4.3《物质跨膜运输的方式》word学案一 新人教版生物(必修1)

第3节 物质跨膜运输的方式
▲问题导思
1．常见的物质（小分子、离子）跨膜运输方式有哪些？各有什么样的特点？
特点、举例[ 被动运输 主动运输
 自由扩散 协助扩散 
运输方向（逆、顺浓度梯度） 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗细胞代谢的能量 不需要 不需要 需要
代表例子 水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等 葡萄糖通过红细胞等 Na+ 、K+等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞
小分子物质一般都可以通过自由扩散、协助扩散和主动运输三种常见方式进出细胞膜或者其他的膜结构，而对于 大分子物质，例如蛋白质 等，一般不能通过。这也就体现了细胞膜等生物膜结构的选择透过性。
那么对于细胞需要摄入或者排出的 特定大分子，则需要经过胞吞和胞吐进出，例如：分泌蛋白的合成与运输；巨噬细胞对细菌、异物的吞噬。胞吞和胞吐利用了细胞膜具有一定的流动性的特点，同样消耗细胞代谢产生的能量。
2．根据各种运输方式的特点，想想影响各种运输方式的因素有哪些？
（1）自由扩散：物质运输的动力就是膜内外的物质浓度差，浓度差越大，自由扩散的速率越大。
（2）协助扩散：不仅受浓度差影响，还受着载体的数量限制，可以说在一定限度内运输速率同物质 浓度成正比。如超过一定限度，浓度再增加，运输也不再增加，因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和。
（3）主动运输：由于为运输提供动力的不再是浓度差，而是细胞代谢产生的能量，所以主动运输与这个细胞代谢产生的能量有关，能够影响到这个细胞呼吸有关的因素，例如温度、氧气等都可以影响到主动运输过程。另外，主动运输还与运载该物质的载体蛋白的种类和数量有关，一般来说，载体数量越多，运输的这种物质越多；但是膜上载体的数量有限，因此主动运输也会存在最大速率。
3．主动运输对于细胞有什么重要意义？
主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质，对活细胞完成各 项生命活动具有非常重要的作用。
▲例题演示
例1  科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了如下实验：先向乌贼神经纤维内注入微量的放射性同位素24Na ，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入抑制酶活动的药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量如下图所示：
请据图回答：
溶液中24Na的量
                       加入某药物     加入ATP
                2

                1
1            2      注入24Na的时间
（1）在 神经纤维膜外溶液中加入抑制酶活动的某药物，则24Na的外流__________ _____；当向中毒的神经纤维内注射新鲜的ATP时，24Na又_______________，直到____________为止。
（2）可见，24Na通过神经纤维膜的方式是__________________，原因是神经纤维排出24Na需要消耗____________。
（3）加 入药物后抑制的酶是______________________酶。
解析   本题主要考查了物质出入细胞的方式中的“主动运输”方式所需的条件，以及ATP产生的生理作用，并且要有分析坐标曲线的能力。主动运输需要载体和消耗新陈代谢所释放的能量，此题中所涉及到的是需要能量即ATP这个条件，而ATP的产生需 要通过呼吸作用，呼吸作用需要酶的参与。
向乌贼神经纤维内注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na，说明24Na已经由细胞内排到了细胞外，24Na的运动方向是向外流。在神经纤维膜外溶液中加入抑制酶活动的药物和ATP，从图中可以看到，加入药物前，外流量多，从“2”迅速下降到“1”；加入药物后外流停止，保持在“1”水平；加入ATP后，外流量又增多了。可见， 24Na的外流需要消耗ATP，加入的药物是抑制细胞产生ATP的，也就是说是抑 制呼吸作用的，因为ATP主要是通过呼吸作用产生的。所以24Na通过神经纤维膜的方式是主动运输；加入药物抑制的酶是呼吸作用的酶。
答案 （1）迅速停止；重新透出；ATP用完  （2）主动运输，ATP  （3）呼吸作用

例2  下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
(1)A代表____       __分子；B代表____   ___；D代表___________；
(2)细胞膜 从功能上来说，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______；
(6)如果此为神经细胞膜，则当其受 刺激后发生兴奋时，Na+的流动过程是编号_______。
解析  本题考查细胞膜的结构及其功能，考察学生理解、分析应用能力。(1)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成，细胞膜表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂类分子结合成糖脂。(2)细胞膜从功能上来说最重要的特性是选择透过性。(3) 动物细胞吸水膨胀时，厚度变小，说明磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中。这种现象证明磷脂双分子层具有一定的流动性。(4)a～e五个过程中，b、c、d穿膜无需细胞供能，故是被动转运。(5) 氧气穿膜是自由扩散，所以选b，葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运输，所以选a。(6)如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na+由细胞膜内侧，通过Na+泵(实际上是一种镶嵌在膜的磷脂双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质)的作用，移至细胞外侧。有两个显著特点：①逆Na+浓度差由内向外；②是要消耗ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时，由亲水蛋白质分子构成的Na+管道张开，膜外大量Na+顺浓度梯度从Na+管道流入膜内，Na+流入量猛增20倍。
答案  (1)蛋白质  磷脂双分子层  多糖   (2)选择透过性   (3)一定的流动性  (4)b、c、d   (5)b  a    (6)c

演练•评估
1 ．甲(〇)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说 法正确的是（   ）。

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