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1、第三章：细胞的物质输入和输出第三章：细胞的物质输入和输出第第3节：物质跨膜运输的方式节：物质跨膜运输的方式氧气，二氧化碳氧气，二氧化碳氮气，苯氮气，苯水，甘油，乙醇水，甘油，乙醇氨基酸氨基酸葡萄糖葡萄糖核苷酸核苷酸氢离子，钠离子、氢离子，钠离子、钾离子，钙离子、钾离子，钙离子、氯离子，镁离子、氯离子，镁离子、碳酸氢根碳酸氢根下图为人工合成的下图为人工合成的无蛋白质无蛋白质的的脂双层膜脂双层膜对不同分子的通透性对不同分子的通透性气体小分子气体小分子水、脂质小分子水、脂质小分子有机小分子有机小分子离子离子1 1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子
2、不能通过？通过？2 2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠细、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？3 3、观察此图，联系已有知识，你还能提出其他问题吗、观察此图，联系已有知识，你还能提出其他问题吗？能不能就所提出的问题作出尝试性的回答？能不能就所提出的问题作出尝试性的回答？物质进出细胞方式有那些呢？物质进出细胞方式有那些呢？物质进细胞的方式物质进细胞的方式：1、顺顺浓度梯度的浓度梯度的扩散扩散-被动运输被动运输2、逆逆浓度梯度的浓度梯度的运输运输-主动运输主动运输3、其他运输方式、其他运输方式-胞吞胞吞、胞吐胞
3、吐跨膜跨膜运输运输方式方式（大分子大分子进出细胞方式）进出细胞方式）（小分子小分子进出细胞方式）进出细胞方式）一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞扩散现象：扩散现象： 一种物质从相对一种物质从相对高浓度高浓度区域移动到区域移动到低浓度低浓度区域区域的过程，称为的过程，称为扩散扩散一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞2.2.方式：方式：自由扩散
4、、协助扩散自由扩散、协助扩散自由扩散自由扩散一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞2.2.方式：方式：自由扩散、协助扩散自由扩散、协助扩散自由扩散自由扩散概念概念特点特点影响因素影响因素举例举例自由扩散自由扩散(1)概念：概念：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。注意：注意：自由扩散与渗自由扩散与渗透作用的区别！透作用的区别！注注：物质通过物质通过磷脂分子之间磷脂分子之间的的间隙间隙进出细胞进出细胞自由扩散自由扩散细细
5、胞胞膜膜(2)(2)特点：特点：从从高浓度高浓度到到低浓度低浓度；不不需要需要载体载体蛋白的协助；蛋白的协助；不不消耗消耗能量能量。自由扩散自由扩散（3）影影响因响因素：素： 细胞内外物质的细胞内外物质的浓度差浓度差运运输输速速率率浓度差浓度差（4）举例）举例： 水水、氧气氧气、二氧化碳二氧化碳、 甘油甘油、乙醇乙醇 、性激素、性激素、维生素维生素D、胆固醇、胆固醇等等脂质物质脂质物质。一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞2.2.方式：方式：自由扩散、协助扩散自由扩散
6、、协助扩散自由扩散自由扩散概念概念特点特点影响因素影响因素举例举例协助扩散协助扩散概念概念特点特点影响因素影响因素举例举例(1)概念：概念：进出细胞的物质借助进出细胞的物质借助载体蛋白质载体蛋白质的的扩散扩散，叫做叫做协助扩散协助扩散。协助扩散协助扩散协助扩散协助扩散(2)(2)特点：特点：从从高浓度高浓度到到低浓度低浓度；需要需要载体载体蛋白的协助；蛋白的协助；不不消耗消耗能量能量。浓度差浓度差运运输输速速率率（3）影影响因响因素：素： a. 细胞内外物质的细胞内外物质的浓度浓度差差 b.载体载体的的数量数量（4）举例）举例： 葡萄糖葡萄糖进入进入红细胞红细胞等等 离子通道离子通道（K+通道
7、，通道，Na+通道）通道）自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散被被动动运运输输1、物质、物质顺浓度梯度顺浓度梯度扩散进出细胞扩散进出细胞2、不需要不需要消耗消耗能量能量相同点：相同点：一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞2.2.方式：方式：自由扩散、协助扩散自由扩散、协助扩散自由扩散自由扩散概念概念特点特点影响因素影响因素举例举例协助扩散协助扩散概念概念特点特点影响因素影响因素举例举例3.3.特点：特点：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度扩散进出细胞扩散进出细胞不需要不需要消耗
8、消耗能量能量被动运输被动运输与与主动运输主动运输有什么区别有什么区别 ，让我们，让我们一起来寻找答案！一起来寻找答案！丽藻丽藻细胞液所含细胞液所含的离子浓度远远高于的离子浓度远远高于丽藻所生长的池水，丽藻所生长的池水，为什么丽藻还能从周为什么丽藻还能从周围环境围环境吸收离子吸收离子呢？呢？离子离子逆浓度梯度逆浓度梯度进细胞进细胞为了能维持生命活动为了能维持生命活动的正常进行，生物体主要的正常进行，生物体主要靠靠主动运输主动运输来获取营养物来获取营养物质。质。一、物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式（一）被动运输：（一）被动运输： 1. 1.概念：概念：物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度的的扩散扩
9、散方式进出细胞方式进出细胞2.2.方式：方式：自由扩散、协助扩散自由扩散、协助扩散3.3.特点：特点：（二）主动运输：（二）主动运输： 1. 1.概念：概念：2.特点特点3.影响因素影响因素4.举例举例（一）（一）概念概念： 从细胞膜从细胞膜低浓度低浓度一侧运输一侧运输到高浓度到高浓度一侧，一侧，需要载体蛋白需要载体蛋白的协助，同时还的协助，同时还需要消耗需要消耗细胞细胞内化学反应所释放的内化学反应所释放的能量能量，这种方式叫做，这种方式叫做主主动运输动运输。主动运输主动运输（二）（二）特特点点：从从低浓度低浓度到到高浓度高浓度；需需要要载体载体蛋白的协助；蛋白的协助；需需要要能量能量（ATP
10、)。ATP 时间时间细细胞胞内内浓浓度度细胞外浓度细胞外浓度主动运输主动运输方向方向高浓度高浓度低浓度低浓度等浓度等浓度等浓度等浓度低浓度低浓度高浓度高浓度（特点）（特点）主动运输主动运输载体：载体：1、运输、运输K+的载体，不能运输的载体，不能运输Ca2+， 说明载体说明载体具有专一性具有专一性2、主动运输载体与协助扩散的、主动运输载体与协助扩散的载体载体不同不同， 前者前者需要能量激活需要能量激活（三）影（三）影响因素响因素a. 载体载体的种类和数量的种类和数量 b.能量能量NaK K 泵泵（四）举例：（四）举例： Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；等离子通过细胞膜；
11、葡萄糖葡萄糖、氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸等通过小肠上皮细胞等通过小肠上皮细胞能量能量/O2浓度浓度运运输输速速率率主动运输的意义：主动运输的意义：细胞膜的细胞膜的主动运输主动运输是是活细胞的特性活细胞的特性，它保证，它保证了活细胞能够按照生命活动的了活细胞能够按照生命活动的需要需要，主动选择吸主动选择吸收收所需的营养物质，所需的营养物质，主动排出主动排出代谢废物和对细胞代谢废物和对细胞有害的物质。有害的物质。主动运输体现了膜的主动运输体现了膜的什么特点呢？什么特点呢？主动运输主动运输体现了膜的体现了膜的选择透过性选择透过性物质跨膜运输三种方式的比较物质跨膜运输三种方式的比较自由扩散自由扩散协
12、助扩散协助扩散主动运输主动运输方向方向能量能量载体载体举例举例不需要不需要不需要不需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗 顺浓度梯度顺浓度梯度高浓度高浓度 低浓度低浓度 顺浓度梯度顺浓度梯度高浓度高浓度 低浓度低浓度 逆浓度梯度逆浓度梯度低浓度低浓度 高浓度高浓度 O2、CO2、甘油、甘油等脂溶性物质等脂溶性物质血浆中葡萄糖血浆中葡萄糖 进入红细胞进入红细胞K+进入红细胞进入红细胞 Na+出红细胞出红细胞常见常见Na+和和K+进出细胞的方式进出细胞的方式方式一：通过方式一：通过离子通道离子通道协助扩散协助扩散 离子通道：由离子通道：由蛋白质蛋白质构成，通道打开时，构成，通道打开时， Na
13、+和和K+由由高浓度高浓度向向低浓度低浓度流动。流动。方式二：通过方式二：通过NaK K 泵泵（吸钾排钠吸钾排钠）主动运输主动运输NaK K 泵：泵：每消耗每消耗1 1分子分子ATPATP，就逆浓度梯度将，就逆浓度梯度将3 3分子分子Na+Na+泵出胞外，同时将泵出胞外，同时将2 2分子分子K+K+泵入胞内，导致泵入胞内，导致Na+Na+胞外大于胞外大于胞内，胞内， K+ K+胞内大于胞外胞内大于胞外大分子的运输大分子的运输胞吞胞吞：当细胞当细胞摄取摄取大大分子时，首先是大分子时，首先是大分子附着分子附着在细胞膜在细胞膜的表面，这部分细的表面，这部分细胞胞膜内陷形成小囊膜内陷形成小囊，包围着大
14、分子。然包围着大分子。然后后小囊小囊从细胞膜上从细胞膜上分离分离下来，形成囊下来，形成囊泡，泡，进入进入细胞内部。细胞内部。内吞作用内吞作用= =胞吞胞吞胞吐：胞吐：细胞需要细胞需要外排外排的大分子，先在的大分子，先在细细胞内形成囊泡胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜，囊泡移动到细胞膜处，处，与细胞膜融合与细胞膜融合，将大分子排除细，将大分子排除细胞。胞。外外排作用排作用 胞吐胞吐胞吞胞吞、胞吐胞吐：.非跨膜运输方式体现膜的流动性胞吞胞吞胞吐胞吐条件条件细胞摄取或排出细胞摄取或排出大分子大分子和和颗粒颗粒物质的方式物质的方式原理原理生物膜的生物膜的流动性流动性特点特点物质通过物质通过小泡小泡转移，
15、需要转移，需要消耗能量消耗能量，不需要不需要载体载体方向方向细胞外细胞外内内细胞内细胞内外外实例实例变形虫食食物颗粒，变形虫食食物颗粒，白细胞吞噬细菌等白细胞吞噬细菌等胰岛胰岛B细胞分泌胰岛素细胞分泌胰岛素协助扩散协助扩散自由扩散自由扩散物质物质进出进出细胞细胞方式方式主动运输主动运输小分子小分子物质物质 大分子大分子物质物质 胞吞胞吞 胞吐胞吐消消耗耗能能量量顺浓度顺浓度梯度梯度被动运输被动运输载体蛋白载体蛋白根对离子吸收的曲线模型根对离子吸收的曲线模型AB段表示在一定范段表示在一定范围内，根内，根吸收离子的速率随氧分吸收离子的速率随氧分压的升高而的升高而加快。加快。BC段表示当氧分段表示当
16、氧分压增大到一增大到一定定值时，根吸收离子的速率不再随，根吸收离子的速率不再随氧分氧分压升高而加快，升高而加快，这是由于根吸是由于根吸收离子收离子还与根与根细胞膜上胞膜上载体的数量体的数量有关有关。(1)(1)氧分压氧分压与根吸收离子速率的关系与根吸收离子速率的关系曲曲线AB段表示在一定离子段表示在一定离子浓度度范范围内，根吸收离子的速率随离子内，根吸收离子的速率随离子浓度的增大而加快。度的增大而加快。曲曲线BC段表示当离子段表示当离子浓度增大度增大到一定数到一定数值时，根的吸收速率不再，根的吸收速率不再增加，增加，这是由根是由根细胞膜上胞膜上载体的数体的数量量决定的。决定的。曲曲线CD段表示
17、当离子段表示当离子浓度度过高高时，将会使根，将会使根细胞失水胞失水，从而，从而影影响响根根细胞正常的胞正常的代代谢活活动，使离子，使离子吸收速率下降。吸收速率下降。(2)溶液中离子溶液中离子浓度度与与根吸收离子速率根吸收离子速率的关系的关系外界溶液浓度也影响主动运输外界溶液浓度也影响主动运输(2)联系联系矿质元素矿质元素必须溶解在水中必须溶解在水中呈离子状态呈离子状态，才能，才能被被细胞细胞吸收吸收。吸收吸收矿质元素矿质元素离子离子的多少可以的多少可以调节细胞液的浓度调节细胞液的浓度，影响对水分影响对水分的吸收。的吸收。矿质元素矿质元素离子离子被吸收后被吸收后随水分随水分在导管中在导管中运输运
18、输，蒸腾，蒸腾作用在作用在促进水分运输促进水分运输的同时的同时也促进也促进矿质元素矿质元素离子的运输离子的运输知识拓展知识拓展 植物对水分和离子吸收的关系相对独立植物对水分和离子吸收的关系相对独立比较比较项目项目水分的吸收及运输水分的吸收及运输离子的吸收离子的吸收过程过程主要通过主要通过渗透作用渗透作用完成完成通过通过主动运输主动运输完成完成动力动力浓度差，浓度差，蒸腾作用蒸腾作用，不消，不消耗耗ATP根细胞呼吸产生的根细胞呼吸产生的ATP条件条件必须具必须具有渗透系统有渗透系统(半透半透膜两侧溶液存在浓度差膜两侧溶液存在浓度差)以以蒸腾作用蒸腾作用为动力为动力由由根细胞提供根细胞提供运输的运
19、输的动力动力具备具备载体载体方向方向水分从溶液水分从溶液浓度低浓度低的一侧的一侧向高向高的一侧渗透的一侧渗透离子从离子从土壤吸收土壤吸收进入植物体进入植物体影响影响因素因素细胞液与外界溶液的细胞液与外界溶液的浓浓度差度差蒸腾作用蒸腾作用的强度的强度土壤土壤含氧量含氧量土壤土壤温度温度细胞膜上细胞膜上载体载体的的种类种类和和数量数量选择性选择性无无有有技能训练技能训练解读图表：解读图表：右图表示的是一个动物右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相细胞内外不同离子的相对浓度，分析图表提供对浓度，分析图表提供的信息，结合所学的知的信息，结合所学的知识，回答问题：识，回答问题：1 1、哪种离子通过主动
20、运、哪种离子通过主动运输进入细胞？输进入细胞？2 2、哪种离子通过主动运、哪种离子通过主动运输排出细胞？输排出细胞？3 3、你是如何作出以上判、你是如何作出以上判断的？断的？下列物质以不同运输方式通过细胞膜的下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是（是（ ）。）。A A 甘油、二氧化碳甘油、二氧化碳 B B 钾离子、水钾离子、水 C C 氨基酸、钾离子氨基酸、钾离子 D D 葡萄糖、糖原葡萄糖、糖原第一关第一关 A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！BCD不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关
21、知识闯关人红细胞中的人红细胞中的K+K+浓度比血浆中高浓度比血浆中高3030倍，而倍，而Na+Na+浓度却只有血浆的浓度却只有血浆的1/61/6，合理的解释是，合理的解释是（ ）。）。 A A 细胞膜对细胞膜对K+K+、Na+Na+的特异性吸收的特异性吸收 B B 人体对人体对K+K+、Na+Na+需求不同需求不同 C C 细胞膜的主动选择吸收细胞膜的主动选择吸收 D D 红细胞中无细胞核红细胞中无细胞核A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！BCD不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！第二关第二关
22、甜菜块根细胞中的液泡中有花青素，能使块根呈现甜菜块根细胞中的液泡中有花青素，能使块根呈现红色。将块根切成小块，放入蒸馏水中，蒸馏水颜红色。将块根切成小块，放入蒸馏水中，蒸馏水颜色无明显的变化。但用盐酸处理块根后，则使蒸馏色无明显的变化。但用盐酸处理块根后，则使蒸馏水变红。其原因是（水变红。其原因是（ ）。）。A A 细胞壁被盐酸破坏细胞壁被盐酸破坏 B B 花青素不溶于水而溶于盐酸花青素不溶于水而溶于盐酸C C 盐酸破坏了细胞的选择透过性盐酸破坏了细胞的选择透过性 D D 盐酸破坏了原生质层的选择盐酸破坏了原生质层的选择透过性透过性A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！BCD不要灰心，不要
23、灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！第三关第三关图表示细胞膜的亚显微结构。请根据图表示细胞膜的亚显微结构。请根据图表示细胞膜的亚显微结构。请根据图表示细胞膜的亚显微结构。请根据图回答下面的问题。图回答下面的问题。图回答下面的问题。图回答下面的问题。（1 1 1 1）图中）图中）图中）图中A A A A的性质是由的性质是由的性质是由的性质是由 决定的决定的决定的决定的（2 2 2 2）下列有关的叙述）下列有关的叙述）下列有关的叙述）下列有关的叙述错误错误错误错误的是（的是（的是（的是（ ）A A A A适当提高温度
24、，能使适当提高温度，能使适当提高温度，能使适当提高温度，能使A A A A和和和和B B B B的相对运动加快，通透性增的相对运动加快，通透性增的相对运动加快，通透性增的相对运动加快，通透性增加有利于生命活动的进行加有利于生命活动的进行加有利于生命活动的进行加有利于生命活动的进行B B B B在动物细胞中在动物细胞中在动物细胞中在动物细胞中B B B B的不饱和程度比植物高的不饱和程度比植物高的不饱和程度比植物高的不饱和程度比植物高C C C C该结构的选择透过性与该结构的选择透过性与该结构的选择透过性与该结构的选择透过性与B B B B结构对极性分子的相对不透性结构对极性分子的相对不透性结构
25、对极性分子的相对不透性结构对极性分子的相对不透性和和和和A A A A的载体转运作用有关的载体转运作用有关的载体转运作用有关的载体转运作用有关D D D D甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于甘油分子能迅速通过该结构，是由于甘油能溶于B B B B层结层结层结层结构中构中构中构中核酸（核酸（mRNA或或DNA） 最后一关最后一关A （3 3）该结构的基本功能是）该结构的基本功能是_。 与此相关的对生命活动至关重要的特性是与此相关的对生命活动至关重要的特性是_。（4 4）细胞识别、物质的跨膜运动等与图中）细胞识别、物质的跨膜运动等与图中 （填（填字母）有关。字母）有关。（5 5）叶绿体和线粒体等细胞结构中均有此结构，但执）叶绿体和线粒体等细胞结构中均有此结构，但执行的具体功能有很大的区别，其原因是由于图中行的具体功能有很大的区别，其原因是由于图中_（填字母）不同所致。（填字母）不同所致。保护和运输（或控制物质出入细胞）保护和运输（或控制物质出入细胞） 选择透过性选择透过性 A A
