必修一43物质跨膜运输的方式

必修一 4.3物质跨膜运输的方式

【教学目标】1.说明物质进出细胞的方式； 2.进行图表数据的解读。

【教学重点】物质进出细胞的方式。

【教学难点】主动运输

【自主学习】

一、小分子或离子的跨膜运输

1.被动运输：自由扩散和协助扩散统称为被动运输。

（1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。

（2）协助扩散：进出细胞的物质，借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。

2.主动运输：由低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。

意义：保证了活细胞能够按照生命活动需要，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。

3.列表比较自由扩散、协助扩散与主动运输的区别：

4.物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是具有一定的流动性，功能特性是选择透过性。【试一试1】

【试一试2】氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是( C )

A.全部为主动运输

B.大部分为扩散作用，少部分为主动运输

C.全部为扩散作用

D.少部分为扩散作用，大部分为主动运输

二、大分子的运输

大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关。

1.胞吞：大分子或颗粒附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部，即物质以胞吞的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。如变形虫吞食食物颗粒，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等。

2.胞吐：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，将大分子排出，即物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。如：分泌蛋白（如胰岛B 细胞分泌胰岛素）、神经递质的分泌释放。

3.实现胞吞和胞吐依赖于细胞膜具有一定的流动性，这一生命活动过程所需的能量主要通过细胞内线粒体进行的有氧呼吸提供。

思考：胞吞、胞吐是否属于跨膜运输？（提示：大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关）

【课堂讨论探究】物质出入细胞的方式及影响因素

1.分析下列物质出入细胞的方式，探讨以下几个问题：

(1)自由扩散与协助扩散的异同？

同：1.顺浓度梯度运输；

2.不需要消耗能量。

异：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助。。

(2)主动运输与协助扩散的异同？

异：协助扩散顺浓度梯度扩散，不消耗能量；主动运输逆浓度梯度扩散，消耗能量。

同：需要蛋白质的协助。

(3)胞吞、胞吐与主动运输的异同？

异：主动运输逆浓度梯度扩散，需要蛋白质的协助；胞吞、胞吐与浓度无关，不需要载体。同：需要消耗能量。

2.影响物质跨膜运输的因素

（1）影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。

（2）影响协助扩散的因素：①细胞膜内外物质的浓度差；

②细胞膜上运载物质的种类和数量。

（3）影响主动运输的因素：

①载体蛋白：是细胞膜上的一类蛋白质。

a. 载体具有特异性：不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。b．载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体已经达到饱和，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。

②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。注意：温度影响酶的活性和生物膜的流动性，进而影响物质跨膜运输的速率。

【思维拓展】影响物质运输速度的曲线分析

1.物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线：

（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是细胞膜内外物质的浓度差，在一定浓度范围内，随细胞膜内外物质的浓度差的增大，其运输速率与浓度差成正比。

（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体蛋白协助，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，由于受膜上载体蛋白数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。

2.氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：

（1）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是细胞膜内外物质的浓度差，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蛋白协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但产生能量较少所以运输速率较慢，在一定范围内，随氧气浓度升高，有氧呼吸速率增加，产生的能量逐渐增加，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。

主动运输速率也会随物质浓度的升高而增大，但同时此因素还要受到载体数量的限制。

【课堂精炼】

１.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )

A.都可以从低浓度一边向高浓度一边

B.都需要供给ATP

C.都需要载体协助

D.既需要载体协助又需要消耗能量

2.原生动物变形虫的运动和摄取食物，主要是依靠细胞膜的( )

A.选择透过性

B.一定的流动性

C.磷脂双分子层

D.镶嵌的蛋白质

3.用呼吸抑制剂处理红细胞，则下列物质吸收量显著减少的一组 ( )

A.葡萄糖、氨基酸

B.K+、氨基酸

C.O

2、H

2

O D.甘油、脂肪酸

C.载体数量、离子浓度

D.载体数量、能量

4.下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况，消耗代谢能量的方式通常需要细胞呼吸提供能量，请据图回答下列问题。

(1)图中能表示出自由扩散的是_________，能表示出主动运输的是________。

(2)哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化?为什么?________________________________

(3)CO

2

、乙醇、氨基酸进入细胞的方式分别是_______、________、________.

5．关于下面概念图的分析，正确的是(多选)( )

A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量

B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质

C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞

D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程①有关