3.3[物质的跨膜运输]教案(苏教版必修1)

3.3 物质的跨膜运输

一.教学内容：

物质的跨膜运输

二. 教学目标

举例说明物质的被动运输

举例说明物质的主动运输

三. 教学重点：

被动运输（简单扩散、易化扩散）、主动运输。两种方式的机理不同，运输物质的种类也不同，这些都是由细胞膜结构的特殊性所决定的。

四. 教学难点

主动运输和被动运输的区别，可从运输方向、是否需要载体以及是否耗能3个方面进行比较。

五. 教学过程

1. 被动运输

（1）扩散 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。

通过扩散进出细胞的物质（一些分子质量相对较小或脂溶性强的物质）

如O2、乙醇、甘油等。

（2）简单扩散 不需要载体蛋白参与的扩散称为简单扩散

（3）易化扩散（或协助扩散） 需要载体蛋白参与的扩散，称为易化扩散或协助扩散

如葡萄糖通过载体蛋白运输进入红细胞，各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等以易化扩散的方式通过细胞膜。

动力——浓度差 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。

（4）被动运输 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的扩散通常又被称为物质的被动运输。

（5）渗透 处于细胞膜两侧的水分子可以自由进出细胞，我们把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为渗透（如图）。

①植物细胞的细胞壁主要是由纤维素分子组成的，它是一种全透性膜，水和溶质均能通过。细胞膜和液泡膜则是半透膜，因此可以将原生质层（包括细胞膜、细胞质和液泡膜）当做一种半透膜。液泡里的细胞液、原生质层和细胞外溶液之间若存在浓度梯度，便会发生渗透作用。

②质壁分离现象 当把具有液泡的植物细胞放入高浓度的溶液中时，由于渗透作用，细胞会因失水而出现质壁分离现象。

③质壁分离复原 当把已经质壁分离的植物细胞放入低浓度的溶液中时，由于渗透作用，细胞会因吸水而出现质壁分离复原现象。

2. 主动运输

＋＋例1. 神经细胞或肌肉细胞的胞内K浓度为胞外的30倍，胞外的Na浓度比胞内高约13倍，

＋＋但细胞仍然不断地积累K和排出Na；

例2. 有些海藻细胞内碘的浓度比周围海水中碘的浓度高得多，但细胞仍能继续吸收碘。

（1）主动运输 物质通过膜上载体蛋白的参与，消耗细胞代谢释放的能量，逆浓度梯度把物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧的运输方式叫主动运输。表现为物质能逆浓度梯度进出细胞。

（2）实例 植物根细胞对矿质元素的吸收以主动运输为主

葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞也是主动运输。

（3）主动运输的重要意义 主动运输能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择并

吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

3. 细胞的内吞作用和外排作用

（1）内吞作用 大分子物质附着在细胞膜上，由细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内。然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做内吞作用。

大分子物质和颗粒性物质主要通过内吞作用进入细胞。

（2）外排作用 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外，这种现象叫做外排作用。

细胞通过外排作用向外分泌物质。

4. 生物膜在工业、农业和医学上的应用

（1）活细胞中的生物膜具有选择通透性，即水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子或分子也可以通过。人们模拟生物膜的这种功能合成的“血液透析膜”已应用于人工肾，用于挽救肾病患者的生命。

（2）生物膜的应用

①工业方面：

Ⅰ 海水淡化处理 人们试图模拟生物膜的选择通透功能，设计出一种具有选择通透性能的膜结构，滤去海水中的盐分，对海水进行淡化处理；

Ⅱ 处理污水 有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属对水的污染。

②农业方面：

从生物膜的结构和功能的角度研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，寻找改善农作物品质的新途径。

③医学方面：

人们尝试用人工合成的膜材料，代替人体的病变器官行使正常的生理机能。

例：科学家研制了一种透析型人工肾，其中起关键作用的就是人工合成的膜材料——血液透析膜，当病人的血液流经人工肾时，血液透析膜能够把病人血液中的代谢废物滤去，然后让干净的血液返回病人体内。

【典型例题】

1. 将洋葱表皮细胞分别放在0.3g／mL的蔗糖溶液、0.3g／mL的KNO3溶液和清水中，其细胞体积随时间推移而变化的曲线（如下图）分别是（ ）

A. a、b、c B. b、c、a C. c、b、a D. b、a、c

2. 下列物质中，不能以简单扩散或主动运输方式横穿细胞膜进出细胞的是（ ）

A. 维生素D和性激素 B. 水和甘油

C. 氨基酸和葡萄糖 D. 酶和胰岛素

3. 紫色茄子的表皮细胞中含有花青素。将茄子切成小块放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变成紫红色。其原因是（ ）

A. 花青素在水等无机溶剂中难以溶解

B. 水温的升高使花青素的溶解度增大

C. 加温使其细胞壁失去了选择透过性

D. 加温使表皮细胞的生物膜被破坏

4. 与海带细胞从海水中吸收碘没有直接关系的是 （ ）

A. 海水中碘的浓度 B. 细胞中的ATP

C. 细胞膜上运载碘的载体 D. 细胞的死活

5. 葡萄糖进入红细胞和进入小肠绒毛上皮细胞的方式分别是 （ ）

A. 简单扩散、易化扩散 B. 易化扩散、主动运输

C. 简单扩散、主动运输 D. 主动运输、被动运输

6. 在肾小管的细胞内可以见到大量的线粒体，这说明肾小管的重吸收作用与下列哪项运输方式有关 （ ）

A. 简单扩散 B. 易化扩散 C 主动运输 D. 渗透作用

7. 下列物质中，能以右图所示跨膜运输方式进出细胞的是 （ ）

A. 氧气

B. 酒精 C. Na ＋ D 二氧化碳

8. 与细胞膜的选择透过性有关的细胞器是（ ）

A. 线粒体 B. 高尔基体 C. 核糖体

9. 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图完成下列问题：

D. 内质网

（1）A代表 分子；B代表 ；D代表 。

（2）细胞膜从功能上说，它是一层 膜。

（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 。

（4）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是 。

（5）可能代表氧气转运过程的是图中编号 ；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 。