物质的跨膜运输方式
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
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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。
精选ppt
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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
归纳总结跨膜物质转运方式
归纳总结跨膜物质转运方式跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程，细胞通过不同的方式将物质从细胞外输送到细胞内，或将物质从细胞内排出到细胞外。
本文将归纳总结跨膜物质转运的方式，并对其特点进行概述。
一、被动扩散被动扩散是一种自发的物质转运方式，无需能量输入。
它依靠物质的浓度梯度进行推动，即从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
被动扩散的速率受到温度、浓度梯度、分子尺寸和膜通透性等因素的影响。
该方式常见的例子包括氧气和二氧化碳的跨膜转运。
二、主动运输主动运输是一种需要能量输入的物质转运方式，可逆转运。
细胞通过特定的膜蛋白通道将物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧，与被动扩散相反。
这一过程需要利用细胞内的能量，常见的能量形式包括ATP和电化学梯度。
主动运输可以分为原位运输和团队运输两种类型。
1. 原位运输原位运输是指通过特定的跨膜蛋白直接将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内。
例如，钙离子通过钙离子泵从细胞质转运到细胞外，或通过钙离子通道从细胞外进入细胞质。
2. 组运输组运输是指通过跨膜蛋白将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内的过程中，与另一种物质共同转运。
这种方式常见于某些离子和分子对的转运，如钠-钾泵和葡萄糖-钠共转运体。
三、细胞内液泡运输细胞内液泡运输是细胞内物质转运的一种方式，通过液泡的形成、融合和运输，实现物质在细胞内的转移。
细胞内液泡运输分为内吞作用和分泌作用两种。
1. 内吞作用细胞通过囊泡与细胞膜融合，将细胞外的物质包裹进液泡内形成内吞泡。
这种方式常见于细胞摄取外源性物质，如细胞吞噬细菌的过程。
2. 分泌作用分泌作用是细胞内物质释放到细胞外的过程，细胞内的物质通过液泡与细胞膜融合，并将物质释放至细胞外。
分泌作用发生在多种细胞类型中，如胰岛细胞释放胰岛素。
四、背袋运输背袋运输是一种细胞自体膜形成的过程，细胞膜通过背外凹形成小囊泡，在转运物质的同时形成背内凹。
这种方式常见于蛋白质内吞作用和排泄作用。
物质跨膜运输的方式
3．若对离体的心肌细胞施用某种毒素，可使心肌 ．若对离体的心肌细胞施用某种毒素， 细胞对钾吸收量明显减少， 细胞对钾吸收量明显减少 ， 而对钠吸收则不受影 B 这种毒素的作用是（ 响。这种毒素的作用是（ ）。 A．抑制呼吸酶的活性 ． C．改变了细胞膜的结构 ． 侧的浓度 B．抑制载体的活动 ． D．改变了细胞膜两 ．
NO − K+ 3
运 运 输 速 率 率
Hale Waihona Puke 自由扩散输 速运
输
主动运输
速 率
协助扩散
浓度差
A
B
耗氧量
浓度差
C
上面几幅坐标图中所表示的分别 思考！ 是哪种物质运输方式？为什么？
3 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
代表______分子 分子； 代表 代表_______； 代表 （1）A代表 蛋白质分子；B代表磷脂分子 D代表 糖蛋白 。 ） 代表 ； 代表_______。 的厚度变小， （3）动物细胞吸水膨胀时 的厚度变小，这说明 具有 ）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小 这说明B具有 流动性 __________。 。 、 、 的五种过程中， （4）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是 b、c、d 。 ） ～ 的五种过程中 代表被动转运的是________。 b （5）可能代表氧气转运过程的是图中编号 ）可能代表氧气转运过程的是图中编号__________； ； 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 a __________。 。
主动运输
运 输 速 率
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要， 保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 活细胞能够按照生命活动的需要 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物 所需要的营养物质 代谢废物和 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。 有害的物质 对细胞有害的物质。
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
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水，苯，甘油，乙醇
如 何 通 过 细 胞 膜 的？ 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、 碳酸氢根离子
人工合成的脂双层
The ways of transmembrane transport
跨膜运输的方式
运输方向 是否需要载 体蛋白
是否消耗细 胞内的能量 运输速率的 快慢取决于
举例
(Free diffusion)
（ 载 体 具 有 专 一 性 ）
主动运输
(active transport)
（ 载 体 具 有 专 一 性 ）
跨膜运输的方式
自由扩散
顺浓度梯度
协助扩散
主动运输
运输方向 是否需要载 体蛋白
顺浓度梯度 逆浓度梯度
不需要
需要 不消耗
浓度差、 载体数量
需要
是否消耗细 不消耗 胞内的能量 运输速率的 快慢取决于
变形虫可以吞噬整个细菌，这 一事实体现了（ ） A、细胞膜具有选择透过性 B、细胞膜具有流动性 C、细胞膜具有全透性 D、细胞膜具有保护作用
胞吞和胞吐：
(Endocytosis[endəʊsai'təʊsis] and exocytosis[eksəʊsai'təʊsis] )
1、结构基础：细胞膜的流动性
2、需要信息识别 3、需要细胞供能
思考：
1、大分子物质通过胞吞进入细胞，
穿过了几层膜？
层膜？
0层 0层
2、RNA由核孔进入细胞质，穿过了几
细胞膜具有选择透过性，与这一特性密 切相关的成分是
C
A、磷脂
C、磷脂、蛋白质 判断：
B、糖蛋白
D、蛋白质
磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架， 与物质进出无关 ×
协助扩散
主动运输
自由扩散
协助扩散或主动运输
主动运输
自由扩散
被转运的物质的量浓度
请你用语言描述运输速率随浓度差的变化而变 化的情况：
当浓度差低于c时，随浓度差的增大，运输速率增大
当浓度差高于c后，趋于稳定
红细胞吸收无机盐和葡萄糖的 共同特点是（ C ） A、都可以从低浓度的一边到 高浓度的一边 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
离子浓度 150 /mmol/L
100 细胞内 细胞外 50
0
Na离子
K离子
Mg离子
Hale Waihona Puke Cl离子 离子种类哪种离子是以主动运输的方式进入细胞的?
哪种离子是以主动运输的方式出细胞的?
为了促进根吸收K、Ca、Mg等 矿质元素，农田中一般采取的 措施是（ ） A.尽量施肥 B.大量灌溉 C.疏松土壤 D.增加光照
下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液 中吸收K＋和NO—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 A．载体数量、能量 B B．能量、载体数量 C．载体数量、离子浓度 D．能量、离子浓度
系统集成P44 第9题
Ma = M b > M A > M B
h1
h2
A
a
半透膜 半透膜
举例
需要消耗
(浓度差)
浓度差
能量、 载体数量
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；各种离子
水、氧气、二氧 化碳、乙醇、甘 葡萄糖通 油、苯、尿素 过红细胞
与被动运输相比，主动运输的优点：
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。
自由扩散
B
图2
b
半透膜 半透膜
图1
图3
图4