细胞膜的物质运输功能
细胞膜的四种运输方式
细胞膜的四种运输方式
单纯扩散、协助扩散、主动运输和胞吞胞吐是细胞膜的四种物质转运方式。
细胞膜的主要功能是选择性地交换物质，吸收营养物质，排出代谢废物，分泌与运输蛋白质。
1、单纯扩散：脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为单纯扩散。
不耗能，不需要载体。
如：水、尿素、二氧化碳等。
2、协助扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差跨膜扩散的过程，称为协助扩散。
不耗能，但是需要载体。
3、主动运输：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，被逆浓度差或逆电位差的跨膜转运过程，称为主动转运（主动运输）。
主动运输需要消耗大量热量并且需要载体。
有选择透过性。
4、胞吞胞吐：是转运大分子或团块物质的有效方式。
物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程，称胞吞。
包括吞噬和吞饮。
液态物质入胞为吞饮，如小肠上皮对营养物质的吸收；固体物质入胞为吞噬，如粒细胞吞噬细菌的过程。
2019-2020学年中图版生物必修一讲义：第3单元 第1章 第2节 细胞膜的物质运输功能 Word版含答案
第二节 细胞膜的物质运输功能学习目标 1.简述物质运输的几种形式。
(重点) 2.分析植物质壁分离和质壁分离复原实验。
(难点) 3.理解物质穿膜运输和膜泡运输。
(难点)一、穿膜运输和膜泡运输 1．穿膜运输(1)被动运输⎩⎪⎨⎪⎧单纯扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低实例：水分子、脂溶性小分子协助扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低条件：需载体实例：血浆中的葡萄糖进入红细胞(2)主动运输①基本条件⎩⎨⎧细胞膜上相应载体的协助消耗细胞代谢产生的能量②实例：无机盐离子通过细胞膜。
(3)细胞膜的功能特点：选择透过性。
2．膜泡运输(1)被运输的物质：大分子和颗粒物质。
(2)运输方式图1 图2①图1所示运输方式：内吞。
a ．过程：大分子和颗粒物质――→与细胞膜结合细胞膜内陷→形成小囊泡――→脱离细胞膜进入细胞中。
b ．主要类型：吞噬作用和胞饮作用。
②图2所示运输方式：外排。
过程：大分子分泌物等形成囊泡→与细胞膜融合→释放到细胞外。
二、渗透作用1．渗透作用⎩⎨⎧结构基础：渗透系统发生条件⎩⎨⎧具有半透膜半透膜两侧的两个溶液体系具有浓度差2．半透膜 (1)过滤膜 ①特性：物理性。
②物质分子能否通过的影响因素：分子的直径。
(2)选择透过性膜 ①特性：生物性。
②物质分子能否通过的影响因素：生命活动的需要与否。
三、水在细胞中的含量、存在形式及作用 1．含量水在细胞中含量最高。
2．存在形式⎩⎨⎧自由水：与细胞的代谢有关结合水：与细胞的抗逆性有关3．作用(1)细胞内良好的溶剂，各种代谢反应的介质。
(2)构成细胞的结构成分。
四、质壁分离和质壁分离复原实验 1．实验原理(1)成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。
(2)当细胞大量失水时，原生质层与细胞壁分离。
2．实验步骤撕取表皮：用刀片在紫色较深处划一方框，在其边角处用 镊子挑起表皮，并用镊子夹住一边撕取表皮 ↓制片：在洁净的载玻片中央滴一滴清水，将撕下的表 皮在水滴上展开，盖上盖玻片↓镜检：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，可看到⎩⎨⎧a.有一个紫色的中央大液泡b.原生质层紧贴细胞壁↓绘图：↓滴加蔗糖溶液吸水纸吸引↓镜检：高倍镜观察⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐变小，紫色加深b.原生质层与细胞壁逐渐分离↓ 绘图：↓ 清水吸水纸吸引↓镜检：在高倍镜下观察细胞发生的变化⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐胀大，紫色变浅b.原生质层逐渐贴近细胞壁运输？提示：单纯扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
中图版必修一 细胞膜的物质运输功能(32张)
自由 高浓度→低 浓度 扩散
不消耗
不消耗 消耗
协助 高浓度→低 浓度 扩散
主动 运输 低浓度→高 浓度
葡萄糖进入 红细胞等 氨基酸等 各种离子
O2、CO2、等小分子物质或者氨基酸等离子跨
膜运输可以通过被动运输和主动运输，那么大分子 物质或颗粒状物质进出细胞的方式是怎样的？
不需要。都是顺浓度的梯度跨膜运输。
2. 自由扩散与协助扩散有什么异同？ 相同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要 消耗能量。 自由扩散不需要载体蛋白的参与 不同 协助扩散需要载体蛋白的参与
3. 为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 二者都是顺物质的浓度梯度进行的，不需 要细胞消耗能量，所以，被称为被动运输。
分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
在组成型分泌活动中，胞吐作用是自发进行的， 但是在调节型的细胞中，胞吐作用必需有信号的触 发。触发的信号可以是神经递质、激素或Ca2+ 等， 在胞吐过程中也需要GTP和ATP等。向分泌细胞注 射Ca2+离子可以促进胞吐作用。 胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外， 另一方面小泡的膜融入质膜, 使质膜得以补充。
胞 吐 则 不 是 跨 膜 运 输 。
膜 运 输 方 式 ， 而 胞 吞 和
另 一 侧 ， 即 进 行 的 是 跨
细 胞 膜 运 输 到 细 胞 膜 的
质 从 细 胞 膜 的 一 侧 通 过
将 细 胞 要 选 择 吸 收 的 物
散 、 和 主 动 运 输 ， 都 是
细胞膜的物质运输功能
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。 物质进出细胞，从高浓度运输到低浓度，即 顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。 物质进出细胞，从浓度运输到高浓度，即逆 浓度梯度的扩散，统称为主动运输。 物质进出细胞，其他运输方式。
细胞膜的四个主要功能
细胞膜的四个主要功能
细胞膜是一种由脂质和蛋白质组成的复杂结构，形成了细胞的“外壳”，可以完全分隔细胞内与细胞外的物质。
它是细胞的重要结构，也是细胞的生理功能的重要标志物，承担了细胞的多种功能。
细胞膜可以将细胞内外的物质区分开来，控制物质的流动，保护细胞不受扰动，并调节细胞内外环境的变化。
细胞膜有四大功能：
第一，细胞膜可以调节物质的流动。
它通过活性载体和载体蛋白等机制，控制细胞内外物质的流动，保证细胞内物质的稳定，从而维持细胞正常的生理功能。
细胞膜可以限制细胞内外的水分、盐分和氧气的流动，使细胞的营养物质和废物物质得到有效的运输。
第二，细胞膜具有保护功能。
它可以保护细胞不受病原体、病毒、毒素等有害物质的侵害，使细胞能够正常地进行新陈代谢，并防止细胞受到环境的损害。
第三，细胞膜具有信号传导功能。
它可以将细胞外的信号转化为细胞内的信号，向细胞内传递信息，从而调节细胞的各种活动，如增殖、分化等。
第四，细胞膜可以调节细胞的外形和功能。
它可以影响细胞的形状，控制细胞的大小，并与细胞内结构紧密相连，在细胞的运动中发挥作用。
综上所述，细胞膜具有调节物质流动、保护细胞、信号传导、调节细胞外形及功能等四大功能。
它不仅可以保护细胞不受外界物质的侵害，而且可以控制细胞内外的物质流动，使细胞能够正常地进行新陈代谢，并防止细胞受到环境的损害。
细胞膜的存在为细胞的生命活动提供了重要的保护，因此，可以说，细胞膜是细胞生命运行的核心。
细胞膜的功能和结构
细胞膜的功能和结构细胞膜是一个非常重要的细胞结构，它不仅仅是一个容器，还具有很多生物学功能。
在本文中，我们将讨论细胞膜的主要功能和结构。
一、细胞膜的功能1. 细胞膜的物质分界功能细胞膜的物质分界功能是指细胞膜能够将细胞内的物质与外界隔离开来，从而使细胞内部的代谢过程得以独立进行。
同时，细胞膜还能够调节细胞内的物质进出，这是通过细胞膜上的离子通道实现的。
2. 细胞膜的识别和通讯功能细胞膜具有很强的识别性，它能够识别外界的分子信号，从而将这些信号传递给细胞内部，调节细胞的代谢活动。
另外，细胞膜还能够通过细胞间连接和信号转导通路，实现细胞之间的通讯。
3. 细胞膜的运输功能细胞膜还能够透过运输蛋白将细胞内的物质运输到细胞外或细胞内部。
这是细胞生物学过程中非常重要的一环。
二、细胞膜的结构细胞膜主要由磷脂分子、蛋白质和碳水化合物组成。
其中，磷脂分子是细胞膜的主要结构，它们通过亲水头和疏水尾连接在一起，形成双层膜结构。
这种磷脂分子在水环境中会自组装成一个带有空心结构的球形，外层是亲水性的磷酸基团，内层是疏水性的脂肪酰基团。
在磷脂双层的背景下，存在大量的膜蛋白，这些蛋白质可以通过不同的方式与磷脂分子相互作用，从而影响细胞膜的功能。
另外，碳水化合物也是细胞膜结构的重要组成部分，它们通过糖酵素与蛋白质结合在一起，形成糖蛋白。
细胞膜的内在结构非常复杂，它通过一系列的蛋白质相互作用，形成了一个动态平衡的状态。
细胞膜上的脂质、蛋白质和碳水化合物不断地被代谢和更新，从而保持细胞膜的完整性和稳定性。
综上所述，细胞膜是细胞生命的重要组成部分，具有多种重要的生物学功能。
细胞膜的结构非常复杂，由多种生物分子相互作用而成，其中磷脂分子是细胞膜的主要结构。
对于我们理解细胞的生命过程，理解细胞膜的功能和结构是非常重要的。
高中生物 细胞膜的物质运输功能
2、主 动 运 输
无机盐离子和一些小分子有机物在穿过细胞膜 时，可以逆着物质的密度进行，该过程不仅需要载 体协助，而且必须消耗细胞代谢产生的能量，这种 运输方式能够按照细胞生命活动的需要有选择地控 制物质的出入，称为主动运输。
例如：各种离子、葡萄糖、氨基酸等
2、主 动 运 输
1、运输方向 可以__逆__着__物质 的密度进行 2、影响主动运输 的因素是什么？
内 1、吞 噬 作 用
吞
巨 噬 细 胞 的 吞 噬 作 用
内 2、胞 饮 作 用
吞
如果细 胞吞入的是 较小的颗粒 或液体物质 则称为胞饮 作用
草履虫食物泡的形成
膜
泡 运
外
排
输
练习巩固
运 输 速 度
运 输 速 度
细 胞 内 浓 度
细胞外浓度
A
细胞外浓度
B
细胞外浓度
时间
C
2、主动运输
二、膜泡运输
1、内吞 ①吞噬作用 ②胞饮作用
2、外排
一、穿 膜 运 输
有些物质进出细胞是_直__接__穿过 细胞膜结构完成的，称为穿膜运输。
1、被 动 运 输
被动运输包括单纯扩散(simple diffusion)和 协助扩散(facilitated diffusion)两种形式。
被 动
载体和能量 3、细胞中与主动 运输有关的结构 佑有哪些？ 载体蛋白和线粒体
探究活动：模拟单纯扩散 、协助扩散 和主动运输 的过程
材料：圆球、人、滑雪板 环境：雪山山坡 要求：用上述一种材料或将其中几种材料组合
被动运输 与主动运输的比较
运输方式
转运方向 （浓度）
载体
能量
举例
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能作者：***来源：《中学生理科应试》2024年第04期19世纪末，德国生物学家Pfeffer提出了“细胞内压力”理论：细胞能通过消耗能量来改变细胞内外物质的浓度差异，这一理论并未得到广泛认同。
20世纪50年代，比利时生物化学家De Duve等人首次发现了ATP酶的存在，并证明它在细胞内的能量代谢过程中起着关键作用，这些发现为后来主动运输的研究奠定了基础。
一、原发性主动转运原发性主动转运指细胞通过直接消耗代谢能量驱动某些特定物质从低浓度一侧向高浓度一侧的跨膜运输，这种方式的主要特点是需要直接的能量供应，并且不受其他物质的运输影响。
1.钠钾泵钠钾泵是一种存在于细胞膜上的蛋白质，负责维持细胞内离子浓度的平衡。
它是细胞能量代谢和信号传导的重要组成部分。
它利用ATP的能量，将细胞内的3个Na+排出到细胞外，同时将2个K+摄入到细胞内。
这种离子交换使得细胞内外的离子浓度保持一定的比例，从而维持细胞的正常功能，如维持细胞膜电位的稳定，保证神经冲动的传递和肌肉收缩等功能的正常进行。
2.质子泵（1）P型质子泵，称为H+泵或H+-ATP水解酶，分布在植物细胞、真菌细胞和细菌细胞的质膜上，通过水解ATP并使自身磷酸化，引起自身构象变化，使得H+泵出细胞，使细胞膜周围环境pH<7。
（2）V型质子泵，通过水解A'rP来驱动其功能，本身不发生磷酸化，主要作用是从细胞质基质中氢离子（H*）泵入溶酶体或液泡中。
维持溶酶体和大型液泡内的低pH环境。
（3）F型质子泵（ATP合酶）顺浓度梯度运输H+，将释放的能量用于ATP的合成，可在线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化过程中观察到。
（4）特色的质子泵——光驱动泵，如绿色植物叶绿体类囊体膜上的一种由光驱动的质子泵，吸收光能后从类囊体外部向内部逆浓度输送2个H+。
例1 某细菌细胞膜上的光驱动蛋白可作为“质子泵”可将H+泵到细胞外，形成的H+浓度梯度可用于ATP合成等生命活动。
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】。
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特征： 1. 顺浓度梯度运输
2.
不需要载体 3. 不需要消耗能量
球往低处滚
单纯扩散的例子： ①气体分子 ②水分子 ③脂溶性小分子，如 乙醇，甘油，苯
协助扩散
细 胞 外 细 胞 膜 细 胞 内
载体蛋白
特征：
协助扩散 1. 顺浓度梯度运输 2. 需要载体参与 3. 不需要消耗能量
协助扩散的例子：
血浆中的葡萄糖进入 红细胞
(1)物质浓度
(2)O2浓度
(3)温度
生物大分子的跨膜运输方式
①外排作用 ＝ 胞吐
有些物质在细胞膜内被 一层膜所包围，形成小囊泡 ，小囊泡逐渐移到细胞表 面，囊泡膜与细胞膜融合在一 起，并且向细胞外张开，使 内含物质排出细胞外，这种 现象叫做外排作用。 如：分泌蛋白的合成与 运输。
②内吞作用=胞吞
浓度 载体 能量
举例
脂溶性物质
为了能维持生命活动的正常进行，生 物体主要靠来 主动运输 获取营养物质。
主动运输具有重要的意义?
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。
1.为什么脂质能以自由扩散的方式优先通过 细胞膜？
大分子物质和颗粒性物 质附着在细胞膜上，细胞 膜内陷形成小囊，这些物质 就被包入小囊内，然后，小 囊从细胞膜上脱离下来形成 小囊泡，进入细胞内部，这 种现象叫做内吞作用。如： 巨噬细胞对细菌、异物的吞 噬；人体小肠上皮细胞摄取 蛋白质、脂肪等。
两者的共同点：需要消耗能 量，物质始终没有穿过细胞膜。
细胞膜 的物质运输功能
富县高级中学 左婷
细胞膜的结构特点和功能特 性分别是什么？
学习目标
1.举例说明物质进出细胞的类型、特点。
2.简述主动运输对细胞生命活动的意义。 3.了解胞吞、胞吐的过程。
单纯扩散=自由扩散
细 胞 外 细 胞 膜 细 胞 内 O2、CO2、 水、N2 乙醇、甘油 苯
水分子
单纯扩散
（相似相溶）
2.影响每种物质跨膜运输方式的因素各有哪 些？
影响自由扩散的因素 : 膜两侧存在的浓度差 影响协助扩散的因素:
载体和膜两侧存在的浓度差 影响主动运输的因素:
载体的种类和数量、细胞代谢产生的能量
解读
坐标图
以上各图分别对应哪种跨膜运输方式？ 图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是 什么？
想一想 出入时穿过了几层磷脂双分子层？ 膜的什么特性?
具有一定的流动性
小结
请完成下面概念图
被动运输 ２
自由扩散 ４
顺浓度梯度 协助扩散 ５
穿膜运输 １
跨 膜 运 输 主动运输 ３
需要载体
胞吞
膜泡运输
胞吐
消耗能量 ６
课后作业
1.完成学案【课后作业】。
2.填充课本第51页巩固提高1、 2、3题。
（2）离子通过细胞膜等
练习
判断以下各图所示物质运输属哪种方式？
图1
图2
图3
三种运输方式的比较
H2O分子进入细胞
葡萄糖进入红细胞
K+进入红细胞的方式
名称
单纯扩散
高→低 不需要 不需要
H2O ;气体分子;
协助扩散
高 →低 需要 不需要 进入红细胞的 葡萄糖
主动运输
低→高 需要 需要
离子；某些小分子 有机物（氨基酸， 葡萄糖等）
卡车载货下坡
丽藻细胞液所 含的离子浓度远远 高于丽藻所生长的 池水，为什么丽藻 还能从周围环境吸 收离子呢？
主动运输
特征：
主动运输
1. 逆浓度梯度运输 2. 需要载体 3. 需要消耗能量
主动运输的例子
（1）葡萄糖、氨基酸通过 小肠上皮细胞膜；
注意：载体蛋白具有专一性，一种载体只能与一种 相应的被运输的物质相结合。也就是说，不同的物 卡车载货上坡 质需要不同的载体运输。不同细胞膜上运输物质的 载体的种类和数量是不同的。