第4章 细胞的物质输入与输出
第3节 物质跨膜运输的方式
人教版必修1
温故知新：
生物膜的结构模型示意图----流动镶嵌模型
复习：生物膜的组成及特点：

1、化学组成：
生物膜主要由 构成，其基本支架 是 。
2、结构特点：
生物膜具有 ，蛋白质在磷脂双分子层上分布是 。
3、功能特点：
生物膜是一种 膜。
这种膜可以让水分子自由通
过，一些离子和小分子可以
通过，而其他则不能通过。
脂质和蛋白质
磷脂双分子层
一定的流动性
不均匀的
选择透过性
我们知道生物学的基本观点是结构与功能
相适应。这节课我们要探究的问题就是：
物质怎样进行跨膜运输来出入细胞的。
问题探讨：
1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？
3、不能通过脂双层膜的物质，细胞需要吗？如果需要它们怎样才能进入细胞呢？
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？
人工合成的脂双层
新课讲授：
物质跨膜运输的方式
问题探讨参考答案：
1.从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯
（脂溶性的）等小分子很容易通过合成的脂双层；
水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基
酸、葡萄糖等较小的有机分子和带电荷的离子则不
能通过合成的脂双层。
2.葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，
但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖。
3.需要，比如葡萄糖可以提供能量，缺钙会发生抽搐等。推测这些物质进入细胞可能与蛋白质有关。细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。
小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的蛋白质。
推测：
——物质顺浓度梯度进出细胞的扩散
一.被动运输：
思考与讨论：
物质跨膜运输的方式有哪几种？什么叫被动运输？有哪些类型？什么叫主动运输？
自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
3. 自由扩散与协助扩散有什么异同？

4. 为什么自由扩散和协助扩散被统称为被动运输？
共同点：都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量
不同点：前者不需要载体蛋白的协助，后者必须载
体蛋白的协助才能实现
因为自由扩散和协助扩散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。
类型：
自由扩散、协助扩散两种
阅读课本P70-71回答下列问题：
1、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
自由扩散
细胞外
细胞内
水分子
细胞膜
O2、CO2、
水、N2
乙醇、甘油
苯
2.协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
协助扩散
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
3.自由扩散和渗透作用的关系：
自由扩散：物质从高浓度区域向低浓度区域
的运动。

渗透作用：是一种特殊方式的扩散，它是指
水或其他溶剂分子通过半透膜
(或选择透过性膜)进行的扩散。
丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比
人红细胞中钾离子的
浓度比血浆高30倍；
钠离子的浓度只有血
浆的1／6；
甲状腺滤泡上皮细胞
内碘的浓度比血液高
20—25倍。
阅读课本P71-72资料，回答问题：
二、主动运输：
这些例子说明了什么？
说明这些物质是逆浓度梯度跨膜运输进入细胞
为什么这些物质能逆浓度梯度跨膜运输进入细胞呢？
主动运输
—物质逆浓度梯度进出细胞的运输
－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。
注意：载体蛋白具有专一性，一种载体只能与一种相应的被运输的物质相结合。也就是说，不同的物质需要不同的载体运输。不同细胞膜上运输物质的载体的种类和数量是不同的。
1.丽藻细胞中K+的浓度比周围环境中髙1065倍，这说明K+跨膜运输的方向为_____________,根据上面的不能自由通过磷脂双分子层的例子，说明K+跨膜运输需要________，同时该过程还需要消耗 ，这种运输方式为______________。
2.丽藻细胞吸收各种离子的比例差别很大，这说明其对离子的吸收具有__________，起选择作用的物质是____________，该过程需要消耗能量，说明选择的过程是__________

3.主动运输的基本条件是什么?

4.主动运输对生物有什么生理意义？
载体和能量
低浓度→高浓度
载体蛋白
能量
主动运输
选择性
载体蛋白
主动吸收（主动运输）
一般从低浓度到高浓度；

需要载体蛋白的协助；

需要能量（ATP)。
(1)小结：主动运输特点
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)主动运输的意义：
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。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。
对比
小结：比较三种物质运输方式的异同：
高→低
低→高
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
需要消耗（ATP）
葡萄糖进入红细胞
高→低
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、离子等
O2、CO2、水、
N2、苯甘油、乙
醇、脂肪酸、
维生素
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
叫做胞吞。如白细胞吞噬病菌
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，
并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象
叫做胞吐。如分泌蛋白的合成和运输过程
三、大分子物质进出细胞的方式
1.胞吞：
2.胞吐：
1. 胞吞
接触
凹陷
包围
分离
2. 胞吐
包围
移动
融合
排出
思考：人体的白细胞能吞噬入侵的细菌，细胞啐片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对人体有什么意义？

3.胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的_ 。

4.胞吞和胞吐与主动运输一样也需要 供应，如果分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。
这是细胞的胞吞作用，属于人体的防御功能，
并有利于细胞新陈代谢的正常进行。
流动性
能量
协助扩散
自由扩散
物质跨膜运输的方式（小分子和离子）
主动运输
大分子物质
胞吞
胞吐
顺浓度梯度
被动运输
课堂小结
（1）自由扩散坐标图
影响物质运输速率的因素:
O2、CO2、
水、N2
乙醇、甘油
苯
结论：物质的运输速度与物质浓度差成 __ _关系，自由扩散过程只 受___ 影响。
细胞膜内外的物质浓度差
正比
（2）协助扩散坐标图
葡萄糖进入红细胞中
影响物质运输速率的因素:
1、细胞膜内外物质的浓度差
正相关
结论：在一定浓度范围内， 物质的运输速率与 物质浓度成 _ 关系，协助扩散过程 中物质运输速率受__ 限制。
2、载体数量
运输速率
耗氧量
主动运输坐标图
影响物质运输速率的因素:
能量和载体数量
H+、K+
Na+、Ca2+
Mg2+、HCO3ˉ
协助扩散
自由扩散
主动运输
自由扩散
协助扩散
如葡萄糖进入人的红细胞
如H2O、CO2等小分子，
甘油、乙醇等脂溶性分子
比较自由扩散和协助扩散的异同点
相同点：
不同点：
① 物质运输方向：高浓度 → 低浓度
② 不需要能量
1.下列关于物质跨膜运输的描述,正确的是( )
A.相对分子质量小的物质或离子都可以
通过自由扩散进入细胞内
B.大分子有机物要通过载体蛋白的转运
才能进入细胞内,并且要消耗能量
C.协助扩散和自由扩散是顺浓度梯度进行的,
既不需要消耗能量,也不需要膜上的载体蛋白
D.主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时,
既要消耗能量,也需要依靠膜上的载体蛋白
练习
D
2.下列说法中错误的是：（ ）
A．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动
吸收糖分的结果
B．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，但不消耗能量，属于协助扩散
D．大肠杆菌吸收K+属于主动运输，既消耗
能量，又需要膜上的载体蛋白
A
思维拓展：
低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？
会。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，组成细胞膜的的分子的流动性也会降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制，这些都会影响物质跨膜运输的速率。
3、下图代表某物质通过红细胞膜的示意图，请据图回答：
（1）这是何种运输方式？ ，作出此判断的理由是 。

（2）B代表的是 。
（3）你认为A可能代表下列哪种物质？ 。
（供选答案：O2、Na+、K+）
主动运输
需要载体的协助并消耗能量，逆浓度梯度
载体
K +
4、甲(〇)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(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．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C．甲进入细胞一定需要能量
D. 甲运出细胞一定不需要能量
A
5、下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收的曲线。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.能量、载体数量

C.载体数量、离子浓度

D.能量、离子浓度
B