4-3,物质跨膜运输的方式

• 1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ • 两者均不需要消耗能量。都是顺浓度梯度进行的扩散现象。
• 2、自由扩散与协助扩散有什么异同？ • 共同之处：都不需要细胞消耗能量 • 不同之处：自由扩散——不需要蛋白质协助 • 协助扩散——需要蛋白质协助
• 3、为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ • 均是顺物质浓度梯度进行，无需细胞为其提供动力，不需要细胞消耗能量， 故统称被动运输。
• 胞吞：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分 子。然后小囊从细胞膜上剥离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫 做胞吞。
• 胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处， 与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫做胞吐。
• 胞吞和胞吐动画演示
• 例题1、科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下图 中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。则细胞 膜运输物质X的方式是（ ） • A.自由扩散 • B.主动运输 • C.协助扩散 • D.胞吐
B
• 1、被动运输 • 2、主动运输 • 3、胞吞与胞吐
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事例： 1、水生丽藻的细胞液中K+的浓度比生活池水高1065倍 2、轮藻细胞中K+浓度比周围水环境高63倍 3、人红细胞中K+浓度比血浆高30倍，Na+浓度却只有血浆的1/6。
• 这些离子为什么能逆浓度梯度运输呢？
• 主动运输： • 概念：能将物质从低浓度一侧运到高浓度一侧，需要载体蛋白协助，同时还 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。 • 特点：①逆浓度梯度②需要载体蛋白③需要能量 • 图示： • 举例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、 • 无机盐等；某些离子逆浓度梯度输入或输出 • 细胞
跨膜运输方式
• 1、自由扩散 • 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。 • （*扩散——物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现 象。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。） • 特点：①从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）②不需要载体蛋白③不需要消耗 能量。 • 图示： • 举例：水、氧气、二氧化碳、 • 甘油、乙醇、苯等物质
1/D 2/A 拓展题： 低温会影响物质跨膜运输。因为低温影响分子运动速率，在低温下膜的流动 性降低，呼吸酶活性下降，故物质运输速率会下降。
• 图为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同 分子的通透性。 • 讨论： • 1、什么样的分子能够通过脂双层？什么 样的分子不能通过？ • 氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子， 水、甘油、乙醇等较小分子能通过脂双 层。 • 氨基酸、葡萄糖等较大有机分子和带电 荷的离子不能通过脂双层。
• 图为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同 分子的通透性。 • 讨论： • 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？ • 小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的运载 工具（蛋白质）
• 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，结合本章知识，回答问题。 • 1、哪种离子通过主动运输进入细 胞？ • K+，Mg2+。（这两种离子胞内 浓度大于胞外浓度）
• 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，结合本章知识，回答问题。 • 2、哪种离子通过主动运输排出细 胞？ • Na+，Cl-。（这两种离子胞内浓 度小于胞外浓度）
• 图为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同 分子的通透性。 • 讨论： • 3、观察此图，联系已有知识，你还能提 出其他问题吗？能不能对所提出的问题 作出尝试性的解答？ • 离子的进出是否也需要运载体？ • 需要。
• 1、顺浓度梯度的扩散……被动运输 • 2、逆浓度梯度的运输……主动运输 • *（小分子进出细胞方式） • 3、其他运输方式……胞吞胞吐 • *（大分子进出细胞方式）
• 影响物质跨膜运输的因素： • 4、影响物质运输速率的曲线 • （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 率越大。
载体数量限制
• 影响物质跨膜运输的因素： • 4、影响物质运输速率的曲线 • （2）协助扩散或主动运输的共同特 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。
胞吞和胞吐
主动运输
分子大小
是否需要载体蛋白 是否消耗能量
大分子
否 是
小分子和离子
是 是
结构或功能基础
细胞膜的流动性
细胞膜的选择透过性
• 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，结合本章知识，回答问题。 • 1、哪种离子通过主动运输进入细 胞？ • 2、哪种离子通过主动运输排出细 胞？ • 3、你是如何作出以上判断的？
4-3，物质跨膜运输的方式
• 1、被动运输 • 2、主动运输 • 3、胞吞与胞吐
• 图为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同 分子的通透性。 • 讨论： • 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， 但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖， 对此该如何解释？ • 3、观察此图，联系已有知识，你还能提 出其他问题吗？能不能对所提出的问题 作出尝试性的解答？
是否消耗能量
图例
否
协助扩散 高浓度→低浓度 是 否
主动运氧化碳， 小肠上皮细胞吸收 水，甘油，乙醇， 红细胞吸收葡萄糖 葡萄糖、氨基酸、 苯等出入细胞 无机盐等
• 载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于蛋白质 这样的大分子的运输却无能为力。 • 大分子如何进出细胞？——胞吞和胞吐
• 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，结合本章知识，回答问题。 • 3、你是如何作出以上判断的？ • 某种物质在细胞膜内外浓度差较大 时，细胞需要利用主动运输来维持 膜两侧浓度差。
• • • •
影响物质跨膜运输的因素： 1、影响自由扩散的因素——膜内外浓度差 2、影响协助扩散的因素——①膜内外浓度差②细胞膜上载体蛋白的数量 3、影响主动运输的因素——①载体蛋白（种类、数量）②能量（O2浓度， 温度等）
• 2、协助扩散 • 概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。 • 特点：①从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）②需要载体蛋白③不需要消耗能 量 • 图示： • 举例：葡萄糖进入红细胞
• 1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ • 2、自由扩散与协助扩散有什么异同？ • 3、为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
• 影响物质跨膜运输的因素： • 4、影响物质运输速率的曲线 • （3）自由扩散和协助扩散统称为被 动运输，其运输方向都是从高浓度 一侧到低浓度一侧，其运输的动力 都是浓度差，不需要能量，因此与 氧气浓度无关，运输速率不随氧气 浓度增大而改变。
• 影响物质跨膜运输的因素： • 4、影响物质运输速率的曲线 • （4）主动运输方式既需要载体协助 又需要消耗能量，在氧气浓度为零 时，通过细胞无氧呼吸供能，但无 氧呼吸产生能量较少，所以运输速 率较低，在一定范围内随氧气浓度 升高，有氧呼吸加强，产生的能量 逐渐增多，所以运输速率不断加快， 当氧气浓度足够高时，能量供应充 足，但由于受到载体数量的限制， 运输速率不再随氧气浓度增大而加 快。
• 生理意义：保证活细胞按照生命活动的需要， 主动选择吸收所需要的营养物质，排除代谢 废物和对细胞有害的物质。
物质出入细胞的方 被动运输 式 自由扩散 运输方向 是否需要载体蛋白
协助扩散
主动运输
是否消耗能量
图例
举例
物质出入细胞的方 被动运输 式 自由扩散 运输方向 高浓度→低浓度 是否需要载体蛋白 否