【天成教育】2016年高中生物必修一教师用书 4.3物质跨膜运输的方式

一、被动运输
1．概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散。

2．类型
方式自由扩散协助扩散
特点物质通过简单的扩散作用进出细胞进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
实例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞
二、主动运输
1．物质运输方向：从低浓度→高浓度。

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．生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择地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。

一、被动运输
1．仔细观察教材P71图4－7，思考并回答下列问题：
(1)图示中绿色和红色的圆点多少表示什么意义？
提示：表示细胞内外两种物质的浓度大小。

(2)由图示分析，自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
提示：都不需要消耗能量，因为二者都是顺物质浓度梯度进行的。

(3)试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
提示：自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即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。

2．判断正误
(1)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。

(×)
(2)葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散。

(√)
二、主动运输
1．观察教材P71表4－1，回答下列问题：
(1)表格中不同离子浓度比值有什么特点？说明了什么问题？
提示：不同离子浓度比值均大于1；说明了丽藻细胞能够逆浓度梯度从外界池水中吸收这些离子。

(2)由此推测丽藻细胞对表中各种离子的吸收方式是什么？
提示：主动运输。

2．判断正误
(1)只有大分子物质进出细胞的方式是主动运输。

(×)
(2)在果脯腌制过程中慢慢变甜。

是细胞主动吸收糖分的结果。

(×)
(3)协助扩散和主动运输都需要细胞膜上的同一种载体蛋白。

(×)
三、大分子物质进出细胞
阅读教材P72小字文字内容，回答下列问题：
1．大分子颗粒性物质通过什么方式进出细胞？
提示：胞吞、胞吐作用。

2．胞吞和胞吐属于跨膜运输吗？是否需要消耗能量？
提示：不属于。

胞吞、胞吐利用了膜的流动性，需要消耗能量。

一、物质出入细胞方式比较
物质
种类
运输方式方向载体能量实例
小分子
物质
被
动
运
输
自由扩散高浓度→低浓度不需要不需要
水、气体、
胆固醇、乙
醇、甘油、
苯、脂肪酸
、脂溶性维
生素等协助扩散高浓度→低浓度需要不需要
葡萄糖进入
红细胞主动运输低浓度→高浓度需要需要
小肠吸收葡
萄糖、氨基
酸、无机盐
等大分子
物质
胞吐由膜内到膜外不需要需要分泌蛋白
胞吞由膜外到膜内不需要需要
变形虫吞食
绿脓杆菌
1．载体
⎩⎪
⎨
⎪⎧
特点
⎩
⎨
⎧特异性
饱和性
2．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性；胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量，如果分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吞和胞吐作用不能继续进行。

[特别提醒]
(1)受细胞内外物质浓度差影响的是自由扩散和协助扩散。

(2)受载体蛋白影响的是协助扩散和主动运输。

(3)受O2浓度影响的只有主动运输。

(4)三种运输方式都受温度影响，因为温度影响细胞膜的流动性；除此之外，温度还通过影响能量的供应来影响主动运输。

二、影响物质跨膜运输的因素
1．物质浓度(在一定的浓度范围内)
(1)自由扩散的运输动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。

(2)协助扩散或主动运输都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。

2．氧气浓度
(1)氧气浓度可以影响细胞呼吸产生能量的多少。

被动运输不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。

(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。

在一定范围内，随氧气浓度升高，运输速
率不断增大，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而增大。

[例1] (新课标全国卷)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。

然后，两组外表皮都用浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分运出细胞的方式是( ) A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输
[解析]在完全营养液中浸泡后的洋葱外表皮细胞，其细胞液的浓度维持正常，在蒸馏水中浸泡相同时间的洋葱外表皮细胞，其细胞液的浓度降低。

两组外表皮用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理后，都会因外界溶液浓度大于细胞液浓度而失去水分，但因乙组外界溶液与细胞液的浓度差更大，故乙组失去水分的量多于甲组。

水分通过细胞膜的方式为自由扩散，属于被动运输。

[答案] C
[例2] 如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答：
(1)图中所示的细胞膜模型称为________________________________________。

(2)细胞膜的基本支架是[ ]________(填图中字母及名称)；细胞膜功能的主要承担者是[ ]__ ______(填图中字母及名称)。

D代表________。

(3)细胞膜从功能上来说，它是一层________膜。

O2、CO2等物质通过细胞膜的方式是图中的哪一种？________(填图中字母编号)。

(4)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有____________________。

(5)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是以图中的哪种方式？________(填图中编号)；与O2、CO2等物质的运输相比，此方式的最大特点是____________________，与此相关的细胞器结构有________、________。

[研析]本题考查细胞膜的结构模型和物质进出细胞膜的方式，具体分析如下：
[审]——提取信息
信息①：细胞膜的模式图及图中糖链的位置。

信息②：细胞吸水膨胀时B的厚度变小。

信息③：图中物质b从分子数多的一侧到分子数少的一侧，不需要载体蛋白
协助，不消耗能量，图中c、d从分子数多的一侧到分子数少的一侧，需要载体蛋白协助，不消耗能量。

信息④：图中物质a、e都是逆物质浓度运输，并且需要载体蛋白协助消
耗能量。

[析]——解读信息
解读①：图示为细胞膜的流动镶嵌模型，磷脂双分子层(B)构成膜的基本支架，蛋白质分子(A)镶嵌其中，有的蛋白质分子上结合有糖链(D)，即有糖链的一侧
为膜的外侧。

解读②：说明细胞膜具有一定的流动性。

解读③：说明物质b为自由扩散，物质c、d为协助扩散。

解读④：物质a为主动运输，且从细胞外进入细胞内；物质e为主动运输，且从细胞内到细胞外。

[答]——解题规范
设问(2)：答成“[B]磷脂分子”不给分，要指明是“磷脂双分子层”。

设问(3)：不能错答成“具有一定的流动性”。

设问(5)：不要忽略物质进出细胞的方向而错答成“e”。

[答案] (1)流动镶嵌模型(2)[B]磷脂双分子层[A]蛋白质糖链(3)选择透过性 b (4)一定的流动性(5)a 既需要载体蛋白，又需要消耗能量线粒体核糖体
物质进出细胞方式的判断
一看物质分子大小，判断是否是跨膜运输；二看能量；三看载体。

[课堂归纳]
[网络构建]
填充：①需要②需要③不需要④需要⑤逆⑥顺
[关键语句]
1．自由扩散既不需要载体，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。

2．协助扩散需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。

3．主动运输既需要能量，又需要载体，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。

4．大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐，不属于跨膜运输。