4.2 主动运输与胞吞、胞吐（导学案）生物人教版2019必修1

4.2主动运输与胞吐、胞吐 导学案 【课标要求】 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过度裂实现增殖 2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动 2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白 2.1.3 举例说明大分子物质能够通过胞吞、胞吐进出细胞 【素养目标】 1. 通过阅读分析相关资料，理解主动运输和胞吞胞吐的过程和特点，构建本节课核心概念，巩固相应的结构与功能观、物质与能量观，培养信息获取与分析、归纳与概括的科学思维能力。（生命观念、科学思维） 2.通过设计实验探究柽柳的根部吸收无机盐离子的方式，培养解决陌生情境中问题的科学探究能力。（科学探究） 3. 通过生活实例分析，运用知识解决实际问题。（社会责任） 【学习重点】 1. 主动运输的过程和特点。 2. 胞吞、胞吐的过程。 【学习难点】 1. 主动运输的特点 2. 胞吞、胞吐的过程 1.主动运输：主要体现膜的功能特点——选择透过性 2.胞吞和胞吐：主要体现膜的结构特点——流动性 1、 主动运输 【探究活动1】探究物质的主动运输 资料1：无论是植物细胞、动物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输不同于被动运输。 例如，小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收；人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 讨论1：这些细胞吸收物质的方式与被动运输有何区别？ 提示：被动运输是顺浓度梯度进行的,而小肠液中氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞中是逆浓度梯度进行的。 资料2：慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。在该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入ATP作为直接能源。将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中，但若在其膜外壳加上一种蛋白质分子，则K+可以进入。 讨论2：这说明K+进入“类细胞”还需要什么条件? 提示：需要相应载体蛋白的协助，需要消耗能量。 【探究活动2】主动运输的实例分析 资料3：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3～5g。探究Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式。肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 讨论3：肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示：协助扩散；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。 讨论4：Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示：主动运输；逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量。 资料4：肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na＋浓度差的能量。但是Na＋浓度差的建立是依靠Na＋-K＋泵的，而Na＋-K＋泵需要消耗ATP。 讨论5：肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示：图中葡萄糖进入肾小管上皮细胞为主动运输；出肾小管上皮细胞为协助扩散。 讨论6：Na＋-K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？ 提示：有影响。 讨论7：图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？并举例说明。 提示：不同，如葡萄糖、Na＋。 【探究活动3】影响物质运输的因素 分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素 ①运输方式为自由扩散；影响物质运输速率的因素有物质浓度。 ②运输方式为协助扩散或主动运输；影响a点运输速率的因素是物质浓度；b点之后运输速率不再改变的原因是膜上转运蛋白的数量有限。 ③运输方式为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运输方式为主动运输。a点所需能量来自于无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是氧气浓度；c点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。 【归纳小结】影响物质跨膜运输的因素 1.浓度差：浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。 2.转运蛋白数量：转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输，自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 3.氧气含量对物质跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 4.温度对物质跨膜运输的影响 2、 胞吞、胞吐 【探究活动4】探究大分子物质进出细胞的方式 现象1：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。 现象2：变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。 现象3：白细胞能吞噬入侵机体的细菌。 播放视频，引导学生认识大分子物质进出细胞的方式，并总结胞吞、胞吐概念及过程。 思考问题： 1.胞吞、胞吐过程需要载体蛋白吗？ 提示：不需要 2.胞吞、胞吐过程需要能量吗？ 提示：需要 3.胞吞、胞吐过程体现了细胞膜的什么特点? 提示：流动性 [易错提醒] (1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输；神经细胞膜上运入。K＋的方式为主动运输，运出K＋的方式为协助扩散，运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性。 (2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，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)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。 (4)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 1.营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息，下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断，错误的是(　　) A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散 C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散 【答案】C 【解析】由题意可知，甲、乙、丙、丁为小肠上皮细胞吸收(细胞外→细胞内)营养物质的四种方式，方式甲为逆浓度梯度的运输，需要消耗能量和转运蛋白，为主动运输，A正确；方式乙为顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，需要转运蛋白，为协助扩散，B正确；胞吞过程虽需要消耗能量，但不需要转运蛋白的协助，则丙方式不为胞吞作用，C错误；方式丁为顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量和转运蛋白，为自由扩散，D正确。 2.(2024·海南卷，3)许多红树植物从含盐量高的泥滩中吸收盐分，并通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害。下列有关这些红树植物的叙述，正确的是(　　) A.根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，有利于水分的吸收 B.根细胞通过自由扩散的方式吸收泥滩中的K＋ C.通过叶表面的盐腺将盐排出体外，不需要ATP提供能量 D.根细胞主要以主动运输的方式吸收水分 【答案】A 【解析】根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，提高了细胞渗透压，有利于水分的吸收，A正确；根细胞通过主动运输的方式吸收泥滩中的K＋，B错误；根据题干，通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害，所以其运输方式属于主动运输，需要ATP提供能量，C错误；根细胞吸收水分的原理是渗透作用，运输方式是被动运输，D错误。 3.细胞膜控制着物质输入和输出，下图中a、b、c表示三种物质跨膜运输的方式。下列相关叙述错误的是(　　) A.氧气和二氧化碳最可能以图中a所示方式进出细胞 B.神经细胞受到刺激时Na＋通过图中c方式内流，此时Na＋不需要与通道蛋白结合 C.血浆中葡萄糖以图中b方式进入红细胞时，需要细胞内化学反应释放的能量推动 D.蛋白质等生物大分子无法通过图中a、b、c三种方式进出细胞，但需要膜上蛋白质参与 【答案】C 【解析】由题图可知，血浆中葡萄糖以图中b(协助扩散)方式进入红细胞时，不需要细胞内化学反应释放的能量推动，C错误。 4.一些特殊的分子常常通过受体介导的胞吞作用运入真核细胞，如图所示，被运输的分子首先与细胞膜上特定的受体结合，运输的过程是特异性的，只有分子的形状刚好与受体匹配才能进行。下列说法错误的是(　　) A.受体介导的胞吞作用依赖细胞膜的流动性 B.受体介导的胞吞作用体现了细胞膜对运输的分子具有选择性 C.受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与，也不需要消耗能量 D.参与受体介导的胞吞作用的蛋白质不止一种 【答案】C 【解析】受体介导的胞吞作用，体现了细胞膜的流动性，运输的过程是特异性的，也反映了细胞膜对运输的分子具有选择性，A、B正确；受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与，但需要消耗能量，C错误；由图可知，参与该过程的蛋白质至少有受体和网格蛋白两种，D正确。 5.转运蛋白是协助物质跨膜运输的重要膜组分，它分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。下列说法错误的是(　　) A.载体蛋白在转运物质时需与被转运物质结合，构象也会发生改变 B.通道蛋白只容许与自身孔径大小和电荷适宜的物质通过，不与被转运物质结合 C.神经纤维上的离子通道转运钠离子时，通道蛋白的构象会发生改变 D.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞需要载体蛋白的协助，并消耗消化道内的ATP 【答案】D 【解析】葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞需要载体蛋白的协助，并消耗小肠绒毛上皮细胞内的ATP，D错误。 6.(2025·西安铁一中检测)如图表示给某种细胞施予呼吸抑制剂后，细胞对某物质的吸收速率与细胞内外该物质浓度差的关系。下列有关叙述错误的是(　　) A.该细胞吸收这种物质与ATP的水解无直接关系 B.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙 C.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关 D.这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同 【答案】D 【解析】图示运输方式为协助扩散，不消耗ATP，与ATP的水解无直接关系，A正确；该物质需要转运蛋白才能进入细胞，不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙，B正确；协助扩散需要转运蛋白，而转运蛋白的化学本质是蛋白质，蛋白质在核糖体上合成，则该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关，C正确；该物质进入细胞的运输方式为协助扩散，O2进入细胞的方式为自由扩散，二者进入该细胞的方式不同，D错误。 7.(2025·河北石家庄调研)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2＋和SiO的吸收情况。下列有关叙述正确的是(　　) A.影响水稻根细胞吸收Ca2＋和SiO的因素仅是氧气浓度 B.A与C对照，说明根细胞膜上SiO载体比Ca2＋载体少 C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度 D.B点以后及时中耕松土，有利于提高两种离子的吸收量 【答案】C 【解析】影响水稻根细胞吸收Ca2＋和SiO的因素是氧气浓度和载体蛋白的数量，A错误；A与C对照，相同氧气浓度条件下，SiO比Ca2＋吸收得多，说明根细胞膜上SiO载体比Ca2＋载体多，B错误；B点以后，两种离子的吸收量不再随氧气浓度的增加而增大，因此B点以后及时中耕松土，不能提高两种离子的吸收量，D错误。 8.探究耐盐碱植物的“抗盐”策略细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 (1)据图可知，图示各结构中H＋浓度存在明显差异，这种差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H＋-ATP泵来维持。此过程中，H＋-ATP泵作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是什么？ 提示：ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生改变。 (2)H＋的这种分布特点可将Na＋转运到胞外或液泡内，Na＋转运到胞外或液泡内是由细胞膜或液泡膜两侧的H＋浓度差所驱动的。若使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少，其原因是什么？ 提示：Na＋的运输能量来自H＋的电化学梯度，使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少，排出H＋量减少，膜内外H＋浓度梯度降低，使得转运蛋白排出Na＋量减少。 (3)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是使Na＋进入液泡或排出细胞。 1.主动运输的三种功能方式 2.钠钾泵 3.协同运输 协同运输时一种物质的逆浓度梯度跨膜运输，其依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度。协同运输包括同向协同和反向协同两种方式。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2主动运输与胞吐、胞吐 导学案 【课标要求】 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过度裂实现增殖 2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动 2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白 2.1.3 举例说明大分子物质能够通过胞吞、胞吐进出细胞 【素养目标】 1. 通过阅读分析相关资料，理解主动运输和胞吞胞吐的过程和特点，构建本节课核心概念，巩固相应的结构与功能观、物质与能量观，培养信息获取与分析、归纳与概括的科学思维能力。（生命观念、科学思维） 2.通过设计实验探究柽柳的根部吸收无机盐离子的方式，培养解决陌生情境中问题的科学探究能力。（科学探究） 3. 通过生活实例分析，运用知识解决实际问题。（社会责任） 【学习重点】 1. 主动运输的过程和特点。 2. 胞吞、胞吐的过程。 【学习难点】 1. 主动运输的特点 2. 胞吞、胞吐的过程 1.主动运输：主要体现膜的功能特点—— 性 2.胞吞和胞吐：主要体现膜的结构特点—— 性 1、 主动运输 【探究活动1】探究物质的主动运输 资料1：无论是植物细胞、动物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输不同于被动运输。 例如，小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收；人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 讨论1：这些细胞吸收物质的方式与被动运输有何区别？ 资料2：慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。在该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入ATP作为直接能 源。将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中，但若在其膜外壳加上一种蛋白质分子，则K+可以进入。 讨论2：这说明K+进入“类细胞”还需要什么条件? 【探究活动2】主动运输的实例分析 资料3：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3～5g。探究 Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式。肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 讨论3：肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 讨论4：Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 资料4：肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na＋浓度差的能量。但是Na＋浓度差的建立是依靠Na＋-K＋泵的，而Na＋-K＋泵需要消耗ATP。 讨论5：肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 讨论6：Na＋-K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？ 讨论7：图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？并举例说明。 【探究活动3】影响物质运输的因素 分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素 ①运输方式为 ；影响物质运输速率的因素有 。 ②运输方式为 ；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膜上 。 ③运输方式为 。 ④运输方式为 。a点所需能量来自于无氧呼吸，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膜上 。 【归纳小结】影响物质跨膜运输的因素 1.浓度差：浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。 2.转运蛋白数量：转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输，自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 3.氧气含量对物质跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 4.温度对物质跨膜运输的影响 2、 胞吞、胞吐 【探究活动4】探究大分子物质进出细胞的方式 现象1：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。 现象2：变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。 现象3：白细胞能吞噬入侵机体的细菌。 播放视频，引导学生认识大分子物质进出细胞的方式，并总结胞吞、胞吐概念及过程。 思考问题： 1.胞吞、胞吐过程需要载体蛋白吗？ 2.胞吞、胞吐过程需要能量吗？ 3.胞吞、胞吐过程体现了细胞膜的什么特点? [易错提醒] (1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输；神经细胞膜上运入。K＋的方式为主动运输，运出K＋的方式为协助扩散，运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性。 (2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，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)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。 (4)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 1.营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息，下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断，错误的是(　　) A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散 C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散 2.(2024·海南卷，3)许多红树植物从含盐量高的泥滩中吸收盐分，并通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害。下列有关这些红树植物的叙述，正确的是(　　) A.根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，有利于水分的吸收 B.根细胞通过自由扩散的方式吸收泥滩中的K＋ C.通过叶表面的盐腺将盐排出体外，不需要ATP提供能量 D.根细胞主要以主动运输的方式吸收水分 3.细胞膜控制着物质输入和输出，下图中a、b、c表示三种物质跨膜运输的方式。下列相关叙述错误的是(　　) A.氧气和二氧化碳最可能以图中a所示方式进出细胞 B.神经细胞受到刺激时Na＋通过图中c方式内流，此时Na＋不需要与通道蛋白结合 C.血浆中葡萄糖以图中b方式进入红细胞时，需要细胞内化学反应释放的能量推动 D.蛋白质等生物大分子无法通过图中a、b、c三种方式进出细胞，但需要膜上蛋白质参与 4.一些特殊的分子常常通过受体介导的胞吞作用运入真核细胞，如图所示，被运输的分子首先与细胞膜上特定的受体结合，运输的过程是特异性的，只有分子的形状刚好与受体匹配才能进行。下列说法错误的是(　　) A.受体介导的胞吞作用依赖细胞膜的流动性 B.受体介导的胞吞作用体现了细胞膜对运输的分子具有选择性 C.受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与，也不需要消耗能量 D.参与受体介导的胞吞作用的蛋白质不止一种 5.转运蛋白是协助物质跨膜运输的重要膜组分，它分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。下列说法错误的是(　　) A.载体蛋白在转运物质时需与被转运物质结合，构象也会发生改变 B.通道蛋白只容许与自身孔径大小和电荷适宜的物质通过，不与被转运物质结合 C.神经纤维上的离子通道转运钠离子时，通道蛋白的构象会发生改变 D.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞需要载体蛋白的协助，并消耗消化道内的ATP 6.(2025·西安铁一中检测)如图表示给某种细胞施予呼吸抑制剂后，细胞对某物质的吸收速率与细胞内外该物质浓度差的关系。下列有关叙述错误的是(　　) A.该细胞吸收这种物质与ATP的水解无直接关系 B.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙 C.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关 D.这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同 7.(2025·河北石家庄调研)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2＋和SiO的吸收情况。下列有关叙述正确的是(　　) A.影响水稻根细胞吸收Ca2＋和SiO的因素仅是氧气浓度 B.A与C对照，说明根细胞膜上SiO载体比Ca2＋载体少 C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度 D.B点以后及时中耕松土，有利于提高两种离子的吸收量 8.探究耐盐碱植物的“抗盐”策略细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 (1)据图可知，图示各结构中H＋浓度存在明显差异，这种差异主要由位于 上的H＋-ATP泵来维持。此过程中，H＋-ATP泵作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是什么？ (2)H＋的这种分布特点可将Na＋转运到胞外或液泡内，Na＋转运到胞外或液泡内是由 所驱动的。若使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少，其原因是什么？ (3)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是 。 1.主动运输的三种功能方式 2.钠钾泵 3.协同运输 协同运输时一种物质的逆浓度梯度跨膜运输，其依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度。协同运输包括同向协同和反向协同两种方式。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $