高三生物教案：《物质跨膜运输的方式》教学设计

  同学们，我一起来回忆一下植物细胞吸水和失水的探究实验，实验材料是洋葱鳞片叶外表皮，那么洋葱鳞片叶外表皮细胞在啥状况下吸水，又在啥状况下失水呢？

  当洋葱细胞的细胞液浓度高于外界浓度时，细胞吸水；小于外界浓度时，细胞失水。

  水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。细胞要做正常的生命活动，不仅要吸收水，还要吸收许多其他的营养的东西，比如说氧、葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等。

  其实科学家对此已经进行了大量的研究，并已经弄清了许多物质的跨膜运输方式。今天我们就来共同学习：

  大家来看“人工合成的无蛋白的脂双层膜对不同分子的通透性”图。这是科学家做的模拟实验。

  氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇能通过脂双层；氨基酸、葡萄糖、核苷酸和离子等不能通过。

  （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？

  大家发现葡萄糖分子不能自由通过人工合成的无蛋白质的脂双层，但我们又知道细胞的生命活动是离不开葡萄糖的，细胞要一直补充葡萄糖以提供能量，也就是说葡萄糖肯定是能够最终靠细胞膜进到细胞内部的。那又该如何解释呢？

  前面我们讲了水稻、番茄会有选择地吸收离子，而这个图中显示离子是不能通过脂双层的，会不会离子的吸收也和蛋白质有关？

  其实蛋白质在物质的跨膜运输中起了十分重要的作用。那下面我们就一起来学习物质跨膜运输的方式。

  大家来看这图，它表示的是细胞的细胞膜，内外分别表示细胞内和细胞外。当细胞外氧的浓度高于细胞内氧浓度时，氧便通过扩散作用进入到细胞内部；同样，由于呼吸作用的进行，细胞内二氧化碳的浓度高于细胞外浓度，二氧化碳则通过扩散作用排出细胞。

  根据水分子、氧和二氧化碳的扩散过程，大家总结一下，自由扩散的方向是什么？条件是什么？

  那么，这个浓度差实际上的意思就是自由扩散的动力。浓度差越大，扩散的就越快。通过自由扩散进行跨膜的物质除了水、氧气、二氧化碳外，还有氮气、苯、甘油、乙醇等。

  在科学家做的模拟实验中我们正真看到，氧气、水、二氧化碳、氮气、苯、甘油、乙醇分子通过自由扩散进出细胞，但是像葡萄糖这样稍大的分子却不能通过人工合成的脂双层，而我们大家都知道细胞生命活动是离不开葡萄糖的，葡萄糖肯定能够最终靠细胞膜进入细胞内部。这该如何解释呢？

  对，同学们的思维很灵活。那么，科学家通过实验证明了葡萄糖在载体蛋白的协助下扩散到细胞内，他这种扩散方式称作协助扩散。

  葡萄糖协助扩散的过程是这样发生的。当细胞外葡萄糖浓度高于细胞内浓度时，葡萄糖分子便在载体蛋白的协助下从细胞外进入到细胞内。

  在自由扩散中，浓度差越大，扩散速度越大。但是协助扩散并不完全是这样，因为载体蛋白有特异性和饱和性，就是说载体蛋白有不同的种类和数量，特定的种类只能协助特定的物质，而数量的大小也决定携带物质的多少。

  通常在一定的范围内，浓度差越大，协助扩散的速度越快，但是随着载体蛋白逐渐达到饱和，不管浓度差有多大，扩散的速度都不会在增加。

  其实，葡萄糖只有在进入红细胞和肝细胞时，才用协助扩散的方式。还有氨基酸进入红细胞。

  自由扩散和协助扩散这两种跨膜方式又统属于一种跨膜方式被动运输。

  哪位同学能说一说被动运输的定义，能结合刚才总结的自由扩散和协助扩散的共同点来说。

  随着被动运输的进行，细胞内外的浓度差逐渐的减小，直到为0，达到平衡状态。但是并不是啥状况下，细胞胞所需的营养的东西在细胞外的浓度都高于细胞内的浓度。例如，一中叫做丽藻的水生植物，其细胞两侧物质的浓度是这样的。大家看表4-1 丽藻细胞液与池水的离子浓度比表格。

  尽管如此，丽藻仍然能够吸收这些离子，这些离子进入细胞的方式是不是被动运输？

  举个例子，划船，假如前进的方向是顺着水流的，那么我们可完全什么都不做，直接坐在船上顺水而下；要是目标方向是逆水的，我们就必须划船，划船就会消耗能量。这些例子的运输同样也要消耗能量。

  那仅仅有能量还是不够的，同样还需要载体蛋白的帮助。我们来共同看一下运输过程。

  首先，细胞外的离子浓度低于细胞内的浓度，这样的一种情况下，离子就会在载体蛋白的协助下，消耗细胞释放的能量，进入到细胞内。这种运输方式叫做主动运输。

  既然主动运输要消耗生物体能量，当然就会对生物体有一定的意义，使生物体按照生物体的需要，主动的选择吸收自身所以需的营养的东西，排出代谢废物和有害物质。

  主动运输和被动运输都是小分子或离子物质的运输方式，像蛋白质这样的大分子并不能通过主动运输或被动运输的方式进入细胞，他们是如何进出细胞的呢，接下来我们来学习大分子物质的跨膜运输。

  细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养的东西，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。

  大分子物质先附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊分离下来形成囊泡，进入细胞内部。

  细胞需要外排的大分子首先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞胞膜，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

  右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合本章所学知识，回答问题。

  2.甲(〇)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低)，

  3.根据下图所示曲线）从图中可知该种物质进入细胞的方式是什么? 协助扩散

  （3）上述运输方式中，加入蛋白酶后曲线是否会发生明显的变化？为什么？ 会,载体受到破坏