2024-2025学年高一生物学必修1（人教版）上课课件 第4章- 第2节 主动运输与胞吞、胞吐

第节2主动运输与胞吞、胞吐第4章高中生物学必修11.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.举例说明胞吞和胞吐的过程。3.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。学习目标重点1.物质进出细胞膜的三种方式。2.主动运输的特点和意义。难点1.主动运输。2.区分主动运输和被动运输。重点难点一被动运输自由扩散是指物质通过简单的[1]

进出细胞，[2]

（填“顺”或“逆”）浓度梯度，[3]

（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，[4]

（填“消耗”或“不消耗”）能量。协助扩散是指进出细胞的物质借助[5]

的扩散，[6]

（填“顺”或“逆”）浓度梯度，[7]

（填“需要”或“不需要”）转运蛋白，[8]

（填“消耗”或“不消耗”）能量。二主动运输主动运输是指物质从[9]

一侧运输到[10]

一侧，需要[11]

的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的[12]

。大分子物质进入细胞可以通过[13]

进行，转运出细胞可以通过[14]

进行。

课前预习扩散作用顺不需要不消耗转运蛋白顺需要不消耗低浓度高浓度载体蛋白能量胞吞胞吐判断题1.消耗能量的运输方式只有主动运输（）2.同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同（）3.影响自由扩散和协助扩散的因素相同（）4.分泌蛋白主要以胞吐的方式排出细胞外（）5.协助扩散和主动运输需要细胞膜上的同一种载体蛋白（） 6.较大的分子，如葡萄糖等，只有通过主动运输才能进入细胞（） √√××√×主动运输特点一般为逆浓度梯度运输，需要消耗能量，载体蛋白参与，具有选择性。【特别提示】主动运输也可以顺浓度梯度进行，比协助扩散快得多。主动运输的图解（如右图）

内容精解一

主动运输意义主动运输能够保证活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，对完成各项生命活动有重要意义。实例小肠绒毛上皮细胞对K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收以及植物根对无机盐的吸收。 例1

难度★★★典型★★☆钠—钾泵位于动物细胞的细胞膜上，钠—钾泵通过磷酸化和去磷酸化过程发生空间结构的变化，导致其与Na+

、K+

的亲和力发生变化（如下图所示）。钠—钾泵还具有ATP水解酶的活性。下列有关分析错误的是（）钠—钾泵既能协助Na+

、K+

跨膜运输，又能催化ATP水解B.钠—钾泵的磷酸化导致空间结构发生改变，Na+

被排出细胞C.钠—钾泵的去磷酸化过程为K+

运入细胞提供能量D.钠—钾泵有利于维持细胞内外Na+

、K+

的浓度差【解析】图示ATP上的一个磷酸基团转移到钠—钾泵上，导致钠—钾泵的空间结构变化，Na+

被排出细胞；细胞外的K+

结合到钠—钾泵上，其结合能导致磷酸基团释放，恢复钠—钾泵的空间结构，如此循环重复，钠—钾泵既能作为载体，协助Na+

、K+

跨膜运输，又能起酶的功能，催化ATP水解，A、B项正确。K+运入细胞是逆浓度梯度进行的，需要消耗能量，钠—钾泵的去磷酸化只提供了Pi，此过程不能为K+运入细胞提供能量，C项错误。钠—钾泵逆浓度梯度运输K+

和Na+

，从而维持细胞内外Na+

和K+

的浓度差，D项正确。【答案】C

例2

难度★★☆

典型★★★右图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。下列叙述中不正确的是（）该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，所以为主动运输B.该矿质元素离子可以从低浓度一侧向高浓度一侧运输C.如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输D.运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复利用【解析】从图中可以看出，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，且运输方向是从低浓度一侧到高浓度一侧，所以可以判断其运输方式为主动运输，A、B两项正确。如果细胞膜上运输该物质的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输，C项正确。载体蛋白可以被重复利用，D项错误。【答案】D 二胞吞与胞吐胞吞当细胞摄取大分子物质时，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，包围着大分子物质。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。胞吐与胞吞相反，细胞需要外排的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞，这种现象叫作胞吐。细胞通过胞吐向外分泌物质，如胰腺细胞分泌酶原颗粒（蛋白质）。【特别提示】（1）胞吞和胞吐都要消耗细胞内化学反应所释放的能量，它们实现的物质基础都是细胞膜具有一定的流动性。（2）胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式。

例1难度★★☆典型★★★受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如右图所示。下列有关叙述错误的是（）A.该过程以细胞膜的流动性为基础B.该过程不能直接体现细胞膜的选择透过性C.Na+

、K+

等无机盐离子也可以通过此方式跨膜转运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】胞吞与胞吐均以细胞膜的流动性为基础，不能直接体现细胞膜的选择透过性，A、B项正确；Na+

、K+

等无机盐离子通过主动运输或协助扩散跨膜运输，C项错误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，D项正确。【答案】C

例2难度★★☆典型★★★右图所示为细胞对大分子物质进行“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要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.b在完成细胞分泌的同时导致膜成分的更新D.b与a分别是细胞排出废物和摄取养分的基本方式【解析】胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式，不是细胞排出废物和摄取养分的基本方式，D项错误。【答案】D 深度拓展一

物质运输方式的判断结合实例直接进行判断根据分子大小及对载体蛋白、能量的需要情况进行判断（下图）根据运输方向判断顺浓度梯度的跨膜运输方式一般是自由扩散和协助扩散，逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。不同条件下运输方式的判断消耗能量的运输方式是主动运输。需要载体蛋白参与，不消耗能量的运输方式一定是协助扩散。根据曲线判断随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输（如图甲）。成正比关系的曲线表示自由扩散（如图乙）。受细胞呼吸或O2浓度影响的曲线表示主动运输（如图丙）。【方法技巧】（1）图解记忆三种物质跨膜运输方式（下图）（2）判断物质进出细胞的方法①根据糖蛋白的分布，糖蛋白位于细胞膜外侧。②根据能量产生的位置，产生能量的一侧是细胞膜内侧。例

难度★★★ 典型★★★如图所示为A、B、C三种物质的跨膜运输方式，请分析回答下列问题：（1）物质A、B、C跨膜运输的方式依次是

、

、

。（2）某种物质能专一性地破坏物质C的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B跨膜运输的速率将

，物质C跨膜运输的速率将

。（3）在O2

充足条件下，上述A、B、C三种物质的运输中与下图中图Ⅰ曲线相符的是

；与图Ⅱ中甲曲线相符的是

，与乙曲线相符的是

。【解析】（1）根据图示判断物质A、B、C跨膜运输的方式依次是自由扩散、协助扩散和主动运输。（2）载体蛋白具有专一性，破坏了物质C的载体蛋白，物质C的跨膜运输速率下降，但对物质B的运输没有影响。（3）图Ⅰ中曲线表示当细胞内的物质浓度高于细胞外的物质浓度时，细胞仍能吸收该物质，说明是主动运输。图Ⅱ中甲曲线表示吸收速率与细胞外的物质浓度成正比，说明是自由扩散。在O2充足条件下，当细胞外被转运物质的浓度增大到一定值以后，乙曲线表示的吸收速率保持不变，说明该方式需要载体蛋白，可能是主动运输或协助扩散。【答案】（1）自由扩散协助扩散主动运输（2）不变下降（3）物质C物质A物质B或物质C二

影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用不同跨膜运输方式的主要影响因素影响物质运输速率的曲线分析ABC

自由扩散的运输动力是膜两侧溶液的浓度差。在一定浓度范围内，随细胞外物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大（如图A）。协助扩散与主动运输的共同特点是都需要载体蛋白的协助。当细胞外物质浓度较低时，随物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大；当达到一定浓度时，受膜上载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随物质浓度的增大而增大（如图B）。主动运输可以逆浓度梯度进行，其运输结果可使细胞内物质浓度高于细胞外（如图C）。O2

浓度对物质运输速率的影响曲线

DE

1.被动运输（自由扩散和协助扩散）不消耗能量，因此其运输速率与O2

浓度无关（如图D）。2.主动运输既需要载体蛋白协助，又需要消耗能量。（1）当O2浓度为零时，细胞通过无氧呼吸供能，无氧呼吸产生能量少，所以运输速率较慢。（2）随O2浓度的升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以其运输速率不断加快。（3）当O2浓度足够高时（P点之后），能量供应充足，但受到载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随O2浓度的增大而加快（如图E）。例1

难度★★★ 典型★★☆下图中甲、乙分别是洋葱根尖在不同含氧量及不同底物浓度情况下（其他条件适宜），从含硝酸钾的全营养液中吸收NO3-的速率曲线图。相关描述不正确的是（）A.A点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B.B点时离子吸收速率不再增加是因为载体蛋白的数量有限C.C点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度D.D点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离【解析】洋葱根尖吸收NO3-的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。A点时离子吸收速率未达到最大，限制因素是O2

浓度，而O2浓度通过影响呼吸作用产生的能量影响离子吸收速率，故此时主要影响因素是能量，A项正确；B点时离子吸收速率不再随着O2

浓度的增大而增大，此时的限制因素是载体蛋白的数量，B项正确；C点时离子吸收速率未达到最大，此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C项正确；D点时离子吸收速率不再随底物浓度的增大而增大，其他条件适宜，则其主要限制因素是载体蛋白数量，D项错误。【答案】D走向高考一

物质跨膜运输的方式例1［2021·河北卷］人体成熟红细胞能够运输O2

和CO2

，其部分结构和功能如右图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（）A.血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2

和O2B.①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中【解析】血液流经肌肉组织时，人体成熟红细胞将肌肉组织细胞中的CO2

等代谢废物运走，将运输的O2等供给肌肉组织细胞，所以进入成熟红细胞的气体A是CO2

，运出成熟红细胞的气体B是O2

，A项正确。气体进出成熟红细胞的方式是自由扩散；分析题图可知，水分子通过通道蛋白进入成熟红细胞，葡萄糖由浓度高的一侧通过载体蛋白进入成熟红细胞，两者都属于协助扩散，B项正确。成熟的红细胞没有线粒体等细胞器，通过无氧呼吸产生ATP为③提供能量，C项正确。成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动中，成熟红细胞无细胞核、线粒体等，不存在DNA，不能指导蛋白质的合成，因此糖蛋白不能进行更新，D项错误。【答案】D例2［2018·全国Ⅰ卷］ 难度★★☆典型★★☆下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（）A.在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2

和NO3-B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象【解析】小麦不能直接吸收土壤中的N2

，N2

必须被固定后才能被植物吸收利用，A项错误；农田适时松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B项正确；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用，C项正确；施肥过多会使土壤溶液中溶质浓度大于根细胞液中溶质浓度，从而使根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象，D项正确。【答案】A例3［2017·海南卷］ 难度★★☆典型★★☆将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（）A.给营养液通入空气有利于该植物的生长B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收【思路建立】根据物质跨膜运输的方式特点，先由信息②判断根对a离子的吸收方式，再思考①中通入空气的作用。【解析】给甲组的营养液通入的空气中含有氧气，植物幼苗的根能正常进行有氧呼吸，提供充足的能量，利于对a离子的吸收，利于植物生长，A、D两项正确。而甲组的根对a离子的吸收速率