4.2主动运输与胞吞、胞吐课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 1 学习 目标 1. 举例说明主动运输的过程、特点和意义,归纳物质运输方式的异同点。 2. 举例说明胞吞、胞吐的特点。 3. 利用细胞膜的流动镶嵌模型解释物质跨膜运输的方式。 2 基础落实·必备知识全过关 3 知识点一 主动运输 1. 概念：物质____________进行跨膜运输，需要__________的协助，同时还需要消耗 细胞内化学反应所释放的______，这种方式叫作主动运输。 2. 实例: 、 、 等离子和葡萄糖、氨基酸等在逆浓度跨膜运输时。 3. 生理意义:通过主动运输来选择吸收______________,排出__________和对细胞_____ 的物质,保证细胞和个体生命活动的需要。 逆浓度梯度 载体蛋白 能量 所需要的物质 代谢废物 有害 4 知识点二 胞吞与胞吐 1. 过程 （1）胞吞：大分子 与膜上的________结合 细胞膜内陷形成______,包围着大分 子 小囊从细胞膜上分离下来,形成______ 进入细胞内部。 （2）胞吐：细胞内形成______ 移动到细胞膜处 与细胞膜融合 排出细胞。 2. 特点：需要消耗______；需要膜上________的参与；与细胞膜上磷脂双分子层的 ________有关；存在细胞膜的______与______现象。 蛋白质 小囊 囊泡 囊泡 能量 蛋白质 流动性 分离 融合 5 3. 实例 （1）胞吞：变形虫摄取水中的有机物颗粒。 （2）胞吐：消化腺细胞分泌消化酶；胰岛B细胞分泌胰岛素等。 （3）意义：有利于多糖、蛋白质等____________和颗粒性物质进出细胞。 生物大分子 6 旁栏边角 想一想 （1） ［教材P70与社会的联系］囊性纤维化是细胞中转运氯离子的载体蛋白异常，影响氯离子的转运所致,这一事例说明了什么问题? 提示：说明细胞膜对离子的吸收具有选择性,是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。 （2） ［教材P72与社会的联系］痢疾内变形虫可通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。痢疾内变形虫如何分解肠壁组织细胞? 提示：痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞是依靠细胞膜的流动性来实现的，痢疾内变形虫内含有溶酶体,其中的多种水解酶可将组织细胞降解,最后将不能消化的残渣排到细胞外。 7 结论语句 辨一辨 （1） 相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。( ) × （2） 葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞。( ) × （3） 细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等。( ) × （4） 胞吞、胞吐过程会导致膜成分的更新。( ) √ （5） 物质运输过程中的囊泡只能来自内质网、高尔基体。( ) × （6） 大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量。( ) × 8 重难探究·能力素养全提升 9 主题一 主动运输 情境探究 构建模型是研究物质出入细胞的方式中常用的科学方法。下列各图是某小组同学所构建的模型及做出的相应说明。 10 （1） 同学甲说“图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象”,你认为做出判断的原因是什么？ 提示：图1所示物质的运输方式需要转运蛋白,受转运蛋白数量的限制,会出现饱和现象。 （2） 同学乙说“图2、图3所示方式为主动运输”,你认为做出判断的原因是什么？ 提示：图2中当细胞外浓度低于细胞内浓度时,随时间的推移,细胞内浓度还在逐步增加,说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧,故该物质进入细胞的方式是主动运输。图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点:一是逆浓度梯度,二是消耗 ,故应为主动运输。 11 （3） 同学丙说“图4说明该植物吸收 不需要转运蛋白协助”,你认同他的判断吗？ 提示：不认同。图4中 浓度影响植物的细胞呼吸,从而影响能量的产生,从图中可以看 出 的吸收速率受 浓度的影响,说明吸收 需要消耗能量, 浓度达到一定程度后, 吸收速率不再随着 浓度的增加而增加,说明该过程是主动运输,需要转运蛋白协助。 （4） 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？ 提示：松土可以增加土壤中 含量，促进植物根的有氧呼吸，有利于植物吸收无机盐 离子。 12 方法突破 影响物质跨膜运输曲线的分析及判断 13 （1）图1、图2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中图1表示的运输方式为 自由扩散，图2表示的运输方式是协助扩散或主动运输。图2中 点之后运输速率不变 的原因是膜上转运蛋白的数量有限或能量供应不足。 （2）图3、图4表示 浓度对跨膜运输速率的影响，其中图3表示的运输方式为自 由扩散或协助扩散，图4表示的运输方式为主动运输。图4中 点之后运输速率不变的 限制因素是载体蛋白的数量。 （3）若图3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动运输。 14 视角应用 视角1 物质跨膜运输方式的判断 1. 下列属于主动运输的是( ) D A.动物肺泡细胞释放 B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁 C.甘油进入人的皮肤细胞 D.丽藻细胞吸收 的过程 [解析] 动物肺泡细胞释放 的方式是自由扩散，动力是浓度差；蔗糖通过植物细胞 的细胞壁不需要进行跨膜运输，通过扩散就能完成，因为细胞壁是全透性的；甘油进 入人的皮肤细胞的运输方式是自由扩散；丽藻细胞吸收 的方式是主动运输，需要 消耗能量。 15 2. 下图曲线表示土壤溶液中 进入植物根细胞的过程中，细胞内 浓度随时间变化 的情况，下列说法不正确的是( ) C A.在 段时 的跨膜运输方式为协助扩散 B.在 段时 的跨膜运输方式为主动运输 C.限制 段运输速率的因素是膜内外浓度差和能 量供应 D.限制 段运输速率的因素是载体蛋白的数量和 能量供应 [解析] 段细胞吸收 的方式为协助扩散，不需要消耗能量，C项错误。 16 视角2 影响物质跨膜运输的因素分析 3. [2023山东枣庄八中高一月考]物质跨膜 运输是细胞维持正常生命活动的基础之一， 也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某 种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的 是( ) C A.用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输 B.图中膜结构一定是细胞膜 C.这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质 D.膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变 17 [解析] 据图分析可知，该离子的运输方式需要能量，需要载体蛋白的协助，属于主动运输，用呼吸抑制剂处理会抑制细胞呼吸，能量产生受阻，会影响该离子的跨膜运输，A项错误；图中的膜结构不一定是细胞膜，有可能是细胞器膜，B项错误；主动运输能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质，C项正确；膜上载体蛋白与离子结合后构象会发生改变，但这种改变是可逆的，D项错误。 18 视角3 物质跨膜运输的有关探究实验分析 4. 在适宜条件下,测得的某植物根细胞对 、 两种物质的吸收 速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示 、 两条 曲线分别代表植物根细胞对不同浓度 、 两种物质的吸收速 率 。回答下列问题。 （1） 根据实验结果发现 是通过自由扩散方式跨膜运输的。 自由扩散的含义是________________________________。 物质通过简单的扩散作用进出细胞 [解析] 自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞。 19 （2） 实验结果表明：当外界溶液中 的浓度达到一定数值时，再增加 的浓度，根 细胞对 的吸收速率不再增加。可能的原因是__________________。 载体蛋白数量饱和 [解析] 由于载体蛋白的数量是有限的，当外界溶液中 的浓度达到一定数值时，再增加 的浓度，根细胞对 的吸收速率不再增加。 20 （3） 王同学据图认为 的跨膜运输方式是主动运输，李同学则认为是协助扩散。请 设计实验确定王同学的判断是否正确。 [答案] 实验思路：将一些长势相同的某植物根细胞平均分为甲、乙两组，甲组放在氧 气充足条件下，乙组放在无氧条件下，将甲、乙两组植物的根细胞放在其他条件相同 且适宜的条件下培养，并分别测定根细胞对 物质的吸收速率。预期结果和结论：若 甲组根细胞对 物质的吸收速率大于乙组，则说明 物质的跨膜运输方式为主动运输； 若甲组和乙组根细胞对 物质的吸收速率大致相同，则说明 物质的跨膜运输方式为 协助扩散。 21 [解析] 由于协助扩散需要载体蛋白，但不消耗细胞代谢产生的能量，而主动运输需要 载体蛋白和细胞代谢产生的能量，所以可以通过改变细胞呼吸的方式来确定 物质的 跨膜运输方式。实验思路：取一些长势相同的某植物根细胞平均分为甲、乙两组，放 入适宜浓度的含有 物质的培养液中。甲组根细胞放在氧气充足条件下，乙组根细胞 放在无氧条件下，其他条件都相同，一段时间后测定两组根细胞对 物质的吸收速率。 预测实验结果并分析： .若乙组根细胞的吸收速率明显小于甲组根细胞的吸收速率， 说明根细胞吸收 物质的方式是主动运输。 .若甲、乙两组根细胞对 物质的吸收速 率基本相同，则说明根细胞吸收 物质的方式不是主动运输，而是协助扩散。 22 【题后归纳】 探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 （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 ______________________________________________________________________________________________________ 23 主题二 胞吞、胞吐 情境探究 变形虫可以摄取水中的有机物颗粒,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。这些大分子是怎样进出细胞的呢?下图为变形虫的胞吞和胞吐示意图。 24 （1） 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成小囊,包围着大分子。试推测“膜上的蛋白质”有什么作用？ 提示：膜上的蛋白质起识别作用,可以保证细胞需要的分子才能被细胞摄入。 （2） 胞吞、胞吐过程的实现体现了生物膜的什么特点？ 提示：胞吞、胞吐过程中膜的变形体现了生物膜的流动性。 （3） 细胞在进行物质输入、输出时,不同的物质有不同的运输方式,这种现象与哪些因素有关？体现了细胞膜在功能上具有什么特点？ 提示：不同物质进出细胞有不同的运输方式,这与物质的分子特性、大小、浓度,特别是细胞膜上转运蛋白的种类和数量等有关。体现了细胞膜在功能上具有选择透过性的特点。 25 方法突破 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 26 视角应用 1. 新生儿小肠上皮细胞通过消耗 ，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。 这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( ) B A.主动运输、主动运输 B.胞吞、主动运输 C.主动运输、胞吞 D.被动运输、主动运输 [解析] 免疫球蛋白是大分子物质，进入细胞的方式是胞吞；半乳糖是小分子物质，本 题题干中提到“小肠上皮细胞通过消耗 ”，一般情况下，小分子物质的运输方式中 消耗能量 的只有主动运输，所以吸收半乳糖的方式是主动运输，B项正确。 27 2. 大型胞饮作用是一种特殊的胞吞作用，内吞物与细胞 膜上的受体结合后，细胞膜形成皱褶包裹内吞物形成囊泡， 囊泡与溶酶体融合并被降解，过程如图所示。下列叙述错 误的是( ) B A.大型胞饮作用依赖于细胞膜的流动性，需要消耗能量 B.内吞物被降解后的产物都能被细胞回收利用 C.细胞膜形成皱褶的过程可能需要细胞骨架发挥作用 D.细胞通过大型胞饮作用摄入物质需要膜上的蛋白质参与 28 [解析] 大型胞饮作用有膜的融合过程，依赖于细胞膜的流动性，需要消耗能量，A项正确；内吞物被降解后只有部分产物能被细胞回收利用，不能被利用的则被排出细胞，B项错误；细胞膜形成皱褶的过程有蛋白质纤维参与，可能需要细胞骨架发挥作用，C项正确；内吞物要与细胞膜上的受体结合，受体的本质为蛋白质，故大型胞饮作用摄入物质需要膜上的蛋白质参与，D项正确。 29 素养升级·情境命题强突破 30 主动运输的类型 命题情境 主动运输可分为两种类型，（1）直接型：直接消耗 的主动运输，通常称为泵 驱动泵 ，如 - 泵；（2）间接型：利用依赖 的 - 泵活动建立的细胞膜两侧 的跨膜浓度梯度主动运输，如肾小管对氨基酸、葡萄糖等的重吸收。 31 高考例证 [2022山东高考] 和 是植物利用的 主要无机氮源， 的吸收由根细胞膜两 侧的电位差驱动， 的吸收由 浓度 梯度驱动，相关转运机制如图所示。铵肥 施用过多时，细胞内 的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制 的现象称为铵毒。下列说法正确的是( ) 32 A. 通过 进入细胞消耗的能量直接来自 B. 通过 转运到细胞外的方式属于被动运输 C.铵毒发生后，增加细胞外的 会加重铵毒 D.载体蛋白 转运 和 的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 √ 33 [解析] 由题干信息可知， 的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以 通 过 进入细胞消耗的能量不是来自 ，A项错误；由题图可知， 进入根细 胞膜由 的浓度梯度驱动，进行的是逆浓度梯度运输，所以 通过 转运到 细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B项正确；铵毒发生后， 在细胞外更多， 增加细胞外的 ，可以促使 向细胞内转运，减少细胞外的 ，从而减轻铵毒， C项错误；据图可知，载体蛋白 转运 属于主动运输，主动运输的速率与 其浓度无必然关系，运输 属于协助扩散，协助扩散的速率在一定范围内与其浓度 呈正相关，超过一定范围后协助扩散速率不再变化，D项错误。 34 新题速递 ［多选］[2023江苏泰州高一期末]下图为氨基 酸和 进出肾小管上皮细胞的示意图。下 列选项中不正确的是( ) ABC A.管腔中氨基酸、 可借助同一载体蛋白进入上皮细胞，其运输方式相同 B.管腔中的氨基酸进入上皮细胞和上皮细胞中的氨基酸进入组织液的载体蛋白相同 C.管腔中的 进入上皮细胞和上皮细胞中的 进入组织液都需要能量驱动 D.由图可知，细胞膜上蛋白质的种类和数量影响了细胞的功能 35 [解析] 管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度 高浓度，需要载体蛋白，消耗能量， 属于主动运输，该过程中消耗的能量是钠离子的梯度势能，而钠离子进入肾小管上皮 细胞的方式为协助扩散，A项错误；上皮细胞中氨基酸进入组织液是高浓度 低浓度， 需要载体蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散，而管腔中的氨基酸进入上皮细胞中的 方式是主动运输，两种方式不同，载体蛋白也不相同，B项错误；管腔中 进入上 皮细胞是高浓度 低浓度，需要载体蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散，上皮细 胞中 进入组织液是低浓度 高浓度，需要载体蛋白，消耗能量，属于主动运输， C项错误；图中显示，同种物质进出细胞的方式不同，体现了细胞膜的选择透过性， 该特性与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关，D项正确。 36 网络构建 经典图示 主动运输和被动运输示意图 37 $$