内容正文:
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
[课标要求]
1.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.举例说明胞吞和胞吐的过程。3.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。
考点一 主动运输
[答案自填] 细胞内化学反应所释放的能量 物质 代谢废物 有害
(1)护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输。( )
(2)矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内需消耗能量。( )
(3)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。( )
(4)氧气浓度的高低不影响细胞逆浓度梯度吸收物质。( )
(5)温度既影响主动运输的速率,也影响被动运输的速率。( )
答案:(1)× 甘油通过自由扩散的方式进入皮肤细胞。
(2)√
(3)× 主动运输过程中,载体蛋白的空间结构发生改变。
(4)× 氧气浓度通过影响能量的供应,进而影响逆浓度梯度运输(主动运输)。
(5)√
构建模型是研究物质出入细胞方式中常用的科学方法。下图是某小组同学所构建的模型及做出的相应说明。
(1)上图中①②③④属于的运输方式分别是__________________________________________________。
(2)从方向、转运蛋白、能量等方面简述①②③④所示运输方式的特点。
运输方式
方向
转运蛋白
能量
实例
被动运输
自由扩散
______
不需要
不需要
O2、CO2、乙醇、甘油、苯等
____
顺浓度梯度
______
______
水、葡萄糖、某些离子等
主动运输
______
______
______
小肠上皮细胞吸收________及红细胞吸收K+等
提示:(1)自由扩散、协助扩散、协助扩散、主动运输
(2)顺浓度梯度 协助扩散 需要 不需要 逆浓度梯度 需要 需要 葡萄糖、氨基酸
探究影响主动运输的因素。
(1)物质浓度
P点之后运输速率不变的原因是膜上____________________。
(2)O2浓度
①Q点由____________提供能量;
②P点之后运输速率不变的原因是膜上____________________。
(3)温度
提示:(1)载体蛋白数量有限 (2)①无氧呼吸
②载体蛋白数量有限 (3)流动
模式图中物质跨膜运输方式的判断
1.(教材P70图4-6改编)下图是一种跨膜运输的方式,下列叙述错误的是( )
A.该方式逆浓度梯度跨膜运输
B.该方式需要消耗能量
C.该方式转运过程中载体蛋白空间结构不改变
D.动植物细胞可以借助该方式主动吸收所需要的物质
解析:选C。由题图可知,该跨膜运输方式为主动运输,主动运输逆浓度梯度进行,需要消耗能量,A、B正确;主动运输需要载体蛋白的协助,且运输过程中载体蛋白的空间结构发生改变,C错误;动植物细胞可以通过主动运输获得所需物质,保证个体生命活动的需要,D正确。
2.右图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,纵坐标表示物质的转运速率。在其他条件一定且物质充足的条件下,下列叙述正确的是( )
A.若横坐标为被转运物质的浓度差,则乙醇主要通过b方式进入细胞
B.若横坐标为被转运物质的浓度差,则a方式的转运速率受温度影响
C.若横坐标为载体蛋白的数量,则CO2可通过b方式运出细胞
D.若横坐标为载体蛋白的数量,则b方式不会受到细胞呼吸速率的影响
解析:选B。若横坐标为被转运物质的浓度差,曲线a表示转运速率与浓度差呈正相关,说明转运速率仅受浓度差影响,运输方式为自由扩散,而曲线b表示随着浓度差增大,转运速率先增大后不变,说明转运速率并不只受浓度差的影响,运输方式不是自由扩散。乙醇主要通过自由扩散进入细胞,A错误。自由扩散的转运速率受温度影响,B正确。若横坐标为载体蛋白的数量,曲线b表示随着载体蛋白数量的增加,转运速率先增加后不变,说明转运过程需要载体蛋白的参与,运输方式为主动运输或协助扩散。CO2运出细胞的方式为自由扩散,C错误。b方式为主动运输时,会受到细胞呼吸速率的影响,D错误。
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外还有协助扩散。
(2)从高浓度一侧到低浓度一侧的运输方式除自由扩散外还有协助扩散。
(3)影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外还有浓度差。
(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外还有载体蛋白的合成场所——核糖体。
3.(2026·河北保定六校联考高一期末)拟南芥细胞中液泡膜上相关转运蛋白的种类及作用如右图所示,已知主动运输的能量可以来自ATP、离子的电化学势能、光能三种类型。下列相关叙述错误的是( )
A.图中H2O出液泡不需要与转运它的通道蛋白结合
B.图中H+进出液泡均由载体蛋白转运,故进出液泡的方式相同
C.若Na+进入液泡的方式为主动运输,则能量由H+的电化学势能提供
D.液泡通过转运不同离子进出,调节植物细胞内的环境
解析:选B。题图中H2O出液泡属于协助扩散,不需要与转运它的通道蛋白结合,A正确;题图中H+进液泡需要消耗能量,属于主动运输,而出液泡属于协助扩散,B错误;由题图可知,Na+进入液泡的方式为主动运输,其能量由H+的电化学势能提供,C正确;液泡通过转运不同离子进出,调节植物细胞内的环境,保证细胞内的pH和渗透压等正常,D正确。
4.(多选)主动运输可根据是否由ATP直接供能,分为原发性主动运输和继发性主动运输,其中继发性主动运输不由ATP直接供能。下图为人小肠上皮细胞与肠腔、组织液之间部分物质交换的示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.由图可知,葡萄糖进入细胞的方式为继发性主动运输
B.载体蛋白具有特异性,覆盖在细胞膜表面
C.Na+进出小肠上皮细胞的跨膜运输方式不同
D.图中的载体蛋白在内质网中合成
解析:选AC。据题图可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,其所需能量由细胞内外Na+顺浓度梯度运输时产生的势能提供,不是由ATP直接供能,属于继发性主动运输,A正确;载体蛋白具有特异性,一般贯穿于磷脂双分子层中,B错误;Na+进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度的协助扩散,Na+出小肠上皮细胞是逆浓度梯度的主动运输,C正确;载体蛋白在核糖体中合成,D错误。
主动运输的类型
(1)直接型:直接消耗ATP的主动运输,如Na+、K+利用Na+—K+泵进行的主动运输(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的能量进行主动运输,如肾小管对氨基酸、葡萄糖等的重吸收(图2)。
考点二 胞吞与胞吐
1.胞吞
(1)过程:大分子物质囊泡―→包裹大分子物质进入细胞内部
(2)实例:变形虫吞噬单细胞生物等食物;人体白细胞吞噬细菌、异物等。
2.胞吐
(1)过程:大分子物质囊泡将大分子物质排出细胞
(2)实例:消化腺细胞分泌消化酶;免疫细胞分泌抗体;胰岛B细胞分泌胰岛素等。
3.特点
(1)需要消耗________________________。
(2)需要膜上蛋白质的参与。
存在着选择性
(3)与细胞膜上磷脂双分子层的__________有关。
(4)存在细胞膜的分离与融合现象。
体现细胞膜的流动性
4.意义:为________、________等生物大分子进出细胞提供了通道。
[答案自填] 蛋白质 内陷 细胞呼吸所释放的能量 流动性 多糖 蛋白质
(1)需要消耗能量的运输方式都是主动运输。( )
(2)性激素通过胞吐分泌到细胞外。( )
(3)胞吞和胞吐体现了膜的结构特性——流动性。( )
(4)胞吞、胞吐跨膜运输的物质一定是大分子物质。( )
(5)胞吞、胞吐是特殊的现象,它们运输物质不需要消耗细胞呼吸所释放的能量。( )
答案:(1)× 需要消耗能量的运输方式有主动运输、胞吞和胞吐。
(2)× 性激素通过自由扩散方式分泌到细胞外。
(3)√
(4)× 胞吞、胞吐跨膜运输的物质不一定是大分子物质。
(5)× 胞吞、胞吐运输物质需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
胆固醇极难溶解,它以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,最终与细胞膜上的LDL受体相互识别并被“拽住”。细胞膜内陷形成小囊泡,在能量的作用下,最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中,即LDL进入细胞。如下图所示。
(1)上述材料中LDL进入细胞的方式为________,判断依据是_________________________________________________________。
(2)上述跨膜运输方式需要消耗能量吗?________,体现了细胞膜的结构特点是________。
(3)分泌蛋白通过胞吐排出细胞,胞吐过程需要膜上蛋白质的协助吗?________,是转运蛋白吗?________。
(4)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核属于胞吞、胞吐吗?________。
(5)结合上述材料分析如何预防胆固醇过高。____________________________________________________
_________________________________________________________。
提示:(1)胞吞 LDL是一种低密度脂蛋白,属于大分子物质
(2)需要 具有流动性
(3)需要 不是
(4)不属于
(5)形成健康的饮食习惯,减少胆固醇的摄入;适当进行体育锻炼,增强代谢能力
归纳有关胞吞和胞吐的五个关注点
(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进行运输。
(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)胞吞和胞吐都不需要载体蛋白,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。
(4)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。
(5)胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。
1.(教材P71图4-8改编)下图为细胞运输大分子或颗粒物的过程示意图,下列关于物质输入或输出细胞的叙述,错误的是( )
A.被细胞胞吐的不一定是大分子
B.新生儿的小肠上皮细胞可通过胞吞的方式吸收母乳中的抗体,该方式穿膜层数为0
C.胞吐过程一定会有囊泡与细胞膜的融合过程
D.RNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐
解析:选D。被细胞胞吐的不一定是大分子,也可能是小分子,A正确;通过胞吞方式被吸收的物质没有通过生物膜,穿膜层数为0,B正确;胞吐过程都会有囊泡与细胞膜的融合过程,C正确;RNA通过核孔直接从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐,D错误。
2.(多选)(2026·河北张家口高一期末)痢疾内变形虫是寄生在人体肠道内的一种变形虫,能通过胞吐分泌蛋白分解酶,溶解人肠壁组织,通过胞吞“吃掉”肠壁组织细胞,从而引发阿米巴痢疾。下列叙述正确的是( )
A.痢疾内变形虫通过胞吐分泌蛋白分解酶时会使自身细胞膜面积变小
B.胞吞形成的囊泡在细胞内可以与溶酶体融合
C.胞吞、胞吐过程需要膜上蛋白质的参与
D.胞吞、胞吐过程不需要消耗细胞呼吸所释放的能量
解析:选BC。胞吐过程中,包裹蛋白分解酶的囊泡会与细胞膜融合,将内容物排出,导致细胞膜面积增大,A错误;胞吞形成的囊泡会与溶酶体融合,由溶酶体中的水解酶将其分解,B正确;胞吞、胞吐过程依赖膜上蛋白质参与囊泡形成、锚定和融合,C正确;胞吞、胞吐过程需要消耗细胞呼吸所释放的能量,D错误。
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