第4章 细胞的物质输入和输出4.3.doc

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 学习目标： ⑴知识目标：能说明物质进出细胞的方式，会比较物质的主动运输与被动运输，两种被动运输的区别。 ⑵能力目标：进行解读图表数据能力的训练。 ⑶情感目标：初步形成生物体结构与功能相统一的观点。 学习重点：物质进出细胞的方式。 学习难点：理解主动运输的特点。 教材预览 导言 细胞对于物质的输入和输出有 性，细胞膜和其他生物膜都是 性膜。 思考：物质跨膜运输都是顺相对含量梯度的吗？请举例说明。 提示：不都是。例如水分子的跨膜运输是顺相对含量梯度的，但人体甲状腺滤泡细胞通过细胞膜从血液中摄取碘的过程却是逆相对含量梯度的（人体甲状腺滤泡细胞中碘的浓度比血液中碘的浓度高20～25倍）。 思考：生物膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的，这两种成分在物质跨膜运输过程中都起着重要作用。我们该如何研究磷脂分子和蛋白质分子在物质运输过程中分别起什么作用呢？ 提示：首先把膜中的磷脂分子单独地提取出来，制成无蛋白质的脂双层膜，这样就可以分别研究不同成分的作用了。 一、被动运输： 物质进出细胞时， 浓度梯度扩散，称为被动运输。 ⑴ 扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 ⑵ 扩散：进出细胞的物质借助 的扩散。 思考：欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。请推测“可以溶于脂质的物质”最可能通过哪种方式进入细胞? 提示：自由扩散。 二、主动运输：物质进出细胞时， 浓度梯度运输，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ，这种方式叫做主动运输。 思考：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。血液中碘的质量浓度为250 mg/L，而甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20～25倍。推测人体甲状腺滤泡上皮细胞以何种跨膜运输方式吸收碘？ 提示：主动运输（推测依据：此例中跨膜运输方向为逆浓度梯度方向）。 三、大分子和颗粒物质进出细胞的方式 胞吞：通过细胞膜陷包裹物质形成囊泡的方式，使细胞外的大分子或颗粒物质进入细胞内的过程。 胞吐：通过细胞中的囊泡膜与细胞膜融合的方式，使囊泡中的大分子或颗粒物质从细胞内排到细胞外的过程。 思考：联系你所知道的生物学知识，举出细胞可能是通过胞吞、胞吐作用吸收或排出物质的一、两种实例。 提示：变形虫在水中通过伸出伪足将食物颗粒包起来，形成食物泡的摄食方式；人体中的某些白细胞吞噬入侵的病菌等。（推测依据：这两个例子都是大分子或颗粒物质进入细胞）。 预览答案 选择 选择透过 顺 自由 协助 载体蛋白 逆 载体蛋白 能量 本节聚焦 ①物质跨膜运输的方式有哪几种? ②两种被动运输的方式有什么异同? ③主动运输与被动运输的区别是什么?这对于细胞的生活有什么意义? 问题探讨 左图所示为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。 1.什么样的分子能够通过脂双层?什么样的分子 不能通过? 提示：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? 提示：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，因此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.观察此图，联系已有知识，你还能提出其他问题吗?能不能对所提出的问题作出尝试性的回答? 提示：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。 学习过程 从“问题探讨”中可以看出，不同物质跨膜运输的方式可能是不一样的，有的容易通过膜的脂双层，有的可能需要膜上的特殊蛋白质的协助才能通过膜的脂双层；有的顺相对含量梯度跨膜运输，有的逆相对含量梯度跨膜运输。 一、被动运输 思考：往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快就变为蓝色，这种现象在物理学和化学中叫什么？ 提示：叫做扩散。 思考：用学过的物理和化学知识回答：将两种不同浓度的溶液连通，一段时间后，为什么溶液各处浓度都相等了？ 提示：由于溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，最终使溶液各处的浓度相等（溶液达到动态的、相对的平衡状态）。 物质跨膜运输也存在扩散现象。 资料分析一： 1．水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，水分子可以从溶液浓度低的一侧（即水分子相对含量多的一侧）通过细胞膜的磷脂双分子层到溶液浓度高的一侧（即水分子相对含量少的一侧），直到平衡为止。 2．氧气、二氧化碳等与水分子一样，分子很小，很容易自