1、第二章 细胞的结构和生命活动 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 课标内容要求核心素养对接 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举例说明有些物质可以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生命观念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。2科学思维对比分析物质运输方式的特点，归纳异同点。3科学探究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。4社会责任能够了解细胞质膜在医学、工业和农业上的应用。必 备 知 识 聚 焦 概
2、 念 一、被动运输不需要细胞供能 1简单扩散(1)定义：细胞质膜是选择透过性膜，当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。(2)扩散趋势是半透膜两侧的浓度_。顺着高低自由最终达到平衡(3)限制因素：物质的脂溶性。相对分子质量大小。所带电荷的种类和数量。(4)渗透与扩散是两个_的物质运动过程。不完全相同2依赖通道蛋白的协助扩散(1)定义：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。(2)通道蛋白：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
3、导。通道蛋白不需要顺浓度被动运输离子开关不同的因子3依赖载体蛋白的协助扩散(1)定义：一些物质依赖细胞质膜上的_进出细胞，也_细胞代谢供能，_梯度通过细胞质膜，这种_方式也属于协助扩散。载体蛋白不需要顺浓度被动运输(2)载体蛋白：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。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。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4被动运输的结果：被动运输将物质顺着溶液浓度梯度从高浓度向低浓度方向运输，其结果是_。促进细胞内外物质浓度趋同二、主动运输需要细胞供能 1
4、定义：_或_物质_梯度进出细胞，不仅需要膜上_的参与，还需要_的物质运输方式，称为主动运输。2特点：不仅依赖细胞质膜上特定的_，还需要细胞代谢_。离子小分子逆浓度载体蛋白细胞代谢供能载体蛋白供能3意义：主动运输能保证细胞按照_的需要，_选择吸收_，排出_和对细胞_的物质。因此，主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。生命活动主动地营养物质代谢废物有害三、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)定义：胞吞是通过质膜的_运动将_转运进细胞的
5、过程。(2)类型：划分依据：_及其入胞机制的不同。吞噬：细胞以_内吞_的过程。胞饮：细胞通过_将细胞周围的_摄入细胞的过程。变形细胞外物质物质大小大囊泡较大固体颗粒小囊泡微滴状液体4胞吐：一般是指细胞将要外排的大分子形成_，囊泡移动到_处并与之结合，再将大分子_细胞的过程。5意义(1)胞吐使质膜表面积_，而胞吞则会_质膜表面积，质膜表面积的这种_过程对细胞质膜成分的_和细胞的_与_非常必要。(2)胞吞参与了细胞信号的_，还能_多种信号，在细胞的_、_、_以及_中发挥重要作用。囊泡细胞质膜排出增加减少动态平衡更新生存生长传导整合生长发育代谢增殖判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1物质跨膜运输
6、都是顺相对浓度梯度进行的。()2相对分子质量小的物质或离子都可以通过简单扩散进入细胞内。()3葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。()4主动运输过程中，需要载体蛋白的协助和消耗能量。()5被动运输既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白。()6分泌蛋白主要通过主动运输的方式排到细胞外。()7液泡中积累了大量离子，故液泡不具有选择透过性。()8细胞胞吞、胞吐大分子物质不消耗能量。()提示：1 物质运输可以逆相对浓度梯度进行。2 一些离子进入细胞的方式是主动运输。3 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助。4 5 被动运输包括简单扩散和协助扩散，二者都不需要消耗能量，但协助扩散需要借助膜上
7、的转运蛋白。6 分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐。7 液泡中积累了大量离子依赖于液泡膜具有选择透过性。8 胞吞、胞吐过程要消耗能量。关 键 能 力 突 破 重 难 被动运输不需要细胞供能 1简单扩散和协助扩散的比较 方式影响因素趋势(结果)曲线 简单扩散物质的脂溶性；相对分子质量大小；所带电荷的种类和数量；膜两侧物质的浓度差半透膜两侧的浓度最终达到平衡 协助扩散膜两侧物质的浓度差；膜上转运蛋白的种类和数量当转运蛋白达到饱和时，物质浓度增加，物质的运输速率也不再增加2渗透与扩散 方式物质运动方向 渗透溶剂从溶质分子相对少的部位向溶质分子相对多的部位流动扩散溶质从浓度高的部位向浓度低的部位流动 联系
8、两个不完全相同的物质运动过程 3膜上的两种转运蛋白 名称转运对象特点 载体蛋白与自身结合部位相适应的分子或离子每次转运时都会发生自身构象的改变 通道蛋白与自身通道的直径和形状相适宜、大小和电荷相适宜的分子或离子转运分子不需要与通道蛋白结合 1研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如图所示。下列叙述错误的是()A根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关 B土壤溶液浓度过高时，植物细胞失水需要消耗能量 C水分子通过水通道蛋白是顺相对浓度梯度运输的 D水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散 B 根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关，例如细胞液中水的相对含量少，根毛细胞吸水能力强，A
9、 正确；土壤溶液浓度过高时，细胞失水，可通过简单扩散或协助扩散失水，都不需要消耗能量，B 错误；据题图分析，水分子通过水通道蛋白是顺相对浓度梯度进行的，C 正确；水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散，D 正确。2(多选)GLUT2 是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图所示。下列相关叙述错误的是()AGLUT2 顺浓度梯度转运葡萄糖 BGLUT2 的空间结构不可发生改变 CGLUT2 的数量与转运葡萄糖的速率无关 DGLUT2 的转运功能具有专一性 BC GLUT2 起载体的作用，转运过程不消耗能量，为协助扩散，顺浓度梯度转运葡萄糖，A 正确；GLUT2 的状态 A 与状态 B说明，
10、GLUT2 的空间结构可发生改变，B 错误；协助扩散的转运速率与转运蛋白数量有关，在一定范围内，转运蛋白数量越多，转运速率越大，C 错误；转运蛋白的功能具有专一性，D 正确。主动运输需要细胞供能、细胞的胞吞和胞吐 1直接穿膜的运输方式 被动运输 方式简单(自由)扩散协助扩散主动运输 方向高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度载体不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗 实例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖、Na进入神经细胞、K排出神经细胞小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 图例 膜两侧该物质的浓度差等膜两侧该物质的浓度差；膜上运输该物质的转运蛋白的种类和数量膜上
11、运输该物质的转运蛋白的种类和数量；能量：如 O2 浓度、温度等 影响因素一定浓度范围内 2膜泡运输方式 方式胞吞胞吐 作用大分子物质进出细胞的方式 运输方向细胞外细胞内细胞内细胞外 运输特点消耗 ATP，不需要载体蛋白 模式图 原理细胞质膜具有一定的流动性 举例吞噬细胞吞噬细菌、原生动物吞食食物等消化酶、胰岛素、抗体的分泌等 注意：胞吞和胞吐的运输方向与该物质的浓度无关。3物质运输方式的判断和探究(1)巧判物质进出细胞的方式 根据分子大小与是否需要转运蛋白和能量根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。(2)探究物质跨膜运输的方式 探究是主动运输还是被动运输(是否需要消耗能量)探究是简
12、单扩散还是协助扩散(是否需要载体)深化探究：1小肠绒毛的微绒毛中有两种运输葡萄糖转运蛋白的意义是什么？提示：总体来说提高对葡萄糖的吸收能力。既有协助扩散的转运蛋白，也有主动运输的转运蛋白，可以在吸收葡萄糖的过程中尽可能减少能量消耗。2主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。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？提示：松土增加土壤 O2 含量，促进有氧呼吸，为植物主动吸收各种无机盐离子提供能量。1关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是()A吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C主动运输矿质元素离
13、子的过程只发生在活细胞中 D叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子 C 植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的过程中既需要 ATP 水解提供能量，又需要细胞质膜上的载体蛋白协助。由于细胞质膜上不同离子的载体数目不同，故细胞吸收不同矿质元素离子的速率不同，A 错误；矿质元素离子的吸收需要细胞呼吸提供能量，而低温会抑制与呼吸相关的酶的活性进而影响能量的供应，导致矿质元素离子的吸收速率降低，B 错误；只有活细胞才能进行细胞呼吸产生 ATP，且只有活细胞的细胞质膜才具有选择透过性，因此主动运输矿质元素离子的过程只能发生在活细胞中，C 正确；叶肉细胞能以主动运输方式吸收矿质元素离子，D 错误
14、。2如图表示胰岛 B 细胞对不同物质的运输情况，下列叙述与图中相符的是()A运输 Ca2的载体蛋白也可以运输其他金属离子 BK通道结构改变可导致细胞无法吸收 K C胰岛素的释放以细胞质膜的选择透过性为基础 D葡萄糖都是通过图中的运输方式进入各种细胞 B 因为载体的特异性，故不能运输其他离子，故 A 错误；K通道结构改变可导致细胞无法吸收 K，故 B 正确；胰岛素的释放是以细胞质膜的流动性为基础，故 C 错误；葡萄糖不仅能通过以载体蛋白为基础进行协助扩散，还可以进行主动运输，故 D 错误。影响物质跨膜运输因素的曲线分析 1浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响简单扩散和协助扩散。简单扩散中，
15、浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加的原因是受载体数量的限制。主动运输不受浓度差的影响。2载体数量对物质跨膜运输的影响 载体数量主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。简单扩散不受载体数量的影响。3氧气含量对物质跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。(1)P 点时，无氧呼吸为离子的吸收提供能量。(2)PQ 段：随着氧气含量增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率也越大。(3)Q 点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体数量以及其他因素的限制运输速率不再增加。4温度对物质跨膜运输的影响 一方面
16、，升高温度通过影响分子运动而影响简单扩散和协助扩散，另一方面，温度直接影响蛋白质的活性，通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输。总结：影响简单扩散的因素：细胞质膜内外物质的浓度差。影响协助扩散的因素：a.细胞质膜内外物质的浓度差；b.细胞质膜上载体的种类和数量。影响主动运输的因素：a.载体(核糖体)；b.能量(细胞质基质和线粒体)。深化探究：虽然主动运输可以逆浓度吸收生物所需要的物质，但是如果外界营养物质浓度太低对细胞正常的生命活动也会有影响。试举例进一步说明。提示：生物对营养物质有一个量的要求，如果相关的营养物质在外界太少，无论如何进行主动运输都不能满足生物的需求。例如：缺碘的山区，由于营
17、养缺乏，该地区的人多患“大脖子病”。植物缺镁，叶片会变黄。1某物质的跨膜运输速率的变化如下图所示。下列叙述错误的是()A该物质不可能是甘油 B该物质可能是无机盐离子 C提高氧气浓度，BC 段可能上升 D限制 BC 段的因素一定是载体蛋白的数量 D 图中显示随着物质浓度的增加，物质运输速率先增加后稳定，说明此运输方式是协助扩散或主动运输，B 点受转运蛋白的数量或能量的限制。甘油进入细胞属于简单扩散，故该物质不可能是甘油，A 项正确；无机盐离子一般是通过主动运输进入细胞的，故该物质可能是无机盐离子，B 项正确；由以上分析可知，提高氧气浓度，BC 段可能上升，C 项正确；限制 BC 段的因素是转运蛋
18、白的数量或者能量，D 项错误。2如图所示为物质进出细胞的三种方式，中的曲线 a、b 表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列说法不正确的是()A可代表小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 BK和葡萄糖分别以方式进入红细胞 C胰岛 B 细胞分泌胰岛素是通过方式进行的 D方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 A 所示的运输方式中，物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，是协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，A 错误；所示的运输方式中，物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，是主动运输，K和葡萄糖分别以主动运输和协助扩散
19、的方式进入红细胞，即 K和葡萄糖分别以方式进入红细胞，B 正确；胰岛素以胞吐的方式从胰岛 B 细胞内分泌到细胞外，所示物质先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞质膜处并与细胞质膜融合，将物质排出细胞，此方式表示胞吐，因此胰岛 B 细胞分泌胰岛素是通过方式进行的，C 正确；中的 a 所示的运输方式的运输速率随着被转运分子浓度的增加而增加，说明只受物质浓度差的影响，可判断为简单扩散，b 所示的运输方式的运输速率，在一定范围内随着被转运分子浓度的增加而增加，超过该范围，不再随被转运分子浓度的增加而增加，说明受到载体蛋白数量的限制，可判断为协助扩散或主动运输，因此方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关
20、，D 正确。课堂小结知识网络构建核心语句背诵 1.被动运输包括简单扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。2.简单扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量。3.协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，可分为依赖通道蛋白的协助扩散和依赖载体蛋白的协助扩散。4.主动运输既需要能量，又需要载体，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。5.被动运输是顺浓度梯度的运输，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。6.胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子及部分颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，既依赖膜上的蛋白质，还消耗细胞中的能量。课 堂 检 测 巩 固 素 能 1研究发现，水分子进出细胞质膜需要一种称为“水通道”
21、的蛋白质。若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则将导致细胞()A在浓溶液中皱缩 B在蒸馏水中胀破 C形态基本不变D在生理盐水中迅速死亡 C 由题意可知，水通道蛋白能够专一性地控制水分子进出细胞。因此，若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则水分子不能进出细胞，故细胞形态基本不变。2(多选)如图表示物质跨膜转运的一种方式。据图分析正确的是()A图中的物质可代表甘油分子 B这种转运方式不可逆浓度梯度进行 C细胞产生的能量不影响该物质的转运速率 D该转运蛋白只能搬运这种物质 BCD 甘油分子进入细胞的方式是简单扩散，而图示过程为协助扩散，A 错误；图中物质顺浓度梯度运输，需
22、要转运蛋白，不消耗能量，不可逆浓度梯度运输，B 正确；协助扩散的运输动力是浓度差，不需要能量，因此细胞产生的能量不会影响该物质的转运速率，C 正确；转运蛋白运输物质具有特异性，所以一般情况下，图中转运蛋白只能运输该物质，D 正确。3关于细胞物质运输的叙述正确的是()A消耗能量的运输方式不一定是主动运输 B生物膜仅仅具有半透性，所以大分子物质不能通过 C被动运输可以逆浓度梯度进行 D抑制细胞呼吸对人体细胞吸收 K的速率无影响 A 需要消耗能量的物质运输方式不一定是主动运输，胞吞、胞吐也需要消耗能量，A 正确；生物膜具有选择透过性，大分子物质以胞吞或胞吐的方式通过生物膜，B 错误；被动运输必须顺浓
23、度梯度进行，C 错误；细胞吸收 K的方式是主动运输，需要消耗能量，因此抑制细胞呼吸会影响细胞吸收 K的速率，D 错误。4新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式分别是()A主动运输、主动运输B胞吞、主动运输 C主动运输、胞吞D被动运输、主动运输 B 免疫球蛋白是大分子物质，半乳糖是小分子物质。5下图为物质出入细胞质膜的示意图，据图回答下列问题(A、B、D 代表物质，a、b、c、d 代表跨膜运输方式)：(1)A 代表_分子，B 代表_分子，D 代表_。构成细胞质膜基本支架的结构是_。图中具有细胞识别作用的是 _。(2)细胞质膜从功能上
24、来说，它是一层_膜。(3)图中 a 表示_方式，b 表示_方式，c 表示_方式，与 c 方式相比，a 方式的不同之处是需要_。在 ad 的四种过程中，代表被动运输的是_。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_(填字母)方式将会受到较大影响。(4)K、O2 和葡萄糖三种物质中，通过 b 方式进入组织细胞的是_。(5)胰岛 B 细胞分泌胰岛素是通过_方式进行的，该种运输方式体现出细胞质膜_的特点。解析(1)A 代表载体蛋白分子，B 代表磷脂分子，D 代表糖蛋白。磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架。图中的D糖蛋白具有细胞识别作用。(2)细胞质膜从功能上来说是一层选择透过性膜。(3)图中 a、d 过程所示的
25、物质，均是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，都需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，因此代表的运输方式均是主动运输；b 过程所示的物质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要转运蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是简单扩散；c 过程所示的物质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是协助扩散。综上分析，与 c 方式相比，a 方式的不同之处是需要能量。被动运输包括简单扩散和协助扩散，因此在 ad 的四种过程中，代表被动运输的是 b、c。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，会使细胞产生能量的呼吸作用过程受阻，a、d 方式将会受到较大影响。(4)K、O2 和葡萄糖三种物质中，通过 b 所示的简单扩散方式进入组织细胞的是 O2。(5)胰岛 B 细胞分泌的胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白通过胞吐方式分泌到细胞外，体现出细胞质膜具有一定的流动性的特点。答案(1)载体蛋白 磷脂 糖蛋白 磷脂双分子层 D 糖蛋白(2)选择透过性(3)主动运输 简单扩散 协助扩散 能量 b、c a、d(4)O2(5)胞吐 具有一定的流动性 点击右图进入 课 后 素 养 落 实 Thank you for watching!
