第节物质跨膜运输的方式

1、温故而知新温故而知新生物膜的结构模型示意图生物膜的结构模型示意图流动镶嵌模型流动镶嵌模型磷脂分子磷脂分子磷脂双分子磷脂双分子层层糖蛋白糖蛋白蛋白质分子蛋白质分子生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子第第3 3节节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式一、被动运输一、被动运输二、主动运输二、主动运输1.举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。2.列表比较小分子和离子三种跨膜运输方式。列表比较小分子和离子三种跨膜运输方式。3.阐述主动运输对细胞生活的意义。

2、阐述主动运输对细胞生活的意义。 1.能够根据资料提出问题并获取信息。能够根据资料提出问题并获取信息。2.解读示意图、坐标图等图表。解读示意图、坐标图等图表。 1.参与讨论与交流，学会合作。参与讨论与交流，学会合作。 2.树立信心，勇于挑战。树立信心，勇于挑战。 1.小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散和主动运输的特点、过程、实例。协助扩散和主动运输的特点、过程、实例。 2.大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐的概大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐的概念、过程。念、过程。1.主动运输的特点。主动运输的特点。2.解读图表。解读图表。 氧气、氧气、二氧化碳二

3、氧化碳氮气氮气 、苯、苯水、水、甘油、甘油、乙醇乙醇氨氨 基基 酸、酸、葡葡 萄萄 糖、糖、核核 苷苷 酸酸氢离子、钠离子、氢离子、钠离子、钾离子、钙离子、钾离子、钙离子、氯离子、镁离子、氯离子、镁离子、碳酸氢根碳酸氢根合合 成成 的的脂脂 双双 层层 如图所如图所示：人工无示：人工无蛋白质的脂蛋白质的脂双层对不同双层对不同分子的通透分子的通透性不同。性不同。 从图可以看出，氧气、二氧化碳氮气从图可以看出，氧气、二氧化碳氮气 、苯、苯等小分子很容易通过合成的脂双层；水、甘油、等小分子很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小分子也可通过；氨乙醇等较小分子也可通过；氨 基基 酸、葡酸、葡 萄萄

4、 糖等糖等大分子和核大分子和核 苷苷 酸氢离子、钠离子、钾离子、钙酸氢离子、钠离子、钾离子、钙离子、氯离子、镁离子、碳酸氢根等带电荷的离离子、氯离子、镁离子、碳酸氢根等带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。子则不能通过合成的脂双层。 推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能运输葡萄推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能运输葡萄糖的蛋白质。糖的蛋白质。学生讨论时间学生讨论时间液体的扩散液体的扩散 物质进出细胞，从高浓度运输到低浓度，即物质进出细胞，从高浓度运输到低浓度，即顺浓度梯度的扩散，统称为顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。被动运输。 物质进出细胞，从浓度运输到高浓度，即逆物质进出细胞，从浓度运输到高浓度，即逆

5、浓度梯度的扩散，统称为浓度梯度的扩散，统称为主动运输。主动运输。物质进出细胞，其他运输方式。物质进出细胞，其他运输方式。 一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域的过程，称为域的过程，称为扩散。扩散。一、被动运输一、被动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散细胞外细胞外细胞内细胞内自由扩散和协助扩散示意图自由扩散和协助扩散示意图1、自由扩散、自由扩散特点特点顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输不需要载体不需要载体不需要消耗能量不需要消耗能量物质通过简单的扩散作用进出细胞物质通过简单的扩散作用进出细胞概念概念自由扩散自由扩散细胞膜细胞膜顺浓度梯度顺浓度梯度 自由扩散自

6、由扩散不消耗能量，不需要载体。运输不消耗能量，不需要载体。运输速率取决于膜两侧物质的速率取决于膜两侧物质的浓度差浓度差。浓度差越大，。浓度差越大，自由扩散速率越快。与物质浓度呈正比关系。自由扩散速率越快。与物质浓度呈正比关系。物质浓度差物质浓度差运输速率运输速率2、协助扩散、协助扩散特点特点顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输需要载体参与需要载体参与不需要消耗能量不需要消耗能量概念概念进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散协助扩散协助扩散细胞膜细胞膜顺浓度梯度顺浓度梯度载体载体 协助扩散协助扩散不消耗能量，需要载体蛋白的协不消耗能量，需要载体蛋白的协助，物质从高浓度向低浓度运

7、输，当细胞外侧助，物质从高浓度向低浓度运输，当细胞外侧浓度增加到一定时候，运输速率不再增加（受浓度增加到一定时候，运输速率不再增加（受载体蛋白数量的限制）载体蛋白数量的限制）物质浓度差物质浓度差运输速率运输速率 1. 自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？为什么？不需要。都是顺浓度的梯度跨膜运输。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？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，不需要相同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量。消耗能量。不同不同自由扩散不需要载体蛋白的参与自由扩散不需要载体蛋白的参与协

8、助扩散需要载体蛋白的参与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？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。要细胞消耗能量，所以，被称为被动运输。二、主动运输二、主动运输 刚学习的物质跨膜运输都是顺着浓度梯度的，刚学习的物质跨膜运输都是顺着浓度梯度的，那有没有逆着浓度梯度运输的物质呢？那有没有逆着浓度梯度运输的物质呢？ 在一般情况下，植物根系所处的土壤溶液中，在一般情况下，植物根系所处的土壤溶液中，植物需要的很多矿质元素离子的浓度总是低于细植物需要的很多

9、矿质元素离子的浓度总是低于细胞液的浓度。但是胞液的浓度。但是矿质元素离子浓度低，还要吸矿质元素离子浓度低，还要吸收，这时植物就不能通过被动运输的方式吸收矿收，这时植物就不能通过被动运输的方式吸收矿质元素离子，而是通过另外一种方法，主动运输。质元素离子，而是通过另外一种方法，主动运输。这时植物没有浓度差的动力，怎么来吸收矿质元这时植物没有浓度差的动力，怎么来吸收矿质元素离子呢？素离子呢？ 1. 植物细胞液中的矿质元素，如植物细胞液中的矿质元素，如Mg2+、Fe3+都都要比土壤溶液高，但细胞还是不断从土壤溶液中吸要比土壤溶液高，但细胞还是不断从土壤溶液中吸收这些无机盐。收这些无机盐。 2. 人红细

10、胞中人红细胞中K+的浓度比血浆高的浓度比血浆高30倍，倍， Na+的的浓度却只有血浆的浓度却只有血浆的1/6，细胞却仍在，细胞却仍在“吸吸K+排排Na+”。 3. 轮藻细胞中轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高的浓度比周围水环境高63倍。倍。资料资料轮藻轮藻 4. 水生植物丽藻的细胞液中水生植物丽藻的细胞液中K+浓度比它们浓度比它们生活的池水高生活的池水高1065倍，其他多种离子的浓度也倍，其他多种离子的浓度也比池水高得多。比池水高得多。离子离子细胞液浓度细胞液浓度/池水浓度池水浓度（H2PO4）18050K+1065Cl100Na+46SO4225Ca2+13Mg2+10 从上述资料中你能发现

11、什么现象？这些离从上述资料中你能发现什么现象？这些离子的跨膜运输的现象说明了什么？子的跨膜运输的现象说明了什么？ Na+ 、K+和和Ca2+等离子，都不能自由地通等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高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，这种方式消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做叫做主动运输主动运输（如图所示）。（如图所示）。ATPADP+Pi主动运输主动运输载体载体主动运输的特征主动运输的特征顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输需要载体需要载体需要消耗能

12、量需要消耗能量主动运输的意义主动运输的意义 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，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废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。物和对细胞有害的物质。 主动运输主动运输需消耗能量，需要载体蛋白的协助，需消耗能量，需要载体蛋白的协助，物质从低浓度向高浓度运输，当细胞外侧浓度增物质从低浓度向高浓度运输，当细胞外侧浓度增加到一定时候，运输速率不再增加（受载体蛋白加到一定时候，运输速率不再增加（受载体蛋白数量，能量的限制）。数量，能量的限制）。时间时间细胞内浓度细胞内浓度 对自由扩散和协助扩散是不需要能量的，对自

13、由扩散和协助扩散是不需要能量的，氧气浓度再高产生的能量它们也不需要，所以氧气浓度再高产生的能量它们也不需要，所以随氧气浓度增大，在自由扩散和协助扩散中物随氧气浓度增大，在自由扩散和协助扩散中物质运输速率保持不变。质运输速率保持不变。 氧气浓度对物质运输速率的影响曲线氧气浓度对物质运输速率的影响曲线自由扩散或协助扩散自由扩散或协助扩散运运输输速速率率主动运输主动运输运运输输速速率率 主动运输方向也可由高浓度一侧运至低浓主动运输方向也可由高浓度一侧运至低浓度一侧，但其速度远快于协助扩散；度一侧，但其速度远快于协助扩散； 细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中

14、都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构中都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨相似的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸；基酸； 细胞膜的选择透过性是由膜上的载体种类决细胞膜的选择透过性是由膜上的载体种类决定的。定的。比较比较项目项目运输方向运输方向是否要载是否要载体体是否消耗是否消耗能量能量代表例子代表例子自由自由扩散扩散协助协助扩散扩散主动主动运输运输不需要不需要需要需要需要需要高浓度高浓度低低浓度浓度高浓度高浓度低低浓度浓度低浓度低浓度高高浓度浓度不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等乙醇、甘油等葡萄糖进入葡萄

15、糖进入红细胞等红细胞等氨基酸等氨基酸等各种离子各种离子 O2、CO2、等、等小分子物质或者小分子物质或者氨基酸等氨基酸等离子跨离子跨膜运输可以通过被动运输和主动运输，那么大分子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？物质或颗粒状物质进出细胞的方式是怎样的？ 它们可以通过它们可以通过胞吞作用胞吞作用胞吐作用胞吐作用实现实现胞吞和胞吐胞吞和胞吐胞吞胞吞 当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在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，包围细胞膜表面，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离下来形成囊着

16、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，这种现象叫泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞胞吞。 人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？这是细胞的胞吞作用。这是细胞的胞吞作用。白细胞白细胞 接近细菌接近细菌白细胞开始白细胞开始吞噬细菌吞噬细菌白细胞已将白细胞已将细菌吞噬细菌吞噬白细胞吞噬细菌的过程白细胞吞噬细菌的过程 白细胞是怎样进行吞噬的？以吞噬细菌为例：白细胞是怎样进行吞噬的？以吞噬细菌为例： 白细胞的胞吞作用对人体有什么意义？白细胞的胞吞作用对人体有什么意义？ 这对于人

17、体有防御功能，并且有利于细胞这对于人体有防御功能，并且有利于细胞新陈代谢的正常进行。新陈代谢的正常进行。胞吐胞吐 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊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，这种现象叫分子排出细胞，这种现象叫胞吐。胞吐。 在组成型分泌活动中，在组成型分泌活动中，胞吐作用胞吐作用是自发进行的，是自发进行的，但是在调节型的细胞中，但是在调节型的细胞中，胞吐作用胞吐作用必需有信号的触必需有信号的触发。触发的信号可以是神经递质、激素或发。触发的信号可以是神经递质、激素或Ca2+ 等，等，在

18、胞吐过程中也需要在胞吐过程中也需要GTP和和ATP等。向分泌细胞注等。向分泌细胞注射射Ca2+离子可以促进胞吐作用。离子可以促进胞吐作用。 胞吐作用的结果胞吐作用的结果一方面一方面将分泌物释放到细胞外，将分泌物释放到细胞外，另一方面另一方面小泡的膜融入质膜小泡的膜融入质膜, 使质膜得以补充。使质膜得以补充。 自由扩散、协助扩自由扩散、协助扩散、和主动运输，都是散、和主动运输，都是将细胞要选择吸收的物将细胞要选择吸收的物质从细胞膜的一侧通过质从细胞膜的一侧通过细胞膜运输到细胞膜的细胞膜运输到细胞膜的另一侧，即进行的是跨另一侧，即进行的是跨膜运输方式，而胞吞和膜运输方式，而胞吞和胞吐则不是跨膜运输

19、。胞吐则不是跨膜运输。 细胞膜的主动吸收是活细胞膜的主动吸收是活细胞的特性，它证明细胞能细胞的特性，它证明细胞能选择地透过一些物质，那么选择地透过一些物质，那么死细胞会怎样？死细胞会怎样？ 死细胞的细胞膜没死细胞的细胞膜没有选择透过性，则失去有选择透过性，则失去主动吸收功能。主动吸收功能。 加热花瓣：加热杀死后的花瓣加热花瓣：加热杀死后的花瓣细胞的细胞膜失去了选择透过性，细胞的细胞膜失去了选择透过性，使花瓣里的色素可以自由透出细胞使花瓣里的色素可以自由透出细胞膜外膜外.物质跨膜运物质跨膜运输的方式输的方式小分子和离子小分子和离子大分子物质大分子物质主动运输主动运输被动运输被动运输胞吐胞吐胞吞胞

20、吞自由自由扩散扩散协助协助扩散扩散顺浓度顺浓度梯度梯度载体载体蛋白蛋白消耗能量消耗能量 （2009 宁夏）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是宁夏）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 A.植物细胞积累植物细胞积累K+需消耗能量需消耗能量 B.细胞对离子的吸收具有选择性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液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性（D） 解析：植物细胞吸收解析：植物细胞吸收K+的方式是主动运输，需消耗能的方式是主动运输，需消耗能量；活细胞对离子的吸

21、收都具有选择性；海水中的海藻细胞量；活细胞对离子的吸收都具有选择性；海水中的海藻细胞通过积累溶质，使其细胞液的浓度增大，和海水形成等渗，通过积累溶质，使其细胞液的浓度增大，和海水形成等渗，防止因渗透失水而导致质壁分离，故防止因渗透失水而导致质壁分离，故ABC都正确。液泡膜属都正确。液泡膜属于生物膜系统，而生物膜都具有选择透过性。于生物膜系统，而生物膜都具有选择透过性。 （2009 广东）广东） 某物质从低浓度向高浓度跨膜某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程（运输，该过程（ ） A. 没有载体参与没有载体参与 B. 为自由扩散为自由扩散 C. 为协助扩散为协助扩散 D. 为主动运输为主动运输D

22、 解析：物质跨膜运输方式包括自由扩散、解析：物质跨膜运输方式包括自由扩散、协助扩散和主动运输。其中自由扩散和协助协助扩散和主动运输。其中自由扩散和协助扩散都是指物质从高浓度向低浓度运输，而扩散都是指物质从高浓度向低浓度运输，而主动运输是指物质从低浓度向高浓度跨膜运主动运输是指物质从低浓度向高浓度跨膜运输，需要载体和消耗能量。输，需要载体和消耗能量。 （2008 广东）甲，乙两种物质分别依赖自广东）甲，乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成 的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则

23、（他条件不变，则（ ） A. 甲运输被促进甲运输被促进 B. 乙运输被促进乙运输被促进 C. 甲运输被抑制甲运输被抑制 D. 乙运输被抑制乙运输被抑制D 解析：本题考查物质跨解析：本题考查物质跨膜运输方式。人工合成的无膜运输方式。人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜替代细蛋白质磷脂双分子膜替代细胞膜，此时自由扩散能正常胞膜，此时自由扩散能正常进行而协助扩散由于没有载进行而协助扩散由于没有载体蛋白则不能进行，所以乙体蛋白则不能进行，所以乙的运输被抑制。的运输被抑制。 1、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决（量主要取决（ ） A. 组织液中甘油的浓度组织液中甘油

24、的浓度 B. 细胞膜上甘油载体的数量细胞膜上甘油载体的数量 C. 细胞的呼吸作用强度细胞的呼吸作用强度 D. 细胞膜上载体的种类细胞膜上载体的种类 2、海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高、海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍，但仍然能吸收碘，原因是很多倍，但仍然能吸收碘，原因是 （ ） A. 海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘 B. 海带细胞膜上运载碘的载体多，通过协助扩海带细胞膜上运载碘的载体多，通过协助扩散的方式吸收散的方式吸收 C. 海带细胞膜上运载碘的载体多，通过主动运海带细胞膜上运载碘的载体多，通过主动运输方式吸收输方式吸收 D. 海带细

25、胞不断消耗碘元素，细胞内碘的浓度海带细胞不断消耗碘元素，细胞内碘的浓度不断降低不断降低 3、下列说法中错误的是（、下列说法中错误的是（ ） A. 黄瓜在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收黄瓜在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果糖分的结果 B. 水分子进出细胞是自由扩散水分子进出细胞是自由扩散 C. 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不消耗能量，属于协助扩散但不消耗能量，属于协助扩散 D. 大肠杆菌吸收大肠杆菌吸收K+属于主动运输，既消耗属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白能量，又需要膜上的载体蛋白 4、下列与细胞膜有关的四个选择项中，能、下列

26、与细胞膜有关的四个选择项中，能说明细胞膜具有流动性的是（说明细胞膜具有流动性的是（ ） A. 选择性选择性 B. 主动运输主动运输 C. 保护作用保护作用 D. 胞吞和胞吐胞吞和胞吐 5、新生儿小肠上皮细胞通过消耗、新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是（分别被吸收到血液中的方式是（ ） A. 主动运输、主动运输主动运输、主动运输 B. 胞吞、主动运输胞吞、主动运输 C. 主动运输、胞吞主动运输、胞吞 D. 被动运输、主动运输被动运输、主动运输B6、红细胞吸收无机盐和葡萄

27、糖的共同点是（、红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是（ ）A. 都可以从低浓度到高浓度一边都可以从低浓度到高浓度一边B. 都需要供给都需要供给ATPC. 都需要载体协助都需要载体协助D. 即需要载体协助又需要消耗能量即需要载体协助又需要消耗能量 分析：此题考察物质出入细胞的三种方式，其中红细分析：此题考察物质出入细胞的三种方式，其中红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要能量又需要载体，而红胞吸收无机盐是主动运输，既需要能量又需要载体，而红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需载体协助不消耗能量。细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需载体协助不消耗能量。C 7、下图表示在一定范围内细胞膜外、下图表示在一定范围内细胞膜外物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度物质浓度变化与该