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。
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。
物质跨膜运输的特点。自由扩散,协助扩散,主动运输,包吞胞吐。
物质跨膜运输的特点。
自由扩散,协助扩散,主动运输,包吞胞吐。
膜质跨膜运输是指通过膜所进行的物质运输过程，它分为四种形式，分别是自由扩散、协助扩散、主动运输以及包吞胞吐。
自由扩散是一种基本的物质跨膜运输的方式，它利用的是浓度梯度的动力原理。
物质运输的过程是由浓度梯度引起的，即物质由高浓度向低浓度方向传递，当体内外物质浓度梯度构成一致性状态时，物质运输过程被停止。
自由扩散可用于钠、钾、氯离子等大分子以及脂溶性小分子的运输过程。
协助扩散是另一种物质跨膜运输的方式，它是以某些载体分子的帮助，物质可以从高浓度地方输送到低浓度地方，物质从高浓度地方开始，经过载体分子的捕获，物质会陆续地被运送到低浓度的地方，然后被释放。
协助扩散可以用于运输极小分子或者极稀分子。
主动转运也是一种物质运输过程，它是指物质从低浓度地方到高浓度地方这一转移过程，该过程利用的是改变了能量平衡的物质运输方式，如控制运输蛋白属于这种方式。
主动运输可以应用于细胞的内外物质的交换，也用于细胞的重要组成成分的构建，如氨基酸、糖类、核酸等物质的传输。
最后它还有一种物质跨膜运输方式，叫做包吞胞吐。
它指超大分子物质如多聚肽等，利用细胞外原生质这一物质前来走过细胞膜，所处的位置主要在细胞机械刚性部分，其工作机制是利用生物纤维与细胞膜之间的互相作用将细胞内的物质完成运输到细胞外的过程。
总之，以上四种跨膜运输技术在生物体内的生存和运转过程中都起着重要的作用，它们可以非常有效地调节体内外的物质浓度，例如大分子以及脂溶性小分子等，同时也能够有效构建细胞的重要组成部分。
物质跨膜运输的方式及特点
物质跨膜运输的方式及特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，它通过不同的方式将物质穿过细胞膜，实现细胞内外环境的稳定。
目前已经发现了多种物质跨膜运输的方式，每种方式都有其独特的特点和机制。
一、主动运输主动运输是细胞内外物质运输的一种方式，它需要消耗能量以克服浓度梯度，使物质从低浓度区域向高浓度区域移动。
主动运输主要包括原子运输和小分子运输。
原子运输是通过特定的载体蛋白质，如离子泵和Na+/K+泵，将原子从低浓度区域转移到高浓度区域。
小分子运输是指通过载体蛋白将小分子物质进行跨膜运输，如葡萄糖转运蛋白和脂质转运蛋白。
主动运输的特点是能够实现对细胞内外环境的精确调控，使细胞内外物质浓度始终保持在理想的水平，从而维持细胞的正常功能。
主动运输还能够应对外界环境的变化，以保持细胞内外的稳态。
被动运输是通过跨膜通道进行物质运输的一种方式，不需要额外的能量消耗，只是依靠浓度梯度推动物质从高浓度区域向低浓度区域移动。
被动运输主要包括扩散和渗透。
扩散是通过脂质双层之间的小孔或蛋白通道，使分子从高浓度区域向低浓度区域自发扩散。
渗透是指水分子通过膜上的水通道蛋白，使水分子从高浓度区域向低浓度区域流动。
被动运输的特点是高效、快速，能够满足细胞对物质的迅速需求。
被动运输还能够避免能量浪费，提高细胞对物质的利用效率。
三、运动蛋白介导的跨膜运输除了上述两种跨膜运输方式外，还存在一种通过运动蛋白介导的跨膜运输方式。
运动蛋白如细胞骨架和激动蛋白能够通过与细胞骨架的结合，将物质从一个细胞膜一侧转移到另一侧。
运动蛋白介导的跨膜运输是一种高效的物质运输方式，能够满足细胞对物质的快速需求。
物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，通过不同的方式实现细胞内外环境的稳定。
主动运输能够精确调控细胞内外物质浓度，适应外界环境的变化；被动运输高效、快速，提高细胞对物质的利用效率；运动蛋白介导的跨膜运输通过运动蛋白的介导，实现物质在细胞膜之间的转移，为细胞提供了快速的物质运输通道。
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
【高中生物】高中生物知识点：物质跨膜运输的方式
【高中生物】高中生物知识点：物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式：1.被动转运：物质在细胞内外的扩散是沿着浓度梯度进行的，称为被动转运，包括自由扩散和辅助扩散。
（1）自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式。
(如：o二)（2）辅助扩散：通过载体蛋白扩散进入和离开细胞的物质。
（葡萄糖进出细胞的方式）2、主动运输：有能量消耗，并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。
(小分子物质、离子)3.内吞和外吞：大分子颗粒物进入和离开细胞的方式。
物质进出细胞方式的比较：1.小分子和离子进入和离开细胞的方式物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度到低浓度高浓度到低浓度低浓度到高浓度需要承运人吗不需要需要需要它会消耗能量吗不消耗不消费消耗举个例子o二、co二、h二o、甘油乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2.大分子物质和颗粒进入和离开细胞的方式(2)结构基础：细胞膜的流动性。
（3）条件：两者都需要能源消耗。
易错点拨：1.上表中的“高浓度”和“低浓度”是指传输离子或小分子本身的浓度，而不是其溶液的浓度。
2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自atp。
3.内吞和外吞的结构基础是细胞膜的流动性。
像主动运输一样，内吞和外吞也需要能量供应。
如果分泌细胞中的ATP合成被阻断，胞吐就不能继续。
4、载体是细胞膜上的一种蛋白质，不同物质分子的运输载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5.低浓度时，物质通过细胞膜的速度比自由扩散快得多，因为细胞膜上有能与特定物质结合的载体蛋白。
6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质，是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。
7.抑制载体蛋白的活性只会阻止载体蛋白运输的物质的运输，不会影响其他物质的运输。
8、若抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。
物质跨膜运输的方式
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5 144 3.2 111 ＋和Ca2＋的浓度明显高 （ 1 ）红细胞中 K （2）红细胞中各种离子含量与血浆 ＋和Ca2＋ 进入红细胞的方式 于血浆， K 中离子含量不成正比，这表明细胞 主动运输 是 ，这种方式的必要条件是 选择性 。 膜对进出细胞的离子有 和 载体协助 。 消耗能量
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判断技巧
需能量 不需能量 主动运输 需载体协助 不需载体协助 协助扩散 自由扩散
主动运输 需载体协助 协助扩散 自由扩散
低浓度到高浓度
高浓度到低浓度
不需载体协助
影响物质运输速率的曲线分析
运 输 速 率
自由扩散
运 输 速 率
协助扩散
物质浓度 运 输 速 率
O
物质浓度 运 输 速 率
O
自由扩散或 协助扩散
一、离子和小分子物质跨 膜运输的方式
（一）被动运输
被选择的物质通过膜由高浓度一 侧向低浓度一侧转运
1、自由扩散
特征：
1.顺浓度梯度运输 2.不需要载体 3.不需要消耗能量
例如:水、乙醇、苯、维 生素；氧气、二氧化碳 等气体；甘油、脂肪酸、 胆固醇等脂质小分子。
2、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
氧气 二氧化碳 水 甘油 乙醇 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 氢离子、 钠离子 糖、氨基酸等不能通过这层膜， 但人体又需要这些物质，对此你该如 何解释?
葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白质的 脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡 萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有 能转运葡萄糖的蛋白质。
O2浓度
主动运输
O2浓度
二、大分子物质进出细胞的方式
胞吞
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知识闯关
第一关 下列物质以不同运输方式通过细胞膜的 是（B）。 A A 甘油、二氧化碳 B B 钾离子、水 C C 氨基酸、钾离子 D D 葡萄糖、糖原
第二关 人红细胞中的K+浓度比血浆中高30倍，而 Na+浓度却只有血浆的1/6，合理的解释是 （ ）。 A A 细胞膜对K+、Na+的特异性吸收 B B 人体对K+、Na+需求不同 C C 细胞膜的主动选择吸收 D D 红细胞中无细胞核
结合动画，总结协助扩散的特点！
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
自由扩散
协助扩散
被动运输与主 动运输有什么 区别 ，让我们 一起来寻找答 案！
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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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？
不需要 O2、CO2、甘油 等脂溶性物质 不消耗 需要 葡萄糖进入红 细胞
消耗 需要
K+进入红细胞 Na+出红细胞
生物大分子的跨膜运输方式
①外排作用 ＝ 胞吐
②内吞作用=胞吞
技能训练
解读图表：
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，结合所学的知 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？
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
糖蛋白
蛋白质有什 么作用？
磷 脂 分 子 蛋白质
磷脂双分子层
1、什么样的分子能够 透过脂双层？什么样 的分子不能透过？ 2、葡萄糖不能透过无 蛋白质的脂双层，但 小肠上皮细胞能大量 吸收葡萄糖，如何解 释？
能透过膜的物质 进行跨膜运输的 方式一样吗？
为了能维持生命活动的正常进行，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。
什么是主动 运输？有什 么特点呢？
结合动画，总结主动运输的特点！
最后一关
图表示细胞膜的亚显微结构。请根据 图回答下面的问题。 （1）图中A的性质是由 核酸（mRNA或DNA） _____________________ 决定的 （2）下列有关的叙述错误的是（ A ） A．适当提高温度，能使A和B的相对运动加快， 通透性增 加有利于生命活动的进行 B．在动物细胞中B的不饱和程度比植物高 C．该结构的选择透过性与B结构对极性分子的相对不透性 和A的载体转运作用有关 D．甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于B层结 构中
第三关
甜菜块根细胞中的液泡中有花青素，能使块根呈现 红色。将块根切成小块，放入蒸馏水中，蒸馏水颜 色无明显的变化。但用盐酸处理块根后，则使蒸馏 水变红。其原因是（ ）。 A 细胞壁被盐酸破坏 A B 花青素不溶于水而溶于盐酸 B C 盐酸破坏了细胞的选择透过性 C D 盐酸破坏了原生质层的选择透过性 D
生物小分子的跨膜运输类型
生物大分子的跨膜运输方式
自 由 扩 散
协 助 扩 散
主 动 运 输
被动运输
自由扩散动画模拟
膜外
膜内
播放 总结
自
膜外
膜内
重播 总结
自由扩散
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。
（3）该结构的基本功能是保护和运输（或控制物质出入细胞） ________________________________。 选择透过性 。 与此相关的对生命活动至关重要的特性是______________ A （4）细胞识别、物质的跨膜运动等与图中__________ （填字母）有关。 （5）叶绿体和线粒体等细胞结构中均有此结构，但执 A 行的具体功能有很大的区别，其原因是由于图中_______ （填字母）不同所致。
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。
物质跨膜运输三种方式的比较 自由扩散 方向 能量 载体 举例 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 不消耗