4.2 主动运输与胞吞、胞吐（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

细胞的物质输入和输出 第4章 第2节　主动运输与胞吞、胞吐 返回目录 生物学　必修1 　 教材梳理·新知全解 关键能力·合作探究 随堂检测·要点速记 课时作业(十四) 目 录 Contents 教材梳理·新知全解 知识点1　主动运输 低浓度 高浓度 转运蛋白 能量 空间结构 释放 恢复原状 同种 返回目录 生物学　必修1 　 选择吸收 代谢废物 返回目录 生物学　必修1 　 知识点2　胞吞与胞吐 内陷形成小囊 细胞膜 囊泡 返回目录 生物学　必修1 　 外排 囊泡 融合 返回目录 生物学　必修1 　 关键能力·合作探究 转运氯离子的载体蛋白 返回目录 生物学　必修1 　 探究点1　物质出入细胞的方式的比较 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 探究点2　影响物质跨膜运输速率的因素 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 随堂检测·要点速记 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 课时作业(十四)　主动运输与胞吞、胞吐 返回目录 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [课标要求] 1.结合图表，分析主动运输与胞吞、胞吐运输方式的特点(科学思维)。　2.借助坐标曲线图理解影响物质跨膜运输方式的因素(科学思维)。 1．方向：物质从__________一侧运输到__________一侧。 2．特点：需要____________和________。 3．过程：离子或分子与载体蛋白结合eq \o(――――――――――――→,\s\up20(体内化学反应释放的能量))载体蛋白的____________发生变化―→将该离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并________―→载体蛋白____________―→转运________其他离子或分子。 4．生理意义：通过主动运输来____________所需要的物质，排出____________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。 5．跨膜运输方式的实例(连线) 1．胞吞 (1)概念：大分子与细胞膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜_______________，包围着大分子。然后，小囊从__________上分离下来，形成________，进入细胞内部。 胞吞的过程 (2)实例：白细胞吞噬细菌、变形虫摄取水中的有机颗粒。 2．胞吐 (1)概念：细胞需要________的大分子，先在细胞内形成________，然后移动到细胞膜处，与细胞膜________，将大分子排出细胞。 胞吐的过程 (2)实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。 (教材P70与“社会的联系”)囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面________________________功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。 1．离子、小分子的跨膜运输比较 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 运输方向 高浓度→ 低浓度 高浓度→ 低浓度 一般为低浓 度→高浓度 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 是否需要 转运蛋白 不需要 需要 需要 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 是否消 耗能量 不消耗 不消耗 消耗 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯等出入细胞 红细胞吸收葡萄糖、水分子借助水通道蛋白进出细胞 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等 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 影响因素 细胞膜内外物质的浓度差 转运蛋白的种类和数量；细胞膜内外物质的浓度差 载体蛋白的种类和数量；影响呼吸速率的因素，如O2浓度、温度等 2.大分子的膜泡运输 (1)过程 (2)特点：需要消耗细胞呼吸释放的能量，需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 有关物质运输的6点注意 (1)通过胞吞和胞吐方式运输的物质可以是固体，也可以是液体，一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子，某些小分子物质也可通过胞吐方式运输。 (2)RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的，而不是通过胞吞、胞吐方式。 (3)胞吞和胞吐中物质通过的细胞膜层数是0。 (4)胞吞和胞吐都不需要转运蛋白，但需要膜上蛋白质的参与，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 (5)胞吞、胞吐通过膜的融合将物质吸收到细胞内或释放到细胞外，体现了细胞膜具有一定的流动性。 (6)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 【例1】 (2024·1月浙江)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及(　　) A．消耗ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 答案　C 解析　免疫球蛋白化学本质是蛋白质，是有机大分子物质，吸收方式为胞吞，需要消耗ATP，胞吞体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，A、D项正确；免疫球蛋白是有机大分子物质，细胞吸收该物质，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，B项正确，C项错误。 【例2】 下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　) A．用盐渍法能保存食品是由于渗透作用使细菌失水死亡 B．脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞 C．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果 D．质壁分离发生过程中，水分子可以通过原生质层进出液泡 答案　C 解析　用盐渍法保存食品，其原理是用过多的盐分渗出水分，增加渗透压，使细菌失水而死亡，从而达到保鲜的目的，A项正确；细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，根据相似相溶原理，脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞，B项正确；果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞膜失去选择透过性后，溶液中的糖分扩散进入细胞所致，C项错误；质壁分离发生过程中，主要是液泡中的水分子通过原生质层渗出细胞，D项正确。 1．浓度差(在一定浓度范围内) 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其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，运输速率逐渐增大；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，原因是转运蛋白数量的限制。 2．转运蛋白数量 　　 转运蛋白又分为通道蛋白和载体蛋白，协助扩散需要通道蛋白或载体蛋白的协助，而主动运输需要载体蛋白的协助。在其他条件适宜的情况下，协助扩散转运蛋白数量越多，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。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 3．O2浓度 　　 (1)被动运输不消耗能量，因此运输速率与O2浓度无关，不随O2浓度的改变而改变(如图甲)。 (2)主动运输既需要载体蛋白协助，又需要消耗能量。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，所以运输速率较低；随O2浓度的升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快；当O2浓度足够高时，能量供应充足，但载体蛋白数量有限，运输速率不再随O2浓度的升高而加快(如图乙)。 4．温度 【例3】 分析下列曲线所代表的物质跨膜运输方式及物质运输速率的影响因素(　　) (1)①的运输方式是____________，影响物质运输速率的因素是____________。 (2)②的运输方式是____________。影响a点运输速率的因素是____________；b点之后运输速率不再改变的原因是____________。 (3)③可代表的运输方式是_____________________________ _________。 (4)④的运输方式是____________。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是____________；c点之后运输速率不再改变的原因是____________。 答案 (1)自由扩散　物质浓度　 (2)协助扩散或主动运输　物质浓度　膜上转运蛋白或载体蛋白的数量有限　 (3)自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输　 (4)主动运输　氧气浓度　膜上载体蛋白的数量有限 【例4】 某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，同时，在研究某种物质的运输时，发现与曲线②和④相符。据图分析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．组织细胞将CO2排出细胞外 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 答案　C 解析　曲线②④中，该物质有最大运输速率，说明不是自由扩散；该物质的运输速率与氧浓度有关，说明不是协助扩散，则该物质的运输方式为主动运输。葡萄糖进入红细胞为协助扩散；组织细胞将CO2排出细胞外、从细胞外吸收氧气为自由扩散；小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输。 1．下列关于物质跨膜转运的叙述，正确的是(　　) A．大分子有机物要通过转运蛋白的转运才能进入细胞内，并且要消耗能量 B．相对分子质量小的物质或离子都可以通过扩散进入细胞内 C．主动运输可发生在细胞逆浓度吸收物质时，既要消耗细胞呼吸释放的能量，也要依靠膜上的载体蛋白 D．协助扩散和渗透都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的转运蛋白 答案　C 解析　大分子有机物以胞吞的方式进入细胞内，不需要转运蛋白，但需要消耗能量；相对分子质量小的物质或离子，如果是细胞需要的，可以以自由扩散、协助扩散或主动运输的方式进入细胞；协助扩散需要膜上的转运蛋白的协助。 2．(2021·江苏)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是(　　) A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C．神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性 D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 答案　B 解析　物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关，也与分子大小有关，A项正确；小肠上皮细胞通过钠－葡萄糖共转运蛋白摄入葡萄糖为主动运输，与钠离子浓度差有关，但并不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关，B项错误；膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，C项正确；肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输，D项正确。 3．如图表示细胞中大分子物质“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　a是细胞的胞吞过程，b是细胞的胞吐过程，都伴随着细胞膜成分的更新，以膜的流动性为基础，A、C项正确；a是胞吞过程，需要细胞膜表面糖蛋白的识别，胞吞是耗能过程，需要细胞内部提供能量，B项正确；胞吞和胞吐通常只是某些大分子进出细胞的方式，细胞排泄废物和摄取养分的基本方式是仍然是被动运输和主动运输，D项错误。 4．(2023·辽宁)血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是(　　) 选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式 A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐 B 葡萄糖 协助扩散 C 谷氨酸 自由扩散 D 钙离子 主动运输 答案　C 解析　神经生长因子蛋白是生物大分子，通过胞吞、胞吐细胞，与生物膜的流动性有关，A项正确；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散，故血脑屏障生物膜体系可能为协助扩散，B项正确；谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，不是为自由扩散，当谷氨酸作为神经递质被释放时为胞吐，也不是自由扩散，C项错误；钙离子通过生物膜需要载体蛋白，方式可能为主动运输，D项正确。 5．(2022·海南节选)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是____________。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于____________。 (3)细胞膜上的H＋-ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH____________；此过程中，H＋-ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是____________。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是____________。 解析 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增加，pH降低，此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构改变，进而运输H＋。(4)人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 答案 (1)选择透过性　 (2)协助扩散 (3)降低　载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变 (4)进行细胞间信息交流 要点速记 1．物质的跨膜运输并不都是顺浓度梯度的，活细胞对物质的输入和输出具有选择性。 2．主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助并消耗能量。 3．胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，是大分子和颗粒性物质进出细胞的方式，需要能量供应。 4．转运蛋白位于细胞膜上，具专一性，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 $$