程还需要消耗，同时该过程还需要消耗 ，这种运输方式为这种运输方式为_。2.丽藻细胞吸收各种离子的比例差别很大，这说明其丽藻细胞吸收各种离子的比例差别很大，这说明其对离子的吸收具有对离子的吸收具有_，起选择作用的物质，起选择作用的物质是是_，该过程需要消耗能量，说明选择，该过程需要消耗能量，说明选择的过程是的过程是_3.主动运输的基本条件是什么主动运输的基本条件是什么?4.主动运输对生物有什么生理意义？主动运输对生物有什么生理意义？载体和能量载体和能量低浓度低浓度高浓度高浓度载体蛋白载体蛋白能量能量主动运输主动运输选择性选择性载体蛋白载体蛋白主动吸收（主动运输）主动吸收（主动运输）l一般从低浓度到高浓度；一般从低浓度到高浓度；l需要载体蛋白的协助；需要载体蛋白的协助；l需要能量（需要能量（ATP)。(1)小结：主动运输特点小结：主动运输特点如：如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄糖、等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。氨基酸通过小肠上皮细胞。(2)主动运输的意义主动运输的意义：保证了保证了活细胞活细胞能够按照生命活动的需要，能够按照生命活动的需要，主主动选择吸收动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质物和对细胞有害的物质。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。对比对比小结：比较三种物质运输方式的异同：小结：比较三种物质运输方式的异同：项项 目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向是否需要是否需要载体蛋白载体蛋白是否消耗细是否消耗细胞内的能量胞内的能量举例：举例：高高低低低低高高不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要消耗需要消耗（ATP）葡萄糖进入红葡萄糖进入红细胞细胞高高低低小肠上皮细胞吸小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基收葡萄糖、氨基酸、离子等酸、离子等O2、CO2、水、水、N2、苯甘油、乙苯甘油、乙醇、脂肪酸、醇、脂肪酸、维生素维生素 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞。叫做胞吞。如白细胞吞噬病菌如白细胞吞噬病菌 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象叫做胞吐。叫做胞吐。如分泌蛋白的合成和运输过程如分泌蛋白的合成和运输过程三、大分子物质进出细胞的方式三、大分子物质进出细胞的方式1.胞吞：胞吞：2.胞吐：胞吐：1. 胞吞胞吞接触接触凹陷凹陷包围包围分离分离描述描述 模式图模式图2. 胞吐胞吐包围包围移动移动融合融合排出排出思考：人体的白细胞能吞噬入侵的细菌，细胞啐片及衰思考：人体的白细胞能吞噬入侵的细菌，细胞啐片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对人体有什么意义？老的红细胞，这是细胞的什么作用？对人体有什么意义？3.胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的_ 。 4.胞吞和胞吐与主动运输一样也需要胞吞和胞吐与主动运输一样也需要 供应，如果供应，如果分泌细胞的分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。这是细胞的胞吞作用，属于人体的防御功能，这是细胞的胞吞作用，属于人体的防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。并有利于细胞新陈代谢的正常进行。流动性流动性能量能量协助扩散协助扩散自由扩散自由扩散物质跨膜运输物质跨膜运输的方式（小分的方式（小分子和离子）子和离子）主动运输主动运输 大分子物质大分子物质 胞吞胞吞 胞吐胞吐消消耗耗能能量量顺浓度顺浓度梯度梯度被动运输被动运输载体蛋白载体蛋白课堂小结课堂小结四、技能训练：四、技能训练：1 解读图表解读图表 右图表示的是一个动物右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供对浓度。分析图表提供的信息，结合本章所学的信息，结合本章所学知识，回答问题。知识，回答问题。1.哪种离子通过主动运输进入哪种离子通过主动运输进入细胞？细胞？2.哪种离子通过主动运输排出哪种离子通过主动运输排出细胞？细胞？3.你是如何作出以上判断你是如何作出以上判断 的？的？细胞内细胞内细胞外细胞外100150离子浓度离子浓度/mmol.L 1500NaKMg2Cl离子种类离子种类K+ Mg2+Na+ Cl主动运输主动运输,物质逆浓度进行。因为四种离子细胞膜内外的浓物质逆浓度进行。因为四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。（1）自由扩散坐标图）自由扩散坐标图影响物质运输速率的因素影响物质运输速率的因素: O2、CO2、水、水、N2乙醇、甘油乙醇、甘油苯苯结论：物质的运输速度与物质浓度结论：物质的运输速度与物质浓度差成差成 _ _关系，自由扩散过程只关系，自由扩散过程只 受受_ 影响。影响。 细胞膜内外的物质浓度差细胞膜内外的物质浓度差正比正比（2）协助扩散坐标图）协助扩散坐标图葡萄糖进入红细胞中葡萄糖进入红细胞中影响物质运输速率的因素影响物质运输速率的因素:1、细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差正相关正相关结论：在一定浓度范围内，结论：在一定浓度范围内， 物质的物质的运输速率与运输速率与 物质浓度成物质浓度成 _ 关关系，协助扩散过程系，协助扩散过程 中物质运输速率中物质运输速率受受_ 限制。限制。 2、载体数量、载体数量运输速率耗氧量主动运输坐标图主动运输坐标图影响物质运输速率的因素影响物质运输速率的因素:能量和载体数量能量和载体数量H+、K+Na+、Ca2+Mg2+、HCO3协助扩协助扩散散自由扩自由扩散散主动运主动运输输被被动动运运输输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散如葡萄糖进入人的红细胞如葡萄糖进入人的红细胞如如H2O、CO2等小分子，等小分子，甘油、乙醇等脂溶性分子甘油、乙醇等脂溶性分子比较自由扩散和协助扩散的异同点比较自由扩散和协助扩散的异同点相同点：相同点：不同点：不同点： 物质运输方向：高浓度物质运输方向：高浓度 低浓度低浓度 不需要能量不需要能量自由扩散：不需要载体蛋白质协助自由扩散：不需要载体蛋白质协助协助扩散：协助扩散：需要载体蛋白质协助需要载体蛋白质协助物质运输的动力都是浓度差物质运输的动力都是浓度差1.下列关于物质跨膜运输的描述下列关于物质跨膜运输的描述,正确的是正确的是( ) A.相对分子质量小的物质或离子都可以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通过自由扩散进入细胞内 B.大分子有机物要通过载体蛋白的转运大分子有机物要通过载体蛋白的转运 才能进入细胞内才能进入细胞内,并且要消耗能量并且要消耗能量 C.协助扩散和自由扩散是顺浓度梯度进行的协助扩散和自由扩散是顺浓度梯度进行的, 既不需要消耗能量既不需要消耗能量,也不需要膜上的载体蛋白也不需要膜上的载体蛋白 D.主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时, 既要消耗能量既要消耗能量,也需要依靠膜上的载体蛋白也需要依靠膜上的载体蛋白练习练习D2.下列说法中下列说法中错误错误的是：（的是：（ ）A果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动 吸收糖分的结果吸收糖分的结果B水分子进出细胞是自由扩散水分子进出细胞是自由扩散C葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的 协助，但不消耗能量，属于协助扩散协助，但不消耗能量，属于协助扩散D大肠杆菌吸收大肠杆菌吸收K+属于主动运输，既消耗属于主动运输，既消耗 能量，又需要膜上的载体蛋白能量，又需要膜上的载体蛋白A思维拓展：思维拓展： 低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？会。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应会。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，组成细胞膜的的分子的流动性也会降低，的速率，组成细胞膜的的分子的流动性也会降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制，这些都会影响物质跨膜运输的速低而受到抑制，这些都会影响物质跨膜运输的速率。率。3、下图代表某物质通过红细胞膜的示意图，请据、下图代表某物质通过红细胞膜的示意图，请据图回答：图回答：（1）这是何种运输方式？）这是何种运输方式？ ，作出此判，作出此判断的理由是断的理由是 。（2）B代表的是代表的是 。（3）你认为）你认为A可能代表下列哪种物质？可能代表下列哪种物质？ 。（供选答案：（供选答案：O2、Na+、K+）主动运输主动运输需要载体的协助并消耗能量，逆需要载体的协助并消耗能量，逆浓度梯度浓度梯度载体载体K +4、甲、甲()乙乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图右图(颗粒的多少表示浓度的高低颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（）时，下列说法正确的是（）A乙进入细胞一定有载体蛋白的参与乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B乙运出细胞一定有载体蛋白的参与乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C甲进入细胞一定需要能量甲进入细胞一定需要能量D. 甲运出细胞一定不需要能量甲运出细胞一定不需要能量A5 5、下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸、下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收的曲线。影响收的曲线。影响A A、B B两点和两点和B B、C C两点吸收量不同的因素两点吸收量不同的因素分别是（分别是（ ） A.A.载体数量、能量载体数量、能量 B.B.能量、载体数量能量、载体数量 C.C.载体数量、离子浓度载体数量、离子浓度 D.D.能量、离子浓度能量、离子浓度B