1、2014-2015学年生物（苏教版）必修一同步导学案3.3 物质的跨膜运输 一、目标导航1.学习目标：举例说明细胞膜是选择透过性膜、物质跨膜运输方式的类型及特点。简述主动运输对细胞生活的意义，举例说明大分子进出细胞的方式。通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点。2.学习重点：简述主动运输对细胞生活的意义，举例说明大分子进出细胞的方式通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点3.学习难点：通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点。二、知识网络物质的跨膜运输三、导学过程 “导”自主预习一、被动运输阅读教材P46后完
2、成并记住下列内容1、概念：物质 梯度进出细胞， 消耗细胞代谢释放的能量的扩散。 2、扩散：由于物质 而产生的物质 现象，即一种物质从 区域向 区域迁移的过程。 3、类型：（1）简单扩散（或自由扩散）：分子质量相对 或 的物质，在不需要 参与的情况下通过 进出细胞的方式，如 、 、 、 、 等的运输。（2）易化扩散（或协助扩散）：需 的参与，从 区域到 区域的扩散，如 进入红细胞。 4、动力： 。 5、渗透：水分子从 通过 等结构向水分子 区域的 。简单的说就是水分子以 方式通过细胞膜等结构称渗透。（1）动物细胞通过渗透作用吸水与失水当外界溶液 细胞质的浓度，细胞吸水膨胀当外界溶液 细胞质的浓度
3、，细胞失水皱缩当外界溶液 细胞质的浓度，细胞处于动态平衡状态（2）植物细胞通过渗透作用吸水与失水二、主动运输知识梳理 阅读教材P47后完成并记住下列内容1、概念：物质 梯度进出细胞，既需要膜上的 参与，又需要消耗细胞代谢释放的 的运输方式。2、举例：植物根细胞对 的吸收， 、 进入动物小肠绒毛上皮细胞。3、意义：（1）使活细胞主动选择吸收 ，及时排出 和对细胞 的物质，保证细胞 的顺利完成。（2）体现了细胞膜的 ，即 可以自由通过，细胞选择吸收的 或小 也可以通过。如应用于人工肾的 。“学”互动探究探究一、被动运输 阅读课本P46P47相关内容，思考并小组讨论下列问题：1.什么是扩散？什么是简
4、单扩散？请举例说明。提示：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。不需要载体蛋白参与的扩散称为简单扩散。如一些分子质量相对较小或脂溶性强的物质，如O2、CO2、乙醇、甘油等进出细胞的方式均为简单扩散。2.什么是渗透，渗透和扩散是什么关系？植物细胞发生质壁分离或质壁分离复原的条件是什么？提示：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之为渗透。渗透现象是扩散的一种，特指水分子的扩散现象。植物细胞的细胞膜、液泡膜和细胞质形成原生质层，原生质层相当于一层半透膜，当细胞液、原生质层和细胞外溶液之间存在浓度差时，便会发生渗透作用，当细
5、胞外溶液浓度过高时，细胞会发生质壁分离，当发生质壁分离的细胞处于低浓度的外界溶液中时，会发生质壁分离复原现象。3.举例说明什么是易化扩散，并比较简单扩散和易化扩散有什么不同。提示：需要载体蛋白参与的扩散现象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。4.尝试总结影响简单扩散和易化扩散的因素分别有哪些。提示：简单扩散和易化扩散的动力都是无知的浓度差，影响简单扩散的因素主要是物质的浓度差，影响易化扩散的因素主要有物质的浓度差和载体蛋白的种类和数量。【经典回眸】将人的红细胞放入4蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )A红细胞膜具有水溶性B红细胞的液泡体积增大C蒸馏水大量进入红
6、细胞D低温时红细胞膜流动性增大【解析】红细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，磷脂分子的亲水性头部分别朝向膜的外侧、内侧，故细胞膜不具有水溶性；动物细胞没有液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞液的浓度，故红细胞在4的蒸馏水中会吸水涨破；低温时红细胞膜的流动性减小。【答案】C【变式训练】人体组织细胞从组织液中吸收甘油的速度主要取决于( )A组织液中甘油的浓度 B细胞膜上甘油载体的数量C细胞呼吸强度D细胞膜上载体的种类【解析】组织细胞通过简单扩散的方式从组织液中吸收甘油，故吸收甘油的速度应主要取决于细胞外溶液(组织液)中甘油的浓度。【答案】A探究二 主动运输阅读课本P46P47相关内容，思考并小组讨论下列问
7、题：1.举例说明什么是主动运输。主动运输与被动运输相比，有什么异同点？提示：物质逆浓度梯度进出细胞，需要膜上载体蛋白的参与，并消耗细胞代谢消耗的能量的运输方式称为主动运输。例如植物根毛对矿质元素的吸收；葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞的方式均为主动运输。与被动运输相比，主动运输可由低浓度向高浓度进行运输，需要消耗细胞代谢所产生的能量，一定要有载体蛋白的参与。2.主动运输对细胞的生命活动有什么意义？提示：主动运输能保证生活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，因此，主动运输对于生活细胞完成各项生命活动具有重要作用。3.影响主动运输的因素有哪些？提示
8、：主动运输需要载体蛋白的协助，并需要消耗能量。影响主动运输的因素主要包括细胞膜上载体蛋白的种类和数量、细胞的能量供应等因素。4.列表比较简单扩散、易化扩散和主动运输三种运输方式。提示：物质的跨膜运输方式的比较方式被动运输主动运输简单扩散易化扩散方向高浓度向低浓度高浓度向低浓度低浓度向高浓度载体不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗作用被选择吸收的物质能从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运能保证生活细胞按照生命活动需要，主动地选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质【经典回眸】下图甲、乙表示物质跨膜转运的两种方式。能以甲、乙两种方式进出细胞的物质是 ( )A葡萄糖 B氧气C蛋白质 D离
9、子【解析】题图中甲为易化扩散，乙为主动运输。小肠上皮细胞对肠腔中的葡萄糖的吸收为主动运输过程；葡萄糖进入红细胞的方式为易化扩散。【答案】A【变式训练】科学家在研究物质跨膜运输时发现有下列四种关系，分别用图示中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符。试问：物质X跨膜运输的方式是( )A简单扩散 B主动运输C易化扩散 D胞吐【解析】物质X跨膜运输方式与相符表明与载体有关；与相符表明与能量有关，故相关跨膜方式应为主动运输。【答案】B四、达标检测1下列物质中，通过简单扩散方式进入小肠绒毛上皮细胞的是( )A氨基酸 B胆固醇CNa D葡萄糖2人体肠腔中的营养物质经简单扩散进入小肠绒毛上皮细
10、胞的是( )A氨基酸和水 B水和钠离子C甘油和胆固醇 D葡萄糖和氨基酸3红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )A都可以从低浓度一边到高浓度一边B都需要供给ATPC都需要载体协助D既需要载体协助又需要消耗能量4甲()，乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(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( )A乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C甲进入细胞一定需要能量D甲运出细胞一定不需要能量5(2014年黄冈高一检测)下列有关跨膜运输的说法不正确的是( )A果脯在腌制时慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果B水分进出细胞的方式是简单扩散C葡萄糖进入
11、红细胞不需要消耗能量，其方式不属于主动运输D大肠杆菌吸收K需要载体蛋白和能量，其方式属于主动运输6实验证明，餐后肠腔中葡萄糖浓度高于血糖浓度时，葡萄糖可以顺浓度梯度被吸收，当肠腔中葡萄糖浓度下降至显著低于血糖浓度时，葡萄糖仍能被迅速地吸收。由此可知，小肠绒毛上皮细胞主要以哪种方式吸收葡萄糖( )A简单扩散 B易化扩散C主动运输 D胞吞7用呼吸抑制剂处理培养的细胞，下列物质吸收量正确的一组是( )8.将同一植物细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为0.3 mol/L蔗糖溶液和质量浓度为0.5 mol/L尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化关系，结果如右图曲线所示(细胞壁与原生质层将要分离时，原生质
12、的体积为100)，据图回答：(1)A、B、C中表示细胞在蒸馏水中的是 ，表示在质量浓度为0.3mol/L蔗糖溶液中的是 ，在尿素溶液中的是 。(2)ef段的细胞液浓度变化为_。(3)试简要分析B、 C曲线差异的原因_。参考答案1.【解析】氨基酸、葡萄糖和Na进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为主动运输，胆固醇属于纸类物质，进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为简单扩散。【答案】 B2.【解析】 题中氨基酸、钠离子、葡萄糖跨膜运输的方式为主动运输，而甘油和脂肪酸为简单扩散。【答案】 C3.【解析】 此题考查物质出入细胞的三种方式。红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要载体协助也消耗能量(ATP)；而红细胞吸收
13、葡萄糖是易化扩散，只需要载体协助不消耗能量。【答案】 C4.【解析】 乙物质是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助；C选项中甲进入细胞是顺浓度梯度运输，三种运输方式都有可能，只有主动运输才消耗能量；D选项中甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。【答案】 A5.【解析】 腌制果脯用的糖主要成分是蔗糖，而蔗糖不能通过选择透过性的细胞膜。变甜是由于细胞外糖浓度过高，细胞内部失水造成细胞死亡，然后糖分大量进入细胞才导致慢慢变甜的，不是主动吸收糖分的结果，所以A错误。葡萄糖进入红细胞为易化扩散，需要载体蛋白但不消耗能量。主动运输需要载体蛋白，并且消耗能量。【答案】 A6.【解析】
14、主动运输可以是逆浓度梯度运输，也可以是顺浓度梯度运输，均需要载体协助，消耗能量。【答案】 C7.【解析】 呼吸抑制剂处理培养的细胞，使细胞中ATP的产生减少，主动运输减慢。【答案】 B8.【解析】 由图中所给的曲线信息分析可知，A曲线表示细胞发生了渗透吸水，说明所处的环境是蒸馏水；B曲线表示细胞体积先变小后又恢复原状，说明细胞开始时发生质壁分离，后自动复原，所以周围的环境是尿素溶液；C曲线表示细胞发生了质壁分离，并保持一定的状态，此时细胞内外渗透压达到平衡，说明细胞周围环境为蔗糖溶液。【答案】 (1)A C B (2)细胞液浓度逐渐升高，最后与外界溶液浓度持平而进入相对稳定状态(3)B、C曲线
15、差异的原因是：尿素分子可缓慢进入细胞液，使细胞液浓度增大，细胞开始由失水变为吸水，直至平衡；蔗糖分子不能进入细胞，在蔗糖溶液中细胞失水，原生质层收缩，使细胞液浓度升高，之后失水减慢，直至平衡五、依据考点，归纳总结【例1】双选下列关于概念图中空白处的描述不正确的是( )A和所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞D果脯在腌制过程中蔗糖进入细胞与过程和均无关【解析】表示主动运输的过程，表示易化(协助)扩散，只有需要能量，能逆浓度梯度运输物质。而都是指小分子物质进出细胞的方式，像蔗糖等大分子物质不能通过方式进出细胞。果脯
16、在腌制过程中，由于蔗糖的作用，细胞失水过多而死亡，细胞膜变为全透性，蔗糖分子经扩散进入死细胞，该过程既不是，也不是。【答案】AC【例2】将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是( )A此细胞是活细胞B原生质层具有选择透过性C发生质壁分离的细胞一段时间后可自动发生质壁分离复原D原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞液浓度【解析】成熟植物细胞的原生质层可以看做一层选择透过性膜，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，相反则失水。一植物细胞放入KNO3溶液中一段时间后，出现质壁分离，这说明细胞液浓度低于KNO3溶液浓度。【答案】D【例3】下图表示
17、该海藻细胞在一定时间内吸收K与某些条件之间的关系。纵坐标表示吸收的速率，横坐标表示某个条件，假定其他条件均为理想状态，则a、b、c、d四幅图的横坐标分别表示的条件正确的一组是 ( )A载体数量、温度变化、氧气浓度、光照条件B氧气浓度、温度变化、光照条件、载体数量C光照条件、载体数量、氧气浓度、温度变化D温度变化、光照条件、载体数量、氧气浓度【解析】由低浓度到高浓度的运输是主动运输，需要载体消耗能量。能量的产生与氧气浓度和温度有关，氧气浓度等于0时，细胞可通过无氧呼吸供能，温度主要影响酶的活性。光照对海藻细胞的主动运输无影响。【答案】B规律总结影响跨膜运输的因素：(1)影响自由扩散的因素：细胞膜
18、内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜上运载物质的载体数量。(3)影响主动运输的因素载体：载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同；载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。各种因素的影响如下图所示：【例4】右图表示以洋葱表皮为材料，0.3 gmL1蔗糖溶液、0.5 gmL1蔗糖溶液、0.3 gmL1尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示都
19、用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化。图中代表尿素溶液处理结果的是 ( )Aa BbCc Dd【解析】在清水中细胞吸水，原生质体体积略微增大，a为清水。在0.3 gmL1蔗糖溶液、0.5 gmL1蔗糖溶液、0.3 gmL1尿素溶液中细胞失水，原生质体体积减小，其中在0.5 gmL1蔗糖溶液中失水最多，原生质体体积最小，由于细胞失水过多导致死亡，即使用清水处理(n点)也不能复原，即d曲线。在尿素溶液中，细胞会吸收尿素分子，细胞液浓度增大，导致细胞吸水而出现质壁分离的自动复原，原生质体体积又逐渐增大，即b曲线。在0.3 gmL1蔗糖溶液中，细胞失水，但不能自动复原，只有在用清水处理(n
20、点)后，细胞才吸水，原生质体体积逐渐增大，即c曲线。【答案】B六、布置作业一、选择题1某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程( )A没有载体参与 B为简单扩散C为易化扩散 D为主动运输2细胞膜进行主动运输时，需要的重要条件是( )A水分 B浓度差C载体 D载体和能量3下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是( )A酒精进入胃黏膜细胞B二氧化碳由静脉血进入肺泡内C原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞D水分子出入细胞4新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( )A主动运输、主动运输 B内吞、主动运输C主动运输、内吞 D被动运输、主
21、动运输5一个成熟的植物细胞，它的渗透系统的构成是( )A外界溶液、原生质层、细胞液B外界溶液、细胞膜、细胞液、液泡膜C外界溶液、细胞壁、细胞膜、细胞质D外界溶液、细胞膜、液泡膜、液泡6.下图X、Y、Z是细胞中的三种化合物，X为细胞生命活动所需要的主要能源物质，Y为构成细胞膜的主要成分。下列有关说法正确的是 ( )A如果X被人的红细胞吸收，不需要消耗ATPB维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与Y有关C细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有ZD构成细胞膜的Y可以运动，而Z是静止的7下图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是
22、 ( )ANa BKC胰岛素 DCO2二.非选择题：8下图为生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。请仔细观察图示回答有关问题。(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有 _。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经途径排出的，那么其跨膜运输的方式是_。(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2、K、C6H12O6方式不同，若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2的吸收明显减少，
23、但K、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca2的 _的活动。9.(2014娄底联考)成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a_b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在_，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a_b。(2)图丙中相当于图甲中c结构的是_(填序号)，结构当中充满的液体是_。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓
24、度大小关系是_。A细胞液外界溶液 B细胞液外界溶液C细胞液外界溶液 D都有可能(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？_，原因是_。(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？参考答案1.【解析】主动运输的特点是：可以从低浓度向高浓度运输，需要载体，消耗能量。【答案】D2.【解析】主动运输与被动运输中的简单扩散、易化扩散相比，需要的重要条件是主动运输过程需要载体的协助和细胞新陈代谢所释放的能量。【答案】D3.【解析】正常生理情况
25、下，原尿中的葡萄糖几乎全部被肾小管壁的上皮细胞重吸收，葡萄糖不断地从低浓度向高浓度运输，因此肾小管壁的上皮细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。【答案】C4.【解析】细胞消耗ATP，通过主动运输方式吸收离子和小分子物质，通过内吞方式吸收颗粒性物质和大分子物质。免疫球蛋白是蛋白质，属于大分子物质，乳糖是二糖，而半乳糖是单糖，属于小分子物质。【答案】B5.【解析】解答本题要正确理解渗透系统的构成，并能正确区分细胞膜和原生质层。一个成熟细胞的渗透系统是由具有一定浓度的细胞液、原生质层、外界溶液构成的。【答案】A6. 【解析】由题干和图可知，X、Y、Z分别是糖类、蛋白质、磷脂。红细胞吸收葡萄糖的方式为易化
26、扩散，不消耗ATP；维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与磷脂有关；细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有蛋白质；构成细胞膜的磷脂和大多数蛋白质都是可以运动的。【答案】A7. 【解析】由图乙可知该物质的运输是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。由图甲可知，钾离子细胞外浓度低，细胞内浓度高，因此由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。钠离子细胞内浓度低于细胞外浓度，与图乙中所示不符。胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。【答案】B8. 【解析】(1)脂溶性物质可优先通过细胞膜体现了相似相溶原理，表明细胞膜的主要成分中含磷脂。(2)图中所示途
27、径需载体不需耗能，应属易化扩散。(3)若毒素只阻碍Ca2吸收，但其他物质吸收仍正常，表明毒素作用于Ca2载体。【答案】(1)甲 磷脂分子(2)被动运输(或易化扩散)(3)乙 载体蛋白9. 【解析】(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的，水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，b侧液体的浓度大于a；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，最终达到平衡状态，液面不再上升，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a侧的浓度小于b侧。(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质视作一层半透膜，结构当中充满的液体是外界溶液；由于无法判断细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限制吸水。(4)理由同(3)。【答案】(1)小于 下降 小于 (2) 外界溶液 D(3)不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用 (4)不一定。七、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容