新教材高中生物第二章細胞的結(jié)構(gòu)和生命活動第三節(jié)第2課時主動運輸和被動運輸課件蘇教必修110271377

第2課時主動運輸和被動運輸?shù)诙?021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合教材中的示意圖進行分析,理解簡單擴散和協(xié)助擴散的過程和特點,培養(yǎng)比較與綜合、歸納與概括等科學(xué)思維能力。2.結(jié)合Na+-K+泵跨膜運輸示意圖,理解主動運輸?shù)奶攸c及意義,并能說出主動運輸與被動運輸?shù)漠愅c,培養(yǎng)歸納與概括能力。3.聯(lián)系實例分析胞吞、胞吐的特點,形成物質(zhì)和能量觀。課前篇自主預(yù)習(xí)一、細胞質(zhì)膜對不同物質(zhì)的通透性不同下圖為溶質(zhì)的脂溶性與細胞質(zhì)膜相對通透率的關(guān)系示意圖,請分析回答下列問題。1.圖中系數(shù)越大,說明物質(zhì)越親油,即脂溶性越強,越容易通過細胞質(zhì)膜。2.一般來說,氣體分子(如O2、CO2、N2)、相對分子質(zhì)量小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性分子等容易通過細胞質(zhì)膜;離子(如Na+、K+)因與水的結(jié)合而脂溶性大大降低;相對分子質(zhì)量大的不帶電的極性分子(如葡萄糖)和各種帶電的極性分子都難以自由通過細胞質(zhì)膜。3.細胞質(zhì)膜對不同物質(zhì)有不同的通透性。細胞內(nèi)的其他細胞器膜和細胞質(zhì)膜一樣,都是選擇透過性膜。二、被動運輸1.簡單擴散(1)概念:簡單擴散又稱自由擴散,是指物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜進出細胞時,會順著濃度梯度從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。(2)方向:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件:不需要載體,也不需要消耗能量。(4)舉例:水、甘油、乙醇、O2、CO2、N2、苯等進出細胞。(5)限制因素:物質(zhì)的脂溶性、相對分子質(zhì)量大小、所帶電荷的種類和數(shù)量。2.協(xié)助擴散(1)概念:一些物質(zhì)借助于細胞質(zhì)膜上的通道蛋白或載體蛋白,不需要細胞代謝供能,順濃度梯度通過細胞質(zhì)膜的被動運輸方式。(2)方向:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件:需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助。(4)舉例:①神經(jīng)細胞的細胞質(zhì)膜上Na+通道蛋白轉(zhuǎn)運Na+;②人的腎臟通過水通道對水分子進行重吸收;③人體成熟的紅細胞質(zhì)膜上葡萄糖載體蛋白轉(zhuǎn)運葡萄糖。三、主動運輸1.概念:離子或小分子物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞,不僅需要膜上載體蛋白的參與,還需要細胞代謝供能的物質(zhì)運輸方式。2.方向:從低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè)。3.條件:需要載體蛋白的協(xié)助,需要消耗能量。4.舉例:氨基酸、葡萄糖、核苷酸、各種離子等進入細胞。5.意義:能保證細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。因此,主動運輸對于活細胞完成各項生命活動具有重要意義。四、胞吞和胞吐1.胞吞(1)概念:通過質(zhì)膜的變形運動將細胞外物質(zhì)轉(zhuǎn)運進細胞的過程。(2)類型①吞噬:細胞以大囊泡內(nèi)吞較大固體顆粒的過程。②胞飲:細胞通過小囊泡將細胞周圍的微滴狀液體攝入細胞的過程。2.胞吐(1)概念:細胞將要外排的大分子形成囊泡,囊泡移動到細胞質(zhì)膜處并與之結(jié)合,再將大分子排出細胞的過程。(2)舉例:真核細胞的分泌物(如激素、黏液或消化酶)可儲存在細胞中特定的囊泡內(nèi),當(dāng)細胞受到相應(yīng)信號刺激時,這些囊泡與細胞質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。預(yù)習(xí)反饋1.判斷。(1)水分子和脂質(zhì)分子都可以通過簡單擴散進入細胞。(√)(2)簡單擴散和協(xié)助擴散都不需要載體蛋白和能量。(×)(3)在一定濃度范圍內(nèi),協(xié)助擴散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比。(√)(4)同種物質(zhì)在不同情況下的運輸方式可能不同。(√)(5)葡萄糖進入不同細胞的運輸方式不一定相同。(√)(6)物質(zhì)進出細胞時消耗能量的轉(zhuǎn)運方式一定是主動運輸。(×

)(7)主動運輸需要消耗能量,同時需要載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助。(×)(8)細胞的胞吞和胞吐體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜具有流動性。(√)(9)物質(zhì)通過胞吞、胞吐出入細胞的過程僅穿過一層膜。(×)(10)大分子有機物要通過載體蛋白的協(xié)助才能進入細胞內(nèi)。(×)2.甲、乙兩種物質(zhì)分別以簡單擴散和協(xié)助擴散的方式進入細胞,如果以人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜代替細胞質(zhì)膜,并維持其他條件不變,則(

)A.甲物質(zhì)的運輸被促進B.乙物質(zhì)的運輸被促進C.甲物質(zhì)的運輸被抑制D.乙物質(zhì)的運輸被抑制答案

D解析

是否需要通道蛋白或載體蛋白是簡單擴散與協(xié)助擴散的區(qū)別。由于人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜無蛋白質(zhì),也就沒有通道蛋白或載體蛋白,協(xié)助擴散將受到抑制。3.下列屬于主動運輸?shù)氖?

)A.動物肺泡細胞釋放CO2B.蔗糖通過植物細胞的細胞壁C.苯分子進入人的皮膚細胞D.麗藻細胞吸收S的過程答案

D解析

CO2屬于氣體小分子,苯分子屬于脂溶性物質(zhì),二者均以簡單擴散的方式進出細胞;蔗糖以擴散的方式通過細胞壁;離子的吸收屬于主動運輸。4.下圖表示某物質(zhì)排出細胞的過程(下方表示細胞內(nèi)部)。下列敘述正確的是(

)A.囊泡中包裹的物質(zhì)一定是大分子B.此過程在跨膜運輸中普遍存在C.變形蟲攝食過程與此過程相同D.此過程不需要消耗能量答案

B解析

囊泡中包裹的物質(zhì)一般是大分子物質(zhì),也可以是小分子物質(zhì),A項錯誤;在物質(zhì)的跨膜運輸中,胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象,B項正確;該過程表示胞吐過程,向外分泌物質(zhì),而變形蟲攝食過程屬于胞吞過程,C項錯誤;胞吞和胞吐過程需要消耗能量,D項錯誤。5.吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌,對這一過程的認識正確的是(

)A.消耗ATP,體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜的流動性和選擇透過性B.消耗ATP,體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜的流動性和識別功能C.不消耗ATP,吞噬的動力來源于膜的流動性D.不消耗ATP,吞噬過程的實質(zhì)是病原菌的入侵答案

B解析

吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌,該過程屬于胞吞,需要消耗能量(ATP),體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜的流動性和識別功能。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一被動運輸和主動運輸下圖表示細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)示意圖及物質(zhì)進出細胞的方式,圖中字母表示物質(zhì)進出細胞的方式,序號表示相關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu),請據(jù)圖討論解決下列問題。1.圖中b、c分別表示什么方式?c、d表示什么方式?請說出判斷的理由。答案

b、c都由高濃度向低濃度運輸,c需要②通道蛋白的協(xié)助,b不需要,因此b、c分別表示簡單擴散和協(xié)助擴散;圖中②是通道蛋白,③是載體蛋白,c、d都是由高濃度向低濃度運輸,因此分別表示依賴通道蛋白的協(xié)助擴散和依賴載體蛋白的協(xié)助擴散。2.a、e表示什么運輸方式?與這種運輸方式有直接關(guān)系的細胞器有哪些?答案

a、e表示主動運輸。有直接關(guān)系的細胞器有線粒體、核糖體。3.有同學(xué)說,協(xié)助擴散和主動運輸在跨膜運輸物質(zhì)時都會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,你認為他做出判斷的理由是什么?答案

協(xié)助擴散需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助,主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助,細胞質(zhì)膜上通道蛋白或載體蛋白的數(shù)量是有限的,因此會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。歸納提升1.被動運輸和主動運輸比較

方式被動運輸主動運輸簡單擴散協(xié)助擴散物理模型運輸方向高濃度→低濃度低濃度→高濃度方式被動運輸主動運輸簡單擴散協(xié)助擴散載體不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗物質(zhì)類型O2、乙醇、甘油等葡萄糖進入人的紅細胞小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸方法技巧

“三看法”快速判斷物質(zhì)進出細胞的方式

2.通道蛋白和載體蛋白

類

型不同點相同點載體蛋白與被轉(zhuǎn)運的分子、離子結(jié)合,發(fā)生構(gòu)象改變具有選擇性通道蛋白被轉(zhuǎn)運的分子、離子無需與通道蛋白結(jié)合3.物質(zhì)跨膜運輸?shù)哪Ｐ头治?/p>

項目模

型分

析簡單擴散物質(zhì)的運輸速率只與膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差呈正相關(guān),說明簡單擴散只受物質(zhì)濃度的影響協(xié)助擴散①OA段物質(zhì)運輸速率隨膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差的升高而加快,說明此段的限制因素是物質(zhì)濃度②AB段即使增加物質(zhì)濃度,物質(zhì)的運輸速率也不再增加,此段的限制因素是載體蛋白或通道蛋白的數(shù)量項目模

型分

析主動運輸①OA段,細胞內(nèi)物質(zhì)濃度小于細胞外物質(zhì)濃度,此時是順濃度梯度運輸,速率快②AB段,細胞內(nèi)物質(zhì)濃度大于細胞外物質(zhì)濃度,此時是逆濃度梯度運輸,OB段限制因素是物質(zhì)濃度③BC段的限制因素是載體蛋白數(shù)量或能量供應(yīng)。外界因素是氧氣分壓或溫度探究應(yīng)用1.下圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.載體①逆濃度運輸溶質(zhì)分子B.載體②具有ATP酶活性C.載體①和②轉(zhuǎn)運方式不同D.載體②轉(zhuǎn)運溶質(zhì)分子的速率比簡單擴散快答案

B解析

由題圖可知,載體①逆濃度梯度運輸溶質(zhì)分子,A項正確;載體②順濃度梯度運輸溶質(zhì)分子,不消耗ATP,不具有ATP酶活性,B項錯誤;載體①和②轉(zhuǎn)運方式不同,前者是主動運輸,后者是協(xié)助擴散,C項正確;協(xié)助擴散有載體協(xié)助,簡單擴散沒有,協(xié)助擴散的轉(zhuǎn)運速率快,D項正確。2.將洋蔥表皮細胞放置在不同濃度的物質(zhì)M溶液中,并測定洋蔥表皮細胞吸收M的速率,結(jié)果如下圖所示。對結(jié)果的解釋最合理的是(

)A.細胞吸收M的方式為簡單擴散B.細胞吸收M的方式為主動運輸C.細胞吸收M需通道蛋白或載體蛋白的參與D.細胞吸收M所需能量供應(yīng)不足答案

C解析

從柱形圖分析,物質(zhì)M溶液的濃度不影響洋蔥表皮細胞吸收M的速率,說明細胞對M的吸收方式不是簡單擴散;通入空氣也不影響洋蔥表皮細胞吸收M的速率,說明細胞對M的吸收與能量無關(guān),不是主動運輸;綜上所述,能夠影響洋蔥表皮細胞吸收M的因素是通道蛋白或載體蛋白。3.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?錯誤的是(

)A.O2通過簡單擴散進出細胞B.水稻根毛細胞吸收Mg2+需要消耗能量C.胰島素的分泌過程屬于主動運輸D.葡萄糖進入人紅細胞需要載體蛋白的協(xié)助,但不消耗能量,屬于協(xié)助擴散答案

C解析

O2、CO2等氣體分子通過簡單擴散進出細胞,A項正確;水稻根毛細胞吸收Mg2+為主動運輸,消耗能量,B項正確;胰島素為大分子蛋白質(zhì),分泌過程為胞吐,C項錯誤;哺乳動物成熟紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散,D項正確。4.如果使用藥物限制細胞質(zhì)膜上蛋白質(zhì)的活性,則物質(zhì)X的運輸速率迅速下降,如果抑制細胞呼吸,卻對運輸速率沒有影響。下列對該物質(zhì)運輸方式的敘述,錯誤的是(

)A.該方式是被動運輸B.與甘油進入細胞的方式相同C.該方式是順濃度梯度運輸?shù)腄.葡萄糖進入人的成熟紅細胞通常為該種方式答案

B解析

根據(jù)需要通道蛋白或載體蛋白的協(xié)助和不需要消耗能量的特點,確定該物質(zhì)運輸方式屬于協(xié)助擴散,為被動運輸;甘油進入細胞的方式是簡單擴散;由于物質(zhì)X出入細胞時不需要消耗能量,所以是順濃度梯度運輸?shù)?葡萄糖進入人的成熟紅細胞需要載體蛋白協(xié)助,但不消耗能量,為協(xié)助擴散。探究點二胞吞和胞吐通道蛋白或載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小分子通過細胞質(zhì)膜,但是對于像蛋白質(zhì)、多核苷酸和多糖這樣的生物大分子的運輸卻無能為力。變形蟲攝取水中的有機物顆粒,就需要解決大分子物質(zhì)進入細胞的問題。乳腺細胞合成的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細胞分泌的消化酶,都需要排出細胞外。其實,大部分細胞都能夠攝入和排出特定的大分子物質(zhì)。這些大分子是怎樣進出細胞的呢?請結(jié)合真核細胞的胞吞、胞吐模式圖,討論相關(guān)問題。1.當(dāng)細胞攝取大分子時,首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合,從而引起這部分細胞質(zhì)膜內(nèi)陷成小囊,包圍著大分子。試推測“膜上的蛋白質(zhì)”有什么作用。答案

膜上的蛋白質(zhì)起識別作用,保證細胞需要的分子才能被細胞攝入。2.胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)與細胞質(zhì)膜的流動性有什么關(guān)系?答案

細胞質(zhì)膜的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ),胞吞、胞吐過程中細胞質(zhì)膜的變形本身也體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜的流動性。3.細胞在進行物質(zhì)輸入、輸出時,不同的物質(zhì)有不同運輸方式,這與哪些因素有關(guān)?這體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜在功能上具有什么特點?答案

物質(zhì)進出細胞有不同的運輸方式,這與物質(zhì)的分子特性、大小、濃度,特別是細胞質(zhì)膜上通道蛋白或載體蛋白的種類和數(shù)量等有關(guān)。細胞通過被動運輸、主動運輸、胞吞、胞吐有選擇性地吸收或排出物質(zhì),以維持細胞的正常代謝活動,體現(xiàn)了細胞質(zhì)膜在功能上具有選擇性的特點。歸納提升胞吞和胞吐

項目胞

吞胞

吐示意圖項目胞

吞胞

吐過程大分子物質(zhì)附著在細胞質(zhì)膜上→細胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡→進入細胞內(nèi)細胞內(nèi)需要外排的大分子物質(zhì)在細胞內(nèi)形成囊泡→囊泡移動到細胞質(zhì)膜處→囊泡與細胞質(zhì)膜融合→排到細胞外實例變形蟲的攝食、吞噬細胞吞噬病原體等人體內(nèi)的消化酶、抗體等的分泌探究應(yīng)用1.下列有關(guān)胞吞、胞吐的敘述,錯誤的是(

)A.二者均要以膜的流動性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生B.胞吞要有細胞表面識別和供能才能完成C.胞吐過程中細胞分泌的同時會導(dǎo)致膜成分的更新D.二者是細胞排出代謝廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式答案

D解析

不論是胞吞還是胞吐,都伴隨著細胞質(zhì)膜的變化和囊泡的形成,只有以膜的流動性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生,A項正確;胞吞要有細胞表面的糖蛋白的識別作用才能完成,同時需要消耗能量,B項正確;胞吐通過囊泡的形成和囊泡與