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第三节 物质进出细胞的运输方式
（第2课时 被动运输不需要细胞供能、主动运输需要细胞供能、细胞的胞吞和胞吐）
高中生物学
第二章 细胞的结构和生命活动
苏教版 2019
目录
探究新知
一、被动运输不需要细胞供能
二、主动运输需要细胞供能
三、细胞的胞吞和胞吐
课堂小结
04
课堂练习
情境导入
02
03
素养目标
01
05
学习目标 核心素养
1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量。
2.举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 1.说出物质进出细胞的运输方式与细胞质膜结构特点的适应性。（生命观念）
2.结合教材示意图，分析被动运输、主动运输与胞吞、胞吐的特点。（科学思维）
3.依据物质进出细胞的运输方式的差异，设计实验探究某种物质的运输方式。（科学探究）
4.能够了解细胞质膜在医学、工业和农业上的应用。（社会责任）
素养目标
情境导入
细胞质膜具有选择透过性，对不同的物质通透性不同。
物质的运输有哪些方式？物质在跨膜运输时具有什么特点？
思考
(1)概念:
(2)类型:
简单扩散
协助扩散
被动运输
一、被动运输不需要细胞供能
物质 浓度梯度扩散进出细胞， 细胞消耗能量，称为被动运输。
顺
不需要
(1)概念:
(3)特点：
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不消耗能量
(2)实例:
水、气体(O2、CO2)、脂溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、苯、性激素)
(5)影响因素:
浓度差、温度
(高浓度
低浓度)
浓度差
扩散速度
转运蛋白/O2(能量)
扩散速度
膜两侧的分子浓度差越大，扩散速率越快
物质通过细胞质膜进出细胞时，会____浓度梯度从__浓度一侧向__浓度
一侧移动，像这样的过程称为简单扩散或____扩散。
一、被动运输不需要细胞供能
简单扩散
1
顺
高
低
自由
(4)限制因素：
①物质的脂溶性。
②相对分子质量大小。
③所带电荷的种类和数量。
O2浓度高
(1)概念：
（3）特点：
（4）举例：
①大部分水分子进出——水通道蛋白
②神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白
一、被动运输不需要细胞供能
依赖通道蛋白的协助扩散
2
一些物质借助于细胞质膜上的________，______细胞代谢供能，______梯度进出细胞质膜的________ 方式，属于协助扩散。
通道蛋白
不需要
顺浓度
被动运输
主要是____ 通道蛋白。它们在生物膜中主要有__与__ 两种构型，相当于“门”。 这种“门”的开与关被__________ 所诱导。
离子
开
不同的因子
关
(2)通道蛋白：
1.专一性（特异性） 2.具有极高的转运速率
3.没有饱和值 4.并非连续性开放
细胞膜
通道蛋白
自由扩散和协助扩散
通道蛋白：
水通道蛋白；离子通道蛋白
水通道蛋白模式图
钾离子通道模式图
研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白以 方式进出细胞。
协助扩散
拓展
转运蛋白——通道蛋白
1.方向：
2.条件：
3.举例：
顺浓度梯度运输
需要载体蛋白
不需要消耗能量
葡萄糖进入红细胞
特异性
4.影响协助扩散的因素：
浓度差和蛋白数量
一、被动运输不需要细胞供能
依赖载体蛋白的协助扩散
3
葡萄糖结合位点暴露在膜外侧，与葡萄糖分子结合。
载体蛋白构象改变，将所携带的葡萄糖转运到膜内侧。
携带的葡萄糖分子被释放。
浓度差
扩散速度
P
P点后速率受转运蛋白数量限制
P点后速率受转运蛋白数量限制
载体蛋白
细胞膜
转运蛋白——载体蛋白
①作用方式：先与被运输的____或____结合，然后通过________的变化或____完成物质运输。
②特点：具有_____________，即载体蛋白上的结合位点只与______________(如一种分子或离子)进行______、________结合和分离，完成物质的被动运输。
一、被动运输不需要细胞供能
离子
分子
自身构象
移动
高度的特异性
某种或某类溶质
暂时性
可逆性的
载体蛋白 通道蛋白
转运特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道的直径、形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过
自身构象 不一定
是否与被转运物质结合
是否有特异性 具有 具有
图解
不结合
结合
改变
载体蛋白与通道蛋白比较
一、被动运输不需要细胞供能
2.海带细胞的碘浓度比周围海水中的碘浓度高得多，但细胞仍能继续吸收碘。
1.人红细胞中K+的浓度是血浆的30多倍；Na+的浓度只有血浆的1／6；但红细胞仍然不断吸收 K+排出Na + 。
人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。
海带细胞的碘浓度比周围海水中的碘浓度高
主动运输
1
二、主动运输需要细胞供能
主动运输
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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，这种方式叫主动运输。
1.方向：
2.条件：
4.举例：
逆浓度梯度运输
需要载体蛋白
需要消耗能量
红细胞吸K+排Na+
根对矿质元素的吸收；葡萄糖、氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞。
主动运输
1
二、主动运输需要细胞供能
细胞内的三个 Na+与 Na+- K+ 泵 结 合 ，ATP供能。
Na+-K+泵改变构象，跨膜运输 Na+并释放到细胞外。
细胞外两个 K+
与 Na+-K+泵结合，向细胞内跨膜运输K+。
两个K+释放到细胞内
Na+ -K+ 泵跨膜运输K+ 和Na+ 过程示意图
3.相关细胞器
①核糖体
②线粒体
载体蛋白的数量、能量（O2浓度）、物质浓度、温度
P
←限制因素：能量
限制因素：载体蛋白数量
↓
P
限制因素：载体蛋白数量
5.影响因素：
无氧呼吸提供能量
温度不仅影响呼吸作用，从而影响能量的供给，还会影响膜的流动性。
主动运输
1
二、主动运输需要细胞供能
1.ATP驱动泵型
（直接消耗ATP）
ATP驱动泵：既是载体也是ATP水解酶
拓展:
主动运输
1
二、主动运输需要细胞供能
(间接消耗ATP)
2.协同转运型
②主动运输能保证细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
①形成和维持细胞内外物质的浓度差具有重要意义。
主动运输的意义
2
二、主动运输需要细胞供能
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
转运蛋白
能量
举例
细胞外
细胞内
b
c
d
e
a
代表各种物质分子或离子
能量
能量
注意：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定。
顺浓度梯度
不需要
不消耗
氧气、水、甘油
等通过细胞膜
需要
不消耗
葡萄糖通过红细胞、水通过水通道、K+通过离子通道
逆浓度梯度
需要
需要消耗
顺浓度梯度
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞；离子通过细胞膜
二、主动运输需要细胞供能
主动运输和被动运输的比较
3
胞吞和胞吐
三、细胞的胞吞和胞吐
1.运输的物质：______、________、____等大分子以及部分______物质的运输。
2.特点：胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的____与____，是一个需要细胞代
谢____ 的过程。
蛋白质
多核苷酸
多糖
颗粒性
破裂
融合
供能
3
胞吞
1
三、细胞的胞吞和胞吐
(1)定义：胞吞是通过质膜的____ 运动将__________ 转运进细胞的过程。
变形
细胞外物质
①划分依据：________及其入胞机制的不同。
②吞噬：
细胞以______内吞______________的过程。
③胞饮：细胞通过______将细胞周围的__________ 摄入细胞的过程。
物质大小
(2)类型：
大囊泡
较大固体颗粒
吞噬
小囊泡
微滴状液体
胞饮
①大分子与膜上的 结合；
蛋白质
②细胞膜 ，包围着大分子；
内陷形成小囊
③小囊从细胞膜 下来， 形成 ，进入细胞内部。
分离
囊泡
例子: 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。
特点：不需要转运蛋白、需要细胞膜上特定蛋白质的识别；
需要细胞呼吸所释放的能量。
需要蛋白质的参与（不是转运蛋白，是受体蛋白，起识别作用）
胞吞
1
细胞膜形成、溶酶体降解
三、细胞的胞吞和胞吐
囊泡
融合
例: 分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等
胞吐
2
三、细胞的胞吞和胞吐
泪腺细胞排出泪液（含无机盐、蛋白质等）
①细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 ；
①细胞质膜成分的更新和细胞的生存与生长非常必要。
②胞吞参与了细胞信号的传导，还能整合多种信号，
在细胞的生长、发育、代谢以及增殖中发挥重要作用。
质膜表面积动态平衡
胞吐
质膜表面积增加
胞吞
质膜表面积减少
意义：
胞 吞
胞 吐
①都产生小囊泡, 都体现细胞膜的_______
②运输分子一般为__________
③都需要___________________
相同
进入细胞
排出细胞
不同
④都不需要_________
⑤穿越膜层数都为________
流动性
大分子
消耗能量
载体蛋白
0
⑥影响因素: 等
温度和能量
胞吞胞吐小结
注意：
①大分子物质也通过核孔运输，如RNA、蛋白质等。②某些小分子物质运输也通过胞呑胞吐，如神经递质等。
三、细胞的胞吞和胞吐
（1）“三看法”确定某种物质的运输方式：
一看分子大小
大分子
小分子、离子
胞吞/胞吐
向外
胞吐
向内
胞呑
二看是否需要能量
需要
主动运输
三看是否需
要转运蛋白
需要
协助
扩散
不需要
自由
扩散
不需要
被动运输
（2）根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输
物质跨膜运输方式的判断方法
（3）脂质类物质进出细胞的方式都是自由扩散
三、细胞的胞吞和胞吐
放眼社会
细胞质膜在医学、工业和农业上的应用
①医学方面：人们模拟生物细胞质膜的选择透过性功能合成了血液透析膜。
②工业方面：滤去海水中的盐分，对海水进行淡化处理；处理污水时，以降低有毒的重金属离子对水的污染。
③农业方面：研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，改善农作物品质的新途径。
被动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
大分子和颗粒性物质
物质的运输方式
小分子和离子
胞吞
胞吐
课堂小结
课堂练习
A
B.Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞
1. 如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（　　）
A. 葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B. Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C. 多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D. 口服维生素D通过方式⑤被吸收
C.多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞
D.生素D属于固醇类衍生物，而固醇属于脂类物质，具有脂溶性，
进入细胞的方式为④自由扩散
课堂练习
c
胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有一定的流动性
2.下图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图甲中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素是载体的数量
C．图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D．图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP

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