1、第三节第三节 物质的跨膜运输物质的跨膜运输 第第 1 课时课时 被动运输和主动运输被动运输和主动运输 学习目标 1.说出被动运输与主动运输方式的异同点。 2.阐述主动运输对细胞生活的意义。 3.举例说明胞吞和胞吐作用的主要特点。 一一、被动运输被动运输 1.扩散 物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程。 2.两种被动运输方式的比较 类型 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度低浓度 动力 物质的浓度差 条件 细胞膜两侧存在浓度差 细胞膜两侧存在浓度差；需载体 蛋白协助 实例 O2、乙醇、甘油等 红细胞吸收葡萄糖 特别提醒 自由扩散的运输速率主要取决于物质的浓度差，协助扩散的运输速率不仅受浓 度差
2、影响，还受到载体蛋白数量的限制；二者都不消耗能量。 影响被动运输的因素有很多，下面 A、B 是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓 度之间的关系曲线： 1.图 A 表示的运输方式是哪种？其运输速率主要取决于什么？ 答案 自由扩散；运输速率主要取决于物质的浓度差。 2.图B表示的方式若是协助扩散， 那么ab段的限制因素是什么？bc段的限制因素又是什么？ 答案 浓度差；载体蛋白的数量。 3.请在 C 图中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。 答案 如图所示 1.甲、乙两种物质分别以自由扩散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(
3、 ) A.甲物质的运输被促进 B.乙物质的运输被促进 C.甲物质的运输被抑制 D.乙物质的运输被抑制 答案 D 解析 是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。 由于人工合成的无蛋白磷脂双分子 膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。 2.下图表示被动运输中不同运输方式的运输速率和被运输物质浓度之间的关系， 观察曲线图 回答下列问题： (1)曲线_表示自由扩散，运输速率主要取决于膜两侧物质的_。 (2)曲线_可表示协助扩散，在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成 _，协助扩散的运输速率还受_的限制。 答案 (1) 浓度差 (2) 正比 载体蛋白数量 解析 (1)分析曲线，运
4、输速率只与膜两侧的浓度差成正比，说明该物质进出细胞的方式 是自由扩散。 (2)分析曲线，在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成正比，说明运输速率 还受载体蛋白数量的限制，故判定该物质进出细胞的方式是协助扩散。 一题多变 下列物质的跨膜运输， 属于自由扩散的是_； 属于协助扩散的是_。 O2和 CO2进出肺泡 苯被鼻黏膜细胞吸收 红细胞吸收血液中的葡萄糖 水分进 出根毛细胞 胆固醇进入肝细胞 甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收 答案 二二、主动运输主动运输 1.运输方向 从低浓度一侧运输到高浓度一侧。 2.条件 (1)需要载体蛋白的协助。 (2)还需要消耗能量。 3.意义 保证了活细胞按照生命
5、活动的需要， 主动地选择并吸收营养物质， 排出代谢废物和对细胞有 害的物质。 4.实例 植物根细胞对矿质元素的吸收以主动运输为主， 葡萄糖、 氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞 也是主动运输。 1.甲、乙、丙三种植物对土壤中 M 离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙 吸收的速率更快，研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输 M 离子的载体蛋白，乙、丙根毛细 胞膜上具有运输 M 离子的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输 M 离子的载体蛋白数量较多。 这说明影响主动运输的因素之一是什么？ 答案 载体蛋白的种类和数量。 2.研究表明，主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析： (1)
6、ab 段的变化说明了什么？ 答案 随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要消耗能量。 (2)bc 段的变化原因是什么？ 答案 由于载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。 (3)植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土？ 答案 松土增加土壤 O2含量，促进有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。 3.如图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合所学知 识，回答问题： 哪些离子通过主动运输进入细胞？哪些离子通过主动运输排出细胞？你是如何作出以上判 断的？ 答案 K 和 Mg2是通过主动运输进入细胞的。Na和 Cl是通过主动运输排
7、出细胞的。因 为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。 3.甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(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 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
8、细胞是逆浓度梯度运 输，一定消耗能量，D 错误。 4.氧气的浓度主要通过影响细胞呼吸的强度，进而影响能量的供应。如图是物质跨膜运输方 式与细胞中氧气浓度的关系： (1)图 1 中物质的运输速率与氧气浓度_，说明这种运输方式不需要_， 可能是_。 (2)图2中物质的运输在一定范围内， 随着氧气浓度的增加， 运输速率_， 说明这种方式消耗_，表示的运输方式是_，MN 段运输速率不 能继续上升，这是受_的限制。 答案 (1)无关 能量 自由扩散或协助扩散 (2)加快 能量 主动运输 载体蛋白数量 三三、细胞的胞吞和胞吐细胞的胞吞和胞吐 1.胞吞和胞吐 (1)胞吞的过程 细胞外大分子和颗粒性物质 附着
9、于细胞膜上 细胞膜内陷 形成小囊 从膜上 分离 小囊泡 进入 细胞内 变形虫利用胞吞作用来获取食物， 哺乳动物的白细胞和吞噬细胞利用胞吞作用来消灭侵入的 病菌。 (2)胞吐的过程 与胞吞相反， 有些物质通过形成小囊泡从细胞内部逐步移到细胞表面， 与细胞膜融合而把物 质向外排出，如分泌抗体、激素等。 2.胞吞、胞吐与主动运输的比较 比较项目 胞吞和胞吐 主动运输 分子大小 大分子和颗粒性物质 小分子和离子 是否需要载体蛋白 否 是 是否消耗能量 是 是 结构或功能基础 细胞膜的流动性 细胞膜的选择透过性 1.结合教材对胞吞和胞吐进行分析： (1)胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现
10、了生物膜的什么特点？ 答案 生物膜的流动性特点。 (2)如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明 什么？ 答案 胞吞和胞吐需要消耗能量。 2.人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对于 人体有什么意义？ 答案 是细胞的胞吞作用；对人体有防御和保护作用。 5.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错误的是 ( ) 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 表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新 D.b 与 a 分别是细胞排泄废物和摄取养
11、分的基本方式 答案 D 解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，A 项正确；胞吞是通过膜外表面的糖蛋白识别， 消耗能量进入细胞内，B 项正确；细胞分泌是高尔基体通过“出芽”形成的囊泡与细胞膜融 合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜，C 项正确；细 胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜， 以被动运输、 主 动运输等方式进行，D 项错误。 6.如图表示物质 P 和 Q 跨膜运出细胞，下列叙述正确的是( ) A.物质 P 可能是氧气 B.物质 Q 一定是水分子 C.物质 P 和 Q 运出细胞都需要载体蛋白 D.物质 P 和 Q 运出细胞不是都消
12、耗能量 答案 D 解析 物质 P 从细胞内低浓度一侧向细胞外高浓度一侧运输，为主动运输，所以 P 一定不 是氧气，A 错误；物质 Q 从细胞内高浓度一侧向细胞外低浓度一侧扩散，为自由扩散或协 助扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质等小分子，B 错误；主动运输和协助扩散需要载体 蛋白，自由扩散不需要，C 错误；物质 P 运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而物质 Q 运出细胞是顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，D 正确。 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。
13、(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.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)自由扩散和协助扩散的动力是物质的浓度差( ) (2)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( ) (3)分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排到细胞外的( ) (4)主动运输的限制因素主要有浓度差和载体蛋白数量( ) 答案 (1) (2) (3)
14、(4) 2.下列物质出入细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关的是( ) A.甘油通过细胞膜 B.人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖 C.肾小管上皮细胞吸收原尿中的 Na D.小肠绒毛上皮细胞吸收胆固醇 答案 C 解析 主动运输需要载体蛋白(核糖体合成)和能量(主要由线粒体提供)，C 项符合。 3.白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是( ) A.主动运输 B.协助扩散 C.自由扩散 D.细胞膜的流动性 答案 D 解析 主动运输、 被动运输是物质通过细胞膜出入细胞的两种主要方式。 这两种方式运载的 物质均是细胞要选择吸收的离子、 小分子和水分子等， 而大分子物质像绿脓杆菌类是不能通 过这两种方式进
15、入细胞的，只能通过细胞膜的流动性来“内吞”到细胞内。 4.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( ) A.都可以从低浓度一侧向高浓度一侧 B.都需要供给能量 C.都需要载体蛋白协助 D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量 答案 C 解析 红细胞吸收无机盐是主动运输， 既需要载体蛋白协助也需要消耗细胞代谢释放的能量 (ATP)；红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需要载体蛋白协助，不需要消耗细胞代谢释放的 能量。 5.如图所示为物质通过红细胞膜的示意图， 其中黑点代表物质分子， 圆圈代表载体蛋白， 表 示能量，请据图回答下列问题： (1)表示_方式， 表示_方式， 表示_方式。 (2)K 、O 2和葡萄糖三种物质中，通过方式进入红细胞的是_。 (3)与方式相比，方式的主要特点是需要借助_，该物质是在细胞内的 _上合成的。与相比，方式的不同之处是_。 (4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_(填序号)方式将会受到较大影响。 答案 (1)自由扩散 主动运输 协助扩散 (2)K (3)载体蛋白 核糖体 还需要消耗能 量 (4)