高中生物物质跨膜运输的方式

课题17：物质跨膜运输的方式【课标要求】物质出入细胞的方式。

【考向瞭望】物质跨膜运输方式的探究、判断与应用。

【知识梳理】一、物质跨膜运输的方式：（一）被动运输：1、自由扩散：不需要载体和能量，如水、CO 2、O 2、甘油、乙醇等。

2、协助扩散：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。

（二）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K ＋、Na ＋、Ca 2＋、氨基酸等。

（三）物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性，功能特性是选择透过性。

（四）大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关，但不属于跨膜运输。

二、三种物质出入细胞方式的图例比较三、主动运输的意义：在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。

同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。

总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。

四、影响跨膜运输的因素（一）影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。

（二）影响协助扩散的因素：1、细胞膜内外物质的浓度差。

2、细胞膜上运载物质的载体数量。

（三）影响主动运输的因素：1、载体：是细胞膜上的一类蛋白质。

（1）载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。

（2）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。

2、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。

（四）影响物质运输速度的曲线分析1、物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线：（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。

（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。

“三句口诀”判断物质跨膜运输的方式细胞通过细胞膜与周围环境时刻进行着物质交换，物质跨膜运输方式中的被动运输、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吞则是教学的重点。

但在教学中发现，部分学生对常见的进行自由扩散的物质名称记忆不清，一些学生则反映强行记住后很快会遗忘；对于葡萄糖、氨基酸和各种无机盐离子的运输方式，部分学生误认为它们跨膜运输方式均为主动运输；而针对大分子物质的跨膜运输方式，一些学生不能清晰比较小分子物质和大分子物质跨膜运输的异同点。

通过运用以下三句自编的口诀融入课堂教学，取得了较好的教学效果。

1 自由扩散很简单，水甘尿气醇和酸以自由扩散方式进出细胞的物质，由于其不需要载体协助，也不需要消耗能量，故将其总结为“自由扩散很简单”，让学生明白此种运输过程就是物质从其高浓度一侧运输到低浓度一侧，而与载体和能量无关。

对于常见通过自由扩散进出细胞的物质，如水、甘油、尿素、相关气体(如氧气和二氧化碳)、乙醇和脂肪酸等，将其第一个字凑成“水甘尿气醇和酸”。

学生轻松记住了口诀，不仅把握了自由扩散的特点，也同时掌握了通过自由扩散方式进出细胞的常见物质。

2 氨葡离子看条件，逆向主动顺协散由于氨基酸、葡萄糖及相应的一些无机盐离子(如Na+、K+、Cl-等)进出细胞均需要载体协助，若这三类物质是从其高浓度一侧运输到低浓度一侧(顺浓度梯度运输)，属于不消耗能量的协助扩散；若是从其低浓度一侧运输到高浓度一侧(逆浓度梯度运输)，则为消耗能量的主动运输。

根据口诀“氨葡离子看条件，逆向主动顺协散”，让学生理解这三类物质的跨膜运输方式不是固定不变的，而是需要根据条件(物质的具体运输方向)加以判断。

为检测学生学习口诀后的判断效果，给学生展示两道高考生物学试题:2012年安徽卷第2小题:蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。

在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞，膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。

第三节物质跨膜运输的方式1、被动运输：物质进入细胞顺浓度梯度的扩散①自由扩散：物质通过简单的扩散作用进入细胞，叫自由扩散。

②协助扩散：进入细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。

自由扩散与协助扩散的比较不消耗H不消耗2、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，通式还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。

无机盐、糖、【习题一】下列关于物质进出细胞的叙述中正确的是（）A．哺乳动物的成熟红细胞可通过无氧呼吸为主动运输提供能量B．细胞膜的选择透过性是指小分子物质全都能通过而大分子物质都不能通过C．红细胞中能贮存大量氧气分子，故氧气分子进入红细胞为主动运输D．哺乳动物神经细胞通过协助扩散的方式吸收钾离子如图为不同物质跨膜运输示意图，下列相关叙述正确的是（）向膜内转运，由高浓度向低浓度，属于协助扩散；④由膜内向膜外转运，由低浓度向高浓度转运，属于主动运输。

据此作答。

【解答】解：A、物质通过方式①进入细胞是自由扩散，自由扩散也可体现生物膜的选择透过性，并非所有的小分子微粒都可以自由扩散方式出入细胞膜，A错误；B、神经元产生兴奋的生理基础是K+外流，A错误；C、葡萄糖进入红细胞是协助扩散，B正确；D、大分子运输是胞吞或胞吐，④是主动运输，D错误。

故选：C。

【习题三】正常人体血浆中K+浓度低于红细胞内K+浓度，成熟红细胞（无线粒体）从02浓度高的血浆流入02浓度低的血浆，在其它化学成分和理化性质相对稳定的条件下，氧气浓度变化对其吸收K+和葡萄糖速率变化的影响分别是（）A．吸收K+的速率不变，吸收葡萄糖的速率不变B．吸收K+的速率降低，吸收葡萄糖的速率降低C．吸收K+的速率升高，吸收葡萄糖的速率升髙D．吸收K+的速率降低，吸收葡萄糖的速率升高【分析】红细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，需要载体和能量，氧气等气体分子的跨膜运输是自由扩散，顺浓度梯度进行，不需要载体和能量，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，需要载体不消耗能量。

《物质跨膜运输的方式》教学设计一、教学内容分析：《物质跨膜运输的方式》是新课标人教版高中生物教科书必修I中第四章第三节的内容，本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。

学习内容主要有物质跨膜运输的方式，自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞及胞吐的主要特征和各自的区别。

任何一个生命系统都是开放的系统,都与外界有物质的交换.所以本节的内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义,也为以后进一步的生物学习奠定基础知识.二、学习者特征分析：1、知识基础：在本章前两节中，学生已经学习了细胞膜的组成、功能以及物质跨膜运输的一些实例，但还未对物质跨膜运输的原理进行学习。

本节内容就是系统的学习物质跨膜运输的方式，学生对其中涉及的知识已经有一些了解，所以本节内容对于高中学生并不难理解，因此可以用引导的方式让学生进行学习，以此提高学生的分析总结能力。

2、认知能力：高中生已达到一定分析处理问题的水平。

三、教学目标：1、知识目标:（1）举例说明物质跨膜运输的类型及特点。

(2)阐述主动运输对细胞的意义。

（3)说出被动运输与主动运输的异同点。

(4）正确解读坐标图与表格。

2、技能目标:（1)逐渐形成打破定势思维,实际问题实际解决的能力。

（2）逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力.（3）逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力.3、情感态度价值观：树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。

四、教学重点：1。

小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输2.大分子跨膜运输的方式:胞吞和胞吐五、教学难点：三种跨膜运输方式的概念及区别;通过已知跨膜运输的特征推出跨膜运输的方式。

六、教学媒体：教科书、板书、PPT课件（包含flash动画）等.七、教学方法：直观教学法、讲授法、引导法。

八、课时安排：1课时九、教学流程图十一、布置作业:本节课后习题及补充习题十二、板书设计：第3节物质跨膜运输的方式1、自由扩散定义特征2、协助扩散定义特征3、主动运输定义特征4、物质运输类型5、三种运输方式的区别（表格）十三、课后评价：课后对本堂课通过提问引导的方式讲解物质的跨膜运输方式的效果，学生学习兴趣，课堂氛围,学生理解程度作评价。

【高中生物】高中生物知识点：物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式：1.被动转运：物质在细胞内外的扩散是沿着浓度梯度进行的，称为被动转运，包括自由扩散和辅助扩散。

（1）自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式。

(如：o二)（2）辅助扩散：通过载体蛋白扩散进入和离开细胞的物质。

（葡萄糖进出细胞的方式）2、主动运输：有能量消耗，并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。

(小分子物质、离子)3.内吞和外吞：大分子颗粒物进入和离开细胞的方式。

物质进出细胞方式的比较：1.小分子和离子进入和离开细胞的方式物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度到低浓度高浓度到低浓度低浓度到高浓度需要承运人吗不需要需要需要它会消耗能量吗不消耗不消费消耗举个例子o二、co二、h二o、甘油乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2.大分子物质和颗粒进入和离开细胞的方式(2)结构基础：细胞膜的流动性。

（3）条件：两者都需要能源消耗。

易错点拨：1.上表中的“高浓度”和“低浓度”是指传输离子或小分子本身的浓度，而不是其溶液的浓度。

2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自atp。

3.内吞和外吞的结构基础是细胞膜的流动性。

像主动运输一样，内吞和外吞也需要能量供应。

如果分泌细胞中的ATP合成被阻断，胞吐就不能继续。

4、载体是细胞膜上的一种蛋白质，不同物质分子的运输载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。

5.低浓度时，物质通过细胞膜的速度比自由扩散快得多，因为细胞膜上有能与特定物质结合的载体蛋白。

6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质，是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。

7.抑制载体蛋白的活性只会阻止载体蛋白运输的物质的运输，不会影响其他物质的运输。

8、若抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。