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()