生物物质跨讲义膜运输的实例创新
生物精华课件：物质跨膜运输的实例
质子泵
钙离子转运蛋白
通过H+离子的质子转运和 ATP酶水解提供能量，将H+ 从低浓度侧向高浓度侧运输， 调节细胞内外酸碱度。
将胞浆内的钙离子通过ATP的 供能，向细胞外或细胞内的 高浓度侧运输。
细胞吞噬和胞吐
1 细胞吞噬
2 胞吐
细胞通过膜囊，将外部物质包裹进去， 内部膜囊形成的胞体与体外分离，形成 吞噬体。
药物研发
药物跨膜运输在药物研发和治疗中具有重 要的应用和前景。
被动运输
1
扩散
高浓度物质沿着浓度梯度向低浓度区域ห้องสมุดไป่ตู้散。
2
渗透
在溶液浓度不同的两侧，水沿着浓度梯度从低浓度侧向高浓度侧扩散。
3
电势差驱动
跨膜电势差驱动离子向相反电位区域扩散。
主动运输
钠钾泵
通过ATP的供能驱动离子从低 浓度侧向高浓度侧运输，维 持细胞膜内外离子浓度差。
生物精华课件：物质跨膜 运输的实例
本课件将介绍生物体内物质跨膜运输的重要性和机制，以及提供一些实例帮 助您更好地理解和掌握这个过程。
物质跨膜运输的重要性
细胞代谢
细胞内外的物质交换是细胞代谢正常进行 的必要条件。
神经传递
神经递质的跨膜运输是神经传递的基本机 制。
免疫响应
细胞膜上的物质跨膜运输参与了免疫响应， 对于身体的免疫防御至关重要。
胞吐是细胞从内向外排泄大型物质或垃 圾的过程。
吞噬
免疫系统中的细胞吞噬病原 菌。
胞吐
胰岛细胞释放胰岛素。
溶酶体
通过胞吐释放溶酶体，分解 并消化吞噬体内的物质。
其他跨膜运输
扁平运输子蛋白
携带类似葡萄糖等小分子跨过细胞膜。
【生物.新高考总复习】第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
必修1
第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
考点1
考点2
考点3
-12-
必备知识 核心素养 关键能力
探究2 动植物细胞吸水与失水的分析(科学思维) 将若干生理状况基本相同,长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别 置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组),尿素溶液、 KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的 平均长度,结果如下图。据图分析回答下列问题。
提示:水稻吸收水的相对速度大于吸收Mg2+的相对速度。由此 说明植物根细胞对水和离子的吸收过程是不同的。
(5)由实验结果可知:不同植物对同种离子的吸收量是不同的;同 一种植物对不同离子的吸收量是不同的。由该实验的结果能得到 什么结论?
提示:根细胞对离子的吸收具有选择性。
必修1
第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
提示:如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条就会缩短,但由于细胞 壁的支持和保护作用,不可能无限缩短。
必修1
第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
考点1
考点2
考点3
-15-
必备知识 核心素养 关键能力
探究3 物质跨膜运输的其他实例(科学思维) 把番茄和水稻分别放在完全培养液中培养。各种离子的初始浓 度设定为1个单位,一段时间后,培养液中离子的相对浓度(实验结束 后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比)如下图所示。 分析回答下列问题。
考点1
考点2
考点3
-11-
核心素养 关键能力
【解疑释惑】有关半透膜认识的3个误区 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指 渗透压,如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖 溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故 水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 (2)水分子的运输特点:半透膜两侧的水分子进行的是双向运动, 而不是单向运动,观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致 的液面改变。 (3)渗透平衡不等于浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水 分子移动达到平衡状态,而两侧溶液的浓度并不一定相同,两侧的 液面高度也不一定相同。
“物质跨膜运输的实例”教学设计与案例
① 我们研究的对象是原生质层 ，肉眼能不能观 察 到 ？所 以我 们需 要选 择什 么仪 器？ ② 选择什么样的实验材料更合适？ 分组 ， 提出要求 ， 学生讨论期间与各小组交流 ， 了 解学 生设计 的方案 。 同时制作 好两 个 临时装 片 ， 个 一 滴加 清水 ， 一个 滴加 蔗糖 溶液 。 请 ２ ４个 小组 代表 发言 ， ￣ 交流互 动 。 （ ）实施实 验 。 ４ 在 互 动显微 镜下 给学生 展示 实验 现 象 ， 出质 壁 提
作 为一 节 创新 课 ，作者 对 教 材 的 内容进 行 了整 合 ， 调 内容 的完 整 陛， 实例 ” 强 以“ 为基 础 ， 计 实验 思 设
路 为主 ， 以实验 演示 ， 辅 采用 引导 —— 探究 教学 法 ， 最 终引 导学生得 出“ 生物 膜是选 择透 过性 膜 ” 的结论 ， 这 也是本 节课 的知识 目标 及教 学重 点 。
而理性 地 认 识 到细 胞 膜 和其 他生 物 膜是 选 择 透过 性
教 师 的组 织 与引导 ： 由生 活现 象引 入 ， 出问题 ： 提
“ 拌西 红柿 ” 糖 后碟 子 中的水从 哪里 来 ？
膜， 为第 ４章第 ２节 “ 膜结 构 ”第 ３节 “ 、 物质跨 膜运 输
的方式 ” 习奠定 基 础 。探 究 “ 物 细胞 的吸水 和失 学 植
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ６ １ ． ２
２ ０ ０１
文件 编号 ： ０ ３—７ ８ （０ ０ ０ １０ ５ ６ ２ １ ）６—０ ４ —０ ００ ２
动物的主要类群 ’ ’ 第二课Ｂｆ 教学设计 －３ ， Ｊ ｌ
周 密 （ 四川师范大学生命科 学学院 四川成都 ６０ ０ ） １ １１ 刘 刚 （ 四川省成都 市第七 中学 四川成都 ６０４ ） １０ １
人教生物必修1第4章第1节物质跨膜运输的实例
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细 胞有害的物质。
探究发现活动一:
比较三种物质运输方式的异同：
运输方式
被动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
主动运输
逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
O2、CO2等气 体、水、乙 醇、甘油等 通过细胞膜
需要
需要
不消耗
需要消耗
葡萄糖进入 红细胞
葡萄糖、氨基 酸进入小肠上 皮细胞；离子 通过细胞膜
物质跨膜运输的特点
a
a
bc
bc
A
B
a
a
bc
bc
C
D
二. 物质跨膜运输的其他实例
实例一 培养液中的离子浓度
水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水
稻不吸收反而向外排出呢？
2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
实例二 在硫酸铵溶液中，植物吸收铵根比 硫酸根多；在硝酸钠溶液中，植物吸收 硝酸根比钠离子多。
1、不同物质跨膜运输的方式一般不同，有时同一 种物质跨膜运输的方式也不同，如葡萄糖
2、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中 都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似 的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸
第1节 物质跨膜运输的实例
第1节物质跨膜运输的实例【基础整理】一．细胞的吸水和失水1．动物细胞的吸水和失水原理（1）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
（2）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
（3）外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。
2．植物细胞的吸水和失水（1）成熟的植物细胞结构①细胞壁：，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。
②细胞内的液体环境：主要指液泡内的。
③原生质层组成：、和这两层膜之间的细胞质。
特性：具有选择透过性，相当于一层。
（2）原理和现象①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，会发生现象。
②外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，会发生现象。
（3）探究①探究实验的一般步骤：提出问题→→→→→表达交流→进一步探究。
②原理：植物细胞的原生质层相当于一层。
当小于的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________，细胞皱缩；当小于的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________，细胞膨胀。
③质壁分离内因：原生质层具有。
原生质层比细胞壁的伸缩性，因而会出现和___________分离的现象。
外因：外界溶液浓度细胞液浓度。
④质壁分离复原：质壁分离后的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为。
二、物质跨膜运输的其他实例1．细胞对无机盐离子的吸收实例（1）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。
（3）不同微生物对不同的吸收表现出很大的差异。
2．物质跨膜运输的特点（1）物质跨膜运输并不都是的。
（2）细胞对于物质的输入和输出有。
细胞膜和其他生物膜都是膜。
【跟踪训练】1．决定红细胞吸水或失水多少的条件是（）A．细胞内外溶液的浓度差B．细胞膜两边酶的浓度C．细胞膜两边分子运动的速度D．细胞内外溶质分子的运动速度2．人的红细胞浸在浓度为x的食盐水中，既不吸水也不失水；而浸在浓度为y 的食盐水中，红细胞破裂；浸在浓度为z的食盐水中，红细胞收缩。
4.1物质跨膜运输实例
低浓度 溶液
高浓度 溶液
生理盐水
实验现象记录
人的红细胞
高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度 细胞———————。
低浓度溶液中:由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度 红细胞—————。
在等渗溶液中:由外界溶液浓度=细胞质的浓度 红细胞————。
失水皱缩
吸水膨胀
吸水和失水动 态平衡
低浓度 溶液
高浓度 溶液
作出假设
设计实验 进行实验
低浓度 溶液
生理盐水
高浓度 溶液
人的红细胞
分析结 果得出 结论
吸水膨胀
失水皱缩
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
总结：科学探究的一般方法
提出问题 作出假设 设计实验
提出一个值得探究的问题
根据已有的知识和经验，对提出 的问题作出尝试性的回答
通过实验来验证假设是否正确
进行实验
分析结果，得出结论
生理盐水 人的红细胞
分析结果、得出结论
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜 其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。
动物细胞的吸水和失水
【思
考】
1． 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗 ？ 不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。
?
2．当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因 会发生吸水并且胀破 ，因为外界溶液浓度过低，红 细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限 度，细胞就会破裂。 3．红细胞吸水或失水的多少与什么有关？ 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓 度差，一般差值越大，吸水或失水越多。
第四章 细胞的物质输入 和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
在第3章的学习中,我们知道细胞膜被称为 系统的边界.作为边界,细胞膜具有哪些作 用? 1. 将细胞与外界分隔开; 2. 控制物质进出细胞; 3. 进行细胞间的信息交流。
高中生物课件-物质跨膜运输的实例
（复原状态） 2mol/L乙二醇溶液
2mol/L蔗糖溶液
0
60
120 180 240 300 时间（S）
例：将同一植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3 mol蔗糖溶液和0.5 mol
尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化如右图所示：
（1）A、B、C中细胞在蒸馏水中的是 A ，在0.5 mol尿素溶液中 的是 B 。
细胞的吸水和失水
（课本P60）
动物细胞
外界溶液浓度 ＜ 细胞质浓度,细胞吸水膨胀 外界溶液浓度 ＞ 细胞质浓度,细胞失水皱缩 外界溶液浓度 = 细胞质浓度, 细胞动态平衡
思考与讨论 （课本P61）
1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细胞 膜外吗？
红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。
进行实验 （按预定方案进行实验）
分析结果 （分析实验结果，得出结论：……）
表达与交流 （总结，写实验报告并适当交流）
Ⅰ Ⅱ
取一小块洋葱鳞茎 的紫色外表皮，放 在载玻片的中央的 水滴中
Ⅳ
从载物台上取下装片，用对侧引 流法加入质量浓度为0.3g/ml的蔗 糖溶液，再次镜检。观察浸浴在蔗 糖溶液中的表皮细胞有什么变化。
2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗? 有明显差异,水稻吸收大量的Si4+而番茄几
乎不吸收.番茄吸收Ca2+和Mg2+较多
物质跨膜运输的其他实例
3.水分子跨膜运输是顺着相对含量梯度的,其他 物质也是这样的吗?
不是的!比如水稻吸收大量的Si4+,这是根据生物 生命活动的需要.
4.细胞对物质的吸收有选择性吗?如果有,这种选 择有普遍性吗?
a
b
先
ab
物质跨膜运输的实例(精华版)
结论：
细胞膜和其他生物膜都是 选择透过性膜 细胞的一个重要特征。 ，这是 活
选择透过性膜： 水分子 自由通过，一些 离子 和 小分子 也可以通过，而其他的离子、小分子和大 分子则不能通过。
１、
a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们的细胞 液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方向应该是( C )
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分 子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过， 因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会 缩小 皱缩 ____，细胞_______；在清水中植物细胞的 变大 膨胀 液泡又会______，细胞_____。
质壁分离:植物细胞因为失水
收缩，原生质层与细胞壁发生
初始浓度 水稻 番茄
0
Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
微生物 大肠杆菌
P2O5 33.99
K2O 12.95
2.41 38.66 28.16
圆褐固氮菌 4.93 酵母菌 米曲菌 51.00 48.55
细胞对于物质的输出和输入有选择性
小结：
1、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的 2、其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细 胞生命活动的需要。 3、细胞对物质的输入和输出是有选择的。
液面不会上升，单位时间内进出的水分子数量相等。
渗透现象产生的条件
具有半透膜
膜两侧存在浓度差
水分流动方向
低浓度高浓度二、动物细胞的吸水失水1、红细胞结构中，
细胞膜 相当 于渗透装置中的一层半透膜 。
动物细胞的渗透吸水和失水
清水
膨胀→涨破
细胞内液浓度
0.9%生理盐水
保持正常形态 等 等 水等 水等
物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程。
细胞膜作为细胞的保护屏障，起到了控制物质进出细胞的关键作用。
有许多不同的机制可以让物质穿过细胞膜，其中包括被动扩散、主动运输和细胞内囊泡转运等。
本文将介绍几个常见的物质跨膜运输的实例。
1. 被动扩散被动扩散是指物质沿浓度梯度自由地通过细胞膜，不需要能量输入。
这种运输方式常见于小分子的无极性物质，如氧气、二氧化碳和小的非离子化合物。
下面是被动扩散的一个实例：水分子跨膜扩散水分子是细胞内外交换中最重要的化学物质之一。
细胞膜通过脂质双层的疏水性结构，能够让水分子自由地通过。
这种跨膜扩散的速率主要受渗透压的影响，即溶液内外水分子的浓度差异。
当细胞内外的水浓度不平衡时，水分子会沿浓度梯度由高浓度区向低浓度区扩散，直到两侧的浓度达到平衡。
2. 主动运输主动运输是指物质逆着浓度梯度进出细胞，并需要能量输入。
这种运输方式常见于大分子、离子和荷电分子等带电的物质。
下面是主动运输的一个实例：离子泵的运输细胞内外的离子浓度差异对维持正常细胞功能至关重要。
离子泵是一种负责调节细胞内外离子浓度的膜蛋白。
其中最为常见的是钠-钾泵。
它利用ATP酶活性将细胞内的钠离子排出，同时将外界的钾离子吸收进细胞。
这一过程需要耗费能量，通过细胞内的代谢产生的ATP供能。
3. 细胞内囊泡转运细胞内囊泡转运是指细胞内腔内的囊泡通过与细胞膜融合或分离来实现物质的跨膜运输。
这种转运方式常见于大分子、蛋白质和细胞器之间的物质输送。
下面是一个细胞内囊泡转运的实例：高尔基体的物质转运高尔基体是细胞内的一个重要细胞器，负责合成、修饰和分装蛋白质等分子。
它通过与囊泡融合来将合成的蛋白质等物质从高尔基体中释放出来，并运输至其他细胞器，如细胞膜或是内质网。
这种转运过程被细胞内动力学蛋白驱动。
结论物质跨膜运输是细胞内外物质交换的关键过程之一，可以通过被动扩散、主动运输和细胞内囊泡转运等方式实现。
本文介绍了水分子的跨膜扩散、离子泵的运输以及高尔基体的物质转运等几个常见的物质跨膜运输的实例。
“物质跨膜运输的实例”一节中的实验改进
回原 打孔器 （ 与处 理前 进 行 比对 ） ． 使 学 生深 有 感 触
地从宏 观层 面上 观察 到植 物 细胞 渗 透 吸水 和 失水 过
改进 “ 探究 渗 透 作用 发 生 条 件 ” 的实验， 使 学 生
［ 收稿 日期］２ ０ １ ３一 ｏ ４～ ２ ０ ［ 作者简 介］奚红凤 （ １ ９ ６ ６一） ， 女， 江苏扬 中人 ， 中学高级教 师
一
及标记漏斗 内起 始液面的实验 ， 然后 由各大组 的四 个 小组 分别 完成 “ 漏斗封 口为玻 璃纸 、 内为 红 色 蔗糖
液、 外 为清水 ” 的实 验 、 “ 漏 斗 封 口为玻 璃 纸 、 内 为红
色蔗糖 液 、 外 为等 浓度无 色蔗 糖液 ” 的实 验 、 “ 漏 斗封 口为气 球 膜 、 内为 红 色 蔗 糖 液 、 外 为清水 ” 的实验 、 “ 漏斗 封 口为 多 层纱 布 、 漏 斗 内 当场 注 红 色 蔗 糖 液 ，
Ｏｃ ｔ ． ． ２ ０ｌ ３ Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ５
“ 物质 跨 膜 运 输 的实 例 ” 一 节 中 的 实验 改 进
奚 红 凤
（ 江苏省 扬中市教育局教研 室，江苏扬 中 ２ １ ２ ２ ０ ０ ）
［ 摘
要］ 对“ 物质跨 膜运 输的实例 ” 一节进行 了实验 改进． 使用 了新的实验材料 ， 降低 了实验难度 ， 拓 展 了实验
一
８ ２一
程 中， 细胞壁 是 否有伸 缩性 ． ４ ． 补充 黑藻细 胞 作材料 的 实验 在 用洋 葱 的 紫 色 外 表 皮 做 实 验 时 ， 由于 紫 色 液 泡很 大 、 原 生质层 很 薄 ， 因而无 法 直 观 地 观察 到 细胞 是 否确 切存 在原 生质 层 ． 为 了解决 这 一 问题 ， 笔 者增 设 了“ 黑藻 细胞 吸水 和 失 水 实 验 ” ， 利 用 黑 藻 细胞 细 胞 质 流动 的动 态 效 果 ， 帮 助 学 生 克 服不 能 直 观感 受 原 生质 层 的存在 这样 一个 教 学难 点 ， 为后 续 得 出 “ 原 生质层 相 当于 一层 半透膜 ” 结 论扫 平 障碍 ．
物质跨膜运输的方式及其实例
物质跨膜运输的方式及其实例物质跨膜运输的方式及其实例》摘要：本文介绍了物质跨膜运输的各种方式，对载体的种类和作用，供能的方式以及水分子、葡萄糖分子、Na+ 和K+等物质的跨膜方式进行了分析和介绍，并对高中教学中的相关疑问进行了说明。
关键词：载体；协助扩散；主动动输；能量；浓度梯度物质跨膜运输的方式有三种，被动运输、主动运输、胞吞和胞吐。
被动运输只依据于膜两侧的浓度梯度（如果是带电离子，除浓度梯度外，还存在跨膜电压，这两种净驱动力称为该溶质的电化学梯度）来进行，根据运输过程中是否需要载体，被动运输又可分为自由扩散（不需要载体）和协助扩散（需要载体）；主动运输是指在逆浓度梯度（或电化学梯度）下的运输，它既需要载体又需要能量，是物质跨膜运输的主要方式，细胞所需要的一些重要的物质都涉及到这种运输方式；大分子如蛋白质等物质进行跨膜运输的方式是通过胞吞和胞吐的作用，这种运输方式也需要消耗能量。
一、载体的种类及其作用协助扩散、主动运输与载体的种类和作用有很大的关系。
载体的化学本质主要是蛋白质，根据运输的方式和载体的空间结构，可将载体分为三种基本类型：通道蛋白、载体蛋白和离子载体（见图1 ）。
图1 三种不同载体的结构模式图1.通道蛋白。
通道蛋白是一类跨膜蛋白，它能形成亲水的通道，与所转运物质的结合较弱，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过。
通道蛋白分为水通道和离子通道两种类型。
（1）水通道（又称水孔）水分子通过水通道从水势较高的地方向水势较低的地方进行扩散。
水通道是连续开放的通道。
实验证明，水分子既可通过自由扩散的方式从质膜磷脂的双分子层中间的间隙通过，也可从水通道中以协助扩散的方式通过。
（2）离子通道。
因为该通道仅能通过无机离子而得名。
离子通道上有控制物质进出的门，因此又被称为门通道。
离子通道的特点是：? 对离子具有选择性和专一性。
即一种通道只允许一种类型的离子通过。
这与离子通道的大小、形状和内部的带电荷氨基酸的分布有关。