细胞膜的功能及物质运输第二课时
细胞膜的结构和功能《第二课时》
第三章细胞的基本结构第一节细胞膜的结构和功能第二课时课程标准要求：1.2.1概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞和其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
本节学习目标：1、通过对细胞膜的功能、组成和结构的学习，形成结构与功能相适应的。
生命观念。
（生命观念）2、通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习，培养模型与建模的科学思维方式。
（科学思维）3、通过学习细胞膜成分和结构的探索历程，培养科学探究能力。
（社会责任）一、磷脂在细胞膜上的分布特点：1、根据课本42页磷脂的分子结构式及已学知识总结磷脂的元素组成、化学组成及结构特点2、根据磷脂分子的特点小组讨论完成以下内容：（要求画图）①推测磷脂分子在空气—水界面上会怎么样铺展？为什么？②推测磷脂分子在水中或细胞膜中会怎样排布的？为什么？③推测磷脂分子在水—苯混合溶剂中会如何分布? 为什么？3、1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔是如何用实验证实磷脂在细胞膜中的分布情况的？若用人的肌细胞，脂单分子层的面积还是细胞表面积的2倍吗？二、对细胞膜结构的探索：资料：1关于电镜成像：电子束照射大分子物质，散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。
请根据资料1，分析罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构中蛋白质的分布方式。
则细胞膜的结构模型为：_________资料2：按照“蛋白质—脂质—蛋白质”模型，细胞膜的厚度应该是单层磷脂厚度的两倍，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20 nm。
但是罗伯特森电镜下的细胞膜的厚度约为7～8 nm。
请根据资料2以及结构决定功能角度指出上述细胞膜的结构模型存在的不足之处。
资料3:1970年，科学家用绿色荧光染料标志小鼠细胞表面的蛋白质分子，用法红色的荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合，结合课本43页图3-4。
说说你从中得出的结论是什么？结论：___________________________________________________。
3.1.2 细胞膜的物质运输功能 课件(中图版必修1)
第二节
细胞膜的物
●课标要求 质运输功能
1．对于非跨膜运输方式胞吞、胞吐只作简 单了解即可。 2．利用表格比较被动运输中的单纯扩散、 协助扩散与主动运输的异同。 3．结合坐标曲线、图解等剖析影响跨膜运
●课标解读 1．掌握物质穿膜运输的几种方式及膜泡运 输的类型。 2．掌握细胞中水的存在形式与功能。 ●教学地位 物质的跨膜运输是细胞与细胞、细胞与环 境进行物质交流的重要方式，在生命活动 中有着重要的地位。在近几年的高考试题 中，侧重于不同物质的跨膜方式的判断及 影响物质运输的外界因素、实验探究等。 常结合细胞结构、代谢等综合考查。
1．将紫色洋葱表皮细胞置于0.3 g/mL的蔗 糖溶液中，光学显微镜下可以看到液泡逐 渐变小，颜色由深到浅。(×) 【提示】 颜色应由浅到深。 2．为解决淡水资源紧缺的问题，人们利用 人造纤维制成人工膜进行海水淡化，这是 模拟了生物膜的流动性特点。(×) 【提示】 这是模拟了生物膜的选择透过 性特点。 3．细胞内的生物大分子物质的出胞方式为 主动运输。(×)
●新课导入建议 采取复习引入的方式即先给予一个扩散的 实例，接着展示水分进出植物细胞的情况， 提问：“水分进出细胞是不是与上述演示 的扩散相似呢？”(取决于细胞内外的浓度 差)，若把水换成其他物质如氨基酸、葡萄 糖、K＋、Na＋、Cl－呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅
读教材P48～50，填写 【课前自主导学】， 完成“思考交流1、2、 3”。
穿膜运输
3．半透膜 (1)过滤膜 物理性 ①特性：________ 。 分子的直径 ②物质分子能否通过的影响因素： ___________。 (2)选择透过性膜 ①特性：生物性。 生命活动的需要与否 ②物质分子能否通过的影响因素： _____________________。
高中生物第三章细胞的结构和功能3.3物质的跨膜运输第二课时教案苏教版必修1(2021年整理)
2018-2019学年高中生物第三章细胞的结构和功能3.3 物质的跨膜运输第二课时教案苏教版必修1
编辑整理：
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物质的跨膜运输(第二课时）。
细胞膜与物质运输
主要论点：
01
能解释许多膜功能现象，如物质运输、信号识别、能量转换等。
03
说明了膜功能的不对称性。
02
说明了膜的动态性（流动性）。
优点：
未说明膜蛋白分子对脂类分子流动性的控制作用。 实际上特定的膜蛋白酶周围需要有特定的磷脂才 有活性，如钠、钾-ATP酶需要有磷脂酰丝氨酸、 钙-ATP酶需要有磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
细胞膜上的运输蛋白：
通道蛋白形成通道：持续开放（如水通道）
通道扩散：
闸门通道（gated channel）
01
离子
02
神经递质
进行通道扩散的分子有：
01
02
03
高浓度低浓度
不消耗细胞代谢能
通过通道蛋白 速度极快
通道扩散的特点：
易化扩散/帮助扩散（facilitated diffusion）
B
D
A
C
E
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰丝氨酸
鞘磷脂
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
磷脂酰肌醇（含量少、在信息传递中起作用）
磷脂
图示 膜磷脂的分子结构模型
图示 四种磷脂分子结构模式图
磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰胆碱 鞘磷脂
未说明膜各部分流动性的不均匀性。 所以又提出“晶格镶嵌模型”和“板块模型”作为补充。
缺点：
1975年Wallach提出“晶格镶嵌模型”中强调“界面脂”(晶格)可控制脂类分子的运动。
界面脂：镶嵌蛋白周围，一个分子厚的不移动的脂质分子。
界面脂
1977年Jain和White提出“板块镶嵌模型”
不同板块
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜 胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上为连续统一体的 细胞内膜相结构。 单位膜：生物膜的结构单位。 电镜下观察生物膜，可见为“两暗一明”的三层结构通常将这三层结构型式作为一个单位，称为单位膜。
细胞膜的物质运输功能2
第一节细胞膜的物质运输功能（2）编写人：李静静审核：班姓名：组评：师评：【使用说明】1、认真阅读教材P48---P51的知识完成自主学习内容。
2、小组之间相互讨论完成合作探究。
【学习目标】1、认真阅读教材P51关于膜泡运输的相关内容，通过小组之间的讨论完成合作探究和课堂检测B级题1，掌握膜泡运输方式。
2、通过完成课堂检测A级1、2、3题和B级题2，复习单纯扩散、协助扩散、主动运输三种运输方式。
【学习重点、难点】膜泡运输的类型。
【自主学习】一、回顾复习1、单纯扩散：。
2、协助扩散：。
3、主动运输：。
二、预习识记1、水分子、被选择的小分子和离子可以通过细胞膜，而其它离子、小分子和大分子物质不能通过，表现出细胞具有。
2、内吞：大分子和颗粒物质首先与结合，随着细胞膜的这些物质被包围起来形成，然后脱离进入细胞中。
如果吞入的是细菌、细胞碎片等较大的固体颗粒，称为。
如果细胞吞入的是较小的颗粒或液体物质则称为。
3、细胞内的大分子分泌物等，在细胞内形成后，移至并与之融合，继而释放到细胞外的过程，叫做。
【合作探究】【课堂检测】A级题：1、红细胞吸收下列物质时，需要消耗能量的是（）A、钾离子B、葡萄糖C、水D、氧气2、下列符合自由水生理功能的是（）A、作为溶剂，只能使无机盐成为离子状态B、溶解、运输营养物质和代谢废物C、与细胞内其他物质相结合D、细胞结构和组成成分3、下列现象中属于渗透作用的是（）A、水分子通过细胞壁B、葡萄糖分子通过细胞膜C、钾离子通过原生质层D、水分子通过原生质层B级题1、新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。
这两种物质被吸收到血液中的方式分别是（）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、主动运输2、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、都需要供给能量C、都需要载体协助D、既需要载体协助又需要消耗能量【收获或疑问】。
人教版高中生物必修1细胞膜的结构和功能 第二课时
（请同学们阅读课文并讨论，最后请一位同学回答，略。）
讲述：由物质通过细胞膜的两种运输方式可以看出，细胞膜可以让O2、CO2、水分子等小分子自由通过，细胞要选择吸收的离子或小分子也可以通过，而另一些离子，小分子和大分子则不能通过。这一现象说明细胞膜在生理功能上有什么特点呢？
细胞膜的结构和功能2
板书
教学过程
（二）细胞膜的主要生理功能
1．物质出入细胞膜的几种方式：
（1）自由扩散：
特点：从高浓度一侧运输到低浓度一侧；不消耗能量。例如：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。
（2）主动运输：
①特点：从低浓度一侧运输到高浓度一侧；需要载体；需要消耗能量。
②意义：（略）
2.细胞膜的生理特点：选择透过性
出入细胞物质举例
物质出入细胞的方式
细胞膜内外物质浓度高、低
是否需载体蛋白质
是否消耗细胞内的能量
甘油
进入红细胞的K+
（第二课时）
引言：上节课我们学习了细胞膜的结构，细胞膜的结构是与它的功能密切相关的，那么，细胞膜有哪些重要功能呢？
讲述：科学家经研究发现，细胞膜有多种生理功能。比如说，物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫，等等。其中，与周围环境进行物质交换是细胞膜的重要生理功能。
活细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而物质交换必须通过细胞的“门户”——细胞膜来完成。离子和小分子物质是通过自由扩散和主动运输等方式进入细胞的，而大分子和颗粒性物质主要是通过内吞作用进入细胞的。首先，我们学习一种比较简单的运输方式。
提问：上述这种运输方式具有哪些特点？
（回答：略。）
讲述：当物质通过细胞膜由低浓度一侧向高浓度一侧移动时，就像物体沿斜坡上移一样，必须由外部提供能量，在对上述Na+、K+、I-等物质的运输中，所需要的能量是由细胞来供给的。通过上面的学习，我们可以总结出主动运输主要有以下两个特点：①是从浓度低的一侧运输到浓度高的一侧；②需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。
掌握细胞膜的物质运输机制：高中生物教案
在高中生物课程中，掌握细胞膜的物质运输机制是非常重要的一部分。
在此过程中，学生需要对细胞膜的结构和功能进行深入的了解，以及细胞内外物质通过细胞膜的运输方式。
本文将从以下三个方面来探讨此课题：细胞膜的结构与功能、细胞膜的通道和承载物质的运输机制。
一、细胞膜的结构与功能细胞膜是一个非常薄的外膜，是每个细胞的临界点。
它包裹着细胞内部，保护细胞，并且控制细胞内物质的进出。
细胞膜由脂质双层和膜蛋白等组成。
脂质双层是由两层互相面对的疏水性脂质分子所组成的。
每一层脂质分子都是由一个极性的磷酸头部和两个非极性的脂肪酸尾部组成。
这种分子构造使得细胞膜在水性环境下能够形成更加稳定的结构。
膜蛋白是细胞膜的另一个重要构成部分。
它们在脂质双层中扮演着各种不同的角色。
有许多膜蛋白是负责运输物质的载体，类似于“门卫”，它们的主要作用是确定细胞内外物质之间的交换。
除此之外，还有一些膜蛋白作为受体，正向控制细胞内外信息的传递。
二、细胞膜的通道细胞膜作为一个半渗透性的，双向交换物质的障碍，有许多不同的通道。
其中，主要的通道有隧道式透过、认定性运输和泵。
1.隧道式透过隧道式透过是指如果一个物质分子大小小于细胞膜的孔径，那么就可以自由通过孔径。
例如一些氧气、水分子等，它们是可以自由通过细胞膜的。
然而，大多数物质分子的大小却超过了细胞膜的孔径大小。
2.认定性运输认定性运输是指特定的分子通过一个在膜上较为复杂的分子通道自由进出细胞。
在这种情况下，细胞膜就像一个加强版的“门卫”，有选择地运输某些必要的分子。
例如，细胞膜上的糖转运体可以识别并帮助运输葡萄糖这一特定的分子。
3.泵大多数物质分子大小超出了细胞膜的孔径，所以这些分子不能自由通过细胞膜进出细胞。
为了运输这些分子，细胞必须采用一个特定的“泵”机制。
这种泵的方式是将分子从低浓度的部位转移到高浓度的部位，从而完成分子的进入或出去的过程。
三、承载物质的运输机制在细胞膜中，承载物质的运输主要分为主动转运和被动转运两种方式。
细胞膜结构和物质转运功能(共47张PPT)
(3)特点: ①需依靠特殊膜蛋白质
•②不需另外消耗能量 •③选择性 •④饱和性
⑤竟争性 •⑥浓度和电压依从性
(二)主动转运(active transport)
1.概念：物质逆浓度或电位梯度的转运过程
2.特点：①逆电-化学梯度进行
②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”
③消耗能量,能量由分解ATP来提供
谷氨酸的离子型受体 谷氨酸的离子型受体 γ-氨基丁酸的离子型受体
• 配体通常是神经递质——离子跨膜运动——改变膜电 位
• 没有细胞内信号分子的参与
快反应途径 慢反应途径（有细胞内信号分子参与）
4、核受体
• 类固醇激素受体 • 肾上腺皮质激素、性激素受体家族 • 甲状腺素受体家族 • 维生素D受体家族
糖类
寡糖，多糖链
共价键形式与脂质和蛋白质结合，抗原性和特异性
非极性 氨基酸 或基团
2、细胞膜的液态镶嵌模型
外侧：脂质亲水部分，蛋白和糖类
中间：脂质疏水部分，镶嵌蛋白
内侧：脂质亲水部分，蛋白和糖类
（二）细胞膜的功能
单位膜：细胞内各种膜性结构最基本的结构形式
屏障功能 转运功能 兴奋功能
受体功能
识别功能
共(1)价概键念形:一式些与脂脂溶质性和物蛋质白由质膜结的合高，浓抗度原一性侧和向特镶低异浓嵌性度或一侧结移合动的（过in程t。egral）蛋白α螺旋结构
1、生物信号跨膜传递的分类 Tyrosine protein kinase-mediated signal transduction pathway 3）生物学效应：膜电位改变或膜兴奋性改变 当[Na+]i↑/[K+]o↑时激活钠泵 活化的MAPK进核内作为转录因子——基因表达 镶嵌或结合（integral）蛋白α螺旋结构
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二、渗透作用
1、装置管内液面升高的原因是什么？
单位时间内透过半透膜进入漏斗的水分 子数量比从漏斗内出来的水分子数量多
2、漏斗颈内的液面会一直上升吗？ 不会。 单位时间内进出漏斗内的水分子数会达 到平衡。
思考：1、发生渗透作用需要什么条件?
1．具有半透膜 2．半透膜两侧存在浓度差
2、发生渗透作用的原理是什么?
动发生质壁分离复原。
请根据图回答以下问题：
（1)图中细胞所处的生理状态叫做 质壁分离 ，这种生理状态发生的原因 是 外界溶液浓度浓度大于细胞液浓度. , 细胞因渗透作用而失水 . （2)选择图细胞中各结构的编号回答： ①从整个细胞来看，可以 把 2、3、6 看成是一层半透膜。 而 1 的结构是全透性的。 ② 4 和 7 之间存在着溶液浓度差。
外界溶液浓度
细胞质浓度
小于
外界溶液浓度 细胞质浓度
大于
外界溶液浓度 细胞质浓度
等于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
【总结】红细胞发生渗透作用的条件 1．细胞膜相当于半透膜 2．外界溶液与细胞质基质存 在浓度差 动物细胞通过渗透作用来吸水和失水。
1. a、b、c是三个相邻的动物细胞，已知a细胞液 浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正 确表示水分在三者之间关系的是（ C ）
a
a
b
A
c a
b
B a
c
b
c
b
c
C
D
2、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理 是（ D）
A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C、盐水是中性的ห้องสมุดไป่ตู้不适于细菌的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
四 植物细胞的吸水和失水 动物细胞内的液体环境主要指 细胞质基质 成熟植物细胞内的液体环境主要指 的是什么？
成熟的植物细胞
原生质层 (选择性透过膜)
细胞内有细胞液 外界溶液
将洋葱表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮细 胞发生质壁分离，随后又自动发生质壁分离复 原。出现这种现象的原因可能是（ A.细胞液浓度下降 C.细胞壁受到破坏
B
）
B.尿素分子进入细胞 D.细胞膜受到破坏
注：只有能通过生物膜的小分子或离子才能自
溶液A浓度 > 溶液B，水分子从B 溶液A浓度 < 溶液B，水分子从A A移动 B移动
原理
水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散
三 动物细胞的吸水和失水
红细胞是否具有发生渗透作用的条件 ？
问题一 红细胞的 细胞膜 相当于半透膜，为什么？ 细胞膜是选择透过性膜
问题二 什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？
滴加清水 滴加一定 浓度的蔗 糖溶液
质壁分离复原
正常状态下
发生质壁分离
不作任何处理 对照组：质壁分离后不再复原
质壁分离的原因分析
内因
原生质层具有选择透过性
细胞壁伸缩性小，原生质层伸缩性大
原因
外因 外界溶液浓度大于细胞液浓度
宏观：植物由坚挺到萎焉
表现
微观：质壁分离
液泡（大
小） 深）
细胞液颜色（浅
液泡里面的细胞液
植物细胞是否具有发生渗透作用的条件？
细胞膜 液泡膜 原生质层 细胞质
液泡
细胞核 细胞壁
水分子如 何跨膜？
成熟的高等植物细胞
由纤维素和果胶组成， 是全透性的
制作洋葱鳞片外表皮临时装片
低倍显微镜观察（现象） 0.3g/ml蔗糖溶液 吸水纸吸引
低倍显微镜下观察（现象） 吸水纸吸引 清水 低倍显微镜下观察（现象）
原生质层与细胞壁分离
选材注意事项
0.5克ml的蔗糖溶液，高浓度的蔗糖溶液 导致植物细胞严重失水而死亡，不可能 发生质壁分离复原 硝酸钾溶液，既可使细胞发生质壁分离， 又可以使它自动复原（钾离子、硝酸根 离子被吸收）
成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
渗透系统装置
半透膜 长颈漏斗中有蔗糖液 烧杯中有清水
什么是半透膜？
一些物质可以通过，另一些物质 不能通过的多孔性薄膜。
物理性过滤膜：玻璃纸
生物性选择透过性膜：鸡蛋卵壳膜， 动物膀胱膜，蚕豆种皮，花生种皮等
选择透过性膜
• 是具有活性的生物膜，它对物质的通过 既有半透膜的物理性质，还具有主动的 选择性，因此，具有选择透过性的膜必 然具有半透性，而具有半透性的膜不一 定具有选择透过性，活的生物膜才具有， 它既可以让水分子通过，一些离子和小 分子也可以，其他的离子、小分子和大 分子则不能通过。具有选择透过性膜是 活细胞的一个重要特征。