【高中生物】2023-2024学年 人教版 必修一主动运输与胞吞、胞吐 课件

第2节主动运输与胞吞、胞吐1.通过比较与归纳,阐明主动运输与被动运输的过程和特点。2.通过对大分子物质进出细胞过程的分析,理解细胞膜的流动性与胞吞、胞吐的关系,形成结构与功能相适应的生命观念。目标素养知识概览一、主动运输1.对概念的理解(1)跨膜运输的方向:物质逆浓度梯度运输。(2)条件:需要相应载体蛋白的协助;消耗能量。2.实例小肠上皮细胞对Na+、K+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收,是通过主动运输进行的。3.意义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。微思考1从主动运输条件的角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些?提示:线粒体(提供能量)、核糖体(载体蛋白的合成场所)。微判断1基于对主动运输的认识,判断下列表述是否正确。1.氧气浓度的高低不影响细胞逆浓度梯度吸收物质。(

)2.温度影响主动运输的速率,也影响被动运输的速率。()3.主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。()4.协助扩散和主动运输需要细胞膜上的同一种载体蛋白。()×√××微训练1海带细胞中I-的浓度比海水中高出许多,其原因是(

)A.海带细胞膜为全透性膜 B.I-的通透性强C.海带细胞膜上运输I-的载体蛋白多

D.海水中的I-含量高答案:C解析:海带对I-的吸收是主动运输过程,从分子水平解释,是由于海带细胞膜上运输I-的载体蛋白多,而载体蛋白的种类和数量决定了细胞吸收离子的种类和数量。二、胞吞与胞吐1.胞吞大分子与膜上的蛋白质结合→细胞膜内陷形成小囊→小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡→进入细胞内部。2.胞吐大分子先包裹在细胞内形成的囊泡中→囊泡移动到细胞膜处→与细胞膜融合→大分子排出细胞。3.条件(1)消耗能量。(2)不需要转运蛋白的协助。(3)需要(填“需要”或“不需要”)膜蛋白参与。微思考2胞吞、胞吐与哪些细胞结构有关?提示:胞吞、胞吐都要通过囊泡实现。胞吞过程中的囊泡由细胞膜内陷形成,胞吐过程中的囊泡由高尔基体形成。胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。微判断2胞吞、胞吐是普遍存在的现象,判断下列表述是否正确。1.大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞。()2.需要消耗ATP的运输方式都是主动运输。()3.蛋白质通过主动运输方式分泌到细胞外。()4.只有大分子物质才能以胞吞、胞吐的方式进行运输。(

)××××微训练2下图不能表示(

)A.肾小管细胞分泌K+B.胰岛细胞分泌胰岛素C.胃腺细胞分泌胃蛋白酶D.淋巴细胞分泌抗体答案:A解析:题图表示的是胞吐过程。肾小管细胞分泌K+属于主动运输。三、细胞膜的选择透过性细胞膜的功能特性是具有选择透过性,其结构基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量或转运蛋白空间结构的变化。一

主动运输问题探究甲、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M离子,乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快,据此分析回答下列问题。(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的载体蛋白数量更多。这说明影响主动运输的因素之一是什么?提示:载体蛋白的种类和数量。

(2)研究表明,丙植物对M离子的运输速率与细胞能量供应之间的关系如下图所示。①OA段的变化说明了什么?AB段运输速率不再增大的原因是什么?提示:随能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输需要消耗能量。受载体蛋白数量的限制,运输速率不再增大。②在真核细胞中,与主动运输关系最密切的两种细胞器是什么?提示:核糖体和线粒体。(3)植物细胞需要从土壤溶液中吸收很多无机盐,以满足生命活动的需要,可见植物细胞对M离子的吸收转运方式与被动运输的区别是什么?提示:主动运输是逆浓度梯度进行的,需要消耗能量,需要载体蛋白的协助;被动运输是顺浓度梯度进行运输的,不需要消耗能量,有的需要转运蛋白的协助。归纳总结1.几种运输方式的图解2.影响主动运输的因素及相关曲线(1)载体蛋白的种类和数量:决定所运输的物质的种类和数量(如图1所示)。载体蛋白的数量有限,当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞运输相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增大(如图2所示)。(2)O2浓度:(3)温度:规律总结探究物质跨膜运输的方式(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。典例剖析【例1】

下图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列表述正确的是(

)A.脂溶性小分子物质不能通过曲线a表示的运输方式运输B.与曲线a表示的运输方式有关的转运蛋白覆盖于细胞膜表面C.曲线b表示的运输方式的最大转运速率与转运蛋白数量有关D.抑制呼吸作用对曲线a和b表示的运输方式的转运速率均有影响答案:C解析:由题图可知,曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比,因此曲线a表示的是自由扩散。曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度呈正相关,而超过一定的范围,物质的转运速率不再增高。这时转运速率主要受细胞膜上转运蛋白数量的限制,因此,曲线b表示的是主动运输或协助扩散。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞。曲线a表示的是自由扩散,不需要转运蛋白参与。抑制呼吸作用可能对曲线b表示的运输方式的转运速率有影响,而对曲线a表示的运输方式的转运速率无影响。方法归纳物质出入细胞方式的判断技巧(1)根据分子的大小、是否需要能量和转运蛋白进行判断:(2)根据运输方向判断:顺浓度梯度的跨膜运输方式可能是自由扩散或协助扩散,逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。(不考虑胞吞、胞吐)(3)根据达到平衡时的浓度判断:若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差,则是主动运输,因为自由扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度相等。(不考虑胞吞、胞吐)学以致用1.下图表示小肠绒毛上皮细胞内外不同离子的相对浓度。下列叙述正确的是(

)A.Na+、K+通过主动运输进入细胞B.Mg2+、Cl-通过主动运输进入细胞C.Cl-、Na+通过主动运输排出细胞D.K+、Mg2+通过主动运输排出细胞答案:C解析:据题图可知,细胞内Na+和Cl-的浓度低于细胞外,K+和Mg2+的浓度高于细胞外,故Na+和Cl-可以通过主动运输排出细胞,K+和Mg2+可以通过主动运输进入细胞。二

胞吞和胞吐问题探究人类致病病毒蛋白质外壳上的某些蛋白质可以识别人宿主细胞的受体,之后细胞通过胞吞的方式摄入病毒。病毒还可以通过多种方式刺激人体的免疫细胞,受刺激的免疫细胞可以产生抗体。抗体是一种分泌蛋白,其合成、加工和分泌过程与其他分泌蛋白的形成过程基本相同。(1)病毒是如何进入人宿主细胞的?提示:侵入人体的病毒蛋白外壳上的某些蛋白质与人细胞膜表面的受体结合后传递信息,细胞膜内陷形成小囊,包裹病毒颗粒,小囊脱离细胞膜形成囊泡。囊泡包裹病毒进入细胞。(2)转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小分子物质通过细胞膜,但是,对于像蛋白质和多糖这样的大分子物质的运输却无能为力。与分泌蛋白运输到细胞外的过程有关的细胞器有哪些?线粒体在该过程中的作用是什么?提示:内质网、高尔基体、线粒体。线粒体为该过程提供能量。(3)胞吞和胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系?提示:两者都依赖于生物膜的流动性。归纳总结1.过程2.结构基础细胞膜的流动性。3.特点需要消耗细胞呼吸所释放的能量。4.实例(1)胞吞:变形虫摄取单细胞生物等食物;人体白细胞吞噬细菌等。(2)胞吐:变形虫排出食物残渣和废物;痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶等。知识拓展(1)细胞膜的流动性与选择透过性的区别。项目流动性(结构特点)选择透过性(功能特点)基础磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化项目流动性(结构特点)选择透过性(功能特点)意义保证细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出细胞表现分泌蛋白的分泌、变形虫的变形运动、吞噬细胞吞噬病菌等有些物质可进出细胞,有些物质不能进出细胞(2)细胞膜结构特点和功能特性的关系。

典例剖析【例2】受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子,其过程如下图所示。下列有关叙述错误的是(

)A.该过程以膜的流动性为基础B.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解C.Na+、K+等无机盐离子也可通过此方式运输D.受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能解析:Na+、K+等无机盐离子不能以胞吞的方式运输。C学以致用2.下图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列有关叙述错误的是(

)A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B.a要有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答案:D解析:在胞吞与胞吐过程中,包裹大分子的小泡需要从细胞膜脱离或与细胞膜融合,这体现了细胞膜的流动性。并不是所有的大分子都能被胞吞,只有一些能被细胞表面识别的大分子才能以胞吞的方式进入细胞,并且胞吞的过程是耗能的,需要细胞内部供能才能完成。胞吐过程需要包裹大分子的小泡与细胞膜融合,其中小泡的膜可能来自高尔基体膜等细胞内等生物膜,所以胞吐过程导致了细胞中膜成分的更新。胞吞和胞吐通常只是某些大分子、有机物颗粒进出细胞的方式,细胞排泄废物和摄取养分的基本方式是主动运输。1.主动运输不同于自由扩散的特点是(

)①不需要载体蛋白②低浓度→高浓度③消耗能量④需要载体蛋白⑤高浓度→低浓度⑥不消耗能量A.②③⑤ B.②③④C.①⑤⑥ D.①④⑥答案:B解析:主动运输需要载体蛋白,自由扩散不需要载体蛋白,①错误、④正确;主动运输是逆浓度梯度的运输,自由扩散是顺浓度梯度的运输,②正确、⑤错误;主动运输需要消耗能量,自由扩散不需要消耗能量,③正确、⑥错误。2.下图表示小肠上皮细胞的细胞膜对不同物质的运输方式(箭头表示运输的方向,黑点的数量代表每种物质的浓度),下列叙述正确的是(

)A.a物质可能是氧气,b物质可能是葡萄糖B.a物质可能是水,b物质可能是甘油C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸答案:A解析:a物质由高浓度一侧运至低浓度一侧,不需要转运蛋白,也不消耗能量,运输方式为自由扩散,故a物质可能是氧气、水、甘油或胆固醇;b物质由低浓度一侧运输至高浓度一侧,需要载体蛋白、消耗能量,运输方式为主动运输,故b物质可能是葡萄糖或氨基酸。3.下列物质出入细胞的方式中,必须依赖于细胞膜上的载体蛋白才能完成的是(

)A.二氧化碳由骨骼肌细胞进入血液B.氨基酸进入心肌细胞C.水分子进出细胞D.甘油进入小肠上皮细胞答案:B解析:二氧化碳通过自由扩散由骨骼肌细胞进入血液,甘油通过自由扩散进入小肠上皮细胞都不需要细胞膜上载体蛋白的协助;氨基酸通过主动运输进入心肌细胞,需要载体蛋白的协助;水分子通过自由扩散或协助扩散进出细胞。水分子通过自由扩散进出细胞时不需要蛋白质参与,通过协助扩散进出细胞时,需要细胞膜上水通道蛋白的协助,不需要细胞膜上载体蛋白的协助。4.下列过程可用下图表示的是(

)A.小肠上皮细胞吸收K+B.O2进入线粒体C.胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素D.Na+进入人体肾脏细胞答案:C解析:题图所示为胞吐过程。小肠上皮细胞吸收K+的方式是主动运输;O2进入线粒体的方式是自由扩散;胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素的方式是胞吐;Na+进入人体肾脏细胞的方式是主动运输。5.物质进入细胞都要穿过细胞膜,不同物质穿过细胞膜的方式不同。下图分别表示在一定范围内细胞外物质进入细胞内的三种不同情况。据图回答下列问题。(1)据图指出A、B、C(M点以后)所表示的物质运输方式:A是

,B是