高中生物第四章细胞的物质输入和输出第3节物质跨膜运输的方式课件新人教版必修1

红细胞吸收葡萄糖
• 知识贴士
• ①被动运输的速率还与该物质分子的大小、脂溶性程度等有关， 如分子越小、脂溶性越强，运输速率越快。
• ②表中“高浓度”和“低浓度”是指运输离子或小分子本身的浓 度，而不是所处溶液的浓度。
• ③两种运输方式的动力均来自细胞内外物质的浓度差，此外，协 助扩散还与载体蛋白的种类和数量有关。
1.4
35
1.4
• A．鱼藤酮对K＋和Mg2＋的载体蛋白的生理功能均有抑制作用
• B．乌本苷抑制K＋的载体蛋白的生理功能而不影响Mg2＋的载体 蛋白的生理功能
• C．鱼藤酮抑制ATP的合成从而影响K＋和Mg2＋的运输
• D．正常情况下血浆中K＋和Mg2＋均通过主动运输进入红细胞
• [解析] 由表格中处理前的数据可知：K＋和Mg2＋由血浆进入红 细胞内是逆浓度运输，即为主动运输。用鱼藤酮处理后，K＋和Mg2 ＋的运输均受到影响，主动运输一需要能量(ATP)，二需要载体蛋白， 所以鱼藤酮可能抑制ATP的合成，也可能影响载体蛋白的功能，从 而影响K＋和Mg2＋的运输。经鱼藤酮处理后，红细胞内两种离子的 量均有变化，说明鱼藤酮对不同离子的影响没有专一性，即不是作 用于不同离子的载体蛋白，而是作用于呼吸作用某过程而抑制ATP
基础知识
• 一、被动运输和主动运输——跨膜运输 • 1．被动运输
• 2．主动运输
[预习反馈] 连线。
• ①—b—Ⅰ ②—c—Ⅱ ③—a—Ⅲ
• 二、大分子物质的运输
• 1．结合主动运输所需要的条件分析，与主动运输有关的细胞器 有哪些？
• 提示：核糖体、线粒体。
• 2．葡萄糖不能通过无蛋白质的磷脂双分子层，但是小肠细胞能 大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？
•
下列现象中属于自由扩散的是A ( )
• A．水通过细胞膜
B．K＋通过细胞膜
• C．蛋白质通过细胞膜
D．C6H12O6通过红细胞膜
• [解析] 水通过细胞膜属于自由扩散；K＋通过细胞膜是主动运
输；蛋白质通过细胞膜是胞吞或胞吐；C6H12O6通过红细胞膜是协助 扩散。
• 〔变式训练1〕 甲、乙两种物质分别依赖自由扩散(简单扩散)
• (2)能量：凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输，如 O2浓度、温度等(如图)。
• 注意：与O2浓度没有关系的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩 散，这两种方式都不需要细胞呼吸提供能量。
•
某哺乳动物神经细胞内外的K＋和Na＋浓度见下表。下
列属于主动运输的是( ) D
细胞内浓度(mmol·L－1) 细胞外浓度(mmol·L－1)
运输方式为主动运输，D项正确。
科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下 图中四条曲线表示，在研究具体的物质 X 时，发现与曲线②和④相符。试问： 细胞膜运输物质 X 的方式是( B )
A．自由扩散 C．协助扩散
B．主动运输 D．胞吐
• [解析] 分析跨膜运输的方式，主要应从影响跨膜运输的因素入 手，尤其从载体蛋白和能量两方面考虑。曲线①说明运输速度与物 质浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为自由扩散。因为氧气 浓度的高低影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，而主动运输需要 消耗能量，曲线③说明运输速度与氧气浓度无关，说明这种方式不 是主动运输，而是一种被动运输方式(自由扩散或协助扩散)。曲线② 在一定范围内随物质浓度升高运输速度加快，当达到一定程度后， 而保持稳定，说明这种方式需要载体，不是自由扩散，可能是协助 扩散或主动运输。曲线④说明运输速度与氧气浓度有关，说明这个 过程是需要能量的，只能是主动运输。经综合分析，运输物质X的方
• [解析] 从图中可以看出，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也 需要ATP，且运输方向是从低浓度一侧到高浓度一侧，所以可以判 断其运输方式为主动运输，A、B两项正确。如果细胞膜上运输该物 质的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能再被运输，C项正确。
载体蛋白可以被重复利用，D项错误。
如图所示为细胞对大分子物质进行“胞吞”和“胞吐”的过程。 下列与此有关的叙述，错误的是( D )
(1)特点逆 需要浓载度体梯协度助，具有选择性 需要消耗能量
(2)实例：小肠绒毛上皮细胞对 K＋、Na＋、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸 收。
2．主动运输的意义 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，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。 3．大分子物质通过细胞膜的方式——胞吞和胞吐 (1)过程 胞吞：大分子物质与膜―上蛋―白→质结合囊泡―→大分子物质进入细胞内
式是主动运输。
学霸记忆
• 1．大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐。
细胞膜内陷、分离
胞吐：大分子物质―细―胞内→囊泡―与―细胞→大分子物质排出细胞外 膜融合
(2)结构基础：细胞膜的流动性。 (3)特点：需要消耗能量。 (4)实例
胞吞：单细胞动物如草履虫、变形虫等吞食食物颗 粒或吞噬细菌，人体白细胞吞噬细菌等 胞吐：细胞分泌蛋白如消化酶、抗体等，例如胰 腺细胞分泌酶原颗粒
• 5．已知骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上的载体蛋白转运葡萄糖的过
程不消耗ATP，则葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是协助扩散。
()
√
• 6．协助扩散和主动运输需要细胞膜上的同一种载体×蛋白。( )
• 7．较大的分子，如葡萄糖等，只有通过主动运输才能进入× 细胞。
()
×
• 8．抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。
A．a 与 b 均要以膜的流动性为基础才可能发生 B．a 要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C．b 在细胞分泌的同时导致膜成分的更新 D．b 与 a 分别是细胞排出废物和摄取养分的基本方式
• [解析] 胞吞和胞吐是膜具有流动性的具体体现，A项正确。胞 吞是物质通过细胞膜外表面的糖蛋白识别并消耗能量进入细胞内的 过程，B项正确。细胞分泌是高尔基体以“出芽”形式形成的囊泡与 细胞膜融合，将大分子物质排到膜外的过程，因此，部分高尔基体 膜的成分转移到细胞膜上，导致膜成分的更新，C项正确。细胞排出 废物和摄取养分的基本方式是物质的跨膜运输；被动运输和主动运
• 2．被动运输的类型——自由扩散和协助扩散
自由扩散
协助扩散
物质通过简单的扩散作用进出细 物质借助载体蛋白进出细胞的
概念
胞的方式
扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
特点
不需载体蛋白和能量
需载体蛋白，不需能量
示意图
自由扩散
协助扩散
曲线
实例
小分子或脂溶性物质，如 O2、 CO2、H2O、甘油、脂肪酸、乙醇、 苯、尿素
• 知识贴士
• 胞吞和胞吐不是跨膜运输
• 自由扩散、协助扩散和主动运输，都是将细胞要选择吸收的物质 从细胞膜的一侧运到另一侧，即跨膜运输；而胞吞和胞吐是大分子 以囊泡的形式进出细胞的运输方式。胞吞是通过细胞膜内陷形成囊 泡，将大分子包围起来进入细胞。胞吐是在细胞内形成囊泡，囊泡 与细胞膜融合后，将内含物释放出去。
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，并维持其他条件不变，则( )
• A．D 甲运输被促进
B．乙运输被促进
• C．甲运输被抑制
D．乙运输被抑制
• [解析] 乙的运输过程需要载体蛋白的参与，而人工合成的膜无 蛋白质。
知识点2 主动运输和胞吞胞吐
• 1．概念 • 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 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，如 图
新课标导学
生物
必修① · 人百度文库版
第四章
物质的输入和输出 第3节 物质跨膜运输的方式
1
新旧脉络
2
基础知识
3
课内探究
4
指点迷津
5
学霸记忆
6
知识构建
7
训练巩固
8
课时作业
新旧脉络
• 学习目标 • 1．举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。(重点) • 2．说出被动运输与主动运输方式的异同点。(难点) • 3．阐述主动运输对细胞生活的意义。 • 核心概念 • 被动运输 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐
•
如图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。
下列叙述中不D 正确的是( )
A．该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需
要ATP，所以为主动运输
B．该矿质元素离子可以从低浓度一侧向高浓度
一侧运输
C．如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，那么该矿质元素 离子不能被运输
D．运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复利用
输，D项错误。
〔变式训练 2〕 下表是人体成熟红细胞与血浆中的 K＋和 Mg2＋在不同条件
下的含量比较，据表分析不确切的是( A )
处理前(mmol)
用鱼藤酮处理后 (mmol)
用乌本苷处理后 (mmol)
细胞内 血浆中 细胞内 血浆中 细胞内 血浆中
K＋
145
5
11
5
13
5
Mg2＋
35
1.4
1.8
• 二、影响物质跨膜运输的因素 • 1．影响自由扩散和协助扩散的因素：
方式
影响因素
影响趋势
曲线
自由 膜两侧物质的浓度差 与浓度差成正相关
扩散
协助 扩散
①膜两侧物质的浓度 当载体蛋白达到饱和
差；
时，物质浓度增加，
②膜上载体蛋白的种 物质的运输速率也不
类和数量
再增加
• 2．影响主动运输的因素：
• (1)载体蛋白的种类和数量：决定所运输的物质的种类和数量(如 图)。载体蛋白的数量有限，当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细 胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增加。
细胞
胞吐、胞吞 蛋白质的分泌、吞噬细胞吞噬抗原和细胞碎片等
2．根据分子大小及对载体蛋白、能量的需要情况进行判断(如图)
3．根据运输方向判断 顺浓度梯度的跨膜运输方式是自由扩散和协助扩散，逆浓度梯度的跨膜运输 方式一定是主动运输。
• 4．根据达到平衡时的浓度判断 • 若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差，则是主动运输，因为自由 扩散和协助扩散达到平衡时，细胞内外浓度相等。 • 5．不同条件下运输方式的判断 • (1)消耗能量的运输方式有胞吞、胞吐和主动运输。 • (2)需要载体蛋白参与，不消耗能量的运输方式一定是协助扩散。
课内探究
知识点1 被动运输
• 1．扩散与被动运输 • (1)扩散：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀 分布的现象，扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。 • 扩散速度在气体中最大，液体中其次，固体中最小；而且浓度差 越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散速度也越大。 • (2)被动运输：物质顺浓度梯度进出细胞的扩散。
• 提示：葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白的协助，推测小肠上皮细 胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。
判断题
• 1．大分子物质，如蛋白质，进出细胞穿过0层生√物膜。( )
• 2．胞吞和胞吐都需要消耗能量，也需要载×体。( )
• 3．胞吞和胞吐体现了膜的结构特性——流动√ 性。( )
• 4．分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排出细×胞外。( )
K＋
140.0
3.0
Na＋
18.0
145.0
A．K＋经钾离子通道排出细胞 B．K＋与有关载体蛋白结合排出细胞 C．Na＋经钠离子通道进入细胞 D．Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞
• [解析] 根据表格中信息，神经细胞外Na＋浓度较高，细胞内K＋ 浓度较高，K＋经离子通道排出细胞和Na＋经过离子通道进入细胞属 于被动运输，A、C两项错误；K＋与有关载体蛋白结合排出细胞， 运输方向是由高浓度到低浓度，运输方式为协助扩散，B项错误； Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞，运输方向是由低浓度到高浓度，
的合成，从而抑制不同离子的运输。
指点迷津
• 一、物质运输方式的判断 • 1．结合实例直接进行判断
运输方式
实例
自由扩散 水、气体(O2、CO2 等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、 乙醇、乙二醇、苯等)进出细胞
协助扩散 葡萄糖进入红细胞
无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖(进入红细胞除外)进出 主动运输
6．根据曲线判断
(1)随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图甲)。 (2)成正比关系的曲线表示自由扩散(如图乙)。 (3)与细胞呼吸或 O2 浓度有关的曲线表示主动运输(如图丙)。
• 知识贴士
• 无机盐离子的运输方式
• 无机盐离子的运输方式并非都是主动运输，在顺浓度梯度的情况 下，也可通过被动运输方式进出细胞。如在神经冲动的传导过程中 Na＋、K＋的运输，兴奋时Na＋内流和恢复静息状态时K＋外流都是协 助扩散。