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考点二物质出入细胞的方式及影响因素
1.被动运输
(1)概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散。
(2)两种类型
2.主动运输
(1)方向：一般情况下物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧。
(2)特点：需要载体蛋白协助，还需要消耗能量。
(3)生理意义：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。
(4)不同跨膜运输方式的实例[连线]：
3.胞吞和胞吐
(1)胞吞：
①概念：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。
然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。
②实例：白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬有机颗粒。
(2)胞吐：
①概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
②实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。
1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式。
第6课时物质出入细胞的方式及影响因素课标要求 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，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
1．物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散图例运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外是否需要转运蛋白否是是否是否消耗能量否否是是举例O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等巨噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌易错提醒(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。
(2)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
(3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。
延伸应用“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2．影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度(2)氧气浓度(3)温度3．探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散考向一物质跨膜运输方式的判断1．(2022·北京房山高三期末)下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是()A．同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同B．①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助C．③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量D．胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用答案 D解析胰岛素是大分子蛋白质，以胞吐的形式出细胞发挥作用，D错误。
2．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。
下列叙述正确的是()A．a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程B．肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的C．蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光器细胞内均可发生c类型D．温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率答案 A解析蓝细菌、水绵、叶肉细胞细胞内有光合色素均可利用光能，能发生c类型，而萤火虫发光器细胞没有光合色素，不能利用光能，故不能发生c过程，C错误；温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率，而氧气浓度只影响b过程，D错误。
物质进出细胞的方式物质跨膜运输的方式，物质通过简单扩散作用影响单纯扩散的主要因素有二：①膜两侧的溶质分子浓度梯度。
浓度梯度大，物质顺浓度梯度扩散就多；浓度梯度消失，扩散就停止。
②膜对该物质的通透性。
由于细胞膜的结构是脂质双分子层，所以膜对脂溶性高的物质如氧和二氧化碳通透性大，扩散容易；对脂溶性低和非脂溶性物通透性小，扩散就难。
进出细胞，叫做自由扩散。
自由扩散定义：物质通过简单扩散作用(simple transport)进出细胞，叫做自由扩散.其特点是：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助。
某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数（D）来计算：P=KD/t，t为膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子比大分子容易透过。
具有极性的水分子容易透过是因水分子小，可通过由膜脂运动而产生的间隙。
非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的事实上细胞的物质转运过程中，透过脂双层的简单扩散现象很少，绝大多数情况下，物质是通过载体或者通道来转运的。
离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助，按浓度梯度扩散进入质膜的，有的则是通过主动运输的方式进行转运。
举例：氧气，二氧化碳，水，甘油，乙醇，苯，脂肪酸，尿素，胆固醇，脂溶性维生素，气体小分子等协助扩散也称促进扩散、易化扩散（faciliatied diffusion），其运输特点是：①比自由扩散转运速率高；②存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。
如超过一定限度，浓度不再增加，运输也不再增加。
因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；③有特异性，即与特定溶质结合。
第7课时物质出入细胞的方式及影响因素课标要求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，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
1．物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐简单扩散协助扩散吞噬胞饮图例运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外是否需要载体否是是否是否消耗能量否否是是举例O 2、CO 2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等巨噬细胞吞噬抗原，细胞通过小囊泡摄入微滴状液体胰岛素、消化酶、抗体的分泌易错提醒(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要通道蛋白和载体蛋白的作用。
(2)胞吞、胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
(3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜具有一定的流动性。
源于必修1P 66“应用题”：人们模拟细胞质膜的选择透过性功能，设计一种膜，滤去海水中的盐分，对海水进行淡化处理；或在处理污水时，有选择地将有毒的金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒的金属离子对水的污染。
延伸应用“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2．影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度(2)氧气浓度(3)温度3．通道蛋白和载体蛋白的作用机制(1)通道蛋白和载体蛋白①通道蛋白：作用于协助扩散，包括离子通道蛋白和水通道蛋白。
②载体蛋白：作用于协助扩散和主动运输。
(2)作用机制①通道蛋白：可被不同诱导因子诱导其开与关，只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，如神经细胞质膜上的Na＋或K＋通道蛋白与兴奋的产生和传导有关。
人的肾脏通过水通道对水分子进行重新吸收，使尿液浓缩。
②载体蛋白：运输时先与被运输的离子或分子结合，通过自身构象的变化或移动完成物质运输。
如红细胞质膜上的特定载体蛋白运输葡萄糖，红细胞质膜上的Na＋－K＋泵运输Na＋和K ＋。
《物质通过多种方式出入细胞》知识清单细胞是生命活动的基本单位，而物质的进出细胞对于细胞的生存和功能发挥至关重要。
物质通过多种方式出入细胞，包括被动运输、主动运输和胞吞胞吐等。
一、被动运输被动运输是指物质顺着浓度梯度进行的跨膜运输，不需要消耗细胞代谢产生的能量。
被动运输又可以分为自由扩散和协助扩散两种方式。
1、自由扩散自由扩散也称为简单扩散，是指物质从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧转运，不需要载体蛋白的协助，也不需要消耗能量。
一些小分子物质，如氧气、二氧化碳、氮气、苯、乙醇、甘油等，都可以通过自由扩散的方式进出细胞。
以氧气为例，当细胞外氧气浓度高于细胞内时，氧气分子会凭借自身的热运动，从细胞外扩散进入细胞内，直到细胞内外氧气浓度达到平衡。
2、协助扩散协助扩散是指物质在载体蛋白的协助下，从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧转运，不需要消耗能量。
葡萄糖进入红细胞、钠离子进入神经细胞等都属于协助扩散。
载体蛋白具有特异性，一种载体蛋白通常只能运输一种或一类物质。
例如，葡萄糖进入红细胞是通过特定的载体蛋白来实现的。
二、主动运输主动运输是指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，同时还需要消耗细胞代谢产生的能量。
主动运输对于细胞来说非常重要，它能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地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。
例如，植物根细胞吸收土壤中的矿质离子、小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等营养物质，都是通过主动运输的方式进行的。
主动运输的载体蛋白具有与被运输物质结合的特异性位点，当被运输物质与载体蛋白结合后，会引起载体蛋白的构象发生变化，从而将物质运输过膜。
同时，细胞通过呼吸作用产生的 ATP 为主动运输提供能量。
三、胞吞和胞吐胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式，它们都涉及到细胞膜的变形和包裹。
1、胞吞胞吞是指大分子物质或颗粒性物质被细胞膜包裹后，形成囊泡进入细胞的过程。
胞吞可以分为吞噬作用和胞饮作用。
物质出入细胞的方式
摘要：由于细胞膜的化学组成和结构特征，使其对各种物质出入细胞具有控制作用。
细胞控制物质出入的方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输以及内吞和外排作用。
不同的物质有不同的出入细胞的方式，同一种物质在不同的条件下也可能以不同的方式出入细胞。
本文着重介绍的是非脂溶性的极性分子和带电离子通过膜的方式问题。
关键词：自由扩散协助扩散主动运输内吞和外排作用通道载体
在各时期高中生物教科书上都有关于物质出入细胞方式的内容，因为这是细胞膜最重要的功能。
但课本对这部分内容谈得比较肤浅，没有深入展开，有些老师和同学在总结物质出入细胞方式的时候为了记忆方便，习惯与说成：水、氧气、二氧化碳、甘油、脂肪酸、苯、乙醇等通过自由扩散方式穿过细胞膜；葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散；葡萄糖进入其他细胞以及其他小分子和离子（如氨基酸、Na+、K+等）在各种情况下都以主动运输方式进出细胞。
其实这种说法很不恰当，因为葡萄糖除以协助扩散方式进入红细胞外，也可以以协助扩散方式进入其他细胞；氨基酸、葡萄糖、Na+、K+等除了以主动运输方式进出细胞，也可以以其他方式进出细胞。
物质出入细胞的方式不光与细胞膜的结构和功能有关，也与这些物质理化性质及细胞内外浓度差有关。
以下是从不同物质的角度对它们进出细胞的方式做个简单的总结。
1．脂溶性的非极性分子在任何细胞中都以自由扩散方式穿过磷脂双分子层
脂溶性的非极性分子包括甘油、脂肪酸、苯、脂溶性维生素、O2等。
由于细胞膜中含有大量磷脂，并形成双分子层构成细胞膜的基本支架，根据相似相溶原理，这些物质就能直接穿过脂双层而进出细胞。
当然，它们是进还是出，则完全取决于细胞内外浓度差：若细胞外浓度高就进入细胞，若细胞内浓度高就流出细胞，动力都是来自浓度差。
由此可见，这些物质出入细胞的方式属于自由扩散，扩散的最终结果使这些物质在细胞内外保持平衡，若不能保持平衡就会一直扩散下去。
2．非脂溶性的极性分子和带电离子通过膜蛋白以不同的方式进出细胞
2．1．水等分子量很小的极性小分子物质通过特殊通道以自由扩散的方式穿过膜
水、二氧化碳、乙醇、尿素等极性小分子不溶于脂，因而不能像脂溶性物质那样直接穿过磷脂双分子层，但它们却是典型的以自由扩散方式穿过膜的物质。
那么它们是怎样进行自由扩散的呢？目前弄得比较清楚的是水的自由扩散过程。
科学家研究发现，在细胞的膜蛋白中有一类具有通道作用的蛋白质，叫做通道蛋白，在通道蛋白中又有一种是专门提供给水进出细胞的，叫水的通道，这种水的通道的典型特征是具有特定大小的孔径，这种孔径可以保证水的通过，但其他物质却不能通过，并且这种水的通道是始终开放着的，所以细胞内外的水分子只要存在浓度差，就会由高浓度一侧穿过该通道进入低浓度一侧，使细胞两侧的水分子浓度保持平衡。
这类物质的自由扩散和脂溶性物质的自由扩散的主要区别表现在途径上：一个是通过磷脂双分子层，一个是通过通道蛋白。
2．2．葡萄糖和氨基酸等分子量较大的极性小分子通过载体以协助扩散和主动运输两种方式出入细胞葡萄糖和氨基酸等小分子颗粒因为是极性分子，不溶于脂，同时细胞膜上又缺乏相应的通道蛋白，所以它们既不能以自由扩散方式穿过脂双层，也不能像水那样通过通道来进行自由扩散。
但细胞膜上有能分别与葡萄糖和氨基酸等小分子特异性结合的载体蛋白，这种载体蛋白能通过与相应物质发生特异性结合，使蛋白质的构象发生变化，从而实现对相应物质的跨膜运输。
这种跨膜运输当把所运输的物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧时，不需消耗细胞代谢所产生的能量，是一个协助扩散的过程；但若是把所运输的物质由低浓度一侧运输到高浓度一侧时，则需消耗细胞代谢所产生的能量，是一个主动运输的过程。
例如，人体消化道内的葡萄糖和氨基酸因浓度一般低于消化道上皮细胞，所以它们吸收到人体内的过程是主动运输；而红细胞等组织细胞因葡萄糖和氨基酸的浓度低于它们所处的内环境，所以吸收的方式一般是协助扩散。
有人为了探究小肠上皮细胞是否一定以主动运输方式吸收葡萄糖，将小肠上皮细胞分别放在葡萄糖浓度高于小肠上皮细胞和葡萄糖浓度低于小肠上皮细胞的葡萄糖溶液中，通过观察小肠上皮细胞的耗氧量来确定葡萄糖的运输方式，结果发现小肠上皮细胞在外界葡萄糖浓度高于小肠上皮细胞时，耗氧量明显低于外界葡萄糖浓度低于小肠上皮细胞时的耗氧量。
而放在高浓度葡萄糖溶液中的小肠上皮细胞，开始耗氧相对较慢，但随着细胞外的葡萄糖不断被吸收，在某一时刻，小肠上皮细胞的耗氧量会突然增加。
耗氧量增
加其实是细胞消耗ATP增加的表现，所以上述实验证明了小肠上皮细胞既可以通过主动运输方式吸收葡萄糖，也可以通过协助扩散方式吸收葡萄糖。
具体哪种方式则是取决于细胞内外的葡萄糖浓度差。
2．3．Na+、K+、Ca2+等带电离子通过通道和载体以自由扩散、协助扩散和主动运输三种方式出入细胞Na+、K+、Ca2+等带电离子因为带有电荷，显然不能以自由扩散方式穿过磷脂双分子层，但这并不意味着它们就不能进行自由扩散，事实上不同的离子在不同的条件下可以以自由扩散、协助扩散和主动运输三种方式出入细胞。
首先，有些离子可以通过自由扩散出入细胞。
细胞膜上通道蛋白除了前面提到的水通道之外，还有一些门通道，如Na+通道、K+通道等。
这些门通道同样具有专一性，如Na+通道只能让Na+通过，K+通道只让K+通过。
但与水通道不同的地方是：水通道是连续开放的，水分子只要在通道两侧有浓度差存在，就会穿过通道；门通道的开放是不连续的，只有在特定条件刺激下，门通道被瞬时打开，相应的离子才能穿过通道，并且是由高浓度一侧流到低浓度一侧，可见此时的穿越方式应属于自由扩散。
典型的例子是神经细胞在受到刺激时，细胞的膜电位会由外正内负变成外负内正，这主要是由于细胞外高浓度Na+通过Na+通道的瞬时打开自由扩散到细胞内的结果。
不过离子通道的开启时间是极短的，一般在几毫秒后，通道关闭，这种自由扩散就会停止，所以Na+、K+不能通过这些门通道的自由扩散而使细胞内外的Na+、K+离子保持平衡。
当然并非所有的离子在细胞膜上都有与之对应的通道，所以也就不能认为所有的离子都能在细胞膜上进行自由扩散。
其次，还有些离子可以通过协助扩散出入细胞。
有些离子在细胞膜上有与之相对应的可动离子载体，这些可动离子载体能与相应离子结合，在细胞不提供ATP的情况下，把它们由高浓度一侧运输到低浓度一侧，这样的离子穿越细胞膜的方式属于协助扩散。
例如缬氨霉素就是一种可动离子载体，它能运输K+顺着电化学梯度穿过细胞膜；离子载体A23187能运输二价的阳离子（如Ca2+、Mg2+）同样顺着浓度梯度穿过细胞膜。
通过前两点所述，我们可以看出，有些离子
介导进出细胞，如K+。
区别在哪呢？载体和和
通道所介导的溶质扩散最大区别表现在扩散速
率上，由通道蛋白所介导的溶质扩散速率总是与
溶质浓度成正比，而由载体蛋白所介导的溶质扩
散速率根据其结合的溶质的量而有变化（见图），
这也进一步说明由载体蛋白所介导的溶质扩散
和通道蛋白所介导的溶质扩散分别属于协助扩
散和自由扩散。
另外，不同细胞具有的载体和通
道情况是不同的，有的细胞通过载体介导，有的
细胞则通过通道介导。
最后，各种离子还可以通过主动运输出入细胞。
各种离子在由高浓度向低浓度运输时，通过自由扩散和协助扩散实现，而在由低浓度一侧运输到高浓度一侧时，都必须通过主动运输方式才能实现，与前面两种运输方式不同的地方表现在：第一，运输过程需细胞代谢提供能量ATP；第二，需特定的载体，如Na+、K+运输需钠钾泵，Ca2+的运输需钙泵，并且这些“泵”是不同于前面的通道和载体的。
3．蛋白质、多核苷酸和多糖等大分子以内吞和外排作用进出细胞
如上所述，运输蛋白能介导许多小的极性分子通过细胞膜，但是它们不能运输大分子，如蛋白质、多核苷酸和多糖等。
可另一方面，大部分细胞又能摄入和排出特定的大分子，甚至颗粒物质都可以进出细胞，这一过程就是通过内吞和外排作用实现的。
内吞和外排作用的机理不同于小的分子和离子的运输，它涉及到一些有界膜的小囊泡有顺序的形成和融合，具体过程就不再累述。
总之，大部分物质出入细胞的方式是多样的，尤其是极性的分子和离子，更是要受到膜蛋白的控制。
我们不能笼统地认为大部分物质都只能通过主动运输才能进出细胞，其实细胞在不同的生理条件下，可以
让这些物质以不同的方式进出细胞，这样才能保证细胞的生命活动正常进行。
下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是（）
①水分子永远以自由扩散的方式出入细胞
②甘油分子永远以自由扩散的方式出入细胞
③Na+永远以主动运输的方式出入细胞
④氨基酸分子永远以主动运输的方式出入细胞
⑤葡萄糖分子既可以主动运输的方式出入细胞，也可以协助扩散的方式出入细胞A．①②③④B．①②③④⑤C．①②⑤D．⑤。
