物质跨膜运输实例(公开课)
物质跨膜运输的实例
未知驱动探索，专注成就专业
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物质跨膜运输的实例
介绍
在生物系统中，细胞膜起着物质交换的关键作用。细胞膜是由脂质双层构成的，其中包含许多蛋白质通道，这些通道允许物质通过膜从一侧传输到另一侧。这种物质跨膜运输对于维持细胞内外环境的平衡至关重要。有两种主要的物质跨膜运输方式：主动运输和被动运输。本文将通过几个实例来介绍这两种跨膜运输方式。
主动运输
主动运输是指通过耗费能量来推动物质跨膜运输的过程。在细胞中，常见的例子是细胞膜上的离子泵和膜蛋白。
离子泵
离子泵是一种通过使用ATP（三磷酸腺苷）分子提供的能量来推动离子跨膜运输的蛋白质。其中一个常见的例子是钠-钾泵。这种泵通过将细胞内的三个钠离子从细胞内推到细胞外，并将两个钾离子从细胞外推到细胞内，以维持细胞内外的离子浓度差异。 未知驱动探索，专注成就专业
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钠-钾泵是细胞膜上的一个主要质子泵，它起到维持细胞正常功能所需的电位差的重要作用。它通过交换细胞内的钠离子和细胞外的钾离子来维持这一电位差。该过程需要消耗细胞的能量(ATP)，因此被归类为主动运输。
膜蛋白
某些膜蛋白也可以通过主动运输机制来进行物质跨膜运输。一个著名的例子是葡萄糖转运蛋白。这种蛋白质在细胞膜上起到将葡萄糖从外部环境转移到细胞内的作用。这个过程需要耗费能量来对抗葡萄糖浓度梯度，并保持葡萄糖的内浓度高于外浓度。
被动运输
与主动运输相比，被动运输是指无需消耗额外能量即可推动物质跨膜运输的过程。被动运输有两种常见的方式：扩散和渗透。
扩散
扩散是一种通过浓度梯度驱动物质跨膜运输的被动过程。当一个物质的浓度在膜的一侧比另一侧更高时，它会自发地从高浓度处向低浓度处扩散，直到两侧浓度平衡。 未知驱动探索，专注成就专业
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一个例子是氧气扩散进入细胞。氧气在细胞外的浓度较高，因此会沿着浓度梯度通过细胞膜进入细胞内。细胞内的氧气浓度与细胞外的浓度逐渐达到平衡。
渗透
渗透是指溶液中溶质分子由于浓度差异通过半透膜跨膜的过程。半透膜是一种只允许溶剂（通常是水）通过的膜。当一个溶液的浓度高于另一个溶液时，水会通过膜从低浓度溶液侧向高浓度溶液侧渗透，直到两侧浓度达到平衡。
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。但通道的离子选择性只 是相对的而不是绝对的，例如， Na+通道对NH4+具有通透
4.1物质跨膜运输的实例
第4章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例（第1课时）
【学习目标】
1．能说出什么是渗透作用，知道渗透作用发生所需的两个条件。
2．说出细胞在什么情况下吸水和失水。
3．初步学会科学探究的一般方法和步骤。
【活动方案】
活动一 感知渗透作用
1．渗透实验：仔细观察下面的三组实验，记录实验现象（漏斗内液面的变化）：
实验组 甲组 乙组 丙组
漏斗内液体 0.8g/ml的蔗糖溶液 0.8g/ml的蔗糖溶液 0.8g/ml的蔗糖溶液
烧杯内液体 清水 清水 0.8g/ml的蔗糖溶液
漏斗口密封的材料 鱼鳔膜 纱布 鱼鳔膜
漏斗内液面变化
注：鱼鳔膜是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子不能透过它。
2．渗透作用：
（物质）通过 （结构）的扩散过程。
3．渗透作用发生的条件：
（1）
（2）
活动二 理论分析：植物细胞能否发生渗透作用
1．日常生活有许多现象是由于植物细胞吸水或失水引起的，请你说出这方面的几个例子。2．成熟的植物细胞是否具备渗透条件？右图为成熟植物细胞结构示意图，思考并回答下列问题：（1）植物细胞中的水主要存在于[ ] 中（“[ ]”中填序号，“ ”上填名称，下同）。
（2）当植物细胞失水时，水分子需要依次通过[ ] 、
[ ]
、[ ]
、[ ] 等结构。
（3）分析细胞失水过程中水分子通过的结构，其中允许水分子自由通过而大分子物质不能通过的结构有 （填序号）。生物学上将细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质统称为原生质．．．层．，因此，原生质层相当于渗透装置中的 。
（4）成熟植物细胞渗透失水的外界条件是 。当成熟植物细胞失水后，细胞的中央液泡会变 （大、小），由于原生质层的
《物质跨膜运输的实例》富源一中任娅娟
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输实例
《物质跨膜运输实例》第一课时教学设计
云南省曲靖市富源县第一中学 任娅娟
一、教学背景分析
1、教材分析
本模块教材是以细胞是基本的生命系统为主线展开的，依次讲述细胞的物质组成、结构、功能和发展变化。本章重点介绍细胞膜作为细胞大门在控制物质进出中发挥的作用，介绍了两方面的内容：水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的，一些离子的跨膜运输并不是顺着离子的相对含量进行的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。其中，“水分的跨膜运输”具有重要的教学价值，这是一个探究实验，也是学生在高中阶段第一次真正全面接触探究实验，通过对植物细胞失水和吸水的探究，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。
2、学情分析
学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定困难。另外，学生在初中曾经接触到科学研究的一般步骤，但在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练。
二、三维目标
1、知识与技能：
（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。
（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。
2、过程与方法：
（1）举例说出半透膜的特点。 （2）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
3、情感态度和价值观：
（1）体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。
（2）学生在合作的过程中，学会与人交流，尊重他人。
三、教学重点与难点
1、教学重点
（1）说明探究实验的基本方法和一般过程。
（2）让学生知道细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。
（3）举例说明细胞膜是选择透过性膜。
物质跨膜运输的实例 2
物质跨膜运输的实例
讲课人：韩 丽
导入新课：同学们，在我们日常生活中，有没有哪些现象说明生物体失去水分或者失去水分呢？
①平常我们吃比较咸的食物（腌制的咸菜、瓜子）时，口腔和唇的黏膜会有干燥难受的感觉；
②在日常生活中，苹果放置时间长了，果皮会变得皱巴巴的；白菜、空心菜等青菜放置时间长了叶子会萎焉，而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜就会变得硬挺，那是因为水分进入了菜叶细胞内，再如泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。
★任何一个生命系统都不是孤立封闭的，都与外界有物质的交换，包括从外界摄取物质，同时也及时地把代谢废物排出体外。那么物质是如何进出细胞的呢？首先我们来分析一下水是如何进出细胞的。
一、渗透作用
★P60问题探讨：
⑴漏斗管内的液面为什么会升高？key：蔗糖不能透过玻璃纸，水分子可自由通过。由于单位体积蔗糖溶液中的水分子比单位体积清水中的水分子少，所以单位时间内通过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数目多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，因此漏斗内的液面会上升。
⑵漏斗内液面是否会无限上升？如不会，什么时候会停止上升？key：不会无限上升，当单位时间内透过半透膜进入漏斗内的水分子数量从漏斗中渗出的水分子数量相同时，液面则将停止上升。
⑶如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？key：用纱布代替玻璃纸时，因为纱布的孔隙比较大，蔗糖分子也可以自由通过，因而液面不会升高。
⑷如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？key：半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间内通过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数目等于从长颈漏斗渗出的水分子数量，液面不会上升。
★通过以上问题，可得出发生渗透现象的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。
1、定义：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方流动。【水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。】
物质跨膜运输的实例 3
物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输是细胞中非常重要的一种过程，通过这种过程，细胞可以完成对各种物质的运输，让细胞可以自由地感知外部环境、摄取营养物质等重要功能。在本文中，我们将从多个角度来介绍物质跨膜运输的实例，让读者进一步了解这一重要的生物学过程。
一、离子跨膜运输
离子跨膜运输是物质跨膜运输的一个非常重要的例子，它可以帮助细胞维持正常的电荷状态、保持电导率、调节细胞大小、调节基因表达等多个重要功能。以钾离子为例，细胞内外的离子浓度是不同的，在平衡状态下，离子的外流和内流应该是相等的，如果这个平衡失去了平衡，细胞就会出现很多的问题。对此，细胞通过细胞膜的离子通道进行运输，让细胞内的离子可以自由地进行内外交换。
二、营养物质跨膜运输
营养物质跨膜运输也是一个非常重要的例子，它可以帮助细胞吸收各种营养物质、调节代谢水平、维持细胞的生命活力。以糖类为例，人体细胞中的葡萄糖浓度通常低于外部环境，需要通过跨膜运输的方式获取足够的营养物质。细胞膜上的糖转运体可以帮助葡萄糖等糖类跨越细胞膜 ，进入到细胞内部。这种运输方式受到一系列的调节因素的影响，如荷尔蒙、胰岛素等，它们都是可以调节细胞代谢水平，保持正常的身体功能。
三、药物跨膜运输
药物跨膜运输是物质跨膜运输的一个重要例子，它可以帮助药物有效地进入到细胞内，从而实现治疗和生物调节等目的。药物的跨膜运输受到药物化学结构、细胞膜渗透性、转运体结构、代谢酶等多种因素影响。有一些药物可以通过膜扰动作用、直接作用膜蛋白等方式进入细胞，另一些药物则是通过选择性转运体引导进入细胞。
四、信号物质跨膜运输
信号物质跨膜运输也是生物体内具有非常重要的生理学功能。人体内，需要进行跨膜运输的信号物质有很多，如神经递质、激素、细胞因子等，它们作为化学信号分子能够通过细胞膜上的受体结构与内分泌或信号传导途径相互作用，从而调节细胞代谢水平，影响机体的生理学功能。诸如门控离子通道、二位受体的跨膜运输可以帮助信号物质在活跃的神经或内分泌细胞间进行有效交换，保持细胞间传递的连续性和协调性等生理学机能。
物质跨膜运输的实例ppt物质跨膜运输的实例教案
物质跨膜运输的实例ppt物质跨膜运输的实例教案
物质跨膜运输的实例教案(一)
(一)、教材分析
这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜。是在学习了第2章《组成细胞的分子》和第3章《细胞的基本结构》的基础上的再学习，也是为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式，并从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点打基础。其中的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”，通过这项探究活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计实验等环节得到一定的体验和感悟，从而为学习后面的探究活动奠定基础。
(二)、学情分析
通过初中阶段以及前几章节的学习，学生对于细胞的分子组成、基本结构和探究的基本步骤已有了一定的认识，能理解细胞膜是系统的边界，此基础上进一步探究物质是怎样进出细胞的，有哪些方式等有关细胞功能方面的知识符合学生认知规律。本节的内容从知识上来看有一定的抽象性，但教学中可以多结合学生的知识基础和实践经验，注重与前面章节的联系，注重理论联系实际，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展，从而使学生在学习中做到融会贯通。
(三)、教学设计思路
由“问题探讨”引入，通过渗透现象的分析，学生自主构建渗透作用的概念及条件;将漏斗置换为红细胞，而引出 “水分进出红细胞的情况”，识到红细胞的细胞膜相当于半透膜，吸水或失水取决于细胞内外的浓度差;进而引导学生其他动物细胞与红细胞是相同的，再有生活现象引入讨论“植物细胞的吸水和失水”情况，尝试提出问题，作出假设，指导学生做好探究实验设计;最后适当的拓展与延伸，进行总结性评价。
(四)、教学过程：
一、教学目标：
1、知识与技能：
(1)理解发生渗透作用的条件;
(2)掌握细胞吸水和失水的条件，提高运用生物学知识解释生活实际现象的能力。
物质跨膜运输的实例教案
【教学目标】
1、知识与技能目标
通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。
2、过程与方法目标
由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。
3、情感与价值观目标
尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。
【教学重点】
细胞是一个渗透系统，动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。
解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。（3）通过相关探究实验的设计，理解植物的原生质层相当于半透膜。
【教学难点】
尝试提出问题，作出假设，进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计。
解决方法：（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。”（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。
【教具准备】
多媒体课件，包括渗透作用的相关flash动画、大宝SOD蜜广告视频、红细胞在显微镜下吸水与失水的实拍视频
【教学方法】学生观察、讨论、合作探究与教师讲述和启发引导相结合。
【教学过程】
课前分组：4人一组。
创设情境激趣，诱发探究心理：
视频播放：大宝SOD蜜广告。
过渡：看完广告后，大家有没有买大宝的冲动？SOD是什么呢？我利用了一下，网络告诉我（投影展示）：
SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。
大宝SOD蜜，内含丰富的SOD活性物质，并加入人参、黄芪等的有效成分，它极易被皮肤吸收，并在皮肤表面形成一层保护膜，能不断地对皮肤补充SOD活性物，并能有效地防止角质层水分的散失。经常使用大宝SOD蜜，能延缓皮肤衰老，快速渗透，深入滋润，全家适用，四季皆宜。令您皮肤白皙，容颜娇美，青春永驻。
高中生物《物质跨膜运输的实例(1)》优质课教案、教学设计
课前准备 教学设计
在课前已经将导读单分发给学生单独完成，让学生完成自学过程，根据学生自学情况和教学目标制定了本节内容的问题解决单，本堂课的课型为问题解决课
情景导入、展示目标
前面我们学习了制备细胞膜的方法，哪位同学能回答一下该实验应用的原理呢（学生回答：吸水涨破）。红细胞为什么在清水中能够吸水涨破呢？那么细胞在什么情况下吸水，什么情况下失水呢？这一节课我们共同来探究水分进出
细胞的情况。
首先我们来演示“渗透作用实验”——介绍半透膜的概念以及渗透作用的装
置，设计以下四个有层次地问题
问题一、装有蔗糖溶液的漏斗得液面为什么会升高？（这个问题是直接从现象入手，属于基础性问题，但是在解决此问题是必须引导学生思考水分子的运动是双向的，只是进入长颈漏斗的更多一些。）
问题二、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？（此问题是要强调半透膜的选择透过型，并为下面总结渗透作用发生的条件做准
备）
问题三、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ （此问题的设置为下面总结渗透发生的条件需要有浓度差做准备）
问题四、请归纳出渗透作用的概念以及渗透作用发生的必需条件是什么？
（在前面三个问题的引导下，一步步引导学生探究出渗透作用的概念和发生渗透现象的条件）
以上问题由学生先用 3 分钟的时间自主探究，然后小组起立讨论，达成共识或者生成小组共性问题，最后由小组展示，老师点评，后面每个模块都是相同的处理。
通过模块一可以把解决教学目标中渗透作用的原理，为下面动植物细胞的吸水和失水做好铺垫
在模块一后面设置了一道模块检测题，及时检测学会生对本模块的掌握情
况
（二）、在总结上面模块时，提出渗透装置外界表现出吸水的现象，将
此现象和第三章利用成熟的哺乳动物红细胞吸水胀破的原理相联系，引入到（解决模块二、动物细胞的吸水和失水）
问题一、红细胞内的血红蛋白等大分子物质能够透过细胞膜吗？（此问题目的引导学生思考细胞膜也是选择性透过膜，为问题 2 做铺垫）
(完整版)【物质跨膜运输的实例教案】
第1节 物质跨膜运输的实例
鹤壁高中生物组 罗海静
教学目标
1、 知识目标
（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。
（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。
（3）熟练制作临时装片和操作显微观察。
2、能力目标
（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。
3、情感态度与价值观
（1）参与课堂讨论与交流。
（2）养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护实验卫生等。
教学重点
1、如何进行探究实验，其基本方法和一般过程。
2、渗透作用；细胞是一个渗透系统。
3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。
教学难点
1、如何发现问题和提出问题。
2、如何设计实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测，操作的细节）。
3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。
教具准备
1、渗透演示实验。
2、萝卜条吸水和失水的演示实验。
3、渗透原理的多媒体演示课件。
课时安排 1课时
教学方法 启发探究、研讨式学习、讨论法
教学过程
细胞是一个开放的系统，每时每刻都与外界环境进行物质和能量的交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界----细胞膜。不同的物质跨膜运输有什么不同的特点呢？让我们先来分析水是怎么进出细胞的。请同学们先看一下渗透现象的示意图。
一．渗透作用
展示课件，思考： 1．课本上的讨论题
2．什么是半透膜？允许一些分子（或离子）透过，而不让别的一些分子（或离子）透过的膜
3．发生渗透作用需要两个怎样的条件？（1）要有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液浓度不同。
讲解：（1）蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。（2）两侧的水分子都在运动。（3）由于下侧（烧杯内）的水分子数量多（相对浓度大），所以由下侧进入上侧（漏斗内）的水分子比由上侧进入下侧的水分子多。（4）整体表现为水分子由烧杯通过半透膜进入了漏斗。