物质跨膜运输的方式
第4章 第3节 物质跨膜运输的方式
第3节物质跨膜运输的方式学习目标 1.说出被动运输与主动运输的异同。
2.举例说明物质跨膜运输方式的类型和特点。
3.简述主动运输对细胞生活的意义。
素养要求 1.生命观念：认同生物膜的功能特性——选择透过性。
2.科学思维：推测影响各种跨膜运输方式的环境因素，并能作出合理解释。
一、物质跨膜运输的方式1．被动运输：物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散。
方式自由扩散协助扩散图示甲乙条件不需要载体蛋白，不消耗能量需要载体蛋白，不消耗能量实例水、O2、CO2等葡萄糖等物质的顺浓度梯度运输运输方向高浓度一侧→低浓度一侧2.主动运输(1)物质运输方向：从低浓度一侧→高浓度一侧。
(2)基本条件①细胞膜上相应载体蛋白的协助。
②消耗细胞内化学反应所释放的能量。
(3)实例：K＋进红细胞；Na＋出红细胞。
(4)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
(1)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散，脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散()(2)葡萄糖进入红细胞与进入小肠上皮细胞的方式可能不同()(3)自由扩散和协助扩散都不需要载体蛋白和能量()(4)在一定浓度范围内，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比()答案(1)×(2)√(3)×(4)√1．细胞膜上的载体蛋白有何特点？提示具有特异性：不同物质的载体蛋白不同，不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
2．从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？提示线粒体(提供能量)，核糖体(提供载体蛋白)。
二、影响物质运输速率的因素1．浓度差(1)图甲：可代表浓度差对自由扩散速率的影响。
(2)图乙：可代表浓度差对协助扩散或主动运输速率的影响，Q点后运输速率不再增加的原因是载体蛋白的数量有限。
2．O2浓度(1)图甲代表的物质运输方式为自由扩散或协助扩散。
跨膜运输方式
1. 能 通 过 脂 双 层 的 物质有：
气体、水和脂溶性
甘油
小分子物质
乙醇
氨基酸 葡萄糖 核苷酸
2. 不 能 通 过 脂 双 层 的物质有：
H+、Na+、
氨基酸、葡萄糖等
K+、Ca2+
较大的有机分子和
、 HCO3-
带电荷的离子
合成的脂双层
精选ppt
6
3.为什么小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖？
对比
4. 水 解 酶 最 适
pH≈5.0 ， 细 胞 质
基质pH ≈ 7.0，
那么H+进入溶酶体
的方式是 __主__动__运__输__。
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练一练：如图是某组织细胞部分结构及生
理过程的示意图。请据图回答：
5. 图 中 过 程 ⑥ → ⑨ 说明溶酶体具有 分解__衰__老__、__损__伤__细__胞__器 的功能；分解产物 通过_胞__吐__方式排出 细胞，这都依赖于 生物膜的_流__动__性__。
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一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吞 3.举例
精选ppt
20
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐
1.概念：与胞吞作用相反，将细胞内的分 泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜 运出细胞的过程。
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一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐 2.特点：
①运输大分子与颗粒性物质，如分泌蛋白
②；消耗细胞代谢产生的能量
第4章 细胞的物质输入
和输出
第3节 物质跨膜运输的
方式
二部生物组 精选ppt
知识回顾
（一）物质跨膜运输方式
物质跨膜运输的方式
第3节物质跨膜运输的方式【双基提要】1．物质通过简单的作用进出细胞，叫做自由扩散。
2．进出细胞的物质借助的扩散，叫做协助扩散。
3．从一侧运输到一侧，需要的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的，这种方式叫做主动运输。
4．主动运输普遍存在于和细胞中，保证了能够按照生命活动的需要，吸收所需要的营养物质，排出和。
5. 列表比较物质跨膜运输的方式：跨膜方式浓度梯度是否需要载体是否消耗能量实例被动运输水、O2、CO2、甘油、脂肪酸、苯、乙醇等葡萄糖进入红细胞主动运输K+、Na+等无机盐的离子、葡萄糖、氨基酸等【课堂反馈】例l对跨膜运输起选择作用的物质是 ( )A．水 B．糖类 C．蛋白质 D.磷脂例2 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．胞吞、主动运输C．主动运输、胞吞 D．被动运输、主动运输例3 甲(0)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是 ( ) A．甲进入细胞一定需要能量B.甲运出细胞一定不需要能量C．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与D.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与例4 对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻的离子浓度。
请分析回答下列问题：(1)K+和Cl-在细胞内积累，而Na+等在细胞液中的含量低于海水的含量。
这表明。
(2) K+和Cl-进入细胞的转运方向是。
这种吸收方式叫，这种吸收方式需要的两个基本条件是、。
(3)Na+和Ca2+排出细胞的转运方向是，它们的运输方式属于。
(4)法囊藻细胞液中各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是。
【巩固练习】一、选择题1．下列物质中，通过人体红细胞膜时需要消耗能量的是 ( )A．甘油 B．葡萄糖 C．钠离子 D．氧气2．有一种物质能顺浓度梯度进出细胞膜，但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双层膜。
高中生物必修一第四章第三节物质跨膜运输的方式
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
影响跨膜运输的因素曲线图
(1)物质浓度：
P点后速率受载体蛋
运 输 速 率
运
白数量制约
输
P
速
率
物质浓度
物质浓度
自由扩散
协助扩散或主动运输
(2)氧气浓度： (3)温度：
物质运输 速度
物质运输 速度
图1
浓度差
物 质 运 输 速 度
图2
浓度差
图3
氧分压
大分子物质能进出细胞吗？ 如何进出细胞？
课题一 水分子的跨膜运输
【知识联想】
3．有两瓶蔗糖溶液，一瓶10%，一瓶20%，可是标签掉 了，请用上述装置，设计实验将它们区分？
运用上述装置，在烧杯中加入蔗糖溶液A，在漏斗中 装入蔗糖溶液B，观察其液面变化，若液面上升，则A是 10%，B是20%；若液面下降，则结果相反。
4．如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？ 不会。因为纱布是全透性的，不但水分子可以通过，蔗
B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白 数量比运输离子乙的数量多
C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧 D.曲线m～n段和a～b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收
(2)概念图比较: a：扩散 b：自由扩散 c：渗透
1.如何理解细胞膜等生物膜是选择 透过性膜？
2.对物质跨膜运输起选择作用的物 质主要是什么？
过； 3.其他的离子、小分子和大分子不能 通过。
结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过 性膜
那么生物膜的选择性吸收是否 与其特定的结构相关呢？
课题一 水分子的跨膜运输
（？一水）分渗究透竟实是验如何进出细胞的
实验材料：玻璃纸 （半透膜，水分子可以通过，蔗 糖分子不能通过）
4.3物质跨膜运输的方式
尝试在下面几幅坐标图中画出物质 进出细胞不同方式的曲线图
运 输 速 率
浓度差
自由扩散
运 输 速 率
浓Hale Waihona Puke 差协助扩散运 输 速 率
能量
主动运输
载体有专一性且数量有限, 在协助扩散和主 动运输中,载体具有“饱和效应”
三、生物大分子的跨膜运输方式
1。胞吐
2。胞吞
胞吞
人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红 细胞，都属于细胞的胞吞作用，对于人体起了免疫保 护的作用。
二、主动运输
（1）条件：从低浓度向高浓度一侧运转，需要 载体蛋白协助，同时需要消耗细胞内化学反应所 放出的能量 （2）特点：需要能量、需要载体蛋白（选择
性）、从低到高。
（3）例如：离子、葡萄糖、氨基酸
注意：载体种类和数量决定选择性，能量决定运
转速率
对比 比较三种物质运输方式的异同：
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
胞 吐
合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
大分子运输特点：
1 运输形式：胞吞和胞吐 2 运输方向：与浓度无关 3 有无载体：不需要，细胞膜和囊泡 4 是否需要能量：需要，由ATP供能
大分子出入细胞的方式总结
大分子和颗粒性物质通过胞吞进入细胞， 通过胞吐向外分泌物质。
都需要能量，不需载体, 以小泡的形式进行
再厉！
4.如图所示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的 两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误 的是（ ）
A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ B．细胞的识别与②有关 C．适当提高温度将加快②和③的流动速度 D．图中b过程属于被动运输，a过程经过的结构是载
体蛋白
必修一 第四章 第三节 物质跨膜运输的方式
大分子的运输
①内吞作用=胞吞
胞吞：当细胞摄取
大分子时，首先是大 分子附着在细胞膜的 表面，这部分细胞膜 内陷形成小囊，包围 着大分子。然后小囊 从细胞膜上分离下来， 形成囊泡，进入细胞 内部。
②外排作用 ＝ 胞吐
• 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 子排除细胞。
2.方式： 自由扩散、协助扩散
思考：什么是扩散？
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域
的过程，称为扩散。
自由扩散
概念：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由 扩散。
注：物质通过磷脂分子之间的间隙进出细胞
细胞膜
自 由 扩 散
自由扩散
特征：顺浓度梯度，不需要能量，不需要载体。 比方：球往低处滚
二1.、影影响响物物质质跨跨膜膜运运输输的的因素因及素模及型模构型建 构建
（1）物质浓度：
自由扩散 协助扩散或主动运输 主动运输
（2）氧气浓度：
自由扩散或协助扩散
（3）温度：
主动运输
可影响 生物膜的流动性 和 酶的活性 ，因而会 影响物质跨膜运输的速率。
例1. (2014·安徽卷，2)下图为氨基酸和Na＋进出肾
细 胞 内 浓 度
细胞外浓度
时间
主动运输
主动运输方向
高浓度→低浓度 等浓度→等浓度 低浓度→高浓度
不一定，主动运输是一个主动选择吸收的 过程，物质的进出取决于细胞生命活动的 需要，而非浓度差。
主动运输的意义：
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 收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞 有害的物质。
影响因素： 细胞内外物质的浓度差
物质跨膜运输的方式
自由扩散 主动运输 (1)①曲线甲代表 ________，曲线乙代表 ________。②已 知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14， 而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29_____(吸收/排 a ________(a、b、c……)表示。③ 出)物质X，可用图1中的 细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细 胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管 壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用 c ________。(a、 b、c……)表示。 (2)若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则 胞吐 流动性 该过程被称为 ________ ，其依赖于细胞膜的 ________ 的结构特点。
运 输 速 率
自由扩散
运 输 速 率
主动运输
运 输 速 率
协助扩散
浓度差 浓度差 运 输 速 率 协助扩散 耗氧量 细 胞 内 浓 度 主动运输
（细胞外浓度） 浓度差 时间
思考！ 上面几幅坐标图中所表示的分别
是哪种物质运输方式？为什么？
种类 特点
被动运输
自由 扩散 协助 扩散 主动运输
运输方向 高浓度到低浓度 低浓度到高浓度 细胞能量
是由物质直接穿过细胞膜完成的，是小分子物质进出
细胞的物质运输方式，其动力来自于物质浓度差或
ATP。
(2)胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，
与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的 物质运输方式，靠ATP提供动力。
• 如何判断物质进出细胞的方式
• (1)根据分子大小与是否需要载体、能量
同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度
差异。通过图乙所示的过程来维持细胞内
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定安中学生物组
王志伟
小分子和离子的跨膜运输
一、自由扩散
特点：
• 从高浓度到低浓度； • 不需要载体蛋白；
• 不消耗能量。
如：水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇等。
小分子和离子的跨膜运输
二、协助扩散
特点：
从高浓度到低浓度；
需要载体蛋白的协助；
不需要能量。
如：葡萄糖进入红细胞等。
活动一：绘制示意图
0
离子浓度/mmol.L －1
Na＋
K＋
Mg2＋
Cl－ 离子种类
3、你是如何作出以上判断 的？ 主动运输,物质逆浓度进行
细胞内 细胞外
2、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒 体密切相关（ ）
① 尿素通过细胞膜 ②人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖 ③ 肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na+ ④ 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
绘制时要注意箭头方向是否正确、箭头穿过的位置、是否需载 体或能量等，离子和小分子物质用小圆圈表示。
2017年12月6日星期三7时50分2秒
定安中学生物组
王志伟
小分子和离子的跨膜运输
自由扩散
自由扩散与协助扩 散有什么异同？
协助扩散
被 动 运 输
物质顺浓度梯度扩散进出细胞，统称为 被动运输。
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案例分析
细胞膜的结构特点： 一定的流动性 细胞膜的功能特性： 选择透过性
第三节
二氧化碳、氧气
氮气、水
物质跨膜运输的方式
CO32-、Mg2+
苯、甘油 乙醇 脂溶性物质
葡萄糖 氨基酸 核苷酸
哪些物质可以透过脂双层，哪些物质不能透过
扩散
一种物质从相对高浓度 区域移动到低浓度区域的过 程
2017年12月6日星期三7时50分2秒
运输方向
低浓度→高浓度
运输条件
载体蛋白
消耗能量
活动一：观察示意图
2017年12月6日星期三7时50分2秒
定安中学生物组
王志伟
活动一：观察示意图
高浓度→低浓度 不需要 不消耗 H2O、气体、乙醇、 甘油、 苯、尿素 等出入细胞
2017年12月6日星期三7时50分2秒
高浓度→低浓度 需要 不消耗 葡萄糖进入红细 胞膜
A ①②
B ③④
C ②③
D ①②③④
4、下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸 收的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素 分别是（ B ）、 A.载体数量、能量 B.能量、载体数量 C.载体数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
思维拓展：
低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？
会。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应 的速率，组成细胞膜的的分子的流动性也会降低， 呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降 低而受到抑制，这些都会影响物质跨膜运输的速 率。
丽藻细胞液与池水的多种离子浓度的比值
离子 （H2PO4）－ K+ Cl－ Na+ SO42－ Ca2+ Mg2+ 细胞液浓度/池水浓度
18 050 1 065 100
丽藻细胞液所含离子 的浓度远远高于丽藻 所生长的池水。
46
25 13 10
用物质跨膜运输 的角度来解释， 为什么会出现这 种现象？
主动运输的特点
活动四：描述模式图
2、比一比
生物膜的流动性 物质通过囊泡转移，需要消耗能量，不需要载体 细胞外→细胞内 变形虫吞食食物颗粒； 白细胞吞噬病菌等 细胞内→细胞外 分泌蛋白（胰岛B细胞分 泌胰岛素）
活动五：构建概念图
将一组相关概念用线条和文字连接成图形，直观而形象地表 示出这些概念之间的关系。
被动运输 1
水、离子、小分 １ 子的运输方式
自由扩散 3
协助扩散 4
7 顺浓度梯度
物 质 运 输
主动运输 2
8 需要载体
5 胞吞作用 大分子和颗粒 物质的运输方式 6 胞吐作用
消耗能量 9
归纳总结
1、解读图表
右图表示的是一个动物细 150 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 100 问题。 1、哪种离子通过主动运输 50 进入细胞？ K+ Mg2+ 2、哪种离子通过主动运输 排出细胞？ Na+ Cl－
低浓度→高浓度 需要 消耗 离子；氨基酸； 葡萄糖进入除红 细胞以外的细胞
王志伟
定安中学生物组
活动二：完成坐标图
2017年12月6日星期三7时50分2秒
定安中学生物组
王志伟
胞吞胞包围”、“分离”、
“形成”、“进入”
胞吐
“形成”、“移动”、“融合”“排出”