2026高三生物一轮复习1-4-2-物质出入细胞的方式及影响因素课件

生物学必修一《分子与细胞》第9讲

物质出入细胞的方式及影响因素2.1物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动2.1.1阐明质膜具有选择透过性2.1.2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2.1.3举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞内容要求目录Contents01影响物质跨膜运输因素的分析02物质出入细胞的方式01物质出入细胞的方式01物质出入细胞的方式有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳。当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液。甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散（freediffusion），也叫简单扩散（simplediffusion)。自由扩散/简单扩散与协助扩散01物质出入细胞的方式离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散（facilitateddiffusion），也叫易化扩散。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。自由扩散/简单扩散与协助扩散水分子可以通过自由扩散进出细胞，更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。01物质出入细胞的方式自由扩散/简单扩散与协助扩散水通道蛋白的结构模式图01物质出入细胞的方式主动运输Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。像这样，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，这种方式叫作主动运输。01物质出入细胞的方式胞吞胞吐乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶，都需要排出细胞外。当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起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，这种现象叫胞吞。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，这种现象叫胞吐。它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。01物质出入细胞的方式胞吞胞吐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___________是否需要转运蛋白否___________是否是胞内→胞外01物质出入细胞的方式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是否消耗能量否___________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01物质出入细胞的方式否是是主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。01物质出入细胞的方式判断方法根据分子大小与对载体、能量的需求判断物质出入细胞的方式1.神经递质为小分子物质，但释放的方式是胞吐（气体除外）。2.通过核孔运输的大分子物质有mRNA（从细胞核进入细胞质参与转录过程）、蛋白质（如组成染色体的蛋白质）等。01物质出入细胞的方式判断方法模式图中判断物质跨膜运输方式的方法例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√01物质出入细胞的方式02影响物质跨膜运输因素的分析1.物质浓度自由扩散转运蛋白协助扩散或主动运输02影响物质跨膜运输因素的分析2.氧气浓度自由扩散或协助扩散主动运输02影响物质跨膜运输因素的分析3.温度流动性例2.主动运输可根据是否由ATP直接供能，分为原发性主动运输和继发性主动运输，其中继发性主动运输不由ATP直接供能。图甲为人小肠上皮细胞与肠腔、组织液之间部分物质交换的示意图，图乙表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系。下列有关叙述错误的是02影响物质跨膜运输因素的分析A.图甲中转运蛋白①运输葡萄糖的方式为继发性主动运输B.图甲中转运蛋白②的功能可能包括物质运输和催化作用C.图甲中转运蛋白②和转运蛋白③运输物质的速率与被转运分子浓度的关系，分别用图乙中的曲线a和曲线b表示D.由图甲可知，同一种物质可能存在两种跨膜运输方式√02影响物质跨膜运输因素的分析02影响物质跨膜运输因素的分析另一种角度看影响载体、离子泵主要影响协助扩散和主动运输，尤其是主动运输。1.载体蛋白又称为载体。能够与特异性物质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的物质转移到膜的另一侧。有高度的特异性有饱和现象有竞争抑制性即载体上有结合位点，只能与某一种物质进行暂时、可逆的结合或分离。而且，一个特定的载体只运载一种类型的化学物质，甚至一种分子或离子。膜结构中与该物质易化扩散有关的载体蛋白质分子的数目或每一载体分子上能与该物质结合的位点的数目是固定的，于是出现了饱和，不能使载运量随底物浓度增加而无限增加。两种物质的结构如果相似，它们会竞相与载体结合，甲多结合一个，乙就少结合一个。02影响物质跨膜运输因素的分析另一种角度看影响2.离子泵是膜运输蛋白之一，也看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学势梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能量，属于主动运输。其中，钠-钾离子泵普遍存在于动、植物细胞质膜上，它有大小两个亚基，大亚基催化ATP水解；小亚基是一个糖蛋白。大亚基以亲Na+态结合Na+后，触发水解ATP。每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外，同时摄取2个K+入胞，造成跨膜梯度和电位差，如此造成膜内高K+膜外高Na+状态。膜内高K+，膜外高Na+、离子跨膜梯度以及电位差都有可能激活和启动离子泵。02影响物质跨膜运输因素的分析另一种角度看影响3.能量的影响势能的作用分子本身存在势能。势能大小主要决定于溶液浓度，平常所说的不消耗能量只是指分子势能以外的能量，正如物体从高处自由下落一样，能量来源于物体所具有的势能，而不需要施加外力。ATP泵的作用离子泵可以直接消耗ATP完成主动运转。以钠泵为例，没有Na+由高浓度膜外进入膜内，就不会出现葡萄糖逆浓度梯度进入膜内，即使运载的载体很多。此过程