4.2主动运输与胞吞、胞吐(知识清单)(word版3知识+2拓展)生物人教版必修1
2026-09-03
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摘要:
该高中生物学知识清单系统梳理了主动运输与胞吞、胞吐的知识体系。从主动运输的概念、过程、实例及意义出发,明确其直接型和间接型类型,进而掌握胞吞胞吐的过程、特点及结构基础,最后分析影响物质跨膜运输速率的因素。
知识链路按照概念-过程-实例-意义-影响因素的逻辑清晰呈现,通过对比表格区分被动运输、主动运输与胞吞胞吐,结合易错总结和“三看法”判断方法。体现生命观念中的结构与功能观,科学思维中的归纳比较和建模能力,帮助学生构建完整认知框架。
内容正文:
第四章
细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吞
漫画图谱·概览→必备知识·速记→关键能力·拓展
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.实例和图例: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。
5.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:如可利用依赖ATP的Na+-K+泵活动建立的细胞膜两侧Na+的跨膜浓度梯度提供能量进行主动运输,如肾小管对氨基酸、葡萄糖等的重吸收(如图2)。
胞吞与胞吐
1.胞吞与胞吐
(1)胞吞的过程:当细胞摄取大分子时,通常是大分子先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。
(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。
(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。
(4)示意图
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 。
影响物质跨膜运输速率的因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
2.转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
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
易错总结
1.需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输,也可能是协助扩散。
2.需要通道蛋白协助的运输方式是协助扩散。
3.消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞、胞吐。
4.从高浓度一侧向低浓度一侧运输的方式不一定是自由扩散,也可能是协助扩散。
5.小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动运输,也可能是胞吞、胞吐。
知识拓展
判定物质运输方式的4个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
(2)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
(3)影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外不要漏掉浓度差。
(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
归纳总结
有关胞吞和胞吐的6个关注点
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吞和胞吐的方式运输。
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、胞吐的方式。
3.胞吞和胞吐过程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,体现了细胞膜具有流动性。
6.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。
物质出入细胞方式的相关总结
1.比较
比较项目
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
转运蛋白
不需要
需要通道蛋白或载体蛋白
需要载体蛋白
不需要,但需要膜蛋白的参与
能量
不消耗
消耗
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯、固醇等
人体成熟的红细胞吸收葡萄糖等
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等
变形虫摄取食物、白细胞吞噬病菌等
分泌蛋白的分泌等
2.“三看法”判断物质跨膜运输方式
三看
内容
一看浓度
由低浓度→高浓度,一定为主动运输
由高浓度→低浓度
→是否需转运蛋白
不需→自由扩散
需→协助扩散
二看能量
不耗能→被动运输
是否需转运蛋白
不需,自由扩散
需,协助扩散
耗能→是否需转运蛋白
需,主动运输
不需,胞吞、胞吐
三看物质种类
水分子、气体分子、脂溶性小分子有机物→自由扩散
离子、葡萄糖和氨基酸等小分子有机物→协助扩散或主动运输
蛋白质、多糖等生物大分子→胞吞或胞吐
高考常考的主动运输类型
1.主动运输的能量来源分为三类
2.ATP直接供能的ATP驱动泵
(1)离子泵属于复合蛋白,既具有酶的催化功能(催化ATP水解),又具有运输离子的功能,通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输,如下图所示钠钾泵:
(2)质子泵
(3)ABC超家族
ABC超家族也是一类ATP驱动泵,又叫ABC转运蛋白。广泛分布于从细菌到人类各种生物中,是最大的一类转运蛋白,通过ATP分子的结合与水解完成小分子物质的跨膜转运。
原核细胞(A)和真核细胞(B)ABC超家族结构与工作示意图
3.ATP间接供能——协同转运
介导各种离子和分子的跨膜运动:一种间接消耗ATP的主动运输方式,所直接利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。
包括同向协同和反向协同两种方式
4.光驱动泵
发现于一些光合细菌细胞质膜上的H+泵(如菌紫红质),它们被光激活后,形成跨膜的H+电化学梯度,驱动溶质的主动运输(对溶质的主动运输与光能的输入相偶联)。
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第四章
细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吞
漫画图谱·概览→必备知识·速记→关键能力·拓展
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.实例和图例: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。
5.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:如可利用依赖ATP的Na+-K+泵活动建立的细胞膜两侧Na+的跨膜浓度梯度提供能量进行主动运输,如肾小管对氨基酸、葡萄糖等的重吸收(如图2)。
胞吞与胞吐
1.胞吞与胞吐
(1)胞吞的过程:当细胞摄取大分子时,通常是大分子先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。
(4)示意图
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。
影响物质跨膜运输速率的因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
2.转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
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
易错总结
1.需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输,也可能是协助扩散。
2.需要通道蛋白协助的运输方式是协助扩散。
3.消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞、胞吐。
4.从高浓度一侧向低浓度一侧运输的方式不一定是自由扩散,也可能是协助扩散。
5.小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动运输,也可能是胞吞、胞吐。
知识拓展
判定物质运输方式的4个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
(2)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
(3)影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外不要漏掉浓度差。
(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
归纳总结
有关胞吞和胞吐的6个关注点
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吞和胞吐的方式运输。
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、胞吐的方式。
3.胞吞和胞吐过程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,体现了细胞膜具有流动性。
6.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。
物质出入细胞方式的相关总结
1.比较
比较项目
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
转运蛋白
不需要
需要通道蛋白或载体蛋白
需要载体蛋白
不需要,但需要膜蛋白的参与
能量
不消耗
消耗
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯、固醇等
人体成熟的红细胞吸收葡萄糖等
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等
变形虫摄取食物、白细胞吞噬病菌等
分泌蛋白的分泌等
2.“三看法”判断物质跨膜运输方式
三看
内容
一看浓度
由低浓度→高浓度,一定为主动运输
由高浓度→低浓度
→是否需转运蛋白
不需→自由扩散
需→协助扩散
二看能量
不耗能→被动运输
是否需转运蛋白
不需,自由扩散
需,协助扩散
耗能→是否需转运蛋白
需,主动运输
不需,胞吞、胞吐
三看物质种类
水分子、气体分子、脂溶性小分子有机物→自由扩散
离子、葡萄糖和氨基酸等小分子有机物→协助扩散或主动运输
蛋白质、多糖等生物大分子→胞吞或胞吐
高考常考的主动运输类型
1.主动运输的能量来源分为三类
2.ATP直接供能的ATP驱动泵
(1)离子泵属于复合蛋白,既具有酶的催化功能(催化ATP水解),又具有运输离子的功能,通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输,如下图所示钠钾泵:
(2)质子泵
(3)ABC超家族
ABC超家族也是一类ATP驱动泵,又叫ABC转运蛋白。广泛分布于从细菌到人类各种生物中,是最大的一类转运蛋白,通过ATP分子的结合与水解完成小分子物质的跨膜转运。
原核细胞(A)和真核细胞(B)ABC超家族结构与工作示意图
3.ATP间接供能——协同转运
介导各种离子和分子的跨膜运动:一种间接消耗ATP的主动运输方式,所直接利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。
包括同向协同和反向协同两种方式
4.光驱动泵
发现于一些光合细菌细胞质膜上的H+泵(如菌紫红质),它们被光激活后,形成跨膜的H+电化学梯度,驱动溶质的主动运输(对溶质的主动运输与光能的输入相偶联)。
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