2019-2020学年高中生物第3章第3节物质的跨膜运输教案苏教版必修1.pdf
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1、第三节 物质的跨膜运输第三节 物质的跨膜运输 学 习 目 标核 心 素 养 1.阐明质膜具有选择透过性。 2举例说明有些物质顺浓度梯度进出细 胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓 度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。 3举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞 吐进出细胞。 1.运用归纳与概括的方法学习物质跨膜运输的方 式。 2依据科学探究的方法,利用渗透作用装置,模 拟探究生物膜的通透性。 3熟练制作临时装片和操作光学显微镜,观察植 物细胞的质壁分离和复原。 一、被动运输 1扩散 (1)含义:物质从高浓度区域向低浓度区域迁移。 (2)类型 自由扩散 (如甲) 物质:一些分子质量相对较小或 脂溶性较
2、强的物质,如O2、乙醇、 甘油 条件:不需要载体蛋白) 协助扩散 (如乙) 条件:需要载体蛋白 实例:葡萄糖进入红细胞) (3)特点 物质顺浓度梯度进出细胞 不需要消耗细胞代谢释放的能量) 2渗透 (1)概念:水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域的扩散。 (2)渗透作用发生的条件:具有半透膜(也称选择透过性膜)。半透膜两侧的溶液间存 在浓度差。 (3)选择透过性膜:又叫半透膜,对进出的物质具有选择作用的膜。细胞膜和其他生物膜 都是选择透过性膜。 3动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (2)条件及现象 外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。 外界溶
3、液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩。 外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡。 4植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构 细胞壁:全透性,即水分子和各种溶质分子都能够自由通过。 细胞内的液体环境:主要指液泡内的细胞液。 成熟植物细胞的结构 (2)原理和现象 外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。 外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。 二、主动运输 1运输方向:从低浓度一侧运输到高浓度一侧。 2基本条件 (1)细胞膜上相应载体蛋白的协助。 (2)消耗细胞内化学反应所释放的能量。 3生理意义 保证活细胞按照生命活动的需要,主
4、动地选择并吸收所需要的营养物质,排出代谢废物 和对细胞有害的物质。 4细胞的胞吞和胞吐作用(如下图) (1)运输方式 a:胞吞;b.胞吐。 (2)结构基础:细胞膜的流动性。 (3)条件:二者都需要消耗能量。 (4)过程 a:大分子物质囊泡大分子物质进入细胞内。 与膜上蛋白质结合 细胞膜内陷、分离 b:大分子物质囊泡大分子物质排出细胞外。 与细胞膜结合 细胞膜外凸、分离 三、质壁分离与复原实验 1实验材料:成熟的活的植物细胞(如紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞)。 2实验试剂:质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液、蒸馏水。 3实验过程 (1)制作紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞临时玻片标本。 (2)用低倍
5、镜观察鳞片叶外表皮细胞,注意紫色大液泡的相对大小和细胞质的分布情况。 (3)在盖玻片的一侧滴上蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复多次,使细胞浸润在蔗 糖溶液中。 (4)用低倍镜及时观察,注意紫色大液泡的体积变化、细胞的大小变化。 (5)像滴加蔗糖溶液一样,在盖玻片的一侧滴上蒸馏水,在另一侧用吸水纸吸引,重复多 次,使细胞浸润在蒸馏水中。 (6)再用低倍镜及时观察,同样注意紫色大液泡的体积变化、细胞的大小变化。 1动物细胞的细胞膜相当于半透膜。( ) 2葡萄糖进入红细胞是协助扩散,进入小肠上皮细胞是主动运输。( ) 3细胞壁的伸缩性比原生质层大。( ) 4物质跨膜运输都是顺浓度梯度进出细胞。(
6、 ) 5细胞对于物质的进出具有选择性。( ) 6主动运输需要消耗能量,胞吞和胞吐也消耗能量。( ) 答案 1. 2. 3 提示:细胞壁的伸缩性比原生质层小。 4 提示:物质跨膜运输可以顺浓度梯度进入细胞,也可以逆浓度梯度进入细胞。 5 6. 物质的跨膜运输 问题探究 游客漂流而下 游客在漂流时顺水而下,因高度落差,游客不但不消耗能量,还感觉到 有一股力量在推动着,这是因为存在高度落差的缘故;溯游爱好者在逆流而 上时,需要借助外力的推动。事实上,物质的跨膜运输有类似于漂流的借助 于顺浓度差的运输,也有类似于需要外力推动的逆浓度运输。 1如何区分自由扩散和协助扩散? 提示:自由扩散不需要载体蛋白,
7、协助扩散需要载体蛋白。 2结合主动运输所需要的条件分析,影响主动运输的细胞器主要有哪些? 提示:核糖体、线粒体。 3低温会影响物质的主动运输吗?为什么? 提示:会。主动运输需要能量,而低温可使细胞代谢速率下降,产生能量减少;同时还 会影响组成细胞膜的分子的运动。 讲解归纳 1物质跨膜运输方式的比较 被动运输 方式 自由扩散协助扩散 主动运输胞吞、胞吐 运输 方向 高浓度低浓度低浓度高浓度 载体蛋白不需要需要需要不需要是否 需要能量不消耗不消耗消耗消耗 模型 实例 水、CO2、O2、 甘油、 乙醇等 红细胞吸 收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、 无机 盐等 胞吐:分泌蛋白 的分泌 2.影响物质跨膜运输因
8、素的曲线分析 (1)物质浓度 (2)O2浓度 O2浓度影响物质运输的原理:O2浓度影响细胞呼吸产生能量,进而影响物质的运输。 曲线分析。 a自由扩散和协助扩散的运输速率与 O2浓度无关。 bP 点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。 cQ 点运输速率不为 0 的原因是此时可由无氧呼吸提供能量。 (3)温度:温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而会影响物质跨膜运输的速率。 特别提醒:有关物质进出细胞的两点提醒 (1)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散, 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输。 (2)物质进出细胞时,需要载体蛋白的不一定消耗能量
9、,如协助扩散,消耗能量的不一定 需要载体蛋白,如胞吞、胞吐。 1下图表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的过程。下列相关叙述不正确的是( ) A该矿质离子的运输既需要载体蛋白也需要能量,所以为主动运输 B该矿质离子可以从低浓度向高浓度运输 C该过程能保证植物细胞根据生命活动的需要从外界吸收营养物质 D随着 O2浓度的增加,植物吸收该矿质离子的速率一直增加 D 影响主动运输速率的因素还有载体蛋白的数量,所以 O2浓度增大到一定程度后,主 动运输速率将不再增加。 方法规律:判断物质运输方式的方法 (1)据分子大小判断 (2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。 2将某活组织放入适宜的
10、完全培养液中,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,定期检查细胞中两种离子的浓度,得到如图所示曲线。据图分 析下列叙述可能正确的是( ) A该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B该组织细胞运输甲离子的载体数量比运输乙离子的多 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 mn 段、ab 段表明细胞呼吸产生的能量不足,抑制了细胞对两种离子的吸收 B 根据题图可知,当组织细胞内相应离子的浓度大于细胞外浓度时,细胞仍能吸收该 离子,所以该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式均为主动运输,A 错误。同一时间点,甲离 子在细胞内的浓度高于乙离
11、子在细胞内的浓度,说明甲离子的吸收速率快,主要原因可能是 该细胞运输甲离子的载体数量比运输乙离子的载体数量多,B 正确。从图中得出,两种离子既 能从低浓度运输到高浓度,也能从高浓度运输到低浓度,C 错误。曲线 mn 段和 ab 段细胞内两 种离子的浓度保持不变, 原因是此浓度是细胞所需的甲、 乙两种离子在细胞中的浓度, D 错误。 渗透作用原理和植物细胞渗透作用实例 讲解归纳 1渗透作用的条件、原理 (1)基本组 成条件 具有半透膜 半透膜两侧的溶液存在浓度差) (2)渗透系统的组成(如下图)及分析 若 S1溶液浓度大于 S2,则单位时间内由 S2S1的水分子数多于由 S1S2的水分子数, 外
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