第4章 2.主动运输与胞吞、胞吐（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

该高中生物学导学案聚焦主动运输与胞吞、胞吐，通过大蒜吸收磷酸盐的实验数据导入，引导学生从浓度关系推测运输方式，结合人工膜实验、载体结构资料分析，以问题链和实验设计为支架构建概念，衔接物质跨膜运输方式比较。 资料以科研情境和实验数据驱动探究，通过构建主动运输动态模型、设计能量验证实验培养科学思维，典例与对标训练结合实例深化结构与功能观、物质与能量观，含思维导图辅助梳理，提升学生探究实践能力与生命观念。

2 主动运输与胞吞、胞吐 【定标-核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 主动运输的过程和特点； 胞吞、胞吐的过程； 物质跨膜运输方式的比较 （1）能通过实验数据推测物质运输方式，并设计实验验证运输方式，培养数据处理与转化能力和实验设计能力； （2）能够利用实物或绘图方式，构建主动运输或胞吞胞吐的物理模型、概念模型，培养信息换取与整理能力； （3）能动用所学知识解决植物合理施肥以及人体肠道中物质吸收等问题，培养创新性思维能力与系统性思维能力。 （1）基于科研情境分析，阐明主动运输逆浓度梯度进行且需要载体和能量，渗透物质与能量观； （2）通过构建胞吞与胞吐过程的动态物理模型，形成结构与功能相适应的基本观念； （3）通过实例分析比较不同运输方式，深化系统与平衡观。 重点及难点 通过建构模型，分析主动运输发生的条件及影响因素； 从“结构与功能观”和“物质与能量观”的角度，深刻理解胞吞、胞吐过程中膜特性与能力的消耗。 题型和难度 选择题为主，在非选择题的小问中也会嵌入转录情境，难度中等 【本课时主要内容】 主动运输 胞吞、胞吐 知识导航　逆浓度梯度　消耗能量　载体蛋白　大分子物质　消耗能量　流动性 探究1　主动运输 【问题导入】为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，研究人员配制了浓度(单位：mmol·L－1)为0.010、0.025、0.050、0.075、0.100、0.250、0.500、0.750、1.000 的 9 种不同浓度的 KH2PO4 溶液，将大蒜的根系分别全部浸入 200 mL 的 9 种溶液中，其他培养条件均相同且适宜。4 h 后取出植株，测定并得到如下图所示的磷酸盐吸收速率曲线(图 1)。 请据图中磷酸盐浓度与吸收速率的关系推测大蒜根细胞吸收磷的运输方式？判断依据？ 提示：不是自由扩散，因为吸收速率与磷酸盐浓度不是线性正相关的关系，可能是协助扩散。 【思考与讨论】在0.01 mmol/L和0.025 mmol/L的KH2PO4 组中，水芹根细胞中磷酸盐浓度为0.04～0.12 mmol/L，这种运输符合协助扩散的特点吗？ 提示：磷酸盐从低浓度的外界向高浓度的细胞内运输，即逆浓度梯度运输，不符合协助扩散的特点。 【问题导入】请推测在细胞逆浓度梯度运输磷酸盐的过程中，需要哪些条件？ 提示：提出假设：1.需要转运蛋白；2.需要能量。 【资料1】科学家研究发现:将普通人工膜放在两侧不同浓度的溶液中，K+不能透过人工膜到达另一侧;但是，如果把普通人工膜换成添加了蛋白类抗生素缬氨霉素的人工膜，K+就能透过人工膜到达另一侧。 【思考与讨论】 (1)与普通人工膜相比，加入缬氨霉素的人工膜可以为K+的逆浓度梯度运输提供什么条件? (2)根据以上资料分析，你能得出什么结论? 提示：(1)转运蛋白；(2)K+的逆浓度梯度运输需要转运蛋白 转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类。逆浓度梯度运输具体依赖哪一类？结合通道蛋白和载体蛋白的结构分析。 提示：物质通过载体蛋白时需要与其结合，而物质通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合，无法逆浓度运输。 【资料2】观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构（见下图），其中中央圆圈圈定分子为磷酸盐分子。当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。 ①磷酸盐载体能否转运其他无机盐离子？与什么有关？ ②一种载体能否转运不同物质？ 提示：不能，这与载体蛋白特定的空间结构有关；一种载体通常只适合一种或一类离子或分子。 【资料3】线粒体作为细胞的“动力车间”，通过呼吸作用产生的ATP可以为生命活动提供能量。 【思考与讨论】 (3) 请根据已知信息，设计实验探究大蒜吸收磷酸盐是否需要消耗能量。 实验步骤 具体操作 1.取材分组 取① 的大蒜幼苗，随机分为甲乙两组，放置在适宜浓度的含有磷酸盐的溶液中； 2.控制自变量 甲组给予正常的细胞呼吸条件；乙组② ； 3.检测因变量 一段时间后，检测③ ； 4.预测实验结果与结论 若④ ，则大蒜吸收磷酸盐不消耗能量；若⑤ ，则大蒜吸收磷酸盐消耗能量。 提示：①生长状况相同；②抑制细胞呼吸；③两组大蒜幼苗对磷酸盐的吸收速率；④甲乙两组磷酸盐的吸收速率相同；⑤甲组磷酸盐的吸收速率大于乙组 （4）在图1中磷酸盐浓度为0.8 mmol/L之后，吸收速率不再增加的原因？ 提示：载体蛋白数量限制了吸收速率。 （5）细胞通过主动运输吸收磷，以后有什么用途？ 提示：用于合成核酸分子，合成磷脂分子参与构成生物膜。 （6）大蒜吸收磷酸盐需要哪些条件？仿照协助扩散示意图，尝试画出示意图。 生成概念：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。 典例1 (教材改编题)柽柳是耐盐碱植物,它的叶子和嫩枝可以将吸收到的Na+排出体外,柽柳将Na+排出细胞的机制如图所示。据图分析有关叙述错误的是 (　　) 典例1 A. H+通过主动运输方式进入细胞 B. Na+通过主动运输方式运出细胞 C. 运输Na+和H+的转运蛋白具有特异性 D. 抑制柽柳的呼吸作用会影响Na+运出细胞 必备知识　主动运输发生的条件。 关键能力　 【答案】　A　 【解题思路】 对标训练1 对标训练1 肾小球每天滤过约500 g的钠和少量蛋白质,每天尿液中排出3~5 g钠,大部分管腔里的钠会被肾小管上皮细胞吸收,如图所示,尿液中几乎无蛋白质,ATP为一种能源物质。下列相关叙述错误的是 (　　) A. Na+进入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散 B. K+以协助扩散方式排出肾小管上皮细胞 C. 载体蛋白和通道蛋白在转运Na+和K+时,其作用机制是一样的 D. 肾小管上皮细胞的通道蛋白数量会影响Na+和K+的运输 【答案】1　C　 【解题思路】 【易错提醒】 1.转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白，由于主动运输是逆浓度梯度进行的，只依赖载体蛋白。 2.载体蛋白具有特异性，但一种载体可以转运结构相似的一类物质（如葡萄糖和半乳糖）。 探究2　胞吞、胞吐和物质跨膜运输小结 【问题导入】细胞要选择性运输的小分子、离子可以通过被动运输和主动运输方式进出细胞。那么会不会有些生物大分子也需要进出细胞呢？细胞如何运输大分子物质？ 【思考与讨论】比较离子、分子的直径，推测LDL（低密度脂蛋白）能否进出细胞。 离子直径 0.02~0.5nm 分子直径 0.3~0.4nm LDL直径 20nm~50nm 提示：分子过大，不能通过主动运输和被动运输进出细胞。 【资料1】胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一，主要以LDL（低密度脂蛋白，包括胆固醇，脂肪酸和蛋白质）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并被“拽住”。下图是LDL进入细胞的过程。 【思考与讨论】 （1）LDL进入细胞与膜上的什么结构有关？ （2）抑制细胞的有氧呼吸会阻碍LDL进入细胞，这说明了什么？ （3）形成囊泡的过程体现了膜的什么特性？ （4）整个过程穿过了几层膜？ 总结：请简述大分子物质进入细胞的过程 提示：（1）LDL进入细胞与膜上的LDL受体有关。LDL与受体特异性结合后，启动内陷过程。 （2）抑制细胞的有氧呼吸会阻碍ATP的合成，这说明LDL进入细胞是一个需要消耗能量的主动过程。 （3）细胞膜内陷并形成囊泡的过程，直接体现了细胞膜具有一定的流动性（或膜流动特性）。 （4）整个过程中，LDL始终被包裹在由细胞膜形成的囊泡内部，并未直接穿过膜结构，因此穿过的膜层数为0层。 【资料2】痢疾内变形虫是人体肠道内寄生的一种变形虫，能够通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。 【思考与讨论】 （1） 胞吞、胞吐的对象有哪些？ 提示：大分子物质或细胞 （2） 请举出胞吞、胞吐的其他实例。 提示：吞噬细胞吞噬病毒，胰腺细胞分泌胰蛋白酶等。 生成概念：细胞选择运输的 ，通过胞吞、胞吐形式进出细胞，需要 ，需要细胞膜上特定 的识别，同时依靠细胞膜的 。 【易错提醒】 1.通过胞吞、胞吐进出细胞的物质不一定是大分子，某些小分子神经递质（如乙酰胆碱）也通过胞吐释放。 2.RNA和蛋白质等大分子进出细胞核是通过核孔复合体，属于特殊的跨膜运输，不属于胞吞或胞吐。 【问题导入】不同物质跨膜运输方式与细胞膜结构、细胞内能量之间有怎样的关系？ 以下物质存在于小鼠胰腺细胞生活的环境中，请分析这些物质分别是通过何种方式进入或离开细胞的，并用示意图的方式表示出来。 H2O、O2、CO2 尿素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸、Na+、K+ LDL、胰蛋白酶 物质跨膜运输小结： 典例2(多选)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。下列叙述错误的有 (　　) 典例2 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但不消耗能量 C. 题图说明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白 D. 该过程是胞吞,体现了生物膜的选择透过性 必备知识　胞吞过程。 关键能力　 【答案】　BCD　 【解题思路】 胞吞、胞吐 对标训练2如图甲、乙所示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 (　　) 　对标训练2 A. 图甲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乙表示,该过程有膜成分的更新 C. 图甲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流动性 【答案】　A　 【解题思路】 易错提醒1. 通过胞吞、胞吐进出细胞的物质不一定是大分子,某些小分子神经递质 (如乙酰胆碱)也通过胞吐释放。　2. RNA和蛋白质等大分子进出细胞核是通过核孔复合体,属于特殊的跨膜运输,不属于胞吞或胞吐。 学科网（北京）股份有限公司 $