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。

(2)图乙代表主动运输方式①A点时，物质运输所需的能量由无氧呼吸提供；②AP段表明随着O2含量的增加，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率增大。

③P点以后，当O2含量达到一定程度后，受载体蛋白数量等因素的限制，运输速率不再增加。

3．温度(1)从细胞膜的结构特点分析，温度会影响细胞膜的流动性进而影响物质运输速率。

(2)从代谢的角度分析，高温或低温均会影响酶活性，进而影响细胞的能量供应，影响物质运输速率。

链接教材囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输。

这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类来实现的。

下图是A、B、C三种物质跨膜运输的方式，请分析回答下列问题：(1)物质A、B、C跨膜运输的方式依次是自由扩散、协助扩散、主动运输。

(2)某种物质能专一性地破坏物质C的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B跨膜运输的速率将不变，物质C跨膜运输的速率将下降。

(3)三种物质的运输中，与图1曲线相符的是物质C。

与图2中甲曲线相符的是物质A，与乙曲线相符的是物质B或物质C。

三、大分子进出细胞的方式1．胞吞和胞吐(1)胞吞：当细胞摄取大分子时，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→小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡→进入细胞内部→胞吞完成。

例如：吞噬细胞吞噬病原体，单细胞动物(如草履虫、变形虫等)吞食食物颗粒。

(2)胞吐：细胞需要外排的大分子在细胞内部形成囊泡→囊泡移动到细胞膜处→囊泡与细胞膜融合→将大分子排出细胞→胞吐完成。

例如：分泌蛋白的分泌。

2．物质出入细胞方式的比较方式被动运输主动运输胞吞、胞吐自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度—是否需要载体蛋白不需要需要需要不需要能量不消耗不消耗消耗消耗模型实例水、CO2、O2、甘油、乙醇等红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、无机盐等胞吐：分泌蛋白的分泌易错提醒有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。

(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。

(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。

(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。

(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

(1)大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞内()(2)需要消耗ATP的运输方式都是主动运输()(3)性激素通过胞吐作用分泌到细胞外()(4)胞吞和胞吐体现了生物膜具有一定的流动性()答案(1)×(2)×(3)×(4)√1．甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图所示(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．乙物质进入细胞一定有载体蛋白的参与B．乙物质运出细胞一定有载体蛋白的参与C．甲物质进入细胞一定需要能量D．甲物质运出细胞一定不需要能量答案 A解析乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，需要载体蛋白的协助，A正确；乙物质运出细胞是顺浓度梯度，不一定需要载体蛋白的参与，B错误；甲物质进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量，C错误；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量，D错误。

2．下列物质出入细胞的方式中，必须依赖于细胞膜上载体蛋白才能完成的是()A．二氧化碳由骨骼肌细胞进入血液B．氨基酸进入心肌细胞C．唾液淀粉酶从唾液腺细胞进入口腔D．甘油进入小肠上皮细胞答案 B解析二氧化碳通过自由扩散由骨骼肌细胞进入血液，甘油进入小肠上皮细胞都不需要细胞膜上载体蛋白的协助；氨基酸通过主动运输进入心肌细胞，需要载体蛋白的协助；唾液淀粉酶通过胞吐从唾液腺细胞进入口腔，不需要细胞膜上载体蛋白的协助。

3．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。

下列与此有关的叙述正确的是()A．a与b过程均以膜的选择透过性为基础B．a过程不需要载体蛋白协助C．b过程不需要细胞供能D．b是细胞排泄所有废物的基本方式答案 B解析细胞对大分子物质的胞吞或胞吐都离不开囊泡的形成，这都依赖于膜的流动性，A错误；胞吞不需要载体蛋白协助，B正确；胞吐和胞吞都需要消耗能量，C错误；细胞内的代谢废物，如二氧化碳、尿素等这些小分子物质的排出方式不是胞吐，D错误。

4．如图表示物质P和Q跨膜运出细胞，下列叙述正确的是()A．物质P可能是氧气B．物质Q一定是水分子C．物质P和Q运出细胞都需要载体蛋白D．物质P和Q运出细胞不是都消耗能量答案 D解析物质P从细胞内低浓度一侧向细胞外高浓度一侧运输，为主动运输，所以P一定不是氧气，A错误；物质Q从细胞内高浓度一侧向细胞外低浓度一侧扩散，为自由扩散或协助扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质等小分子，B错误；主动运输和协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要，C错误；物质P运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而物质Q运出细胞是顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，D正确。

5．如图中a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列表述正确的是()A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大运输速率与载体蛋白数量有关D．抑制能量供应对方式a和b的运输速率均有影响答案 C解析由题图分析可知，a为自由扩散，b为协助扩散或主动运输。

脂溶性小分子物质通过自由扩散(方式a)运输，A错误；方式a与载体蛋白无关，只与浓度有关，B错误；方式b的最大运输速率与载体蛋白的种类和数量有关，C正确；抑制能量供应，能量供应不足，导致主动运输受阻，而对自由扩散和协助扩散无影响，D错误。

6．如图所示为物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，表示能量，请据图回答下列问题：(1)①表示________________，②表示______________，③表示__________________。

(2)K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过②方式进入红细胞的是____________________。

(3)与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助______________________，该物质是在细胞内的________________上合成的。

与③相比，②方式的不同之处是_______________________。

(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________________(填序号)方式将会受到较大影响。

答案(1)自由扩散主动运输协助扩散(2)K＋(3)载体蛋白核糖体还需要消耗能量(4)②题组一物质出入细胞的方式1．下列物质中，通过自由扩散方式进入小肠绒毛上皮细胞的是()A．氨基酸B．胆固醇C．K＋D．葡萄糖答案 B解析氨基酸、K＋和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式都是主动运输，A、C、D不符合题意；胆固醇属于脂溶性物质，进出细胞的方式是自由扩散，B正确。

2．下列属于主动运输的是()A．动物肺泡细胞释放CO2B．血液中的葡萄糖进入红细胞C．苯分子进入人的皮肤细胞D．肾小管上皮细胞吸收原尿中的K＋答案 D解析CO2属于小分子气体，苯分子属于脂溶性物质，二者均以自由扩散的方式进出细胞，A、C不符合题意；血液中的葡萄糖以协助扩散的方式进入红细胞，B不符合题意；肾小管上皮细胞吸收原尿中的K＋属于主动运输，D符合题意。

3．如图为小分子物质跨膜运输的三种方式，请据图判断下列相关叙述，错误的是()A．图中①②的共同点：都是顺浓度梯度进行的B．图中②③的共同点：都需要载体蛋白协助C．图中③发生所需但是图中没有表示出来的条件是：载体和能量D．①只与浓度差有关，②③都与核糖体和线粒体的功能有关答案 D解析据图分析，①中物质的运输方向是由高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，表示自由扩散，扩散速率只与浓度差有关；②中物质的运输方向是由高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，表示协助扩散；③中物质的运输方向是由低浓度运输到高浓度，表示主动运输，需要载体和能量，与该过程直接相关的细胞器主要有核糖体(提供载体)和线粒体(提供能量)。

综上所述，D项错误。

4．下列有关物质跨膜运输方式的叙述，正确的是()A．乙醇、K＋均可以逆浓度梯度进行跨膜运输B．逆浓度梯度且需要载体协助的物质跨膜运输方式是协助扩散C．细胞分泌胰岛素的过程中需要消耗能量D．小肠绒毛上皮细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖的方式一定都是协助扩散答案 C解析可逆浓度梯度进行的物质跨膜运输方式只有主动运输，乙醇以自由扩散(顺浓度梯度)的方式进出细胞，K＋以主动运输(逆浓度梯度)的方式进入细胞，A错误；协助扩散是顺浓度梯度且需要载体协助的物质跨膜运输方式，B错误；细胞分泌胰岛素的方式是胞吐，需要消耗能量，C正确；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式可以是主动运输，成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，D错误。