高中生物苏教版必修1教学案：第三章 第三节 第1课时 被动运输和主动运输

- 1 - 第三节物质的跨膜运输 第1课时 被动运输和主动运输 1.跨膜运输的形式包括自由扩散、协助扩散和主动 运输三种形式。 2．细胞对小分子或离子等物质的输入和输出具有 选择性，体现了细胞膜的功能特点是选择透过性。 3．被动运输包括自由扩散和协助扩散，都是顺浓 度梯度运输，不消耗能量，但是协助扩散需要载体 蛋白。 4．主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体 蛋白的协助和消耗能量。 5．大分子和颗粒性物质进出细胞的运输方式是胞 吞和胞吐，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性。

一、基本概念 1．自由扩散是指不需要载体蛋白参与的简单扩散。 2．协助扩散是指需要载体蛋白参与的扩散。 3．主动运输是指物质逆浓度进出细胞，不仅需要膜上载体蛋白的参与，还需要消耗细胞代谢释放的能量。 4．大分子物质和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐作用进出细胞。 二、跨膜运输的结构基础[识图填空]

三、物质跨膜运输的比较[填表] - 2 -

方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散

物理 模型

运输 方向 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 物质 类型 O2、乙醇、甘油等 葡萄糖进入人的红细胞 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸

1．判断下列说法的正误 (1)细胞膜具有选择透过性(√) (2)顺浓度梯度运输物质是被动运输的唯一共同点(×) (3)葡萄糖进入不同细胞的运输方式不一定相同(√) (4)物质进出细胞时消耗能量的转运方式一定是主动运输(×) (5)细胞的胞吞和胞吐作用体现了细胞膜具有流动性(√) (6)物质通过胞吞、胞吐作用出入细胞的过程仅穿过一层膜(×) 2．已知某种物质通过细胞膜的方式如右图所示，下列哪种物质的运输方式与其相同( ) A．O2 B．H2O C．Cl－ 解析：选C 图中物质的运输消耗能量且逆浓度梯度，所以是主动运输，O2、H2O的运输是自由扩散，Cl－的运输是主动运输。 3．刚萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞中的水分能够得到恢复。水分进入细胞的方式是( ) A．主动运输 B．自由扩散 C．协助扩散 解析：选B 水分进出细胞的方式是自由扩散。 4．甲(○)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(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( ) - 3 -

A．甲进入细胞一定不需要载体 B．甲运出细胞一定不需要载体 C．乙进入细胞一定需要能量 D．乙运出细胞一定需要能量 解析：选C 图中膜外甲浓度高、乙浓度低，膜内甲浓度低、乙浓度高，所以甲进入细胞不需要能量，运出细胞需要能量；乙进入细胞是低浓度到高浓度，则必然是主动运输，需要能量和载体蛋白协助，运出细胞不一定需要能量。 5．据报道，一种被称作“瘦素穿肠蛋白”的药物在治疗肥胖时，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为( ) A．主动运输 B．胞吞 C．协助扩散 解析：选B 当细胞摄取大分子时，首先是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，形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。“瘦素穿肠蛋白”是大分子物质，小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为胞吞。

核心要点| 物质运输方式的归纳与分析 1.小分子物质或离子的跨膜运输 (1)水与O2和CO2的自由扩散是不同的。水要通过细胞膜上的水通道蛋白自由进出细胞，相当于水管。原因是磷脂分子的尾部是疏水的。O2和CO2是直接通过磷脂双分子层自由进出细胞的。 (2)甘油、乙醇和苯等与细胞膜的基本支架磷脂双分子层都是脂质，根据相似相容原理，可直接通过磷脂双分子层进行自由扩散。 (3)葡萄糖进出人的红细胞是协助扩散，而进出其他细胞则是主动运输。 (4)一般情况下，离子进出细胞属于主动运输。 (5)运输不同物质分子或离子的载体蛋白也不相同。 (6)跨膜运输体现细胞膜的选择透过性。 2．物质跨膜运输的模型建构与分析 项目 模型建构 模型分析

自由扩散 物质的运输速率只与细胞外物质的浓度成正比，说明自由扩散只受物质浓度的影响

协助扩散 ①OA段物质运输速率随细胞外物质浓度的升高而加快，说明此段的限制因素是物质浓度②AB段即使增加物质浓度，物质的运输速率也不再增加，此段的限制因素是载体蛋白的数量 - 4 -

主动运输 ①OA段，细胞内的浓度小于细胞外物质浓度，此时是顺浓度梯度运输，速率快 ②AB段，细胞内的浓度大于细胞外物质浓度，此时是逆浓度梯度运输，OB段限制因素是物质浓度 ③BC段的限制因素是载体蛋白数量或能量。外界因素是氧气分压或温度 [名师点拨] 对主动运输的深度理解 “主动”表现在细胞根据生命活动的需要，主动地选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。其意义是有利于细胞完成各项生命活动。 3．胞吞和胞吐 胞吞 胞吐

示意图

过程 大分子物质附着在细胞膜上→细胞膜内陷形成小囊→小囊泡→大分子物质进入细胞内

细胞内需要外排的大分子物质在细胞内形成小囊泡→小囊泡移动到细胞膜处→小囊泡与细胞膜融合→大分子物质排到细胞外 实例 变形虫的摄食、吞噬细胞吞噬病原体等 人体内的消化酶、抗体等的分泌 对象 大分子的物质或颗粒性物质 [思考探究] (1)RNA和蛋白质进出细胞核是不是胞吐和胞吞呢？ 提示：RNA出细胞核、蛋白质进入细胞核是通过核孔进行的，因此不属于胞吐和胞吞。 (2)为什么说胞吞和胞吐不属于跨膜运输？ 提示：胞吞和胞吐通过小囊泡与细胞膜融合实现物质的运输，通过细胞膜的层数是0，因此不属于跨膜运输。 (3)胞吞和胞吐与主动运输的共同点是什么？ 提示：共同点是需要消耗细胞代谢产生的能量。 (4)胞吞和胞吐利用了细胞膜的什么特性？ 提示：利用了细胞膜的流动性。 [题组冲关] 1．下图表示物质进出细胞的两种方式，下列叙述正确的是( ) - 5 -

A．Ⅰ和Ⅱ分别表示胞吞和协助扩散 B．氧气以Ⅰ方式进入细胞 C．二氧化碳和水以Ⅱ方式进出细胞 D．Ⅰ和Ⅱ分别表示胞吐和主动运输 解析：选B 图Ⅰ表示物质从高浓度一侧扩散到低浓度一侧，不需载体蛋白和能量，即图Ⅰ表示物质通过自由扩散的方式进入细胞；图Ⅱ表示物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输，需要载体蛋白的协助和消耗能量，属于主动运输；二氧化碳、氧气和水都是以Ⅰ方式(自由扩散)进出细胞的。 2．如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是( )

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响 解析：选C 脂溶性小分子物质通过自由扩散的方式运输，方式a为自由扩散；方式b为协助扩散或主动运输，最大的转运速率与载体蛋白的数量有关；抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，但不影响自由扩散和协助扩散。

一、选择题 1．胆固醇、小分子的脂肪酸、维生素D等以自由扩散的方式优先通过细胞膜，这是因为( ) A．细胞膜具有一定的流动性 B．细胞膜上镶嵌了各种形态的蛋白质分子 C．细胞膜是选择透过性膜 D．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架 解析：选D 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据相似相溶的原理，胆固醇、小分子的脂肪酸、维生素D等脂溶性物质可以通过自由扩散的方式优先进入细胞。 - 6 -

2．某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系。在研究某种物质的跨膜运输时，发现与曲线②和④相符，最可能是下列哪一过程( )

A．葡萄糖从血浆进入哺乳动物的成熟红细胞 B．细胞排出二氧化碳 C．小肠上皮细胞从小肠内吸收葡萄糖 D．组织细胞从组织液中吸收氧气 解析：选C 符合曲线②和④的方式是主动运输，A项是协助扩散，B项和D项是自由扩散，只有C项是主动运输。 3．用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的，该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是( ) A．固醇，自由扩散 B．性激素，协助扩散 C．蛋白质，主动运输 D．蛋白质，胞吞 解析：选D 该药物不容易进入细胞，因此它应该是一种大分子物质，固醇、性激素都属于脂质，很容易通过磷脂双分子层，所以该药物的化学成分是蛋白质；蛋白质进入细胞方式是胞吞。

4．关于下图中序号代表过程的叙述，正确的是( ) A．①和②所示过程都需消耗能量 B．只有①所示过程能逆浓度梯度运输物质 C．大分子物质只有通过①过程才能进入细胞 D．氨基酸进入组织细胞与过程②有关 解析：选B 分析题图可知，物质跨膜运输方式包括被动运输和①(主动运输)，被动运输包括自由扩散和②(协助扩散)。主动运输需要载体蛋白和能量；协助扩散需要载体蛋白，不需要能量；自由扩散不需要载体蛋白和能量；主动运输可以逆浓度梯度进行；大分子物质通过胞吞进入