第2节 主动运输与胞吞、胞吐（教师用书）-【勤径学升】2024-2025学年高中生物必修1同步练测（人教版2019）

第2节　主动运输与胞吞、胞吐 [学习目标] 1．举例说明物质出入细胞的主动运输方式，分析细胞膜的结构与运输物质的功能相适应，明确细胞的物质交换是细胞物质代谢和能量代谢的前提。 2．掌握物质跨膜运输方式的判断方法。 3．说明“胞吞和胞吐”与细胞膜流动性的关系。 一、主动运输 1．物质运输方向 物质逆浓度梯度进行跨膜运输。 2．条件 需要细胞膜上相应载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 3．过程 物质逆浓度梯度运输时，首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，随后载体蛋白又恢复原状，再去转运同种物质的其他离子或分子。 4．意义 保证细胞和个体生命活动的需要，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。 二、胞吞与胞吐 1．胞吞 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形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。 2．胞吐 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。 3．实例 （1）胞吞：吞噬细胞吞噬病原体，单细胞动物（如草履虫、变形虫）吞食食物颗粒。 （2）胞吐：分泌蛋白（胰岛素、胃蛋白酶等）的分泌。 4．特点 运输大分子物质；需要消耗能量。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 1．无论在什么情况下，葡萄糖分子进入人体细胞的方式都是主动运输。 （×） 2．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，对许多物质的跨膜运输起着决定性作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 （√） 3．协助扩散和主动运输都有助于维持物质在细胞内外的浓度差。 （×） 4．转运蛋白运输物质说明膜上部分蛋白质分子是可以运动的。 （√） 5．大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞，并且消耗能量。 （×） 6．运载葡萄糖的载体蛋白也能运载氨基酸。 （×） 知识点一　主动运输 　　如图为主动运输模式图，结合图分析： （1）主动运输是物质由　　　浓度向　　　浓度运输的一种方式，需要膜上　　　　的参与，还需要消耗细胞内化学反应所释放的　　　　。  （2）从主动运输所需条件的角度分析，与主动运输所需条件有直接关系的细胞器有哪些？ （3）研究表明，主动运输的运输速率和细胞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。  提示：（1）低　高　载体蛋白　能量 （2）能量——线粒体；载体蛋白——核糖体。 （3）①需要消耗能量　②载体蛋白数量 影响物质运输速率的因素及曲线分析 1．被转运物质的浓度： (1)模型构建： (2)模型解读： ①被转运物质的浓度主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，被转运物质的浓度越大，运输速率越大。 ②协助扩散或主动运输中，当被转运物质的浓度较小时，随被转运物质的浓度的增大，运输速率也逐渐增大；被转运物质的浓度达到一定程度后，如P点以后运输速率不再继续增大，原因是受转运蛋白数量的限制。 2．转运蛋白数量： (1)模型构建： (2)模型解读： ①自由扩散：不受转运蛋白数量的影响。 ②协助扩散：转运蛋白数量越多，运输速率越大。 ③主动运输：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。 3．氧气浓度(能量)： (1)模型构建： (2)模型解读： 编号 方式 分析 甲 自由扩散、 协助扩散 自由扩散和协助扩散不消耗能量 乙 主动运输 O～A随着能量增加，运输速率增加，A点以后影响因素是载体蛋白的数量 1．如图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。下列相关叙述错误的是（　　） A．该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要消耗能量，为主动运输 B．该矿质元素离子逆浓度梯度运输 C．如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，则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使用 解析　据题图可知，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要消耗能量，是主动运输，A正确；该矿质元素离子逆浓度梯度运输，B正确；该矿质元素离子的运输需要载体蛋白，如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，则该矿质元素离子不能被运输，C正确；载体蛋白可重复使用，D错误。 答案　D 2．如图表示番茄从培养液中吸收Ca2＋的速率随环境中氧浓度变化。影响a、b处吸收速率的主要因素分别是(　　) A．氧气浓度、载体蛋白数量 B．离子浓度、氧气浓度 C．载体蛋白数量、离子浓度 D．离子浓度、载体蛋白数量 解析　番茄从培养液中吸收Ca2＋是主动运输过程，需要能量和载体蛋白；氧气浓度可代表能量多少；图中O a段及再靠后一段，番茄从培养液中吸收Ca2＋的速率随氧气浓度增加而加快，说明氧气浓度(能量)是a点吸收速率的主要限制因素；b点靠前一段及以后，番茄从培养液中吸收Ca2＋的速率不再随氧气浓度增加而加快，说明氧气浓度(能量)不是b点吸收速率的主要限制因素，此时主要限制因素是主动运输的另一个要素——载体蛋白数量，故A正确。 答案　A 知识点二　胞吞与胞吐 　　根据图示回答相关问题： （1）a方式称为　　　　，大分子物质进入细胞时，大分子附着在　　　　的表面，这部分细胞膜　　　　形成小囊，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）图中a、b表示的物质运输方式　　　　（填“需要”或“不需要”）消耗能量，这两种方式依赖于细胞膜的　　　　。  提示：（1）胞吞　细胞膜　内陷　囊泡 （2）胞吐　囊泡　融合 （3）需要　流动性 1．物质跨膜运输方式的比较 方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图示 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 是否需要转运蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要 （续表） 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 消耗 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯等出入细胞 水通过通道蛋白进出细胞、红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 变形虫摄食、吞噬细胞吞噬病原体 分泌蛋白的分泌、变形虫排出食物残渣和废物 2．判断物质进出细胞的方式 1．下图是细胞对大分子的胞吞（左）和对细菌的吞噬作用（右）示意图，下列判断错误的是 （　　） A．该图体现了生物膜具有一定的流动性 B．该图说明高尔基体与溶酶体的形成有关 C．该图说明不同生物膜在结构上具有一定的联系 D．该图说明胞吞和吞噬都是需要消耗能量的过程 解析　胞吞和吞噬，这两个过程通过具膜小泡的形成和具膜小泡与细胞膜的融合来实现，体现了生物膜在结构上具有一定的流动性，A正确；由题图可知溶酶体是高尔基体分离的囊泡结构，说明高尔基体与溶酶体的形成有关，B正确；细胞膜向内凹陷形成囊泡，离开细胞膜回到细胞质中，细胞膜转化成了囊泡的膜，体现了细胞内生物膜在结构和功能上具有一定的连续性，C正确；该图不能说明胞吞和吞噬都是需要消耗能量的过程，D错误。 答案　D 2．如图为受体介导的胞吞作用。下列相关叙述错误的是(　　) A．该过程以膜的选择透过性为基础才能发生 B．该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C．构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层 D．形成的囊泡可能与溶酶体结合，从而将囊泡中的物质分解 解析　胞吞作用有膜的凹陷，以膜的流动性为基础，A错误；受体介导的胞吞过程需要受体和相关物质的识别，需要细胞内部供能，B正确；构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层，C正确；形成的囊泡可能与溶酶体结合，从而将囊泡中的物质分解，D正确。 答案　A 　　　　　　　　　　　　　素养发展　探究应用　　　　　　　　　　　　　  [情境] 　　水体富营养化是指水体中N、P等含量过多而引起的水质污染现象。科研人员为开展大蒜治理水体富营养化的研究，配制了不同浓度的KH2PO4溶液，将大蒜根系分别置入上述不同浓度的溶液中，一段时间后测定得出在0．01 mmol/L的KH2PO4溶液中吸收磷的速率为0．02 mmol·L－1·h－1。大蒜根细胞中KH2PO4溶液浓度是0．04～0．12 mmol/L。 [探究] 大蒜根系吸收磷的运输方式是什么？为什么？ 答案　主动运输。因为在0．01 mmol/L的KH2PO4溶液中，吸收磷为逆浓度梯度运输。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）大分子有机物需要有载体蛋白的协助才能进入细胞内。 （×） （2）需要消耗能量的运输方式都是主动运输。 （×） （3）无机盐离子进出细胞都是通过主动运输进行的。 （×） （4）环境因素可以影响主动运输的速率。 （√） （5）胞吞、胞吐过程体现了细胞膜的选择透过性。 （×） （6）胞吞、胞吐是需要消耗能量才能完成物质的运输过程。 （√） 2．下列属于主动运输的是 （　　） A．动物肺泡细胞释放CO2 B．蔗糖通过植物细胞的细胞壁 C．苯分子进入人的皮肤细胞 D．丽藻细胞吸收S的过程 解析　动物肺泡细胞释放CO2的方式是自由扩散，A错误；植物细胞壁是全透性的，蔗糖不以主动运输的方式通过细胞壁，B错误；苯是脂溶性物质，苯分子通过自由扩散进入人的皮肤细胞，C错误；植物细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，D正确。 答案　D 3．(郑州高一期中)下列物质进出细胞的过程消耗能量的是(　　) ①水被胃黏膜吸收　②氧气进入红细胞 ③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的Na＋ ④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸 A．①②　　　　　　 B．③④ C．②③④ D．①②③④ 解析　本题考查几种跨膜运输方式的特点。①水被胃黏膜吸收的方式是自由扩散，动力是浓度差，不需要消耗能量，①不符合题意；②氧气进入红细胞的方式是自由扩散，特点是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要转运蛋白和能量，②不符合题意；③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的Na＋的方式是主动运输，需要转运蛋白和能量，③符合题意；④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式是主动运输，需要转运蛋白和能量，④符合题意。 答案　B 4．某科学家在研究物质运输时发现有下列四种线性关系，在研究某种物质的运输时，发现与线图②和④相符，最可能是下列哪一过程 （　　） A．葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞 B．Na＋通过离子通道进入神经细胞 C．小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸 D．组织细胞从组织液吸收氧气 解析　从线图②和④中可知，该种物质有最大运输速率，说明不是自由扩散；该物质运输与氧浓度有关，说明不是协助扩散，即该物质的运输方式为主动运输。葡萄糖进入红细胞、Na＋通过离子通道进入神经细胞都为协助扩散，A、B错误；小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输，C正确；氧气跨膜运输为自由扩散，D错误。 答案　C 5．如图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答（[　　]内填序号）： （1）物质利用载体蛋白出入细胞的运输方式是图[　　]和[　　]。 （2）可能代表氧气转运方式的是图中[　　]　　　　；碘在甲状腺细胞外的浓度远远低于甲状腺细胞内的浓度，碘进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的过程是图中[　　]　　　　。  （3）①②两种运输方式合称为　　　　。  （4）从细胞膜的功能特性看，它是　膜。  解析　（1）物质利用载体蛋白出入细胞的运输方式为协助扩散和主动运输，为图①和③。（2）氧气转运方式为自由扩散，对应图②；碘进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的过程是从低浓度到高浓度，为主动运输。（3）图①②中的两种运输方式的特点是从高浓度到低浓度运输，为被动运输。（4）细胞膜的功能特性是选择透过性。 答案　（1）①　③ （2）②　自由扩散　③　主动运输 （3）被动运输 （4）选择透过性 学科网（北京）股份有限公司 $$