4-2-主动运输与胞吞、胞吐

4.2主动运输与胞吞、胞吐一、课前预习1.主动运输主动运输是物质梯度进行跨膜运输，需要的协助，同时还需要消耗。主动运输普遍存在于细胞中，通过主动运输吸收所需要的物质，排出代谢废物和的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。2.胞吞和胞吐胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质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，进入细胞内部的现象；胞吐是细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成，然后移动到处，并与融合将大分子排出细胞的现象。胞吞和胞吐载体协助，消耗细胞呼吸所释放的能量。3.物质的输入和输出的结构基础（1）的跨膜运输必须借助于转运蛋白，一种转运蛋白往往只适合转运的物质，细胞膜上转运蛋白的，或转运蛋白的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有的结构基础。（2）胞吞或胞吐过程需要膜上的参与，离不开膜上。二、预习微测1.判断正误（1）被动运输都既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白 ()（2）分泌蛋白主要通过主动运输的方式排到细胞外 ()（3）液泡中积累了大量离子，故液泡不具有选择透过性 ()（4）细胞胞吞、胞吐大分子物质不消耗能量 ()2.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的叙述，不正确的是（）A.逆浓度梯度进行B.需要载体蛋白质的协助C.消耗细胞呼吸释放的能量D.K+直接穿过磷脂双分子层3.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细胞释放到血浆的叙述，正确的是（）A.需要载体蛋白质协助B.不消耗细胞呼吸释放的能量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4.通过连线确定下列物质进出细胞的实例、出入细胞的方式、出入细胞需要的条件的对应关系进出细胞的实例出入细胞的方式出入细胞需要的条件①胰岛B细胞分泌胰岛素a.自由扩散Ⅰ.顺浓度梯度②变形虫从水中摄取有机物b.协助扩散Ⅱ.逆浓度梯度③小肠上皮细胞从肠道吸收葡萄糖c.主动运输Ⅲ.需要转运蛋白协助④红细胞从血液吸收葡萄糖d.胞吞Ⅳ.消耗细胞呼吸释放的能量⑤洋葱鳞片商品细胞在蔗糖溶液失水e.胞吐Ⅴ.膜的融合一、课前预习答案1.主动运输逆浓度载体蛋白能量动植物和微生物选择对细胞有害2.胞吞和胞吐小囊囊泡囊泡细胞膜细胞膜不需要需要3.物质的输入和输出的结构基础（1）离子和较小的有机分子特定种类和数量空间结构选择透过性（2）蛋白质磷脂双分子层的流动性二、预习微测答案1.（1）×被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都不需要消耗能量，但协助扩散需要借助膜上的转运蛋白。（2）×分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐。（3）×液泡中积累了大量离子依赖于液泡膜具有选择透过性。（4）×胞吞、胞吐过程要消耗能量。2.【答案】D【解析】由于红细胞细胞质中K+的浓度比血浆高30倍，红细胞吸水K+的的方式是主动运输。主动运输是逆浓度梯度进行的、需要载体蛋白质的协助、消耗细胞呼吸释放的能量，A、B、C正确；K+不能直接穿过磷脂双分子层，只能借助载体协助进入细胞，D不正确。3.【答案】C【解析】胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的方式是胞吐。胞吐不需要载体蛋白质协助、不消耗细胞呼吸释放的能量、离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，A、B、D不正确；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，D正确。4.【答案】①-e-Ⅳ、Ⅴ；②-d-Ⅳ、Ⅴ；③-c-Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；④-b-Ⅰ、Ⅲ；⑤-a-Ⅰ一、细胞的物质输入和输出方式（1）离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散图例物质运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度载体蛋白质不需要需要需要能量消耗不消耗不消耗消耗举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子红细胞吸收葡萄糖神经元或肌肉细胞吸收K+，排出Na+。某些海藻细胞摄入碘等。（2）大分子以膜泡运输方式进出细胞膜泡运输的方式胞吞胞吐吞噬作用胞饮作用图例过程运输的物质→与质膜接触→质膜内陷→小囊泡→脱离质膜进入细胞运输的物质→囊泡→与质膜融合→释放载体蛋白质不需要不需要不需要能量消耗消耗消耗消耗举例吞噬细胞吞入细菌、细胞碎片、癌细胞、衰老的细胞等。细胞吞入较小的颗粒或液体物质。分泌蛋白的分泌。（3）物质①物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；一般小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，这两种方式都具有选择性。②Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散(如离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。③植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。④物质跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。1.下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是()A.该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸B.该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时C.该膜可能是哺乳动物的红细胞膜D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体【答案】C【解析】[细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。二、影响物质运输的因素(1)浓度差对物质跨膜运输的影响浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。(3)氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。2.用呼吸抑制剂处理人体红细胞，下列物质吸收量显著减少的一组是()【答案】B【解析】氨基酸进入红细胞是主动运输，其吸收需要细胞呼吸提供的能量和载体蛋白，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与能量无关，A项错误；氨基酸和K＋的运输方式都是主动运输，能量降低会使其吸收速率下降，B项正确；O2、H2O、甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散，抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响，C、D项错误。三、探究物质跨膜运输方式的实验设计（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3.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【答案】B【解析】由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”，说明根对a离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体，B项错误、C项正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D项正确。1．自由扩散的特点是()A．从高浓度一侧运输到低浓度一侧B．需要载体蛋白的协助C．需要消耗细胞代谢释放的能量D．从低浓度一侧运输到高浓度一侧2．甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞。如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A．甲运输被促进 B．乙运输被促进C．甲运输被抑制 D．乙运输被抑制3．下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠()A．自由扩散 B．主动运输C．协助扩散 D．渗透作用4.下列过程可用右图来表示的是()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5．实验证明，餐后肠腔中葡萄糖浓度高于血糖浓度时，葡萄糖可以顺浓度递度被吸收；当肠腔中葡萄糖浓度下降至显著低于血糖浓度时，葡萄糖仍能被迅速地吸收。绒毛上皮细胞主要以哪种方式吸收葡萄糖()A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞6．如图所示为葡萄糖通过红细胞膜的速度随着膜外侧葡萄糖浓度升高而变化的曲线。请据图回答下列问题：（1）葡萄糖从血浆进入红细胞的运输方式是__________________________。（2）红细胞膜的化学成分中，除磷脂外，含量最多的是________，推测该分子的存在为葡萄糖的运输提供了特殊途径，使其速度显著________。曲线变化也反映出这种速度还受到特殊分子数量的限制，当葡萄糖浓度________时，由于__________________________，无论膜外侧葡萄糖浓度怎样增高，葡萄糖分子通过膜的速度将____________________。7．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是()A．据图可确定①为不耗能、需载体蛋白的协助扩散B．⑤⑥两种方式的共同特点是顺浓度梯度运输物质C．葡萄糖进入细胞可通过①③两种方式被吸收D．质壁分离实验中蔗糖进入细胞的方式为①8．如图为某种离子跨膜运输的示意图，由此做出的判断正确的是()A．图中离子通过膜的正确顺序是乙→丙→甲B．离子通过膜有随机性并消耗能量C．磷脂的可运动性使离子通过膜的通道自动开闭D．图示的离子通过膜的方式为协助扩散9．如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NOeq\o\al(－,3)的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是()A．载体蛋白数量、能量 B．能量、载体蛋白数量C．载体蛋白数量、离子浓度 D．能量、离子浓度10.如图是生物膜流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,具有离子选择性。请据图回答有关问题。（1）很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一说法。这是因为组成细胞膜的主要成分中有[]________。

（2）鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外,经研究,鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的,那么其跨膜运输的方式是______________。

（3）对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+的吸收明显减少,但K+、葡萄糖的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的[]________________的活性。

（4）柽柳是泌盐植物,叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,请设计实验加以证明。①实验步骤:a.取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中。b.甲组给予正常的呼吸条件,乙组___________________。

c.一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。②实验结论:a.若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同,说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输。b.______________________________________________________。

11.（2020·新课标Ⅱ·5）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（）A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组12.（2020·江苏卷·5）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13.（2019·新课标Ⅱ卷·3）某种H﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。=1\*GB3①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。=2\*GB3②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是A．H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输C．H﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞14.（2018·新课标Ⅰ卷·3）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15．（2018·新课标Ⅱ卷·2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输16.（2018·海南卷·6）将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO42-的含量下降，下列叙述不合理的是A．Mg2＋通过自由扩散进入根细胞B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收1.【答案】A【解析】自由扩散不需要载体协助、不消耗细胞代谢释放的能量，物质只能从高浓度一侧运输到低浓度一侧。2.【答案】D【解析】甲物质通过自由扩散进入细胞，其运输与蛋白质无关，在以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变的情况下，其运输不受影响；乙物质通过协助扩散进入细胞，其运输需要转运蛋白协助，在以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变情况下，乙物质的运输被抑制，不能进行。3.【答案】B【解析】由图可知，K+、Mg2+的细胞内的浓度大于细胞外，只有主动运输的特点从低浓度到高浓度，需要通过主动运输才能从细胞外吸收；Na+、Cl-的细胞外的浓度大于细胞内，需要通过主动运输才能从细胞排出。4.【答案】C【解析】图中所示过程表示物质从细胞输出需要经过囊泡与细胞膜融合，属于胞吐。小肠上皮细胞吸收K＋属于主动运输，O2进入线粒体属于自由扩散，胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素属于胞吐，Na＋进入人体肾脏细胞属于协助扩散。5.【答案】C【解析】根据题干信息“当小肠中葡萄糖浓度下降至显著低于血糖浓度时，葡萄糖仍能被迅速吸收”，说明葡萄糖的运输方向可以是低浓度运输到高浓度，属于主动运输C。6.【答案】（1）协助扩散（2）蛋白质加快大于c协助葡萄糖通过膜的蛋白质分子转运能力已饱和维持稳定【解析】（1）葡萄糖从血浆进入红细胞的运输方式是协助扩散。（2）细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中脂质占50%左右(磷脂最丰富)、蛋白质占40%左右。葡萄糖进入红细胞的运输方式是协助扩散，转运蛋白质（载体）使葡萄糖运输的速度加快，一定范围内，随着红细胞膜外侧葡萄糖浓度的增加，葡萄糖进入红细胞的速度加快，但超过一定范围后(大于c)，由于运输葡萄糖的载体数量有限，葡萄糖进入红细胞的速度不再增加而维持稳定。7.【答案】B【解析】图中①是K＋进入细胞的方式，为主动运输，需要载体蛋白和消耗能量；②表示被动运输，⑤和⑥表示协助扩散和自由扩散，是能够顺浓度梯度运输的；③和④表示胞吞和胞吐；葡萄糖进入细胞的方式有主动运输和协助扩散两种方式，应该对应图中的①和⑤或⑥；质壁分离过程中蔗糖分子是不能进入细胞的。8.【答案】A【解析】由题图中箭头可以看出，离子通过膜的正确顺序是乙→丙→甲，A正确；该过程用到了载体蛋白和能量，为主动运输过程，D错误；根据载体蛋白的专一性的特点，离子通过膜不是随机的，而是具有选择性的，B错误；通道开闭是在能量和离子的作用下，通过载体蛋白的空间结构的改变来实现的，C错误。9.【答案】B【解析】A、B两点对应的氧浓度不同，细胞呼吸产生的能量不同，导致NOeq\o\al(－,3)的吸收量不同。B、C两点处于相同氧浓度下，呼吸作用产生能量相同，但吸收量有差异，是因为膜上运输NOeq\o\al(－,3)的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白数量多。10.【答案】（1）[甲]磷脂分子（2）被动运输（3）[乙]载体蛋白（4）①完全抑制有氧呼吸②若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输【解析】（1）脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜,这是因为细胞膜的成分中含有脂质。（2）据图可知,过程②的运输方式不需要能量,需要细胞膜上的载体蛋白,因此属于被动运输。（3）Ca2+、K+和葡萄糖的运输方式是主动运输,药物没有影响K+等物质的主动运输,而Ca2+的运输减少,说明药物抑制了Ca2+载体蛋白的活性。（4）主动运输和被动运输的区别在于主动运输需要消耗能量,因此该实验的自变量是能量的有无(通过控制有氧呼吸实现),若抑制有氧呼吸时,二者的吸收量相同,说明与能量无关,是被动运输;若抑制有氧呼吸的一组的吸收速率小于对照组,则说明是主动运输。11.【答案】D【解析】由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。12.【答案】A【解析】由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式①为主动运输；Na+逆浓度梯度运出小肠上皮细胞和K+逆浓度梯度进入小肠上皮细胞的过程均需要载体和能量，则方式②为主动运输；方式③葡萄糖运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度，需要载体协助，为协助扩散；水进入细胞的方式④为自由扩散；多肽等大分子物质进入细胞的方式⑤为胞吞。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