4-3物质跨膜运输的方式
教学设计21：4.3 物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式1.通过预学说出物质跨膜运输的方式的种类2.通过课堂探究能准确说出自由扩散、协助扩散和主动运输的特点3.能够在教师的引导下举例每种运输方式所对应运输对象的实例4. 能够说出细胞对大分子物质的转运方式及特点【学生活动一】小组合作对比归纳并记忆三种跨膜运输方式的特点以及实例。
（讨论时间9分钟）1、物质跨膜运输的方式有哪几种？2、两种被动运输的方式有什么异同？3、主动运输与被动运输的区别是什么？【学生展示】一、小分子或离子的跨膜运输（一）被动运输1、自由扩散往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快变为蓝色，这就是扩散。
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP，只能顺浓度梯度运输，如O2、CO2、甘油、乙醇等。
2、协助扩散葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，是因为镶嵌在膜上的一些特有的蛋白质，能协助葡萄糖等物质顺梯度跨膜运输，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
不需要消耗A TP。
自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
（二）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，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。
如Na＋、K＋、Ca2＋的吸收。
二、大分子的跨膜运输方式胞吞和胞吐1、胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
2、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，这种现象叫胞吐。
【学生活动二】运用表格归纳总结小分子物质跨膜运输的三种方式。
【精讲】下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？。
2021-2022学年生物人教版必修1教学案：第4章 第3节 物质跨膜运输的方式 Word版含答案
一、被动运输阅读教材P70～711．概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的集中。
2．类型方式自由集中帮忙集中特点物质通过简洁的集中作用进出细胞进出细胞的物质借助载体蛋白的集中实例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞二、主动运输阅读教材P71～721．物质运输方向：从低浓度→高浓度。
2．基本条件(1)细胞膜上相应载体蛋白的帮忙。
(2)消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．生理意义：保证了活细胞能够依据生命活动的需要，主动选择吸取所需要的养分物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
三、大分子物质的运输阅读教材P721．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分别下来，形成囊泡，进入细胞内部。
2．胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞。
[共研探究]1．观看不同物质通过磷脂双分子层的状况，依据图示回答有关问题：(1)能通过人工合成的磷脂双分子层的分子的共同特点是：小分子或脂溶性的分子。
(2)不能通过人工合成的磷脂双分子层的物质的共同特点是：分子较大或是离子。
葡萄糖不能通过合成的磷脂双分子层，但是小肠上皮细胞能吸取葡萄糖，这可能与细胞膜的蛋白质成分有关。
2．物质顺浓度梯度集中进出细胞的过程称为被动运输，结合下图分析其特点。
(1)图示中圆点及圆点多少表示什么意义？提示：表示细胞内外两种物质的浓度大小。
(2)甲、乙两图中物质的运输方式①甲图中，物质通过简洁的集中作用进出细胞，叫做自由集中。
②乙图中，进出细胞的物质借助载体蛋白的集中，叫做帮忙集中。
③由图示分析，自由集中和帮忙集中需要消耗能量吗？为什么？提示：都不需要消耗能量，由于二者都是顺浓度梯度进行的。
④完成下表方式通过膜的转运方向是否需要载体蛋白是否消耗能量方式1 高浓度→低浓度不需要不消耗方式2 高浓度→低浓度需要不消耗⑤试从物质运输动力角度分析，为什么自由集中和帮忙集中被称为被动运输？提示：自由集中和帮忙集中的运输动力都是膜两侧物质的浓度差，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。
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。
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？
不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。
2、自由扩散和协，自由扩散不需要。
3、为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进
行的，不需要细胞消耗能量
思考：离子跨膜运输为什么需要能量（ATP）
需要消耗能量
仔细观察主动运输的动画演示过 程，找出主动运输的特点！
1、特点
从低浓度到高浓度 需要载体蛋白 需要能量（ATP)
2、举例
（1）全部离子：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+、I-等； （2）某些化合物：葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细。
思考：影响主动运输的因素是什么？
思考：被动运输的动力来自什么？
物质运输的动力都是浓度差
分析：P71 表4-1
丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比 细胞液浓度/池水浓度 18050 1065 100 46 25 13 10
离子 (H2PO4)－ K+ Cl－ Na+ SO42－ Ca2+ Mg2+
●假如这些离子以被动运输的方式进出细胞，将会发 生什么现象？ 离子外流。 ●这些离子能够逆浓度梯度运输的动力是什么？ 消耗细胞代谢产生的能量。
问题探讨
2、葡萄糖不能通过该膜，但是小肠上皮细胞能 大量吸收葡萄糖，如何解释？
推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄
糖的蛋白质。
自主探究
（阅读教材P70-72完成以下表格）
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
运输方向 是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
自由扩散
物质的跨膜运输的方式
4、渗透：
概念：水分子从浓度密集区域通过 细胞膜等结构，向水分子稀少区域 的扩散现象。
植物细胞的吸水与失水
原生质层
当外界溶液浓度>细胞液 细胞失水 质壁分离
当外界
挑战一
下列物质以不同运输方式通过细胞膜的
是（ ）。
主动运输
载体蛋白
细 胞 内
细 胞 膜
细
胞
能量
外
主动运输
2、方向：
通常是低浓度
高浓度
3、动力：细胞代谢产生的能量
4、特点：需要载体蛋白和能量
5、意义： 能保证活细胞按照生命活动 的需要，主动地选择并吸收营养物质， 排出代谢废物和对细胞有害的物质。
6、举例：植物根细胞对矿质元素的吸收； 葡萄糖、氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞
葡萄糖通过此方式进入红细胞
比较简单扩散和协助扩散的异同点
相同点：① 物质运输方向：高浓度 → 低浓度 ② 不需要能量
物质运输的动力都是浓度差
不同点： 简单扩散：不需要载体蛋白质协助 协助扩散：需要载体蛋白质协助
主动运输
1、植物细胞对矿质元素（离子）的吸 收以及葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒 毛上皮细胞等都通过主动运输进行。
简单扩散
细 胞 外
细 胞 膜
细 胞 内
小分子物质
简单扩散
2、方向：
高浓度
低浓度
3、动力：浓度差
4、特点：不需要载体蛋白和能量
易化扩散(协助扩散)
1、葡萄糖通过载体蛋白协助进入红 细胞
易化扩散
细 胞 外
细 胞 膜
细 胞 内
载体蛋白
易化扩散
2、方向：
课时作业23：4.3物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式一、单选题1.肾上腺皮质产生的醛甾酮是一种小分子、脂溶性激素，它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，结合物进入细胞核，启动相关核基因的表达生成醛甾酮诱导蛋白（AIP），AIP 可通过促进细胞呼吸，促进细胞A TP的产生，以促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na+的重吸收。
据此分析正确的是（）A. 醛甾酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体合成B. 醛甾酮的作用过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能C. 醛甾酮-受体结合物进入细胞核需要载体蛋白协助D. 肾小管上皮细胞通过主动运输重吸收Na+2. 研究发现,在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2,前者是主动运输的载体,后者是协助扩散的载体。
科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制出下图曲线，下列说法中不正确．．．的是（）A．细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍B．在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率3. 下图所示为物质进出细胞的三种方式，下列说法不正确的是（）A．①可代表小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖B．K+和葡萄糖分别以②、①方式进入红细胞C．胰岛B细胞分泌胰岛素是通过③方式进行D．细胞衰老，其细胞膜通透性改变，物质运输的功能降低4.下图是番茄根细胞对K+吸收速率和氧分压的关系曲线，下列说法错误．．的是（）A．图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同B．A→B段，ATP是限制根细胞对K+吸收速率的主要原因C．在B点以后，通过中耕松土可进一步促进对K+的吸收D．氧分压为8时，AB曲线最可能演变为M2形态5. 下图表示生物膜的亚显微结构，其中a和b为两种物质的运输方式，下列对生物膜结构和功能的叙述错误的是（）A．不同物种的细胞中①、②的种类相同，而③的种类可能不同B．a可以表示O2由内环境中进入细胞内C．黄瓜的花粉落到丝瓜花的柱头上不能萌发，可能是①在起作用D．若图示为肝细胞膜，则b可代表葡萄糖，由载体搬运进入细胞内6.Na+-K+泵是一种常见的的载体，也是能催化A TP水解的酶，这种泵每消耗1分子的A TP，就逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外，将2分子的K+泵入细胞内．由此可知（）A．该载体不一定能催化A TP水解，但一定能促进物质的运转B．Na+和K+通过Na+-K+泵的跨膜运输方式分别是主动转运和协助扩散C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+和K+通过Na+-K+泵跨膜运输的方式相同D．Na+-K+泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用7.关于物质跨膜运输方式的概念图的分析，正确的是（）A．①和②所示的过程都与氧气浓度有直接关系B．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞C．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质D．腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系8.将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。
4.3 物质跨膜运输的方式高考一轮
脂溶性：脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快
协助扩散
进出细胞的物质借助载体蛋白质的扩散，叫做协助扩散。
特征：
1. 顺浓度梯度运输
2. 需要载体参与
3. 不需要消耗能量 葡萄糖进入红细胞
需要细胞膜上载体的协助，消耗细胞提供的能 量，将物质从低浓度的一侧运输到高浓度的跨膜运 输方式，叫做
主动运输的特点 ※需要载体(蛋白质)协助。 ※需要消耗能量。 ※逆浓度梯度运输。 如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；葡萄糖、 氨基酸通过小肠上皮细胞。
(2)实验结论： ①若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明_柽__柳__从__土__壤__中__吸__收__无__机__ _盐__是__被__动__运__输__； ②_若__乙__组__吸__收__速_率__明__显__小__于__甲__组__吸__收__速__率__，__说__明__柽__柳__从__土__壤__中__吸__收__无__机__盐__ 是主动运输 。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时，无氧呼吸为离子的吸收提供能量。 ②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 多 ，主动运输的 速率也越大。 ③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他的限 制因素运输速率不再增加。
(4)温度
二.影响物质跨膜运输因素的分析 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 大 ，运输 速率越 大 ；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加， 原因是受 载体数量 的限制。
(2)载体数量对跨膜运输的影响
载体蛋白主要影响 协助扩散 和 主动运输 。其他条件适宜的情况下，载体 蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
4.3 物质跨膜运输的方式
（4）影响因素： a. 载体的数量
b.能量
运
输
速
率
氧气浓度
高
低
主动运输
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。
主动运输体现了膜的 什么特点呢？
主动运输体现了膜的选择透过性
离子、小分子物质跨膜运输的方式
2. 下列物质中，需要载体蛋白协助才能进
入细胞的是（ C ）
A、水
B、乙醇
C、钾离子
D、二氧化碳
3. 能保证细胞按照生命活动的需要吸收营养物
质的主要方式是（ C ）
A、自由扩散
B、胞吞作用
C、主动运输
D、胞吐作用
4. 下列关于物质跨膜运输的叙述，错误
的是( D)
A.植物细胞积累K+需消耗能量 B.细胞对离子的吸收具有选择性 C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质 防止质壁分离 D.液泡中积累大量离子，故液泡膜不 具有选择透过性
自由扩散 协助扩散 主动运输
方向 能量 载体 举例
顺浓度梯度
顺浓度梯度
逆浓度梯度
高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度
不消耗
不消耗
消耗
不需要
水，O2、CO2等 气体分子，甘油 等脂溶性物质
不需要
葡萄糖 进入 红细胞
需要
无机盐离子 氨基酸、葡萄 糖、核苷酸
二 大分子、颗粒性物质进出细胞的方式
（√ ）
× 5.大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞内。（ ） × 6.需要消耗ATP的运输方式都是主动运输。（ ） × 7.性激素通过胞吐作用分泌到细胞外。（ ） × 8.通过胞吞和胞吐方式运输的物质一定是固体。（ ）
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生物体主要靠主动运输来获取营养物质。
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。
小分子物质的跨膜运输类型
自 由 扩 散 协 助 扩 散 主 动 运 输
物质跨膜运输三种方式的比较
自由扩散
• 下列哪一项是主动运输的例子( B )
A. Cl-在血浆中的运动 B. 肾小管对Na+的吸收 C. 氧由肺泡进入血液的运动 D. 肌肉细胞中氧的运动
小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖，却难吸 收相对分子质量比葡萄糖小的木糖，原因 是（ A）。 A. 细胞膜上无木糖载体 B. 细胞膜的磷脂分子排列紧密 C. 木糖的浓度太低 D. 以上三项都正确
胰岛素分子排出细胞的方式是（ B）。 A. 主动运输 B. 胞吐 C. 自由扩散 D. 协助扩散
张开，使内涵物质排出细胞外，
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
大分子物质和颗粒性物质 附着在细胞膜上，由细胞膜内 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
②需要载体蛋白的协助；
③不需要能量。 如：血浆中的葡萄糖进入红细胞
自由扩散 （free diffusion）
物质能不能逆浓度 协助扩散 （facilitated diffusion） 梯度进出细胞呢？
被 动 运 输
物质顺浓度梯度扩散进出细胞， 统称为被动运输。
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？
仔细观察主 动运输的动 画演示过程， 找出主动运 输的特点！
主动运输
特点：
从低浓度到高浓度； 需要载体蛋白的协助； 需要能量（ATP)。
如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；葡萄糖、
氨基酸通过小肠上皮细胞。
为了能维持生命活动的正常进行，
方向
协助扩散
主动运输
顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度
能量
载体 举例
不消耗
不消耗
需要 血浆中葡萄糖 进入红细胞
消耗
需要
K+进入红细胞 Na+排出红细胞
不需要 O2、CO2、甘油 等脂溶性物质
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，囊泡膜 与细胞膜融合在一起，小囊泡逐 渐移到细胞表面，并且向细胞外
胞摄取蛋白质、脂肪等。
下列物质以不同运输方式通过细胞膜的 是（ B ）。 A. 甘油、二氧化碳 B. 钾离子、水 C. 氨基酸、钾离子 D.镁离子、钙离子
• 红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( C )
A. 都可以从低浓度一侧到高浓度一侧 B. 都需要供给ATP
C. 都需要载体协助
D. 既需要载体协助又需要消耗能量
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，你还能提出哪 些问题吗？能不能对所提出的问题作出尝试性 的回答？
5
能透过膜的物质进行跨膜 运输的方式一样吗？
6
现象：水、氧气、二氧化碳等 小分子物质能够进出细胞
水、氧气、二氧化碳等小分子物 质进出细胞是什么跨膜运输方式？
7
8
自由扩散（free diffusion）
特点：
• 从高浓度到低浓度； • 不需要载体蛋白的协助； • 不消耗能量。
如：水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇等。
9
协助扩散
特点：
①从高浓度到低浓度；
第三节 物质跨膜运输的方式
1
学习目标：
1、举例说出被动运输、主动运输、 胞吞胞吐等物质进出细胞的方式。 2、区别动运输、主动运输、胞吞胞 吐等物质进出细胞的差异。
2
糖蛋白蛋白质有什 么作用？源自磷 脂 分 子蛋白质
磷脂双分子层
氧气、氮气 二氧化碳、苯
甘油 乙醇 氨基酸、葡萄 糖、核苷酸 氢离子、钠离子 钾离子、钙离子 氯离子、镁离子 碳酸氢根 合成的脂双层