第4章 第2节 主动运输与胞吞、胞吐（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（人教版 江苏专版）

本高中生物学讲义聚焦主动运输与胞吞、胞吐核心知识点，衔接被动运输（自由扩散、协助扩散），系统梳理主动运输的概念、过程、实例及意义，胞吞胞吐的过程与特点，通过判断正误、任务分析、对比表格等学习支架构建完整的物质跨膜运输知识体系。 资料以科学思维为导向，通过模型与建模对比运输方式，结合肾小管Na⁺运输、LDL胞吞等实例培养结构与功能观（生命观念），设计实验探究（如水通道蛋白验证）提升探究实践能力。课中任务驱动助教师高效授课，课后判断、例题及对点练帮助学生查漏补缺，强化理解。

第2节　主动运输与胞吞、胞吐 [学习目标]　1.通过模型与建模的方法，对比分析物质运输方式的特点，归纳异同点。2.通过分析讨论主动运输与胞吞、胞吐的过程，能够对与此相关的现象作出解释或解决实际问题。3.根据物质运输方式的差异，设计实验探究某种物质的运输方式。 一、主动运输 1．概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。 2．过程：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，载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 3．实例：K＋、Ca2＋和Na＋等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。 4．意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物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。 判断正误 (1)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞(　　) (2)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(　　) (3)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 提示　(1)葡萄糖进入人体小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输，进入人体红细胞的方式是协助扩散，即葡萄糖进入人体细胞的方式有主动运输和协助扩散两种。(2)主动运输需要载体蛋白的协助并消耗能量，一般是逆浓度梯度运输，不会使膜内外浓度趋于相等。(3)主动运输过程中载体蛋白的空间结构发生改变。 任务一：主动运输发生条件 资料：肾小球每天滤过钠约500 g，每天尿液中排出3～5 g。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。 1．肾小管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　Na＋以协助扩散的方式进入肾小管上皮细胞；Na＋顺浓度梯度运输且借助通道蛋白进入肾小管上皮细胞。 2. Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示　Na＋以主动运输的方式运出肾小管上皮细胞；Na＋逆浓度梯度运输，需要载体蛋白的协助，且消耗能量。 任务二：主动运输和被动运输的比较 运输方式 方向 转运蛋白 能量 实例 被动 自由扩散 顺浓度梯度 不需要 不需要 O2、CO2、乙醇、甘油、苯等 运输 协助扩散 顺浓度梯度 需要 不需要 水、葡萄糖、某些离子等 主动运输 逆浓度梯度 需要 需要 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等 核心归纳　 1．分析物质运输速率的相关曲线 (1)①的运输方式是自由扩散，影响物质运输速率的因素是物质浓度。 (2)②的运输方式是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(主动运输还受能量限制)。 (3)被动运输可以用③表示，主动运输可以用④表示，这说明被动运输不需要能量，主动运输需要能量；④图示中，c点之后物质运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。 2．主动运输的类型 (1)直接型：直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵(ATP驱动泵)，如Na＋－K＋泵(如图1)。 (2)间接型：利用依赖ATP的Na＋－K＋泵活动建立的细胞膜两侧Na＋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(如图2)。 1．肝细胞膜上物质X的跨膜运输过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．物质X逆浓度梯度运进细胞 B．细胞中的氧浓度会影响物质X的运输速率 C．运输物质X的载体蛋白也可运输其他各种分子 D．载体蛋白与物质X结合后形状改变，转运结束后恢复原状 答案　C 解析　载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的离子或分子通过，因此，运输物质X的载体蛋白一般只能运输物质X，C错误。 2．某科学家在研究细胞膜运输物质时，发现如图所示四种关系，下列说法错误的是(　　) A．图①可以代表O2进出细胞的方式 B．图②可以代表甘油进入细胞的方式 C．图③可以代表葡萄糖进入细胞的方式之一 D．图④的运输方式普遍存在于动植物和微生物细胞中 答案　B 解析　图②代表的是协助扩散或主动运输，甘油进入细胞的方式属于自由扩散，B错误；图③代表的是自由扩散或协助扩散，葡萄糖进入某些细胞的方式属于协助扩散，C正确；图④代表的是主动运输，普遍存在于动植物和微生物细胞中，D正确。 二、胞吞与胞吐和物质跨膜运输小结 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)胞吐的过程：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，并与之融合，将大分子排出细胞。 (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，它们也需要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的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 3．胞吞与胞吐的结构基础：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。 判断正误 (1)大分子有机物要通过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)胞吞和胞吐与细胞膜上的蛋白质无关(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 提示　(1)(3)大分子有机物通过胞吞进入细胞，该过程需要膜蛋白的参与，但不需要载体蛋白的参与。(2)除主动运输外，胞吞和胞吐也需要消耗能量。 任务三：胞吞过程及特点 资料：胆固醇以LDL(低密度脂蛋白)的形式在血液中运输，并最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别、结合，通过细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞中，如图所示。 　据图分析，回答下列问题： 1．LDL进入细胞的运输方式是胞吞，该过程体现了细胞膜具有流动性的特点。 2．LDL进入细胞需要(填“需要”或“不需要”)膜蛋白的参与，需要(填“需要”或“不需要”)消耗能量。 核心归纳　　“三看法”判断物质跨膜运输方式 3．受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双分子层 B．该过程需要膜上蛋白质的参与且消耗能量 C．题图说明细胞摄取大分子不需要借助载体蛋白 D．性激素属于分泌蛋白，促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成 答案　D 解析　题图说明细胞摄取大分子不需要借助载体蛋白来运输，大分子通过胞吞方式进入细胞，C正确；性激素是固醇类激素，不是分泌蛋白，D错误。 4．(多选)(2025·徐州高一阶段检测)如图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，下列叙述错误的是(　　) A．图b可表示胃蛋白酶或血红蛋白等分泌蛋白分泌出细胞的过程 B．乳汁蛋白的分泌过程可用图b表示，该过程有膜成分的更新 C．图a可表示变形虫摄取食物的过程，该过程与膜上的蛋白质有关 D．图示两过程的发生离不开细胞膜的选择透过性 答案　AD 解析　血红蛋白属于胞内蛋白，不会通过胞吐方式分泌出细胞，A错误；乳汁蛋白属于分泌蛋白，首先在核糖体中合成，经内质网粗加工后，通过囊泡运输至高尔基体，经高尔基体再加工后运输至细胞膜排出胞外，此过程有膜成分的更新，故乳汁蛋白的分泌过程可用图b(胞吐)表示，B正确；变形虫摄取食物的过程为胞吞，即图a所示过程，该过程中被胞吞的大分子需要与膜上的蛋白质结合，C正确；胞吞和胞吐两过程的发生离不开细胞膜的流动性，D错误。 　　　　 课时对点练 [分值：100分] 第1～3题，每题6分；第4～9题，每题7分，共60分。 题组一　主动运输 1．(2024·江苏五市十一校高一联测)如图是部分物质跨膜运输的模型，下列有关叙述错误的是(　　) A．b、c、d三种方式受浓度梯度的影响较大 B．性激素可以通过方式b进入细胞 C．图中方式a、e消耗能量，属于主动运输 D．氧气、二氧化碳等小分子物质通过方式c运输 答案　D 解析　b是自由扩散，c和d是协助扩散，这三种方式都是顺浓度梯度运输，受浓度梯度的影响较大，A正确；性激素是脂质小分子，通过自由扩散进入细胞，即方式b，B正确；图中方式a表示物质通过主动运输进入细胞，消耗能量，方式e表示物质通过主动运输排出细胞，消耗能量，C正确；氧气、二氧化碳等小分子物质通过自由扩散运输，即方式b，D错误。 题点　物质跨膜运输的方式判断 2．下列关于被动运输和主动运输的叙述，正确的是(　　) A．被动运输都不需要转运蛋白 B．被动运输是逆浓度梯度运输 C．都能运输相对分子质量小的物质或离子 D．消耗能量的运输都是主动运输 答案　C 解析　被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要转运蛋白协助，A错误；被动运输是顺浓度梯度运输，B错误；大分子物质的运输方式是胞吐和胞吞，消耗能量，D错误。 题点　物质跨膜运输的方式判断 3．如图为一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。下列叙述错误的是(　　) A．该细胞排出Na＋涉及载体蛋白空间构象的改变 B．甘油分子进入细胞与该细胞吸收K＋的方式不同 C．降低氧气浓度不会影响Mg2＋进入该细胞的速率 D．一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子结合 答案　C 解析　细胞外的Na＋浓度高于细胞内，故该细胞排出Na＋的方式是主动运输，主动运输涉及载体蛋白空间构象的改变，A正确；甘油分子进入细胞的方式是自由扩散，细胞吸收K＋是逆浓度梯度运输，属于主动运输，B正确；细胞内的Mg2＋浓度高于细胞外，Mg2＋进入该细胞的方式是逆浓度梯度进行的主动运输，该过程需要消耗能量，故降低氧气浓度会影响Mg2＋进入该细胞的速率，C错误；一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，即载体蛋白具有专一性，D正确。 题点　物质跨膜运输的方式判断 题组二　胞吞与胞吐和物质跨膜运输小结 4．如图为巨噬细胞将细菌吞噬的过程以及细胞中的溶酶体发挥作用，下列相关叙述正确的是(　　) A．细菌以胞吞形式进入细胞，细菌的细胞膜与巨噬细胞的膜发生了融合 B．溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性 C．巨噬细胞吞噬的过程中既不需要载体蛋白，也不需要能量 D．胞吞的过程中细菌共穿过了两层生物膜 答案　B 解析　细菌以胞吞形式进入细胞，该过程体现了细胞膜的流动性，但两者的细胞膜未发生融合，A错误；巨噬细胞吞噬的过程中不需要载体蛋白，但需要能量，C错误；胞吞的过程中细菌并未穿过生物膜，D错误。 题点　胞吞、胞吐的特点及影响因素 5．(2024·泰州高一学业考试)新生儿小肠上皮细胞通过消耗能源物质，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到小肠上皮细胞中的方式分别是(　　) A．胞吞、被动运输 B．被动运输、主动运输 C．主动运输、胞吞 D．胞吞、主动运输 答案　D 解析　免疫球蛋白是大分子物质，进入细胞的方式为胞吞，需要消耗能量，而半乳糖是小分子物质，小肠上皮细胞通过消耗能源物质，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，说明免疫球蛋白和半乳糖的运输都需要消耗能量，因此，半乳糖的运输方式是主动运输，故选D。 题点　物质跨膜运输的方式判断 6．(2025·连云港高一期末)如图表示物质跨膜运输的方式。下列相关叙述正确的是(　　) A．细胞可通过图甲中方式a选择吸收所需物质 B．图甲中方式b、c、d不都是被动运输 C．图乙方式只能运输大分子及颗粒性物质 D．图乙的运输过程不需要膜上的蛋白质参与 答案　A 解析　图甲中的方式a是主动运输，细胞可通过主动运输的方式来选择吸收所需要的物质，以满足生命活动的需要，A正确；图甲中方式b、c、d都是顺浓度梯度运输，不需要消耗能量，都是被动运输，B错误；图乙方式是胞吞和胞吐，不仅能运输大分子及颗粒性物质，也可以运输一些小分子物质，如神经细胞以胞吐的方式释放神经递质，C错误；图乙所示为胞吐和胞吞的过程，该过程不需要载体蛋白的协助，但需要膜上蛋白质的参与，D错误。 题点　物质跨膜运输的方式判断 7．(多选)(2025·南京高一阶段检测)如图是液泡膜上各种离子跨膜运输机制示意图。下列叙述正确的有(　　) A．图中物质运输过程体现了液泡膜具有选择透过性 B．Ca2＋以主动运输的方式从液泡进入细胞质基质 C．液泡与动物细胞的溶酶体内都因H＋浓度高而呈酸性 D．H＋运出液泡伴随Na＋进入液泡，Na＋进入液泡的方式是主动运输 答案　ACD 解析　Na＋、Ca2＋、H＋以主动运输方式进入液泡，H＋以协助扩散的方式运出液泡，主动运输和协助扩散都体现了液泡膜具有选择透过性，A正确；Ca2＋从液泡进入细胞质基质需要蛋白质协助，不消耗能量，方式是协助扩散，B错误；H＋运出液泡是从高浓度到低浓度，浓度差势能为Na＋逆浓度梯度进入液泡提供能量，因此Na＋进入液泡的方式是主动运输，D正确。 题点　物质跨膜运输的实例分析 8．(多选)(2025·常州高一阶段检测)细菌中的革兰氏阴性菌的细胞界限由内膜、外膜和周质间隙(细胞间质)三部分组成，而革兰氏阳性菌只有单层膜。革兰氏阴性菌对甘露糖的转运过程如图所示。下列相关叙述正确旳是(　　) A．周质蛋白与载体蛋白的结合具有特异性 B．甘露糖通过主动运输从周质间隙中运输到细胞内消耗的能量主要由线粒体提供 C．载体蛋白运输甘露糖时，自身构象发生了改变 D．由图可以推测出周质间隙中甘露糖含量最低 答案　ACD 解析　由题图分析可知，甘露糖从周质间隙运输到细胞内借助载体蛋白，且需要消耗能量(ATP)，所以此方式是主动运输，消耗的能量由细胞质提供，细菌是原核生物，没有线粒体，B错误；载体蛋白运输甘露糖时，需要与甘露糖结合，其构象发生了改变，C正确；甘露糖从周质间隙运输到细胞内是主动运输，则甘露糖在周质间隙的浓度小于细胞内，同时甘露糖通过选择性孔蛋白顺浓度梯度进入周质间隙，说明外膜外侧的甘露糖浓度大于周质间隙，所以周质间隙中甘露糖含量最低，D正确。 题点　物质运输的类型综合 9．(多选)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　) A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗能量 C．抗体是一种免疫蛋白，在细胞内合成时消耗能量，其分泌过程也要消耗能量 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 答案　AD 解析　乙醇是脂溶性小分子有机物，可以通过自由扩散方式进入细胞，A错误；人红细胞中K＋ 的浓度比血浆高30倍，故血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体为分泌蛋白，其在细胞内的合成、加工和运输会消耗能量，分泌方式为胞吐，也会消耗能量，C正确；葡萄糖进入小肠上皮细胞等的方式为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞的方式为协助扩散，D错误。 题点　物质跨膜运输的实例分析 10．(18分)囊性纤维化是一种严重的遗传疾病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常黏液堵塞，导致这一疾病发生的主要原因是CFTR蛋白功能异常。CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用如图1、2所示，请回答下列问题： (1)(6分)正常情况下，支气管上皮细胞在转运氯离子时，氯离子首先与CFTR蛋白结合，在细胞内化学反应释放的能量推动下，CFTR蛋白的________发生变化，从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧，此过程，氯离子只能与CFTR蛋白结合，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)(4分)囊性纤维化患者的主要临床表现为支气管中黏液增多，导致支气管反复感染和气道阻塞，呼吸急促。据图分析，囊性纤维化患者支气管中黏液增多的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据能量来源的不同，可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动转运和继发性主动转运，如图3中K＋进入细胞属于原发性主动转运，葡萄糖进入细胞属于继发性主动转运。 通过分析，氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外，属于________主动转运。驱动葡萄糖进入细胞的所需能量来源于________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)科研人员发现，红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不易破裂，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上。请你设计实验验证这一结论，写出简单的设计思路并预期结果：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)空间结构(或自身构象)　氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应　(2)患者的CFTR蛋白异常，无法将氯离子主动运输至细胞外，导致水分子向膜外扩散速率减慢，支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释，黏稠的分泌物不断积累 (3)原发性　Na＋浓度梯度　(4)实验思路：将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放入清水中。预期结果：卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破 题点　物质运输的类型综合 11．(22分)如图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中组成离子通道的通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道，允许相应的离子通过，①②③④代表不同的运输方式。图2表示物质通过膜的运输速率随O2浓度变化的情况。请仔细观察图示并回答有关问题： (1)图1生物膜的功能与其化学组成密切相关，功能越复杂的生物膜，____________的种类与数目越多。 (2)图2与图1中的__________(填序号)代表的物质运输方式一致。若需要跨膜运输的物质足够多，图中曲线出现BC段的主要原因是_______________________________________。 (3)②③代表的运输方式为__________，二者的运输机制________(填“相同”或“不同”)。其中葡萄糖进入红细胞顺浓度梯度，而且需要载体蛋白，这种运输方式为____________________，水主要以__________________方式进入细胞。 (4)柽柳是泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。为探究柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，某研究小组设计了如下实验。 ①实验步骤： a．取甲、乙两组生长发育状况基本相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋、Na＋的培养液中进行培养。 b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组____________________________________________。 c．________________________________________________________________________。 ②实验结果及结论： 结果 结论 乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率 两组植株对Ca2＋、Na＋的吸收速率相同 答案　(1)蛋白质　(2)④　载体蛋白的数量是有限的　(3)协助扩散　不同　协助扩散　协助扩散　(4)①b.完全抑制呼吸　c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、Na＋的吸收速率　②柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动运输　柽柳从土壤中吸收盐分的方式是被动运输 题点　物质跨膜运输的方式判断 学科网（北京）股份有限公司 $