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第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞轿镔|(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞接心膸追N?兩種被動運輸?shù)姆绞接惺裁串愅??主動運輸與被動運輸?shù)膮^(qū)別是什么?這對于細(xì)胞的生活有什么意義?本節(jié)聚焦O2、CO2、N2、苯水、甘油、乙醇氨基酸、葡萄糖核苷酸H+、Na+、K+、Ca2+、Cl-、Mg2+、HCO3-合成的脂雙層討論:
1.什么樣的分子能夠通過脂雙層?什么樣的分子不能通過?
O2、CO2、氮氣、苯(脂溶性的)等小分子很容易通過合成的脂雙層;水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過;氨基酸、葡萄糖等較小的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。
【問題探討】人工的無蛋白質(zhì)的脂雙層膜對不同分子的通透性。O2、CO2、N2、苯水、甘油、乙醇氨基酸、葡萄糖核苷酸H+、Na+、K+、Ca2+、Cl-、Mg2+、HCO3-合成的脂雙層討論:
2.葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層,但是小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖,對此該如何解釋?
提示:推測小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)。
【問題探討】人工的無蛋白質(zhì)的脂雙層膜對不同分子的通透性。O2、CO2、N2、苯水、甘油、乙醇氨基酸、葡萄糖核苷酸H+、Na+、K+、Ca2+、Cl-、Mg2+、HCO3-合成的脂雙層討論:
3.觀察此圖,你還能提出其他問題嗎?
還可提出:細(xì)胞需要的離子是否也通過細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)來運輸?shù)葐栴}。
【問題探討】人工的無蛋白質(zhì)的脂雙層膜對不同分子的通透性。一、被動運輸
1.概念物質(zhì)____梯度的擴散進出細(xì)胞的方式。
2.類型(1)自由擴散物質(zhì)通過簡單的___進出細(xì)胞。
實例:如_______________等物質(zhì)的跨膜運輸。水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯自主學(xué)習(xí)順濃度擴散作用
(2)協(xié)助擴散
進出細(xì)胞的物質(zhì)借助_____的擴散。實例:如_________等。
葡萄糖載體蛋白進入紅細(xì)胞一、被動運輸自主學(xué)習(xí)【合作探究】
1.認(rèn)真觀察教材P71圖4-7,討論以下問題:
(1)自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎?為什么?提示:不需要。因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的。
【合作探究】
(2)自由擴散與協(xié)助擴散有什么不同?
提示:前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助,后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)?!竞献魈骄俊?/p>
(3)為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸?提示:因為兩者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的,不需要細(xì)胞消耗能量,所以統(tǒng)稱為被動運輸。
1.概念
從____一側(cè)運輸?shù)剑撸撸撸咭粋?cè),需要_____的協(xié)助,同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的__的運輸方式。
2.實例:如_____________________等。
K+、Na+、Ca2+、小腸吸收葡萄糖、氨基酸二、主動運輸自主學(xué)習(xí)低濃度高濃度載體蛋白能量
3.生理意義主動運輸保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收_____,主動排出______________。所需的營養(yǎng)物質(zhì)代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)二、主動運輸自主學(xué)習(xí)二、主動運輸【合作探究】
2.根據(jù)如下材料分析并總結(jié)主動運輸?shù)奶攸c。
(1)分析教材P72表4—1中麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比,總結(jié)離子進入細(xì)胞的特點。
提示:據(jù)表可知,麗藻細(xì)胞液中多種離子濃度較池水中的高,這些離子是逆濃度梯度運輸?shù)?。離子細(xì)胞液濃度/池水濃度(H2PO4)-18050K+1065Cl-100Na+46SO42-25Ca2+13Mg2+10麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比【合作探究】
(2)實驗發(fā)現(xiàn):如果采用蛋白酶或呼吸抑制劑處理麗藻細(xì)胞后,麗藻對池水中各種離子的吸收量明顯下降,這說明什么問題?
提示:蛋白酶會分解麗藻細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),此時吸收量下降,說明離子跨膜運輸需要細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的協(xié)助。呼吸抑制劑處理麗藻細(xì)胞會影響呼吸作用而導(dǎo)致產(chǎn)生的能量減少,此時吸收量下降,表明離子跨膜的運輸需要消耗能量?!竞献魈骄俊?/p>
(3)根據(jù)上述內(nèi)容總結(jié)主動運輸?shù)奶攸c。
提示:①主動運輸是逆濃度梯度運輸。②需要載體蛋白的協(xié)助。③需要消耗細(xì)胞的能量。圖例運輸方式運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細(xì)胞的能量自由擴散主動運輸協(xié)助擴散順濃度梯度(高→低)順濃度梯度(高→低)逆濃度梯度(低→高)不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗【合作探究】3.比較三種跨膜運輸方式。
4.分析物質(zhì)跨膜運輸方式的模型,思考以下問題:
(1)①運輸方式:_____
②判斷依據(jù)
自由擴散自由擴散的動力是兩側(cè)溶液的濃度差,在一定濃度范圍內(nèi),隨物質(zhì)濃度的增大,其運輸速率與物質(zhì)濃度成正比。物質(zhì)濃度運輸速率0【合作探究】
(2)①運輸方式:_____
②判斷依據(jù)
協(xié)助擴散協(xié)助擴散主要受細(xì)胞膜內(nèi)外濃度差和膜上載體蛋白的影響。隨物質(zhì)濃度的增大,運輸速率也逐漸增大,到達一定物質(zhì)濃度時,由于受膜上載體數(shù)量的限制,運輸速率不再增大。物質(zhì)濃度運輸速率0【合作探究】
(3)①運輸方式:_____②判斷依據(jù)
由甲圖可知,物質(zhì)從低濃度運向高濃度,需要載體,需要消耗ATP。
主動運輸O2濃度運輸速率0內(nèi)外細(xì)胞膜載體ATP甲圖乙圖●●AB【合作探究】【合作探究】
③圖乙中,影響OA段及AB段物質(zhì)運輸速率的因素分別是什么?
提示:影響OA段的因素是O2的濃度,通過影響細(xì)胞呼吸而影響能量的產(chǎn)生。影響AB段的因素是載體蛋白的數(shù)量。O2濃度運輸速率0內(nèi)外細(xì)胞膜載體ATP甲圖乙圖●●AB葡萄糖在不同細(xì)胞或細(xì)胞的不同部位,運輸方式都有不同。例如在小腸上皮絨毛細(xì)胞,在面對腸腔的絨毛面,通過主動運輸吸收葡萄糖;在細(xì)胞基底和側(cè)面部位,通過協(xié)助擴散方式將葡萄糖分子輸送到血管;在血液中也是通過協(xié)助擴散的方式將葡萄糖分子送到紅細(xì)胞。葡萄糖的跨膜運輸
1.胞吞當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時,首先是大分子附著在_______,這部分細(xì)胞內(nèi)陷形成小囊,包圍著大分子。然后小囊從_____分離下來,形成___,進入細(xì)胞內(nèi)部。三、大分子物質(zhì)的運輸方式細(xì)胞膜的表面細(xì)胞膜上囊泡
2.胞吐
細(xì)胞需要外排的大分子,先在細(xì)胞內(nèi)形成____,然后移動到____處,與其___,將大分子排出細(xì)胞。三、大分子物質(zhì)的運輸方式細(xì)胞膜囊泡融合
5.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,這是什么作用?對人體有什么意義?
提示:這是細(xì)胞的胞吞作用。這對于人體有防御功能,并有利于細(xì)胞新陳代謝的正常進行。
【合作探究】
6.大分子物質(zhì)通過胞吞和胞吐作用進出細(xì)胞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么?
提示:生物膜具有一定的流動性。
【合作探究】胞吞胞吐
1.甲、乙兩種物質(zhì)分別依賴自由擴散和協(xié)助擴散進入細(xì)胞,如果以人工合成的無蛋白質(zhì)磷脂雙分子膜代替細(xì)胞膜,并維持其他條件不變,則()
A.甲運輸被促進
B.乙運輸被促進
C.甲運輸被抑制
D.乙運輸被抑制
D課堂檢測
2.關(guān)于下面概念圖的分析正確的是()
A.①和②所示的過程都需要消耗細(xì)胞內(nèi)ATP水解釋放的能量
B.只有①所示的過程能逆濃度梯度運輸物質(zhì)
C.大分子只有通過①所示的過程才能進入細(xì)胞
D.腌制蜜餞時蔗糖進入細(xì)胞與過程①和②有直接關(guān)系B課堂檢測
3.如圖表示番茄隨環(huán)境中氧濃度的變化,從培養(yǎng)液中吸收Ca2+和SiO44-的曲線。影響A、B兩點與B、C兩點吸收量的主要因素分別是()
A.離子濃度、載體數(shù)量
B.離子濃度、呼吸作用強度
C.載體數(shù)量、離子濃度
D.載體數(shù)量、呼吸作用強度D氧氣濃度無機鹽離子吸收量ABCCa2+SiO44-課堂檢測
4.下圖為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖,請據(jù)圖回答:
⑴A代表___分子;B代表_______;D代表___。⑵細(xì)胞膜從功能上來說,它是一層_____膜。⑶動物細(xì)胞吸水膨脹時B的厚度變小,這說明B具有_______。蛋白質(zhì)磷脂雙分子層多糖選擇透過性一定的流動性課堂檢測
4.下圖為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖,請據(jù)圖回答:
⑷在a~e的五種過程中,代表被動轉(zhuǎn)運的是______。⑸可能代表氧氣轉(zhuǎn)運過程的是圖中編號__,葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細(xì)胞的過程是圖中編號__。b、c、dba課堂檢測右圖表示的是一個動物細(xì)胞內(nèi)外不同離子的相對濃度。分析圖表提供的信息,結(jié)合本章所學(xué)知識,回答問題:
1.哪種離子通過主動運輸進入細(xì)胞?
2.哪種離子通過主動運輸排出細(xì)胞?
3.你是如何作出以上判斷的?技能訓(xùn)練Na+K+Mg2+Cl-離子濃度/mmol·
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