高中生物学必修一学案 第4章 第2节 主动运输与胞吞、胞吐

第2节主动运输与胞吞、胞吐课堂互动探究案课程标准1.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。2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。素养达成设疑激趣香港是中国的特别行政区，每个公民都能自由进出香港吗？在什么条件下可以进出香港？假如你到香港去学习，你会以何种交通方式进出香港？同样的道理，不是所有物质都能自由进出细胞，即使能够进出细胞，其方式也可能各不相同。那么细胞内外的物质到底是怎样通过细胞膜的呢？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一主动运输1.(教材P70图4－6)被动运输是顺浓度梯度的转运方式，细胞逆浓度梯度吸收营养物质的方式为主动运输。结合图示回答下列问题：(1)主动运输的方向是______________________________。(2)主动运输需要的条件是________________________________________________________________________________________________。(3)主动运输过程中载体蛋白发生的变化是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快，据此分析：(1)研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。这说明影响主动运输的因素之一是什么？(2)研究表明，丙植物对M离子的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：①ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输__________________。②bc段：受____________的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。3．(1)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？(2)从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？[特别提醒]载体蛋白的特点(1)与被转运的离子或分子结合。(2)具有特异性：一种载体蛋白只能与一种或一类离子或分子结合，不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量不同。(3)具有饱和现象：当细胞膜上载体蛋白已经全部参与运输时，细胞通过该载体蛋白运输物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。(4)转运过程空间结构发生变化。(5)可重复利用。[方法链接]物质出入细胞方式的判断[知识拓展]主动运输的种类(1)协同转运(ATP间接提供能量)：一种间接消耗能量的主动运输方式，由协同转运蛋白介导，分为同向协同转运和反向协同转运两类，物质跨膜转运所需要的直接动力来自膜两侧离子浓度梯度。(2)ATP驱动泵：一种ATP酶，通过水解ATP产生能量，实现离子或小分子浓度梯度的跨膜运输。(3)光驱动泵：一些光合细菌细胞质膜上的H＋泵，它们被光激活后，形成跨膜的H＋浓度梯度，驱动溶质的主动运输。1.物质进出细胞的方式比较自由扩散协助扩散主动运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度转运蛋白不需要 需要 需要能量不需要 不需要 需要图例举例O2、CO2、甘油等脂溶性物质 血浆中葡萄糖进入红细胞 K＋进入红细胞，葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞2.影响物质跨膜运输的因素(1)细胞膜两侧物质浓度差：(2)O2浓度：(3)温度：3．物质跨膜运输方式的实验探究(1)实验原理根据主动运输和被动运输对能量和转运蛋白的需求，确定实验的自变量。(2)实验方法①探究是主动运输还是被动运输的方法②探究是自由扩散还是协助扩散的方法1．(合格考)人红细胞细胞质中K＋的浓度比血浆高30倍，下列关于红细胞从血浆吸收K＋的叙述，不正确的是()A．逆浓度梯度进行B．需要载体蛋白的协助C．消耗细胞内化学反应所释放的能量D．K＋直接穿过磷脂双分子层2．(合格考)苏丹Ⅳ是一种致癌的有机染料，某地区的一些养殖户用掺入苏丹Ⅳ的饲料喂养蛋鸭，结果产出了有毒的“红心”鸭蛋。由此推断，苏丹Ⅳ能进入卵黄，说明它可能是()A．脂溶性物质，进入方式是“主动运输”B．脂溶性物质，进入方式是“被动运输”C．水溶性物质，进入方式是“主动运输”D．水溶性物质，进入方式是“被动运输”3.(等级考)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()A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入细胞一定需要能量D．甲运出细胞一定不需要能量4．(等级考)研究发现，在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的载体。科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制出如图曲线，下列说法中不正确的是()A．细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍B．在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率探究点二胞吞与胞吐1.(教材P72“与社会的联系”)在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾，这种病原体通过饮食传播。请回答下列问题：(1)痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的运输方式是________作用，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。(2)痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞与细胞膜的________有关。(3)如何预防阿米巴痢疾？2．离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。分析如图，思考探究下列问题：(1)a方式称为________，大分子物质进入细胞时，大分子与膜上的________结合，引起这部分细胞膜内陷形成________，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成________，进入细胞内部。(2)b方式称为________，细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成________，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜________，将大分子排出细胞。(3)胞吞和胞吐都会发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现了生物膜的什么特性？(4)如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么？[微点拨]有关物质跨膜运输的5个不一定(1)需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。(2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。(3)从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。(4)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。(5)同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输。1．胞吞(1)过程：大分子物质与膜上的蛋白质结合→这部分细胞膜内陷形成小囊→小囊与细胞膜分离→形成囊泡，进入细胞内部。实例：人体白细胞吞噬病原体、变形虫摄食等。(2)特点：消耗能量，从细胞外到细胞内。2．胞吐(1)过程：大分子物质在细胞内形成囊泡→移动到细胞膜处→囊泡与细胞膜融合→大分子物质排出细胞。实例：分泌蛋白的分泌。(2)特点：消耗能量，从细胞内到细胞外。3．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性；胞吞和胞吐需要能量，如果分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吞和胞吐作用不能继续进行。4.“两看法”快速判定物质出入细胞的方式1．(合格考)据报道，一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，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．渗透作用B．胞吞C．协助扩散D．主动运输2.(合格考)如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述，错误的是()A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B．a要由细胞表面识别和内部供能才可能完成C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式3．(等级考)图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是()A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞D．口服维生素D通过方式⑤被吸收4．(等级考)物质跨膜运输有如图所示三种方式，相关叙述正确的是()A.氧气以方式2进入细胞B．物质以方式3进入细胞的过程不需消耗细胞提供的能量C．方式1和方式2两种方式都属于被动运输D．蛋白质分子可以通过方式3进入细胞强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构eq\a\vs4\al()主干落实1.主动运输既需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，又需要载体蛋白的协助，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。2．细胞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。3．大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐。它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈1.胰岛素是胰岛B细胞合成并释放到血浆中的蛋白质类激素，关于胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆过程的叙述，正确的是()A．需要转运蛋白协助B．不消耗细胞内化学反应所释放的能量C．存在囊泡与细胞膜的融合D．与构成细胞膜的磷脂运动无关2．正常情况下，甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A.甲运出细胞一定有载体蛋白参与B．甲进入细胞一定需要能量C．乙运出细胞一定有载体蛋白参与D．乙进入细胞一定不需要能量

3.如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是()管腔中氨基酸→上皮细胞管腔中Na＋→上皮细胞上皮细胞中氨基酸→组织液A主动运输被动运输被动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输主动运输4.如图为物质进出细胞的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输，下列叙述中，不正确的是()A．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输B．若A与B的分类依据为是否需要转运蛋白，则G可表示自由扩散C.若A与B的分类依据为是否需要转运蛋白，则C可表示主动运输D．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示被动运输5．如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：(1)图中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。(2)甘油和葡萄糖两种物质中，通过B方式进入红细胞的是________。(3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助________________，该物质是在细胞内的________上合成的。(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________(填字母)方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜具有____________的特点，穿膜层数为________。(5)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。疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材问题探讨1．提示：不是。2．提示：需要。3．提示：有一定的普遍性。练习与应用一、概念检测1．(1)×(2)×(3)×(4)√2.A3.A二、拓展应用1．提示：如果将草履虫放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快，而在海水中伸缩频率减慢。2．提示：主动运输。实验思路：①取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的无机盐溶液中。②甲组给予正常呼吸条件，乙组加入呼吸酶抑制剂完全抑制细胞呼吸。③在相同且适宜条件下培养一段时间后，测定两组植株根吸收无机盐离子的速率。第2节主动运输与胞吞、胞吐夯基提能·分层突破探究点一【师问导学】1．(1)逆浓度梯度。(2)需要膜上的载体蛋白和细胞内化学反应所释放的能量。(3)离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。2．(1)载体蛋白的种类和数量。(2)需要消耗能量载体蛋白数量3．(1)松土可增加土壤中O2含量，促进根系的有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。(2)能量——线粒体，载体蛋白——核糖体。【随堂检测】1．解析：由于红细胞细胞质中K＋的浓度比血浆中的高30倍，红细胞吸收K＋的方式是主动运输。主动运输是逆浓度梯度进行的、需要载体蛋白的协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量，A、B、C正确；K＋不能直接穿过磷脂双分子层，只能借助载体蛋白进入细胞，D不正确。答案：D2．解析：脂肪可被苏丹Ⅳ染成红色，说明苏丹Ⅳ是脂溶性物质，被吸收进细胞的方式是自由扩散，特点是顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白和能量，属于被动运输。答案：B3．解析：乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助；乙物质出细胞是顺浓度梯度运输，可能是自由扩散；甲进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。答案：A4．解析：由图可知，细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率是30左右，主动运输是10左右，A正确；在较低浓度下主动运输先达到饱和状态，B正确；小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式是同时进行的，C正确；在较高浓度下，细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，D错误。答案：D探究点二【师问导学】1．(1)胞吐胞吞(2)流动性(3)注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。2．(1)胞吞蛋白质小囊囊泡(2)胞吐囊泡融合(3)流动性(4)胞吞和胞吐需要消耗能量。【随堂检测】1．解析：瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。答案：B2．解析：胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，胞吞是物质通过膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内的；细胞分泌是高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式不是胞吞和胞吐，而是利用膜的选择透过性以主动运输、自由扩散等方式进行。答案：D3．解析：葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。答案：A4．解析：氧气以自由扩散的方式进入细胞，即图中的方式1，A错误；方式3的运输方式为主动运输，而主动运输需要载体蛋白与能量，因此物质以方式3进入细胞的过程需要消耗细胞提供的能量，B错误；方式1为自由扩散，方式2属于协助扩散，二者都属于被动运输，C正确；蛋白质分子属于大分子物质，大分子物质进入细胞的方式是胞吞，而不是主动运输，D错误。答案：C高效课堂·实践运用1．解析：胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的方式是胞吐。胞吐不需要转运蛋白协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量、离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，A、B、D错误；胰岛素分泌过程中，胰岛素先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆，C正确。答案：C2．解析：甲物质在细胞外浓度高，细胞内浓度低，所以甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，运输方式是主动运输，此运输方式既需要消耗能量又需要载体蛋白协助，A正确；甲物质进入细胞是从高浓度一侧向低浓度一侧，即顺浓度梯度进行，不需要消耗能量，B错误；乙物质在细胞内浓度高，细胞外浓度低，进入细胞时是主动运输，需要消