第4章 第2节 主动运输与胞吞、胞吐(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程生物必修第一册同步学习指导(人教版2019)

叫7 第己节 主动运输与胞吞、胞吐 课标要求 核心素养 1.生命观念:细胞膜的结构与物质运输功能相适应;明确细胞物质交换是细胞 1.阐明主动运输的过程、 物质代谢和能量代谢的前提。 特点和意义 2.科学思维:归纳总结物质运输方式的异同点,并对物质出入细胞方式进行推 2.举例说明胞吞和胞吐的 理和判断。 过程。 3.科学探究:根据物质运输的差异,设计实验探究某种物质运输方式。 3.利用细胞膜的流动镶嵌 4.社会责任:引导学生关注所学内容与健康的关系,“与社会的联系”栏目介 模型解释各种物质跨膜 绍与主动运输、胞吞、胞吐有关的问题,提升学生的社会责任意识和担当 运输的方式。 能力。 必备知识 自主梳理 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 ,这种方式叫作主动运输。 2.过程: 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 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 ,载体蛋白随后又 ,又可以去转运 的其他离子或分子。 3.实例:K'、Ca2'和Na'等离子通过细胞膜; 进入小肠上皮细胞。 4.意义:通过主动运输来选择吸收所需要的物质,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 漱思考 通道蛋白参与主动运输吗?简述理由。 一细胞是基本的生命系统 1.胞吞与胞吐 (1)胞吞的过程: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 ,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 (2)胞吐的过程;细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成 ,囊泡移动到 处,并与之 融合,将大分子排出细胞的现象 (3)特点 在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们也 消耗细胞呼吸所释放的 能量。 2.细胞膜具有选择透过性的结构基础 细胞膜上转运蛋白的 ,或 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。 3.胞吞与胞吐的结构基础:需要膜上 的参与,更离不开膜上 D 自我检测 (1)固醇类激素进入把细胞的过程属于主动运输。 (2)载体蛋白运输物质时自身结构会发生改变。 (3)胞吞、胞吐会导致膜成分的更新。 (4)巨噬细胞提入病原体的过程属于协助扩散 (5)细胞通过胞吐释放的物质可能是小分子物质。 (6)载体蛋白与被转运物质的结合是特异性的。 (7)人工的无蛋白质的磷脂双分子层膜也能让氛基酸、葡萄糖、核苷酸等小分子通过。 (8)大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进人细胞内,并且要消耗能量。 合作探究 能力提升 任务一:分析主动运输的特点 情境解读 资料1) (实验情境)将小鼠的小肠绒毛上皮细胞置于含有7%的葡萄糖的培养液中进行实验,一段时间 后测定培养液中葡萄糖的剩余量,结果如表 组别 培养条件 培养液中葡萄糖的剩余量 组1 加入葡萄糖载体抑制剂 7.0% 组2 加入呼吸抑制剂 5.1% 纽3 不做任何处理 3.6% 资料2(生产生活)某农作物能通过Na'的外排来保持细胞质内低Na水平,从而消除Na'的伤害。 Na 的外排由位于细胞膜上的Na'/H'逆向转运蛋白调节,Na'/H'逆向转运蛋白靠膜两侧的H'电化学 梯度提供能量实现Na'的跨膜运输。 问题探究 1.资料1实验中组1和组3对比,说明小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖需要什么条件?你的判断依据是什么? 2.资料1实验中组2和组3对比,说明小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖需要什么条件?你的判断依据是什么? 3.资料1中实验说明小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖属于哪种跨膜运输方式?为什么? 4.资料2中Na'排出细胞的过程属于哪种运输方式?请说明理由? 5.如果某种药物能够导致运输H的蛋白质失活,会不会对该农作物造成伤害?为什么? 典例剖析 例 如图分别表示甲、乙两种物质跨膜运输的方式。下列叙述错误的是 A.图1可表示葡萄糖进入红细胞的方式 门。 。 B.图2可表示细胞通过主动运输吸收物质乙 4. ...... # r C.甲,乙两种物质均为细胞代谢所需的营养物质 D.去除膜上的蛋白质对甲、乙的运输均有影响 )灾式训练 1.农业生产中,农作物生长所需的氢元素能以NO.的形式由根系从土壤中吸收 作物甲 一定时间内作物甲和作物乙的一个根细胞吸收NO. 的速率与0.浓度的关系如 作物乙 图所示。如果细胞只以一种方式吸收NO,以下判断不正确的是 ) A.0.浓度大于a时,作物乙细胞膜上运输NO;的载体蛋白可能已饱和 0 0.浓度 B.作物甲细胞膜上运输NO 的载体蛋白数量一定比作物乙细胞膜上的多 C.这两种作物根细胞吸收NO。 的方式不同于它们吸收水的方式 D.吸收的NO 可用于合成蛋白质、核酸、某些脂质等有机物 归纳提升 1.物质进出细胞的方式比较 自由扩散 协助扩散 主动运输 方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度 度 转运蛋白 不需要 需要 需要 能量 不需要 不需要 需要 外 细题内 内 内 。。。 0 。。 。 图例 。”。 举例 K' 进入红细胞,葡萄糖进入 0..C0.甘油等脂溶性物质 血浆中葡萄糖进入红细临 小肠绒毛上皮细胸 2. 影响主动运输的主要因素 (1)0.浓度和载体蛋白 (P后运输不 因膜上裁体蛋白数量在队) 0 (点由无氧时提能量) 0 0. 主动运输 090 (2)温度 细胞暖的流劫性 温度 啊 物质运输速率 海的活性。 → 细呼吸 任务二:分析胞吞与胞吐 情境解读 图形情境,观察下图物质出入细胞的过程 问题探究 1.上面两图中物质出入细胞的方式分别是什么? 2.胞吞和胞叶都会发生膜的弯曲、折叠和融合,这主要体现了生物膜的什么特性 3.如果用抑制剂降低细胞呼吸,细胞的能量供应减少,胞吞和胞吐也会受到影响,这说明什么? 典例剖析 右图表示细胞对大分子物质“外排”和“内吞”时发生在细胞 # 膜上的过程。下列对有关原理或意义的说法,错误的是 ( a外排 hh A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生 B.变形虫是以b的方式吞噬食物 C.a与b两种运输方式只存在于大分子物质的运输中 D.b一定需要细胞的表面识别和内部供能才可能完成 变式训练 2.如图是物质跨膜运输的两种运输方式示意图,以下说法错误的是 1. A.图a过程只可发生在细胞膜处 B.图b过程运输的物质可以是蛋白质等生物大分子 C.图a过程可能需要膜上的蛋白质参与 D.图b过程离不开膜上磷脂双分子层的流动性 归纳提升 1.胞吞 (1)过程:大分子物质与膜上的蛋白质结合→这部分细胞膜内陷形成小囊→小囊与细胞膜分离→形成囊 泡,进入细胞内部 实例:人体自细胞吞赚病原体、变形虫摄食等 (2)特点:消耗能量,从细胞外到细胞内。 2.胞吐 (1)过程:大分子物质在细胞内形成囊泡→移动到细胞膜处→囊泡与细胞膜融合→大分子物质排出细胞 实例:分泌蛋白的分泌。 (2)特点:消耗能量,从细胞内到细胞外。 3.胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性;胞吞和胞吐需要能量,如果细胞的ATP合成受阻,则胞吞 和胞吐作用不能继续进行。 4.有关物质跨膜运输的5个不一定 (1)需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输,还可能是协助扩散。 (2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输,胞吞和胞吐也消耗能量 (3)从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散,还可能是协助扩散 (4)生物大分子不一定都是以胞吞、胞叶方式运输的,如RNA和蛋自质可通过核孔出入细胞核。 (5)同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同,如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输。 课堂达标 巩固训练 1.如图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的 A.过程a和b的发生均以膜的流动性为基础 ) 过程。下列相关叙述不正确的是 B.过程a和b都要消耗能量 C.细胞在进行b过程的同时膜成分也随之更新 D.过程a和b两种运输方式不需要载体蛋白的协 ___ 助,也不需要膜蛋白的参与 3.科学家在研究Na'通过细胞膜(只考虑Na'由细 胞内通过细胞膜到细胞外的情况)的运输方式时 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 做了如下实验:向枪乌贼的神经细胞内注入微量 的“Na',在不同的条件下,分别检测神经细胞周围 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 溶液中的“Na'。实验方法和现象如表所示。 实验方法 被去除,则该矿质元素离子不能被运输 观察到的现象 D.运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复 向枪乌贼的神经 神经细胞周围溶液 使用 细胞内注入微量 的Na' 中出现Na' 2.如图所示为大分子物质出入细胞的过程。下列与 此有关的叙述错误的是 ) 向枪乌贼的神经 加人甲 神经细胞周溶液 细施内注入微量 药物 的Na' 中没有出现Na 1 向枪乌贼的神经 _ 加入甲加入神经细胞周围溶液 细胸内注入微量 药物 A'rP 的Na 中出现a 092 向枪乌贼的神经 神经细胞膜的方式是 加人乙 加人 神经细胞周围溶液 细胞内注入微量 (3)由实验23可知甲药物的作用是 药物 ATP 中没有出现{*Na' 的”Na (1)由实验1中观察到的现象可知,神经细胞周围 溶液中的②*Na'来源于 (4)实验4中加人乙药物后,除表中现象外.细胎 (2)由实验2、3及其现象可知.“Na穿过神经细 的其他生命活动没有受到影响,乙药物最可能 是抑制了 的作用。 胞膜需要 ,据此可判断*Na'通过 课时小结 外→内 这句 主动运输与施 细外 劫力 吞,胞吐 不需要 过台 秘度衔 特。 吞 白吞嘎 案载体白 能/P) 胞吞 主动 意义 过输方向 内外 扭送择性的吸叹所需卷的物 甩吐 运输 能量 运输动力 杞吐 排代谢和对舰有的物扇 不需要 这白 小临致毛上及细阻收 分必自的排土 例 植细殿矿质元走 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[15] 微专题突破二 物质讲出细胞方式的判断 根据题目中的描述进行判断 1.关于浓度大小关系的相关描述。 逆浓梯度运输 不需转逼白。自 一定为主动运输 浓度 浓度运输 露转遥白 协助散 2.关于是否需要提供能量及是否需要转运蛋自协助的相关描述。 不该劫运翰 不远遥白 需转运白 协助扩散 能量 自由扩散 需泡 战 是否雪震急 不需泡 袍吞,吐 生动运输 3.关干物质的化学本质和分子特点的相关描述。 (1)水、气体分子、脂溶性小分子等可通过自由扩散的方式穿过生物膜。 (2)大部分水进出细胞、葡萄糖进入红细胞、离子穿过通道蛋白等运输过程为协助扩散。 (3)大多数情况下无机盐、氢基酸、核苷酸、葡萄糖等的吸收方式为主动运输 (4)大分子物质进出细胞一般通过胞吞、胞吐的形式。但发生胞吞、胞吐现象时,运输的物质不一定是大 分子物质,如许多神经递质为小分子物质,仍然通过胞吐的形式进行释放,以在短时间内达到大量释 放的效果。 4.关于达到平衡时的浓度差相关描述 若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差,则是主动运输,因为自由扩散和协助扩散达到平衡时,细胞内外浓 度相等。第2节主动运输与胞吞、胞吐 典例剖析 例：Ca胞吐和b胞吞依据的是膜的流动性，A正确：变形虫是 必备知识自主梳理 单细胞生物，是以b的方式吞噬食物，B正确：胞吞和胞吐还 可以运输小分子物质，C错误：b一定需要细胞的表面识别，具 1,道浓度梯度载体蛋白细胞内化学反应所释放的能量 有特异性，需要ATP为其提供能量，D正确。故选C 2.离子或分子空间结构 释放出来恢复原状同种物质 变式训练 3.氨基酸前萄糖 2.A图a过程除了可发生在细胞膜处，也可能是内质网释放囊 4.代谢废物 泡，A错误：图b可表示胞吐，通过胞吐运输的一般为蛋白质等 微思考 生物大分子及颗粒性结构，B正确：图a过程可以是胞吞，此时 提示：不参与。通道蛋白参与的只是被动运输，在运输过程中 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 并不与被运输的分子结合，也不会移动，并且是从高浪度向低 小囊，C正确：图b过程发生囊泡与膜融合释放所运输物质，该 浓度逸榆，所以运输时不消耗能量 过程依赖于膜的流动性，D正确。故选A。 课堂达标巩固训练 1.(1)小囊囊泡(2)囊泡细胞膜(3)雷要 2.种类和数量转运蛋白空间结构选择透过性 1.D据题图可知，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需 3.蛋白质磷脂双分子层的流动性 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 自我检测 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 (1)×(2)V(3)V(4)×(5)V(6)V(7)× 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 (8)× 子不能被运输，C正确：载体蛋白可重复使用，D错误。故选D 【解析】(1)圆醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以 2.D是胞吞过程.b是胞吐过程，无论是胞吞还是胞吐都伴随 自由扩散的方式进入靶细胞。(4)病原体属于颗粒性物质，颗粒 着细胞膜的变化和具膜小泡的形成，均以膜的流动性为基醋 性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨发细 A正确：胞吞和胞吐均需要消耗能量，B正确：胞吐过程中有具 胞摄入病原体的过程属于胞吞。(7)复基酸，葡萄糖、核苷酸等 膜小泡的形成、具膜小泡与细胞膜的融合，因此存在膜成分的 小分子跨膜运输需要载体蛋白的协助，不能通过无蛋白质的磷脂 更新，C正确：物质通过胞吞和胞吐运输时，不需要载体蛋白的 协助，但细胞摄取大分子时，需要膜蛋白的参与，D错误。故 双分子层膜。(8)大分子有机物要通过胞吞方式进入绍胞内，该 过程不需要载体蛋白，但需要膜上蛋白的识别，并且要消耗能量。 选D 3.(1)神经细胞内 合作探究能力提升 (2)消耗能量主动运输 任务 (3)抑制神经细胞的细胞呼吸 问题探究 (4)载体蛋白 1,提示：载体蛋白。组1葡萄糖载体受到抑制后，葡葫糖转运速 【解析】(1)乙药物抑制了主动运输的载体，因为主动运输除 率下降，培养液中葡萄赫的剩余量增加 了需要能量还有载体蛋白。Na·来源于神经细胞内。(2)由实 2.提示：消耗能量。组2呼吸受到抑制后，培养液中葡萄糖的刺 验2,3及其现象可知，实验23的自变量是加入了ATP,说明 余量增加 八“等过神经细胞膜需要消耗能量，运输方式是主动运输。 3.提示：主动运输。葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白协助和消耗 (3)由实验2,3可知甲药物的作用是物制神经细胞的细胞呼 细胞代谢产生的能量 吸。(4)实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生 4.提示：主动运输。细胞内Na求度低，细胞外Na浓度高，Na' 命活动没有受到影有，说明乙药物不影响细胞呼吸，乙药物最 外撸转运方向为递浓度稀度，需要间接消耗细胞代谢产生的 可能是抑制了载体蛋白的作用。 能量。 5.提示：会。会导致细胞内N阳浓度过高，破坏细胞膜结构 练案[15] 典例剖析 学业考达标练 例：C分析图解可知，图甲物质的运输属于协助扩散，可以表示1.A 细胞膜的功能特性是选择透过性。主动运输和协助扩散 葡萄糖进人红细胞，A正确：图2中乙物质的运输由低浓度向 均需要载体蛋白协助，均能体现细胞膜具有选择透过性，但主 高浓度一侧，并且需要载体蛋白的协助和消耗能量，属于主动 动运输是逆浓度梯度运输，且需要载体，更能说明细胞膜具有 运输.B正确：图乙可以判断乙物质为运进细胞，而图甲中不 选择透过性，A正确，B错误：自由扩散不需要载体，与细胞膜 能判断细胞内外，因此不能确定甲物质是否是细胞代谢所需 的选择透过性无关，C错误：膜泡运输以胞吞和胞吐的方式进 的营养物质，C错误：除去细胞膜上的载体蛋白，对协助扩散 行运输，与细胞膜具有一定的流动性有关，D错误。故选A。 和主动运输均有影响，D正确。故选C。 2.C细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，胞吐和胞吞过程 变式训练 依赖于细胞膜的流动性特点。氧气进人肌细胞属于自由扩散， 1.B作物乙在O,浓度大于a时，NO,吸收速率不再增加，说明 不能体现流动性，A错误：甲状腺细胞吸收钾离子是主动运输， 运输NO的载体蛋白已饱和，A正确：生物种类不同，同种物 不能体现流动性，B错误：胰岛素的分泌属于胞吐，能够体现流 质的运输载体效率也会有差异，不是数量多速率就一定快，B 动性，C正确：植物细胞吸收水分属于自由扩散和协助扩散，不 错误：图示细胞吸收的NO,方式为主动运输，水的吸收是自由 能体现流动性，D错误。故选C 扩散或者协助扩散，C正确：蛋白质，核酸磷脂中含有N元素，3.B氧气进入红细胞的方式是自由扩散，A错误：根细胞通过主 D正确。故选B 动运输的方式吸收无机盐离子，B正确：酒精通过自由扩散的 任务二 方式进入胃黏膜细胞，C错误：消化腺细胞通过胞吐分泌清化 问题探究 酶.D错误。故选B 1提示：分别是胞吞、胞吐 4.D部萄糖是小分子物质，但葡萄糖不能以自由扩散方式进出 2.提示：细胞膜具有一定的流动性。 细胞，A错误：大分子物质如细胞内合成的分泌蛋白从细胞内 3.提示：胞吞和胞吐需要消耗能量 分泌到细胞外，是通过胞吐方式完成的，该过程不需要载体蛋 281