高中生物必修一 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。

高一生物跨膜运输知识点生物学是一门研究生命的科学学科，而在高中生物学的学习过程中，跨膜运输是非常重要的一个知识点。

跨膜运输是指生物体内物质在细胞膜上进行进出的过程，分为主动跨膜运输和被动跨膜运输两种方式。

本文将通过介绍主动跨膜运输和被动跨膜运输的原理和机制，帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。

一、主动跨膜运输主动跨膜运输是指物质在细胞膜上从低浓度区域向高浓度区域运输的过程。

这种跨膜运输需要消耗能量，常见的能源是细胞内的三磷酸腺苷（ATP）。

1. 离子泵的运输离子泵是实现主动跨膜运输的一种重要机制。

细胞膜上存在着多种类型的离子泵，常见的包括钙离子（Ca2+）泵、钠离子（Na+）泵和钾离子（K+）泵等。

这些离子泵可以将细胞内的离子从低浓度区域转运到高浓度区域，以维持细胞内外离子浓度的平衡。

2. 膜上载体蛋白的运输膜上载体蛋白是一类能够实现物质跨膜运输的蛋白质。

它们可以选择性地结合和运输特定的物质，常见的载体蛋白包括激活运输子（ABC输家蛋白）、通道蛋白和载体蛋白等。

这些载体蛋白通过与物质的结合来实现跨膜运输，从而实现细胞对特定物质的摄取或排泄。

二、被动跨膜运输被动跨膜运输是指物质在细胞膜上从高浓度区域向低浓度区域运输的过程。

与主动跨膜运输不同，被动跨膜运输不需要消耗能量，主要依靠物质本身的浓度梯度驱动。

1. 扩散的运输扩散是一种常见的被动跨膜运输方式，它是指物质在浓度梯度的驱动下从高浓度区域向低浓度区域自由移动的过程。

扩散可以发生在细胞膜上的双分子层内，也可以通过细胞膜上的通道蛋白实现扩散运输。

2. 载体蛋白的运输除了在主动跨膜运输中扮演重要角色外，载体蛋白在被动跨膜运输中也发挥着重要作用。

通过与物质的结合，载体蛋白可以帮助物质跨越细胞膜，并在浓度梯度驱动下实现被动运输。

与主动跨膜运输中的载体蛋白不同，被动跨膜运输中的载体蛋白不需要消耗能量。

三、其他跨膜运输方式除了主动跨膜运输和被动跨膜运输外，还存在着其他一些跨膜运输方式，如胞吞作用和胞吐作用。

教学设计一、复习回顾复习细胞膜的成分和结构，让学生对基础内容进行复习，为本节课内容的学习做好铺垫。

二、创设情景导入新课利用多媒体展示“问题探讨”，提出问题：1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，为什么？引导学生观察，并归纳出答案。

教学说明：设立问题情景，先将复杂的生物膜中磷脂双分子层单独抽离出来，单一去进行研究，培养学生的科学思考能力，为进一步突破难点做铺垫，激发学生学习激情。

三、物质运输的方式（一）、被动运输和主动运输1、概念知识：多媒体展示扩散现象，引出物质运输的两种方式被动运输和主动运输的概念，让学生分析水分子进入细胞的原因和方式，是不是和上述扩散相似，总结出自由扩散的概念，让学生阅读课本，结合学案思考被动运输和主动运输的运输方向、是否需要载体蛋白、是否需要消耗细胞内的能量，并举例说明。

然后让学生回答并总结自由扩散、协助扩散的概念。

教学说明：该部分内容简单，通过学生自学完成，教师再通过播放三种运输方式的flash动画更加直观的帮助学生理解。

2、比较分析：比较分析自由扩散、协助扩散、主动运输的区别。

组织学生分析填表，反馈和纠正，并让一名学生上黑板填写。

教学说明：三种运输方式的区别是本节课的重点，通过爬黑板让学生加深印象，并及时发现问题，明确用词的准确性。

3、讨论分析：进一步提出问题影响物质跨膜运输速度的因素有哪些？组织学生讨论并绘制曲线（横坐标为影响因素，纵坐标为物质跨膜运输的速度）。

组织学生分组讨论，并作图，展示各组的成果。

教学说明：本环节巩固理论知识是对课本知识扩展和对重点、难点内容的深入理解和总结，只有理解了三种运输方式的异同，才能完成本环节教学任务，既突显书本知识，又培养学生的团结协作的精神，提高学生制做图表的能力和抽象化思维能力的形成。

（二）胞吞、胞吐通过播放变形虫摄食的flash动画，帮助学生理解胞吞、胞吐的过程，并引导学生回忆分泌蛋白的分泌过程并提问：分泌蛋白从内质网开始到分泌出细胞外一共穿过了几层膜？让学生加深认识。

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。