第五章物质的跨膜运输与信号传递

第五章物质的跨膜运输与信号传递

第一节物质的跨膜运输

一、被动运输（Passive transport）

指通过简单扩散或协助扩散实现物质从浓度高处经质膜向浓度低处运

输的方式。运输速率依赖于膜两侧被运送物质的浓度差及其分子大小、电荷性质等。不需要细胞代谢供应能量。

（一）简单扩散（simple diffusion）

指物质顺浓度梯度的扩散，不需要消耗细胞本身的代谢能，也不需专一的载体（膜蛋白），只要物质在膜两侧保持一定的浓度差，物质便扩散穿膜，又称自由扩散（free diffusion）。特点：

（二）协助扩散（facilitated diffusion）

又称促进扩散。绝大多数在细胞代谢上非常重要的生物分子，如各种极性分子和某些无机离子（糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等）是不溶于脂的（非脂溶性物质），但它们可以有效地进入细胞，只是扩散速度并不总是随浓度梯度的增大而加快，而是在一定限度内同物质浓度成正比，超过一定限度，即使提高浓度差，扩散速度也不会再高。分析知它们是通过另一种被动运输方式——协助扩散进行的。这种运输方式除了依赖物质浓度差以外，还必须依赖于专一性的膜运输蛋白（转运膜蛋白）。

膜运输蛋白（memberan transport pr.）: 镶嵌在质膜上的、与物质运输有关的跨膜蛋白质称膜运输蛋白，是一种横穿脂双层的跨膜分子，包括两类：

1隧道蛋白（channel pr.）（通道蛋白、槽蛋白）：以其亲水区构成亲水通道和离子通道，允许水及一定大小和电荷的离子通过。

离子通道（亦称门孔、门隧道）通常呈关闭状态，只有当膜电位或化学信号物质刺激后才开启通道。膜电位刺激开放的离子通道称电位门通道；化学信号物质刺激开放的通道称配体门通道。

2载体蛋白（carrier pr.）：识别结合特异性底物后通过构象变化实现物质转移。类似于酶与底物的作用，故又称“透性酶”（Permease）。综上，凡是借助于载体蛋白和通道蛋白顺浓度梯度的物质运输方式称facilitated diffusion、或促进扩散或易化扩散。葡萄糖进入红细胞，进入小肠上皮细胞通常以这种方式。

协助扩散有三个特点：○1低浓度时比简单扩散速度快；○2存在最大转运速度；○3有转运膜蛋白存在，故具有选择性、特异性。

二、主动运输（active transport）

又称代谢关联运输（metabolically linked tramsport），是物质运输的主要方式。包括由ATP直接提供能量和间接提供能量两种运输方式。（一）ATP直接提供能量的主动运输—离子泵

所谓离子泵是一种位于细胞膜上的ATP酶，是一（穿膜）内在蛋白，能将ATP水解成ADP+pi，同时释放能量，ATP酶构象发生变化，带来离子的转位，将物质逆浓度梯度运输。

在质膜上，作为“泵”的ATP酶很多，它们都具有专一性，不同的ATP 酶运输不同的物质或离子，因此，我们可以分别称它们为某物质的泵。如运输Ca++，叫钙泵（肌质网膜）；运输H+，叫氢泵（细菌质膜）等等，质子泵又分为P型（真核质膜上）、V型（溶酶体膜）、H+—ATP 酶（线、叶、细菌质膜）。现以钠—钾泵为例，说明离子泵的工作机制。Na+—K+泵是存在于质膜上的由∝和β二个亚基组成的蛋白质。在有Na+、K+、Mg2+存在时就能把ATP水解成ADP+Pi，同时，把Na+和K+以反浓度梯度方向进行穿膜运输。可见Na+-K+泵是一种由Mg2+激活的

Na+-K+-ATP酶。1957年，J.skou首先发现并阐述其机制，一般设想：在膜内侧，Na+、Mg2+与酶（∝亚基）结合，促使酶与ATP反应，释放H3PO4，并与酶结合，引起酶构象变化，与Na+结合部位转向膜外侧。此时的构象亲K+排Na+，当与K+结合后，使酶脱去H3PO4，酶构象恢复，结合K+的一面转向膜内，此时构象亲Na+排K+，这样反复进行，不断在细胞内积累K+，将Na+排出细胞外。

（二）间接利用ATP的主动运输——伴随运输（或称协同运输，

co-transport）

指一种溶质的传递要同时依赖于另一种溶质的传递。如果两种溶质的传递方向相同，称同向运输（symport），如果方向彼此相反，则称反向运输（antiport）。

（三）基团转移

早见于细菌，也见于动物细胞。靠共价修饰（需能）

（四）物质的跨膜转运与膜电位

○1调节渗透压；○2某些物质的吸收；○3产生膜电位；○4激活某些生化反应；如细胞内高浓度K+是核糖体合成蛋白质及糖孝解过程中重要酶活动的必要条件。

三、胞吞与胞吐作用

还有一种物质运输的方式不同于此，是细胞膜将外来物包起来送入细胞或者把细胞产物包起来送出细胞。前者称胞吞作用，后者称胞吐作用，总称吞排作用（Cytosis）。这样的物质运输方式称膜泡运输（transport by vesicle formation），又称批量运输（bulk transport）。大分子

物质及颗粒物质常以此方式进出细胞。

（一）胞饮作用与吞噬作用

某些物质与膜上特异蛋白质结合，然后质膜内陷形成囊泡，称胞吞泡（endocytic vesicle）。将物质包在里面，最后从质膜上分离下来形成小泡，进入细胞内部。根据内吞的物质性质，将其分为：

吞噬作用（Phagocytosis）吞噬泡，内吞较大固体物质，如颗粒白细胞、巨噬细胞。

胞饮作用（Pinocytosis）胞饮泡，内吞液体或极小颗粒，白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、植物根细胞。

（二）胞吐作用（exocytosis）又称外卸

某些代谢废物及细胞分泌物形成小泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合后将物质排出。如：小肠上皮的杯状细胞向肠腔中分泌粘液，经溶酶体消化处理后的残渣排向细胞外等过程。

关于衣被小泡运输（Coated vesicle）

存在于真核细胞中，具有毛刺状外表面的一类小泡（50—250nm）。可以是内膜系统的有关细胞器芽生而成，也可以是由质膜内陷，断裂形成，进行细胞器间的物质运输。

（三）受体介导的胞吞作用（receptor—mediated endocytosis）

某些大分子的内吞往往首先同质膜上的受体结合，然后质膜内陷形成衣被小窝，继之形成衣被小泡，这种内吞方式称受体介导的胞吞作用。

需说明的是，膜泡运输时由于质膜内陷或外凸也需消耗能量，故可看作是一种主动运输方式。

第二节细胞通讯与信号传递

一、细胞通讯与细胞识别

（一）细胞通讯（cell communication）指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。

（二）细胞识别与信号通路（cell recognition）

细胞识别的现代概念是：细胞识别是细胞通过其表面的特殊受体与胞外信号物质分子（配体）选择性的相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应，这种现象或过程称为细胞识别。

可见，细胞识别是细胞通讯的一个重要环节。细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信号转化为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路（Signaling pathway）。细胞识别正是通过各种不同的信号通路实现的。

（三）细胞的信号分子与受体

1 细胞的信号分子

信号分子，即配基（Ligands）：指能够被受体识别的各种类型的大、小分子物质。又有信号分子（ Signal molecule ）和被识别子（cognon）之称。

亲脂性信号分子：甾类激素、甲状腺素。直接进入细胞与细胞质或核中受体结合，形成激素受体复合物，调节基因表达。

亲水性信号分子：神经递质、生长因子、多数激素等，不能直接进入细胞，先与膜上受体结合，再经信号转换机制，在细胞内产生→第二信使（cAMP和肌醇磷脂），或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞的应答反应。

20世纪80年代发现一氧化氮（NO）是一种重要的信号分子和效应分子，它能进入细胞直接激活效应酶，参与体内重多的生理病理过程，成为人们关注的“明星分子”。

2 受体（receptor）

受体的概念最早是1910年Ehrlich提出的，近来有人建议改称“识别子”（cognor）。

受体都是蛋白质大分子（多为糖蛋白），一般至少包括两个结构功能区域，即与配体结合的区域及产生效应的区域。组成糖链的单糖种类、数量及排列方式不同，从而形成该细胞特定的“指纹”，是细胞之间、细胞与其他大分子之间联络的“文字”和“语言”。

根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体分为两类，即细胞内受体（受胞外亲脂性信号分子的激活）和细胞表面受体（受胞外亲水性信号分子的激活）。二着通过不同的机制介导不同的信号传递通路。

3 第二信使与分子开关

通过分泌化学信号进行细胞间通讯的过程：化学信号分子的合成→信号细胞释放化学信号分子→转移至靶细胞→被受体识别→信息跨膜传递

→引起细胞内生物学效应。

第二信使（second messenger） 70年代初，Sutherland及其合作着提出激素作用的第二信使学说，认为胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使降解使其信号作用终止。

分子开关（molecular switches）在细胞内一系列信号传递的级联反应中，必须有正、负两种相反相成的反馈机制进行精确控制，即对每一步反应既要求有激活机制又必然要求有相应的失活机制。

二、通过细胞内受体介导的信号传递

亲脂性小分子（甾类激素、甲状腺素）穿膜进入细胞，通过与细胞内（细

胞质或核）受体结合传递信号。

这类受体有三个结构域：1、C末端区——结合激素；2、中部——结合DNA；3、N末端区——激活基因转录。

三、通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递

亲水性信号分子（神经递质、蛋白激素、生长因子等）一般不能直接进入细胞，而是通过与膜上特异受体结合对靶细胞产生效应。

根据信号转导机制和受体蛋白类型的不同，细胞表面受体分属三大家族：

1、离子通道偶联的受体

是由多亚基组成的受体—离子通道复合体，本身既有信号结合位点，又是离子通道。

2、G蛋白偶联的受体

这类受体与酶或离子通道的作用要通过与GTP结合的调节蛋白（G蛋白）相耦联，在细胞内产生第二信使，从而将外界信号跨膜传递到细胞内进而影响细胞生物学效应。

由G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路主要包括两类：

Ⅰ、cAMP信号通路

激素（第一信使）→激活受体→进一步激活腺苷酸环化酶，使ATP→cAMP （第二信使），然后通过激活一种或几种蛋白激酶来促进蛋白酶的合成，促进细胞分化，抑制细胞分裂。

受体和腺苷酸环化酶由G蛋白耦连在一起，并使细胞外信号跨膜转换成细胞内信号—cAMP。

Ⅱ、磷脂酰肌醇信号通路

外界信号分子识别并结合膜表面受体，激活 PIP2磷酸二酯酶（PIC）催化使4，5一二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2，存在于真核细胞膜的成分）水解成 1，4，5一三磷酸肌醇和（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使， IP3可引起胞内Ca2+ 升高，通过结合钙调素并使之构象改变，进而与受体酶结合形成钙调素—酶复合物，进一步调节受钙调素调节的酶的活性，最后引起对胞外信号的应答。

DG可激活蛋白激酶C（PKC），使细胞内PH 升高，进而引起对胞外信号的应答。

3、与酶偶联的受体

这类受体一旦被配基（信号分子）活化即具有酶的活性。这类受体均为跨膜蛋白质。

物质跨膜运输的方式一体化讲义

第4章细胞的物质输入和输出 第3节物质跨膜运输的方式 【课标要求】 1．举例说明物质跨膜运输方式的类型和特点 2．指出被动运输与主动运输方式的异同点 3．简述主动运输对于细胞生活的意义 4．举例说出大分子物质进出细胞的方式 5．进行图表数据的解读 【学习重难点】 学习重点：小分子和离子跨膜运输的三种方式 学习难点：主动运输 【创设情境】 [思考1] 回忆细胞膜的功能是什么？ [思考2] 结合问题探讨，思考什么分子能通过人工合成的脂双层膜？什么分子不能通过人工合成的脂双层膜？ 【学习活动】 活动一、被动运输 [思考一] (学生阅读教材P70～71及图4-7，并思考下列问题) 1．什么是扩散？ 2. 物质跨膜运输方式有几种？ 3．肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。 由此可见自由扩散的方向是怎样的？哪些物质能通过自由扩散进出细胞？ 4．葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，细胞能大量吸收葡萄糖，对此如何解释？ 与自由扩散相比，协助扩散的特点是什么？ [练习一] 1.人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（） A．组织液中甘油的浓度 B．细胞膜上甘油载体的数量 C．细胞的供能 D．细胞膜上磷脂分子的种类 2.有一种物质能顺浓度梯度进出细胞膜，但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双层

膜。这种物质出入细胞膜的方式是（） A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞、胞吐 活动二、主动运输 [思考二] (阅读教材P71-72及观察表4-1和图4-8，并思考下列问题） 1.与被动运输相比，主动运输的特点是什么？ 2．物质进出细胞的三种方式中，对细胞而言哪一种更为重要？为什么？ 3 自由扩散协助扩散主动运输细胞膜两侧物质浓度差 是否需要载体蛋白 是否消耗细胞内的能量 代表例子 4．下面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？ 5．主动运输、被动运输体现了细胞膜的什么功能特性？ 6．对于大分子物质，进出细胞的方式是什么？联系前面所学内容举例。 7．胞吞，胞吐依赖于细胞膜的什么特点？是否要消耗能量？ 8．胞吞胞吐与主动运输的区别是什么？共同点是什么？ [练习二] 1．下列物质中，通过人体红细胞膜时需要消耗能量的是（） A．甘油 B．葡萄糖 C．钠离子 D．氧气 2．对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻的离子浓度。请分析回答下列问题：

物质跨膜运输的方式练习题

物质跨膜运输的方式 一、选择题 1．(2012·泉州高一期末)如图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠() A．自由扩散B．主动运输 C．协助扩散D．渗透作用 【解析】动物细胞内外不同离子的相对浓度存在差异，即存在浓度差，该浓度差的维持依靠主动运输。 【答案】 B 2．(2013·山东省实验中学高一期末)关于概念图的分析正确的是() A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内释放的能量 B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质 C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞 D．蜜饯腌制时蔗糖进入细胞与过程①和②有关 【解析】图中①代表主动运输，②表示协助扩散，②过程需要载体，不消耗ATP；主动运输能逆浓度梯度运输物质；大分子物质以胞吞或胞吐的方式通过膜；蜜饯腌制时细胞已经死亡，细胞膜的选择透过性消失。

【答案】 B 3．下图表示植物细胞正常生活过程中的细胞膜对物质的运输。物质运输的方向如箭头所示，黑点的数量表示物质的浓度，则该物质可能是() A．甘油B．叶绿素 C．花青素D．Na＋ 【解析】此物质的运输方向是从低浓度到高浓度，由细胞内向细胞外，需要载体蛋白，而且消耗能量，是主动运输。甘油的运输方式是自由扩散，叶绿素、花青素分别是存在于叶绿体、液泡中的色素，不在细胞间转运。Na＋可由细胞内运输到细胞外，且运输方式是主动运输。 【答案】 D 4．(2012·浙江高考)人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质通过主动运输进入细胞的是() A．CO2B．O2 C．K＋D．Na＋ 【解析】可通过肝细胞内外各种物质的关系作出判断，K＋逆浓度从细胞外进入到细胞内部，其跨膜运输方式为主动运输。 【答案】 C 5．(2013·青岛高一检测)细胞内的生物大分子物质(如胃蛋白酶原)的出胞方式是() A．胞吐B．自由扩散 C．协助扩散D．主动运输 【解析】细胞膜是一种选择透过性膜，水分子以及细胞要选择吸收的离子、小分子物质可以通过，对于生物大分子物质，则不能以跨膜运输的方式进出细胞，

细胞生物学第五至第八章作业答案

第五章物质的跨膜运输 1 物质跨膜运输有哪三种途径？ATP驱动泵可分哪些类型？ 答：物质跨膜运输有简单扩散、被动运输和主动运输三种途径。ATP驱动泵可分P型泵、V型质子泵和F型质子泵以及ABC 超家族，其中P型泵包括Na+—K+泵、Ca+泵和P型H+泵。 各种ATP驱动泵的比较： 2.简述钠钾泵的结构特点及其转运机制。 答：Na+—K+泵位于动物细胞的质膜上，由2个α和2个β亚基组成四聚体。Na+—K+泵的转运机制总结如下：在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞，同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合，使其失去磷酸化，α亚基的构象再次发生变化，将K+泵入细

胞，完成整个循环。 3、简述葡萄糖载体蛋白的结构特点及其转运机制。 答：葡萄糖载体蛋白，简称为GLUT，是一个蛋白质家族，包括十多种葡糖糖转运蛋白，他们具有高度同源的氨基酸序列，都含有12次跨膜的α螺旋。GLUT中多肽跨膜部分主要由疏水性氨基酸残基组成，但有些α螺旋带有Ser、Thr、Asp和Glu残基，他们的侧链可以同葡萄糖羟基形成氢键。葡萄糖载体蛋白的转运机制为：氨基酸残基为形成载体蛋白内部朝内和朝外的葡萄糖结合位点，从而通过构象改变完成葡萄糖的协助扩散。转运方向取决于葡萄糖的浓度梯度，从高浓度向低浓度顺梯度转运。 4、举例说明协同运输的机制。 答：协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。根据物质运输方向与离子沿浓度梯度的转移方向，协同运输又可分为：同向协同与反向协同。 ①同向协同指物质运输方向与离子转移方向相同。如人体及动物体小肠细胞对葡萄糖的吸收就是伴随着Na+的进入，细胞内的Na+离子又被钠钾泵泵出细胞外，细胞内始终保持较低的钠离子浓度，形成电化学梯度。 ②反向协同物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+以调节细胞内的PH值，即Na+的进入胞内伴随者H+的排出。选做：5、举例说明受体介导的内吞作用。 答：受体介导内吞作用大致分为四个基本过程∶①配体与膜受体结合形成一个小窝；②小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成一个被膜小泡；③被膜小泡的外被很快解聚，形成无被小泡，即初级内体；④初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被溶酶体的酶水解。具有两个特点，即：①配体与受体的结合是特异的，具有选择性；②要形成特殊包被的内吞泡。 例如LDL受体蛋白是一个单链的糖蛋白，为单次跨膜蛋白。LDL受体蛋白合成后被运输到细胞质膜，即使没有相应配体的存在，LDL受体蛋白也会在细胞质膜集中浓缩并形成被膜小窝，当血液中有LDL颗粒，可立即与LDL的apoB-100结合形成LDL-受体复合物。一旦LDL与受体结合，就会形成被膜小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白解聚，受体回到质膜再利用，而LDL被传送给溶酶体，在溶酶体中蛋白质被降解，胆固醇被释放出来用于质膜的装配，或进入其他代谢途径。 名词：

第五章 物质的跨膜运输习题及答案

细胞生物学章节习题-第五章 一、选择题 1、物质进入细胞的过程，需消耗能量，但不需要载体的一项是（C ）。 A. 根吸收矿质元素离子 B. 红细胞保钾排钠 C. 腺细胞分泌的酶排出细胞 D. 小肠对Ca、P的吸收 2、母鼠抗体从血液上皮细胞进入母乳，或者乳鼠的肠上皮细胞将抗体摄入体内，都涉及将胞吞和胞吐作用相结合。这种跨膜转运方式称为（B ）。 A. 吞噬作用 B. 跨细胞转运 C. 协同转运 D. 胞吞作用 3、既能执行主动运输，又能执行被动运输的膜转运蛋白是（A ）。 A. 载体蛋白 B. 通道蛋白 C. 孔蛋白 D. ABC转运蛋白 4、动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物的吸收依靠（B ）。 A. 受体介导的胞吞作用 B. Na+-K+泵工作行程的Na+电化学梯度驱动 C. Na+-K+泵工作行程的K+电化学梯度驱动 D. H+-ATPase行程的H+电化学梯度驱动 5、有关动物细胞胞内体膜或溶酶体膜上的V型质子泵的描述，错误的是（B）。 A. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞器 B. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞器中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞质基质 C. V型质子泵可以维持细胞质基质pH中性 D. V型质子泵有利于维持胞内体或溶酶体的pH酸性 6、流感病毒进入细胞的方式为（C ）。 A. 吞噬作用 B. 胞膜窖蛋白依赖的胞吞作用 C.网格蛋白依赖的胞吞作用 D. 大型胞饮作用 7、表皮生长因子及其受体通过胞吞作用进入细胞后（D）。 A. 将通过夸细胞转运到细胞的另一侧发挥作用 B. 受体返回质膜，而表皮生长因子进入溶酶体降解 C. 表皮生长因子被活化，刺激细胞生长 D. 进入溶酶体被降解，从而导致细胞信号转导活性下降 8、一种带电荷的小分子物质，其胞外浓度比细胞内浓度高。那么，该物质进入细胞的可能方式为（A ）。 A. 被动运输 B. 简单扩散 C. 主动运输 D.以上都错 9、对P型泵描述正确的是（D ）。 A. 位于液泡膜上 B. 位于线粒体和叶绿体上

物质跨膜运输方式教案

第四章细胞的物质输出和输入 第3节物质跨膜运输的方式 一、教学目标 知识方面：说明物质进出细胞的方式；简述主动运输对细胞生命活动的意义。 能力方面：进行图表数据的解读。 情感态度价值观：强调积极主动思考。 二、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点：物质进出细胞的方式。 解决方法： （1）介绍扩散现象，列举氧和二氧化碳进出细胞的现象，总结出自由扩散的概念。 （2）葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，总结协助扩散的概念。 （3）列举逆浓度梯度跨膜运输现象，总结出主动运输的概念。 2、教学难点：主动运输 解决方法：通过列举逆浓度梯度跨膜运输的现象，播放相关的多媒体动画，讲清主动运输的概念及特点。 三、课时安排：1课时 四、教学方法：直观教学法、讲授法。 五、教具准备：课件 六、学生活动 指导学生，阅读教材，回答相关问题。 七、教学程序 [问题探讨]给学生呈现P70图，提出下列讨论题： 1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？ 2、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吸收葡萄糖，对此该如何解释？ 学生讨论后回答。 讲述 （一）小分子或离子的跨膜运输 1.物质顺浓度梯度的扩散进出细胞，这种扩散统称为被动运输。 类型：自由扩散，协助扩散 (1)自由扩散 往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快变为蓝色，这就是扩散。物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。不需要载体蛋白，也不需要消耗能量，只能顺浓度梯度运输，如O2、CO2、甘油、乙醇等。 特点：（1）物质转移方向是高浓度到低浓度 （2）不需要载体蛋白的协助 （3）不需要消耗能量

(2)协助扩散 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，是因为镶嵌在膜上的一些特有的蛋白质，能协助葡萄糖等物质顺梯度跨膜运输，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。不需要消耗能量。自由扩散和协助扩散统称为被动运输。 特点：（1）物质转移方向是高浓度到低浓度 （2）需要载体蛋白的协助 （3）不需要消耗能量 总结自由扩散，协助扩散的异同。 2.主动运输 从低浓度一侧运输到高浓度一侧，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，这种方式叫做主动运输。如Na＋、K＋、Ca2＋的吸收。 特点：（1）物质转移方向是低浓度到高浓度 （2）需要载体蛋白的协助 （3）需要消耗能量

《物质跨膜运输的方式》教案

《第三节物质跨膜运输的方式》教学设计 开课教师：蔡文春开课级别：县级 开课时间：2017-12-8 开课班级：高一（4）班 一、设计思路 教材分析： 本节为《普通高中课程标准实验教科书生物1必修分子与细胞》（人民教育出版社）第四章《细胞的物质输入和输出》中第3节内容。课程标准的要求是说明物质进出细胞的方式。和图表数据的解读。本节课在第一节《物质跨膜运输的实例》和《细胞膜流动镶嵌模型》的基础上，从微观层面介绍了不同物质通过细胞膜的机制，体现生命物质性观点，强调了生命活动具有的物质基础，帮助学生树立辩证唯物主义观点，同时体现了生物体结构和功能的统一性。 教材先介绍了小分子物质跨膜运输的不同方式，之后又简单介绍了大分子物质进出细胞膜的方式，完整呈现了物质通过细胞膜的各种方式。并通过图形、文字结合的方式，将微观问题宏观呈现、抽象问题具体呈现，有利于学生对内容的理解，又提供给授课教师较大的发挥空间，使授课教师可以根据教学对象的学习能力来进行有针对性的呈现、梳理和提升知识。本节教材有较多的图表，教师可以充分利用这些图表，培养学生的观察能力、图表转换能力、逻辑分析能力和表达能力。本节课主动运输方式需要能量，这能量来自哪里为后续课程《细胞的能量“通货”—ATP》的学习埋下伏笔，因此本节课的教学在学生知识体系建构中起到承上启下的作用。 学情分析： 学生通过前面三章和本章前两节课的学习，已经明白细胞膜是一种选择透过性膜，通过细胞膜模型的建构过程，学生初步建立结构与功能相适应的观点，因此对生物膜结构和功能有一定的知识贮备。本班学生中等生较多，对生物有钻研的偏少，因此对主动运输的特点及意义以及对图表数据的分析和转换能力及探究能力偏弱，需要利用本节课加强训练。 教学策略： 如何将这些抽象的、学生肉眼难以观察到的知识在学生脑海里建构出来，是本节课设计的难点。在教学过程中，本人充分利用教学图片、动画和实验数据等，采用提问、设计问题串、讨论等教学方法，使学生主动接近物质通过细胞膜的运输方式。 本人首先通过生活实例导入本节课题，引发学生兴趣，继而通过对细胞膜结构的的简单复习，让知识复现，为理解本节内容做铺垫。通过扩散的概念将生命现象引入到对生命的物质本质的讨论，然后引入自由扩散和协助扩散的教学，教学过程中通过两组实验数据的讨论，让学生理解这两种方式的异同。怎样让学生理解难以肉眼看见的主动运输对于生命的意义，是本节课的教学难点。本节课通过创设学生熟悉的生活情景：①木材（或竹捆）从河的上游随水漂到下游；②船装白糖（或食盐、化肥）从河的上游漂到下游（不开发动机）；③船装

第五章 物质的跨膜运输

第五章物质的跨膜运输 一、填空题 1.物质跨膜运输的主要途径有＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。 2.被动运输可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两种方式。 3.主动运输根据能量来源可以分为3种类型：＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。 4.协助扩散和主动运输的相同之处主要在于＿＿＿＿，主要区别在于＿＿＿＿。 5.钠钾泵、钙泵都是多次跨膜蛋白，它们都具有＿＿＿＿酶活性。 6.离子通道具有的两个显著特征，一是具有＿＿＿＿，二是离子通道是＿＿＿＿。 7.真核细胞中，质子泵可以分为3种，即＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。 8.协同运输在物质跨膜运输中属于＿＿＿＿(主动、被动)运输。根据物质运输方向与离子 顺电化学梯度的转移方向的关系，可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿。 9.Na+/K+泵的能量来源是＿＿＿＿，植物细胞协同运输时能量的直接来源是＿＿＿＿。 10.真核细胞中，大分子的跨膜运输是通过＿＿＿＿作用和＿＿＿＿作用来完成的。 11.根据胞吞泡的大小和胞吞物质，胞吞作用可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两种。 12.胞饮泡的形成需要＿＿＿＿的一类蛋白质辅助。 13.细胞的吞噬作用可以用特异性药物＿＿＿＿来阻断。 14.母鼠抗体从血液通过上皮细胞进入母乳，再经乳鼠的肠上皮细胞被摄入体内这种将内吞 作用与外排作用相结合的跨膜转运方式称为＿＿＿＿。 15.动物细胞中的葡萄糖、氨基酸的次级主动运输要借助于＿＿＿＿的浓度梯度的驱动；细 菌、植物细胞中糖的次级主动运输要借助于＿＿＿＿的浓度梯度的驱动。 16.影响物质通过质膜的主要因素有：①＿＿＿＿＿＿＿＿②＿＿＿＿＿＿＿＿③＿＿＿＿ ＿＿＿＿。 二、选择题 1.下列对协助扩散的描述，不正确的是： A．转运速率高，存在最大转运速率 B．需要膜转运蛋白的“协助” C．对物质的转运是非特异性的 D．物质由高浓度侧向低浓度侧转运 2.载体蛋白可以看作是结合在细胞膜上酶，但下列有关载体蛋白与酶的比较错误的是： A．都有特异的结合位点，可同特异的底物(溶质)结合 B．载体蛋白转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学曲线 C．都可以被底物类似物竞争性抑制，都有对pH的依赖性 D．都能改变反应平衡点，加快物质沿自由能减少的方向跨膜运动的速率 3.维持细胞内低钠高钾的蛋白分子是： A．Na+/K+泵 B．Na+通道蛋白 C．K+通道蛋白 D．Na+/K+通道蛋自 4.若对实验动物细胞使用乌本苷，不太可能出现下列哪种结果： A．细胞内钠浓度增高 B．细胞内钾浓度增高 C．细胞因体积膨胀而趋于裂解 D．协同运输的效能降低 5.下列有关钙泵的叙述错误的是： A．是一种跨膜蛋白，与Na+/K+泵的α亚基有高度同源性 B. 细胞内钙调蛋白与之结合调节钙泵的活性 C．钙泵每消耗l分子ATP，转运2个Ca2+ D．钙泵仅存在于细胞膜上，转运钙的方向是将其泵出细胞外 6.有关协同运输，下列哪项说法错误： A．协同运输必须有载体蛋白的参与 B．完成共运输的载体蛋白有两个结合位点，必须同时与转运分子结合后才能共运输 C．动物细胞只能以协同运输的方式转运葡萄糖分子 D．动物细胞常通过Na+驱动的Na+/H+对向运输以调节细胞内的pH值 7.小肠上皮吸收葡萄糖以及各种氨基酸时，主要通过（）达到逆浓度梯度运输。

第6讲物质的跨膜运输

第6讲物质的跨膜运输 考纲、考情——知考向核心素养——提考能 最新考纲1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。 2.实验：（1）通过模拟实验探究 膜的透性； （2）观察植物细胞的质壁分离 和复原。 生命 观念 物质与能量观：理解细胞内的物 质运输与能量供应的关系 全国卷考情2018·全国卷Ⅱ（2）、2017·全国 卷Ⅱ（4）、 2016·全国卷Ⅰ（2）、2015·全国 卷Ⅱ（1）、 2015·全国卷Ⅱ（3）、2014·全国 卷Ⅰ（4）、 2013·全国卷Ⅰ（3） 科学 思维 归纳与演绎：分析不同物质跨膜 运输实例，归纳物质跨膜运输的 类型和特点 科学 探究 实验设计与实验结果分析、模拟 细胞膜透性实验、分析植物细胞 的质壁分离与质壁分离复原实 验 考点一物质跨膜运输的实例 1．渗透作用 （1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。 （2）渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 2．动、植物细胞的吸水和失水 （1）动物细胞的吸水和失水 ②现象 a．外界溶液浓度＜细胞质浓度?细胞吸水膨胀。

b．外界溶液浓度＞细胞质浓度?细胞失水皱缩。 c．外界溶液浓度＝细胞质浓度?水分进出平衡。 （2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例） ①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。 ②原理 （3）现象 a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。 b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。 3．物质跨膜运输的其他实例 （1）植物对无机盐离子的吸收 ①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。 ②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。 （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆（填“逆”或“顺”）浓度梯度进行的。 （3）不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。 如图为某同学设计的验证渗透作用发生条件的一组实验装置，请分析：

第五章物质的跨膜运输习题及答案

第五章物质的跨膜运输习 题及答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

细胞生物学章节习题-第五章 一、选择题 1、物质进入细胞的过程，需消耗能量，但不需要载体的一项是（C ）。 A. 根吸收矿质元素离子 B. 红细胞保钾排钠 C. 腺细胞分泌的酶排出细胞 D. 小肠对Ca、P的吸收 2、母鼠抗体从血液上皮细胞进入母乳，或者乳鼠的肠上皮细胞将抗体摄入体内，都涉及将胞吞和胞吐作用相结合。这种跨膜转运方式称为（B ）。 A. 吞噬作用 B. 跨细胞转运 C. 协同转运 D. 胞吞作用 3、既能执行主动运输，又能执行被动运输的膜转运蛋白是（A ）。 A. 载体蛋白 B. 通道蛋白 C. 孔蛋白 D. ABC转运蛋白 4、动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物的吸收依靠（B ）。 A. 受体介导的胞吞作用 B. Na+-K+泵工作行程的Na+电化学梯度驱动 C. Na+-K+泵工作行程的K+电化学梯度驱动 D. H+-ATPase行程的H+电化学梯度驱动 5、有关动物细胞胞内体膜或溶酶体膜上的V型质子泵的描述，错误的是 （ B）。 A. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞器 B. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞器中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞质基质 C. V型质子泵可以维持细胞质基质pH中性

D. V型质子泵有利于维持胞内体或溶酶体的pH酸性 6、流感病毒进入细胞的方式为（C ）。 A. 吞噬作用 B. 胞膜窖蛋白依赖的胞吞作用 C.网格蛋白依赖的胞吞作用 D. 大型胞饮作用 7、表皮生长因子及其受体通过胞吞作用进入细胞后（ D）。 A. 将通过夸细胞转运到细胞的另一侧发挥作用 B. 受体返回质膜，而表皮生长因子进入溶酶体降解 C. 表皮生长因子被活化，刺激细胞生长 D. 进入溶酶体被降解，从而导致细胞信号转导活性下降 8、一种带电荷的小分子物质，其胞外浓度比细胞内浓度高。那么，该物质进入细胞的可能方式为（A ）。 A. 被动运输 B. 简单扩散 C. 主动运输 D.以上都错 9、对P型泵描述正确的是（D ）。 A. 位于液泡膜上 B. 位于线粒体和叶绿体上 C. 其ATP结合位点位于质膜外侧 D. 水解ATP使自身形成磷酸化的中间体 二、填空题 1、质膜中参与物质运输的P型泵在物质运输中有两个特点：其一是水解ATP 功能，其二是磷酸化和去磷酸化作用。 2、离子通道有两个显著的特征：离子选择和门控性。

物质跨膜运输的方式

物质跨膜运输的方式（学案） 一、学习目标： （1）举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。 （2）说出被动运输与主动运输方式的异同点，用表格的方式进行总结归纳。 （3）阐述主动运输对细胞生活的意义。 （4）正确解读坐标数据图表。 重点：物质进出细胞膜的方式。 难点：主动运输 二、学习活动 （一）、自主学习，完成下列内容。 离子和小分子物质跨膜运输方式： 物质进出细胞的方式: 大分子物质的通过方式: （二）、小组讨论，合作探究 探究活动一 下面的物质分别是通过何种方式进出细胞的？请归类，并在相应的位置画出其跨膜运输的示意图。 氧气，二氧化碳，甘油，氮气，苯，维生素D，性激素，乙醇，葡萄糖，钾离子，碘，氯离子 （1）自由扩散（2）协助扩散（3）主动运输。

探究活动二：探究影响细胞物质跨膜运输速率的因素 (一)下表为自由扩散实验的数据，请分析数据，绘出物质运输的速率与浓度关系的坐标曲线。 结论：物质的运输速度与物质浓度差成_____关系， 自由扩散过程受________影响。 (二)下表为协助扩散实验的数据，请分析数据，绘出物质运输的速率与浓度关系的坐标曲线。 结论：在一定浓度范围内， 物质的运输速率 与物质浓度成____关系，协助扩散过程中物 质运输速率受________________限制。 (三)下表为胡萝卜在不同氧分压情况下从KNO 3溶液中吸收K +与 NO 3— 的数据，请根据数据绘出K +与 NO 3— 吸收速率与氧分压的坐标曲线。 结论：在一定范围内，物质的运输速率与________________和_________有关。 探究活动三：按照表格归纳出三种跨膜运输的方式。小组合作填写。 运输方式 概念 运输方向（浓度梯 是否需要载体 是否需要能量 举例 影响 因素 被动运输 自由扩散 协助扩散 主动运输 浓度差（mmol/L ） 5 10 15 20 25 30 运输速度（离子/秒） 2.4 4.7 7.3 9.5 12.2 14.4 浓度差（mmol/L ） 1.5 3 4.5 6 7.5 9 运输速度（离子/秒） 8 15 24 30 31 31 氧分压 0 2 4 6 8 10 K + 20 25 40 41 42 42 NO 3— 30 35 40 50 52 52 氧分压

第五章物质的跨膜运输

物质通过细胞质膜地转运主要有种途径：被动运输、主动运输和胞吞与胞吐作用. 膜转运蛋白与物质地跨膜运输 脂双层地不透性和膜转运蛋白 细胞内外地离子差别分布主要由两种机制调控：一套特殊地膜转运蛋白地活性，质膜本身地脂双层所具有地疏水性特征.文档来自于网络搜索 膜转运蛋白分类载体蛋白通道蛋白.两者区别：以不同地方式辨别溶质，即决定运输某些溶质不运输另外地溶质.通道蛋白根据溶质大小和电荷进行辨别；载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相适合地溶质分子通过，载体蛋白每次转运都发生自身构象地转变.文档来自于网络搜索 载体蛋白及其功能 有特异性结合部位，可与特异性底物结合，具有高度选择性，通常只转运一种类型地分子；转运过程具有饱和动力学特征；既可被底物类似物竞争性抑制，又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对有依赖性.载体蛋白也叫通透酶，与酶不同地是，它对转运地溶质分子不作共价修饰.文档来自于网络搜索 通道蛋白及其功能 形成跨膜地离子选择性通道.对离子地选择性依赖于离子通道地直径和形状，通道内衬带电荷氨基酸地分布，所以它介导地被动运输不需要与溶质分子结合，只有大小和电荷适宜地离子才能通过.文档来自于网络搜索 与载体蛋白相比，离子通道地特征极高地转运速率，离子通道没有饱和值，在很高地离子浓度下通过地离子量没有最大值，非连续性开放，是门控地，即离子通道地活性由通道开或关两种构象所调节，受控于适当地细胞信号.文档来自于网络搜索 根据信号地不同，离子通道分为: 电压门通道：带电荷地蛋白结构域会随跨膜电位梯度地改变发生相应地位移，从而使离子通道开启或关闭. 配体门通道：细胞内外地某些小分子配体与通道蛋白结合引起通道蛋白构想地改变，使离子通道开启或关闭. 应力激活通道：通道蛋白感应应力而改变构象，开启通道形成离子流，产生电信号.（例子：内耳听觉毛细胞）.文档来自于网络搜索 离子通道决定了细胞质膜对于特定离子地通透性，与离子泵（如酶）一起，调节细胞内地离子浓度和跨膜电位.文档来自于网络搜索

物质跨膜运输的方式

1．物质进出细胞的方式[连线] [点拨](1)物质跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。 (2)物质能否通过细胞膜，是根据细胞生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。 2．物质跨膜运输的实例 番茄和水稻吸收无机盐离子的比较： 科学家将番茄、水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4－4的培养液中培养，结果如图所示： 据图示可知： (1)实验结果：①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异；②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异。 (2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。 1．据图确定物质跨膜运输的方式 a是协助扩散，b、d是自由扩散，c是主动运输。 2．根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式 (1)物质浓度 (2)氧气浓度

3．探究物质跨膜运输的方式 (1)探究是主动运输还是被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 不同因素对主动运输的影响不同 (1)抑制细胞呼吸，所有通过主动运输方式跨膜的物质都会受到影响。 (2)抑制某载体蛋白的活性，只会导致该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响。 角度一以基础判断的形式或依托相关生理过程，考查物质进出细胞的方式及特点1．(2014·浙江高考)下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是() A．被细胞胞吞的一定是固体物质 B．突触前膜释放乙酰胆碱属于易化扩散(协助扩散) C．通过载体蛋白的物质转运属于主动转运(主动运输) D．胞吐过程一定会发生分泌泡与质膜的融合 解析：选D被胞吞或胞吐的可以是固体，也可以是液体；突触前膜释放乙酰胆碱的方式是胞吐；通过载体蛋白的物质运输可以是主动转运(主动运输)也可以是易化扩散(协助扩散)；胞吐是具膜的分泌泡和质膜融合后将分泌泡包含的物质释放到细胞外的过程。 2．(2014·北京高考)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是() A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质 B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性 C．离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜 D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 解析：选C观察图示，除了甘油、O2和CO2以外，其余物质在生物膜上的通透性均比在人工膜上的通透性大，说明生物膜上存在协助运输某些物质的物质；由于K＋、Na＋、Cl－在生物膜上的通透性有差异，所以能够体现选择性；图中不同物质的分子大小不同，膜对其通透性也不同，说明分子大小影响跨膜运输的速率；图中没有信息证明离子在跨膜运输过程中是否消耗A TP，因此不能判断离子的跨膜运输方式为协助扩散。

高中生物题型分析----物质跨膜运输的方式[ 高考]

高中生物题型分析---- 物质跨膜运输的方式 题型一、物质运输方式 一、考查形式 选择题或填空题 二、典型例题 1.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培 养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期 测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析 下列叙述中正确的是( ) A．该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B．该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多 C．两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧 D．曲线m～n段和a～b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收 答案B 解析从图中可以看出，甲、乙曲线随时间的变化是：细胞内离子浓度超过细胞外离子浓度，因此对两者的吸收都是主动运输的方式，A项不正确；在相同的时间内，甲曲线表示的浓度高于乙曲线，说明甲离子的吸收速度快，主要原因是载体蛋白的数量相对较多，B项正确；可从图中直接得出：细胞内浓度无论大于或小于细胞外浓度，细胞均能吸收离子，C项不正确；D项中曲线m～n段和a～b段两种离子应该是处于平衡的状态，是由于载体蛋白数量有限引起的，而不是抑制了细胞的吸收，D项不正确。 2.如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答： (1)图中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。 (2)K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是________。 (3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助________，该物质是在细胞内的________上合成的。

(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜________________的特点。 (5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，__________________方式将会受到较大影响。 (6)需要载体蛋白协助的方式为________________(填字母)，影响B方式运输速率的因素为__________________；与C运输方式有关的细胞器是___________________。 答案(1)自由扩散协助扩散主动运输胞吐(2)葡萄糖(3)载体蛋白核糖体(4)D(或胞吐) 具有一定的流动性(5)C、D(或主动运输和胞吐) (6)B、C 浓度差和载体蛋白数量线粒体和核糖体 解析自由扩散受膜两侧浓度差的影响，浓度差越大，物质出入细胞的速率就越快，而协助扩散和主动运输都受细胞膜上载体蛋白数量的限制，主动运输和胞吐又受能量多少的限制。 三、答题技巧 1．根据图解确定物质跨膜运输方式 2．物质出入细胞方式的综合比较 项目离子和小分子物质大分子和颗粒性物质自由扩散协助扩散主动运输胞吞胞吐 运输方向高浓度→ 低浓度 高浓度→ 低浓度 低浓度→ 高浓度 细胞外→ 细胞内 细胞内→ 细胞外 运输动力浓度差浓度差 能量 (ATP) 能量 (ATP) 能量 (ATP) 载体 蛋白 不需要需要需要不需要不需要实例水、CO2、红细胞吸K＋、Na＋白细胞吞各种分泌

物质跨膜运输的方式

第3节物质跨膜运输的方式 教案 A 教学目标 一、知识目标 1．举例说明物质跨膜运输的类型及特点。 2．说出被动运输与主动运输的异同点。 3．阐述主动运输对细胞的意义。 二、能力目标 运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质。 三、情感目标 物质进出细胞的方式反映了细胞膜的功能，这是在细胞膜结构的基础上进一步的学习，树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。 教学重点、难点 教学重点 物质进出细胞的方式。 教学难点 主动运输。 教学方法 探究法、讲述法、演示法。 课时安排 1课时 教学过程 板书：第3节物质跨膜运输的方式 引入 观察与思考 演示实验：向一杯清水中加入某种棕色液体，观察到什么实验现象？ （扩散是物质从高浓度向低浓度移动的现象。通过扩散，整杯清水中都有了棕色物质分子的存在。） 我们怎样判断出这是什么物质呢？ （可以闻出这是醋的味道。说明醋分子除了在水中扩散，还进入了我们的肺泡，进入我们的嗅觉细胞。） 那么这些分子是怎样进入我们的人体细胞的？会遇到什么障碍吗？ 回顾旧知识 生物膜流动镶嵌模型:（磷脂双分子层）构成膜的基本支架；（蛋白质）分子 镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入或横跨磷脂双分子层。脂质与蛋白质可以（运动），故膜的结构特点是具有（流动性）。

生物学基本的观点是：结构与功能相适应，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？ 学生阅读观察并思考讨论“问题探讨”，学生回答。 提示 1．从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不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，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。 3．通过观察此图还可联想并提出，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。 （学生阅读教材70页、71页内容）思考： 1．物质跨膜运输的方式有哪几种？ 2．什么是主动运输，被动运输？ 3．被动运输的特点和种类。 （教师结合学生的理解和回答进行讲解） 一、被动运输 （一）自由扩散 生答师讲 能够通过脂双层膜的物质中，我们已知水进入细胞的方式是渗透作用，是顺相对含量梯度的。其他物质也都是以这种简单的扩散作用进入细胞膜的，把这种方式叫做自由扩散。 学生总结自由扩散特点。 生答师讲 自由扩散中，物质的运输方向是从浓度高的向浓度低的运输。物质运输的动力是浓度差。以自由扩散进出细胞的物质，通常是一些小分子物质，气体或是脂溶性物质。 思考 不能通过脂双层膜，但细胞又需要的物质，比如葡萄糖怎样进入细胞？ 生答师讲 实验表明，葡萄糖不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入某种蛋白质，葡萄糖则可以通过膜从高浓度处向低浓度处扩散。该实验说明什么? 学生分析资料，得出结论：说明葡萄糖可以借助载体通过脂双层。 （二）协助扩散 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。物质的运输方向是从浓度高的向浓度低的运输，需要载体协助。如葡萄糖进入红细胞。 自由扩散与协助扩散都是物质从高浓度向低浓度运输，浓度差是运输动力，均属于被动运输。 思考与讨论：学生思考讨论回答。 提示：

专题06 物质的跨膜运输(解析版)

专题06物质的跨膜运输 一、基础知识必备 1、植物细胞的失水和吸水：把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中，使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 2、小分子物质跨膜运输的特点及实例 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度 二、易错警示 1、生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 2、消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。 3、当细胞液浓度与外界浓度达到平衡时，水分子的扩散不会停止。由于分子是在不断进行无规则运动的，所以即使细胞膜内外浓度达到平衡状态后，水分子依旧会不断进出细胞，保持一个动态平衡的状态。 三、知识网络构建

对点训练 1．使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞观察质壁分离实验是因为外表皮细胞含有紫色中央大液泡（） 【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察质壁分离，正确。2．细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性较大，是发生质壁分离的一个基础（）【解析】细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，是发生质壁分离的内因，正确。3．所有的高等植物细胞在高浓度的蔗糖溶液中都可以发生质壁分离现象（） 【解析】只有成熟的植物细胞，在外界溶液浓度高时，细胞渗透作用失水，才发生质壁分离，错误。 4．发生质壁分离的原因之一是水分子的渗透作用（） 【解析】成熟的植物细胞能发生质壁分离原因就是细胞渗透作用失水，加之细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，才引起细胞壁与原生质层分离，正确。 5．若线粒体受损伤，葡萄糖进入红细胞的过程受阻（） 【解析】葡萄糖是以协助扩散的方式进入红细胞，不需要能量，若线粒体受损伤，葡萄糖进入红细胞的过程不会受阻，错误。 6．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高（） 【解析】质壁分离过程中，水分子外流会导致细胞液浓度增大，细胞内渗透压升高，正确。 7．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离（） 【解析】海水中的海藻细胞可通过主动运输的方式从海水中物质，积累溶质，以增大细胞液的浓度，防止质壁分离，正确。 8．蛋白质可通过核孔并且需要消耗能量（） 【解析】蛋白质可通过核孔，此过程需要消耗能量，正确。 9．细胞的吸水和失水过程中，水分子逆相对含量梯度跨膜运输（）

第四章物质跨膜运输的方式知识要点列表梳理

物质跨膜运输的方式知识要点列表梳理 1.自由扩散、协助扩散、主动运输的比较 2.胞吐和胞吞的比较

例析有关物质穿越膜层数的计算 山东省青岛第九中学辛建福 物质穿越膜层数的计算问题，在高中生物试题中经常出现,也是重点和难点之一。 一、穿膜层数的计算问题常涉及的知识点 （1）常涉及到的细胞结构的膜的层数：线粒体和叶绿体均为2层膜，液泡、细胞膜均为1层膜、核糖体、核膜上的核孔均为0层膜等。 （2）常涉及到结构和细胞：红细胞；肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞，物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。 （3）常涉及到的生理过程：营养物质的吸收、分泌蛋白的合成与分泌、泌尿、血液循环、神经传导、光合作用、呼吸作用等。 二、穿膜问题典型题例析 1.动物体内氧气的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题

例1.空气中的02被吸收到人体内参加细胞的有氧呼吸，这一过程中02共穿过( )层膜 A.7 B.9 C.1l D.13 解析：呼吸的全过程分为五个环节：肺的通气；肺泡处的气体交换；气体在血液中的运输；组织处的气体交换；氧气在细胞内的利用。 ①肺的通气：此过程中02没有穿膜行为，而是通过呼吸道直接进入肺泡；②肺泡处的气体交换：此过程02需穿过肺泡壁、毛细血管壁及红细胞的细胞膜，最终进入红细胞中与血红蛋白结合成氧合血红蛋白，其中肺泡壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成，因此在此过程中02共需穿过5层膜；⑧气体在血液中的运输：此过程中02始终以氧合血红蛋白的形式随血液运往全身各处，没有出红细胞，因而没有穿膜行为；④组织处的气体交换：此过程中02需从红细胞出来，穿过毛细血管壁进入组织细胞中，依据上面的分析，此处共需穿过4层膜；⑤氧气在细胞内的利用：02进入组织细胞后，还需进入线粒体内才能参与有氧呼吸过程，线粒体是双层膜细胞器，因此此过程中02需穿过2层膜。综合上述五个过程，02共需穿过11层膜。 答案：C 2.动物体内营养物质的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题

《物质跨膜运输的方式》教学设计

《物质跨膜运输的方式》教学设计 一、教学内容分析： 《物质跨膜运输的方式》是新课标人教版高中生物教科书必修I中第四章第三节的内容，本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。学习内容主要有物质跨膜运输的方式，自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞及胞吐的主要特征和各自的区别。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。所以本节的内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义，也为以后进一步的生物学习奠定基础知识。 二、学习者特征分析： 1、知识基础：在本章前两节中，学生已经学习了细胞膜的组成、功能以及物质跨膜运输的一些实例，但还未对物质跨膜运输的原理进行学习。本节内容就是系统的学习物质跨膜运输的方式，学生对其中涉及的知识已经有一些了解，所以本节内容对于高中学生并不难理解，因此可以用引导的方式让学生进行学习，以此提高学生的分析总结能力。 2、认知能力：高中生已达到一定分析处理问题的水平。 三、教学目标： 1、知识目标： （1）举例说明物质跨膜运输的类型及特点。 （2）阐述主动运输对细胞的意义。 （3）说出被动运输与主动运输的异同点。 （4）正确解读坐标图与表格。 2、技能目标： (1)逐渐形成打破定势思维，实际问题实际解决的能力。 （2）逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力。 （3）逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力。 3、情感态度价值观： 树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。 四、教学重点：

1.小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输 2.大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐 五、教学难点： 三种跨膜运输方式的概念及区别；通过已知跨膜运输的特征推出跨膜运输的方式。 六、教学媒体： 教科书、板书、PPT课件（包含flash动画）等。 七、教学方法： 直观教学法、讲授法、引导法。 八、课时安排： 1课时 九、教学流程图