苏教版高中生物必修一《物质的跨膜运输》探究案新版.docx

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苏教版高中生物必修一《物质的跨膜运输》探究案新版

第三节物质的跨膜运输

【高效导航】

1.学习目标：

①通过阅读教材，结合教师的讲解，能够说明细胞膜是选择透过性膜、物质跨膜运输方式的类型及特点。

②通过观看物质跨膜运输相关动画，能够说明大分子进出细胞的方式。

③通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点。

2.学习重点：

①简述主动运输对细胞生活的意义，举例说明大分子进出细胞的方式

②通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点

3.学习难点：

通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点。

“看”—知识经纬

物质的跨膜运输

“导”—自主预习

一、被动运输

阅读教材P52-P53后完成并记住下列内容

1、概念：

物质梯度进出细胞，消耗细胞代谢释放的能量的扩散。

2、扩散：

由于物质而产生的物质现象，即一种物质从区域向区域迁移的过程。

3、类型：

（1）简单扩散（或自由扩散）：

分子质量相对或的物质，在不需要参与的情况下通过进出细胞的方式，如、、、、等的运输。

（2）易化扩散（或协助扩散）：

需的参与，从区域到区域的扩散，如进入红细胞。

4、动力：

。

5、渗透：

水分子从通过等结构向水分子区域的。

简单的说就是水分子以方式通过细胞膜等结构称渗透。

（1）动物细胞通过渗透作用吸水与失水

当外界溶液细胞质的浓度，细胞吸水膨胀

当外界溶液细胞质的浓度，细胞失水皱缩

当外界溶液细胞质的浓度，细胞处于动态平衡状态

（2）植物细胞通过渗透作用吸水与失水

二、主动运输

知识梳理阅读教材P55后完成并记住下列内容

1、概念：

物质梯度进出细胞，既需要膜上的参与，又需要消耗细胞代谢释放的的运输方式。

2、举例：

植物根细胞对的吸收，、进入动物小肠绒毛上皮细胞。

3、意义：

（1）使活细胞主动选择吸收，及时排出和对细胞的物质，保证细胞的顺利完成。

（2）体现了细胞膜的，即可以自由通过，细胞选择吸收的或小也可以通过。

如应用于人工肾的。

“学”—互动探究

探究一、被动运输

阅读课本P52—P53相关内容，思考并小组讨论下列问题：

1.什么是扩散？

什么是简单扩散？

请举例说明。

提示：

由于物质运动而产生的物质迁移现象，即一种物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程，称为扩散。

不需要载体蛋白参与的扩散称为简单扩散。

如一些分子质量相对较小或脂溶性强的物质，如O2、CO2、乙醇、甘油等进出细胞的方式均为简单扩散。

2.什么是渗透，渗透和扩散是什么关系？

植物细胞发生质壁分离或质壁分离复原的条件是什么？

提示：

水分子从浓集区域通过细胞膜等结构，向水分子稀少区域的扩散现象称之为渗透。

渗透现象是扩散的一种，特指水分子的扩散现象。

植物细胞的细胞膜、液泡膜和细胞质形成原生质层，原生质层相当于一层半透膜，当细胞液、原生质层和细胞外溶液之间存在浓度差时，便会发生渗透作用，当细胞外溶液浓度过高时，细胞会发生质壁分离，当发生质壁分离的细胞处于低浓度的外界溶液中时，会发生质壁分离复原现象。

3.举例说明什么是协助扩散，并比较简单扩散和协助扩散有什么不同。

提示：

需要载体蛋白参与的扩散现象为协助扩散或协助扩散，如葡萄糖通过载体蛋白运输进入红细胞。

4.尝试总结影响简单扩散和协助扩散的因素分别有哪些。

提示：

简单扩散和协助扩散的动力都是无知的浓度差，影响简单扩散的因素主要是物质的浓度差，影响协助扩散的因素主要有物质的浓度差和载体蛋白的种类和数量。

【经典回眸】将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（）

A.红细胞膜具有水溶性

B.红细胞的液泡体积增大

C.蒸馏水大量进入红细胞

D.低温时红细胞膜流动性增大

【解析】红细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，磷脂分子的亲水性头部分别朝向膜的外侧、内侧，故细胞膜不具有水溶性；动物细胞没有液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞液的浓度，故红细胞在4℃的蒸馏水中会吸水涨破；低温时红细胞膜的流动性减小。

【答案】C

【变式训练】1.人体组织细胞从组织液中吸收甘油的速度主要取决于（）

A.组织液中甘油的浓度

B.细胞膜上甘油载体的数量

C.细胞呼吸强度

D.细胞膜上载体的种类

探究二主动运输

阅读课本P55相关内容，思考并小组讨论下列问题：

1.举例说明什么是主动运输。

主动运输与被动运输相比，有什么异同点？

提示：

物质逆浓度梯度进出细胞，需要膜上载体蛋白的参与，并消耗细胞代谢消耗的能量的运输方式称为主动运输。

例如植物根毛对矿质元素的吸收；葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞的方式均为主动运输。

与被动运输相比，主动运输可由低浓度向高浓度进行运输，需要消耗细胞代谢所产生的能量，一定要有载体蛋白的参与。

2.主动运输对细胞的生命活动有什么意义？

提示：

主动运输能保证生活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，因此，主动运输对于生活细胞完成各项生命活动具有重要作用。

3.影响主动运输的因素有哪些？

提示：

主动运输需要载体蛋白的协助，并需要消耗能量。

影响主动运输的因素主要包括细胞膜上载体蛋白的种类和数量、细胞的能量供应等因素。

4.列表比较简单扩散、协助扩散和主动运输三种运输方式。

提示：

物质的跨膜运输方式的比较

方式

被动运输

主动运输

简单扩散

协助扩散

方向

高浓度向低浓度

高浓度向低浓度

低浓度向高浓度

载体

不需要

需要

需要

能量

不消耗

不消耗

消耗

作用

被选择吸收的物质能从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运

能保证生活细胞按照生命活动需要，主动地选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质

【经典回眸】下图甲、乙表示物质跨膜转运的两种方式。

能以甲、乙两种方式进出细胞的物质是（）

A.葡萄糖B.氧气

C.蛋白质D.离子

【解析】题图中甲为协助扩散，乙为主动运输。

小肠上皮细胞对肠腔中的葡萄糖的吸收为主动运输过程；葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散。

【答案】A

【变式训练】2.科学家在研究物质跨膜运输时发现有下列四种关系，分别用图示中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。

试问：

物质X跨膜运输的方式是（）

A.简单扩散B.主动运输

C.协助扩散D.胞吐

“思”—课堂小结

同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。

收获

内容

疑点

内容

“练”—当堂检测

1.下列物质中，通过简单扩散方式进入小肠绒毛上皮细胞的是（）

A.氨基酸B.胆固醇

C.Na＋D.葡萄糖

2.人体肠腔中的营养物质经简单扩散进入小肠绒毛上皮细胞的是（）

A.氨基酸和水B.水和钠离子

C.甘油和胆固醇D.葡萄糖和氨基酸

3.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是（）

A.都可以从低浓度一边到高浓度一边

B.都需要供给ATP

C.都需要载体协助

D.既需要载体协助又需要消耗能量

4.甲（○），乙（●）两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图（颗粒的多少表示浓度的高低），在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（）

A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与

B.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

D.甲运出细胞一定不需要能量

5.下列有关跨膜运输的说法不正确的是（）

A.果脯在腌制时慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果

B.水分进出细胞的方式是简单扩散

C.葡萄糖进入红细胞不需要消耗能量，其方式不属于主动运输

D.大肠杆菌吸收K＋需要载体蛋白和能量，其方式属于主动运输

6.实验证明，餐后肠腔中葡萄糖浓度高于血糖浓度时，葡萄糖可以顺浓度梯度被吸收，当肠腔中葡萄糖浓度下降至显著低于血糖浓度时，葡萄糖仍能被迅速地吸收。

由此可知，小肠绒毛上皮细胞主要以哪种方式吸收葡萄糖（）

A.简单扩散B.协助扩散

C.主动运输D.胞吞

7.用呼吸抑制剂处理培养的细胞，下列物质吸收量正确的一组是（）

8.将同一植物细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为0.3mol/L蔗糖溶液和质量浓度为0.5mol/L尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化关系，结果如右图曲线所示（细胞壁与原生质层将要分离时，原生质的体积为100），据图回答：

（1）A、B、C中表示细胞在蒸馏水中的是，表示在质量浓度为0.3mol/L蔗糖溶液中的是，在尿素溶液中的是。

（2）ef段的细胞液浓度变化为__________________________________________

____________________________________________________________________。

（3）试简要分析B、C曲线差异的原因__________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________。

参考答案：

【变式训练】

1.A【解析】组织细胞通过简单扩散的方式从组织液中吸收甘油，故吸收甘油的速度应主要取决于细胞外溶液（组织液）中甘油的浓度。

2.B【解析】物质X跨膜运输方式与②相符表明与载体有关；与④相符表明与能量有关，故相关跨膜方式应为主动运输。

【当堂检测】

1.B【解析】氨基酸、葡萄糖和Na＋进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为主动运输，胆固醇属于纸类物质，进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为简单扩散。

2.C【解析】题中氨基酸、钠离子、葡萄糖跨膜运输的方式为主动运输，而甘油和脂肪酸为简单扩散。

3.C【解析】此题考查物质出入细胞的三种方式。

红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要载体协助也消耗能量（ATP）；而红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需要载体协助不消耗能量。

4.A【解析】乙物质是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助；C选项中甲进入细胞是顺浓度梯度运输，三种运输方式都有可能，只有主动运输才消耗能量；D选项中甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。

5.A【解析】腌制果脯用的糖主要成分是蔗糖，而蔗糖不能通过选择透过性的细胞膜。

变甜是由于细胞外糖浓度过高，细胞内部失水造成细胞死亡，然后糖分大量进入细胞才导致慢慢变甜的，不是主动吸收糖分的结果，所以A错误。

葡萄糖进入红细胞为易化扩散，需要载体蛋白但不消耗能量。

主动运输需要载体蛋白，并且消耗能量。

6.C【解析】主动运输可以是逆浓度梯度运输，也可以是顺浓度梯度运输，均需要载体协助，消耗能量。

7.B【解析】呼吸抑制剂处理培养的细胞，使细胞中ATP的产生减少，主动运输减慢。

8.

（1）ACB

（2）细胞液浓度逐渐升高，最后与外界溶液浓度持平而进入相对稳定状态

（3）B、C曲线差异的原因是：

①尿素分子可缓慢进入细胞液，使细胞液浓度增大，细胞开始由失水变为吸水，直至平衡；②蔗糖分子不能进入细胞，在蔗糖溶液中细胞失水，原生质层收缩，使细胞液浓度升高，之后失水减慢，直至平衡

【解析】由图中所给的曲线信息分析可知，A曲线表示细胞发生了渗透吸水，说明所处的环境是蒸馏水；B曲线表示细胞体积先变小后又恢复原状，说明细胞开始时发生质壁分离，后自动复