1、高中生物第3章细胞的结构和功能第三节第1课时被动运输和主动运输学案苏教版必修1第1课时被动运输和主动运输学习目标1.说出被动运输与主动运输方式的异同点。2.阐述主动运输对细胞生活的意义。3.举例说明胞吞和胞吐作用的主要特点。一、被动运输1.扩散物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程。2.两种被动运输方式的比较类型自由扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度动力物质的浓度差条件细胞膜两侧存在浓度差细胞膜两侧存在浓度差；需载体蛋白协助实例O2、乙醇、甘油等红细胞吸收葡萄糖特别提醒自由扩散的运输速率主要取决于物质的浓度差，协助扩散的运输速率不仅受浓度差影响，还受到载体蛋白数量的限制；二者都不消耗能量。影响被
2、动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线：1.图A表示的运输方式是哪种？其运输速率主要取决于什么？答案自由扩散；运输速率主要取决于物质的浓度差。2.图B表示的方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是什么？bc段的限制因素又是什么？答案浓度差；载体蛋白的数量。3.请在C图中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。答案如图所示1.甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A.甲物质的运输被促进 B.乙物质的运输被促进C.甲物质的运输被抑制 D.乙物质的运输被抑制答
3、案D解析是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。2.下图表示被动运输中不同运输方式的运输速率和被运输物质浓度之间的关系，观察曲线图回答下列问题：(1)曲线_表示自由扩散，运输速率主要取决于膜两侧物质的_。(2)曲线_可表示协助扩散，在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成_，协助扩散的运输速率还受_的限制。答案(1)浓度差(2)正比载体蛋白数量解析(1)分析曲线，运输速率只与膜两侧的浓度差成正比，说明该物质进出细胞的方式是自由扩散。(2)分析曲线，在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成正比，说明运
4、输速率还受载体蛋白数量的限制，故判定该物质进出细胞的方式是协助扩散。一题多变下列物质的跨膜运输，属于自由扩散的是_；属于协助扩散的是_。O2和CO2进出肺泡苯被鼻黏膜细胞吸收红细胞吸收血液中的葡萄糖水分进出根毛细胞胆固醇进入肝细胞甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收答案二、主动运输1.运输方向从低浓度一侧运输到高浓度一侧。2.条件(1)需要载体蛋白的协助。(2)还需要消耗能量。3.意义保证了活细胞按照生命活动的需要，主动地选择并吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。4.实例植物根细胞对矿质元素的吸收以主动运输为主，葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞也是主动运输。1.甲、乙、丙三种植物对土壤
5、中M离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快，研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M离子的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M离子的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M离子的载体蛋白数量较多。这说明影响主动运输的因素之一是什么？答案载体蛋白的种类和数量。2.研究表明，主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：(1)ab段的变化说明了什么？答案随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要消耗能量。(2)bc段的变化原因是什么？答案由于载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。(3)植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土？答案松土
6、增加土壤O2含量，促进有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。3.如图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合所学知识，回答问题：哪些离子通过主动运输进入细胞？哪些离子通过主动运输排出细胞？你是如何作出以上判断的？答案K和Mg2是通过主动运输进入细胞的。Na和Cl是通过主动运输排出细胞的。因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。3.甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入
7、细胞一定需要能量D.甲运出细胞一定不需要能量答案A解析乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，需要载体蛋白的协助，A正确；乙物质运出细胞是顺浓度梯度，不一定需要载体蛋白的参与，B错误；甲物质进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量，C错误；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量，D错误。4.氧气的浓度主要通过影响细胞呼吸的强度，进而影响能量的供应。如图是物质跨膜运输方式与细胞中氧气浓度的关系：(1)图1中物质的运输速率与氧气浓度_，说明这种运输方式不需要_，可能是_。(2)图2中物质的运输在一定范围内，随着氧气浓度的增加，运输速率_，说明这种方式消耗_，表示的运输方
8、式是_，MN段运输速率不能继续上升，这是受_的限制。答案(1)无关能量自由扩散或协助扩散(2)加快能量主动运输载体蛋白数量三、细胞的胞吞和胞吐1.胞吞和胞吐(1)胞吞的过程细胞外大分子和颗粒性物质形成小囊小囊泡细胞内变形虫利用胞吞作用来获取食物，哺乳动物的白细胞和吞噬细胞利用胞吞作用来消灭侵入的病菌。(2)胞吐的过程与胞吞相反，有些物质通过形成小囊泡从细胞内部逐步移到细胞表面，与细胞膜融合而把物质向外排出，如分泌抗体、激素等。2.胞吞、胞吐与主动运输的比较比较项目胞吞和胞吐主动运输分子大小大分子和颗粒性物质小分子和离子是否需要载体蛋白否是是否消耗能量是是结构或功能基础细胞膜的流动性细胞膜的选择
9、透过性1.结合教材对胞吞和胞吐进行分析：(1)胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现了生物膜的什么特点？答案生物膜的流动性特点。(2)如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么？答案胞吞和胞吐需要消耗能量。2.人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对于人体有什么意义？答案是细胞的胞吞作用；对人体有防御和保护作用。5.如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是()A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.b表示细胞分泌的同时会导致膜
10、成分的更新D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式答案D解析胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，A项正确；胞吞是通过膜外表面的糖蛋白识别，消耗能量进入细胞内，B项正确；细胞分泌是高尔基体通过“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜，C项正确；细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜，以被动运输、主动运输等方式进行，D项错误。6.如图表示物质P和Q跨膜运出细胞，下列叙述正确的是()A.物质P可能是氧气B.物质Q一定是水分子C.物质P和Q运出细胞都需要载体蛋白D.物质P和Q运出细胞不是都消耗能量答案D解析物质P从细
11、胞内低浓度一侧向细胞外高浓度一侧运输，为主动运输，所以P一定不是氧气，A错误；物质Q从细胞内高浓度一侧向细胞外低浓度一侧扩散，为自由扩散或协助扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质等小分子，B错误；主动运输和协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要，C错误；物质P运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而物质Q运出细胞是顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，D正确。易错提醒有关物质出入细胞方式的6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)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。(3)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。(4)影响协助扩散
12、运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。(5)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。(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。(1)自由扩散和协助扩散的动力是物质的浓度差()(2)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内()(3)分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排到细胞外的()(4)主动运输的限制因素主要有浓度差和载体蛋白数量()答案(1)(2)(3)(4)2.下列物质出入细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关的是()A.甘油通过细胞膜B.人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖
13、C.肾小管上皮细胞吸收原尿中的NaD.小肠绒毛上皮细胞吸收胆固醇答案C解析主动运输需要载体蛋白(核糖体合成)和能量(主要由线粒体提供)，C项符合。3.白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是()A.主动运输 B.协助扩散C.自由扩散 D.细胞膜的流动性答案D解析主动运输、被动运输是物质通过细胞膜出入细胞的两种主要方式。这两种方式运载的物质均是细胞要选择吸收的离子、小分子和水分子等，而大分子物质像绿脓杆菌类是不能通过这两种方式进入细胞的，只能通过细胞膜的流动性来“内吞”到细胞内。4.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是()A.都可以从低浓度一侧向高浓度一侧B.都需要供给能量C.都需要载体蛋白协助D
14、.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量答案C解析红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要载体蛋白协助也需要消耗细胞代谢释放的能量(ATP)；红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需要载体蛋白协助，不需要消耗细胞代谢释放的能量。5.如图所示为物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，表示能量，请据图回答下列问题：(1)表示_方式，表示_方式，表示_方式。(2)K、O2和葡萄糖三种物质中，通过方式进入红细胞的是_。(3)与方式相比，方式的主要特点是需要借助_，该物质是在细胞内的_上合成的。与相比，方式的不同之处是_。(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_(填序号)方式将会受到较大影响。答案(
15、1)自由扩散主动运输协助扩散(2)K(3)载体蛋白核糖体还需要消耗能量(4)题组一被动运输1.如图为细胞膜结构及物质跨膜运输示意图，下列有关叙述正确的是()A.O2和CO2以图中a方式通过细胞膜B.被动运输过程有时也需要膜蛋白的参与C.图中c可表示葡萄糖进入口腔上皮细胞的过程D.图中都能运动，而一般不能运动答案B解析根据细胞膜的流动镶嵌模型可知，表示糖蛋白，表示膜蛋白，表示磷脂双分子层。a、b、c、d代表物质出入细胞的不同方式。O2和CO2以自由扩散的方式通过细胞膜，图中a方式为协助扩散，A错误；被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要膜蛋白的参与，B正确；c表示物质从细胞内运至细胞外
16、，故不能表示口腔上皮细胞吸收葡萄糖的过程，C错误；构成细胞膜的蛋白质分子(大多数)和磷脂分子都可以运动，D错误。2.在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是()A.红细胞中的Na进入血浆B.细胞外液中的O2进入肌细胞C.细胞外液中的K进入神经细胞D.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞答案B解析离子跨膜进出细胞多是主动运输。能以自由扩散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。3.某哺乳动物的一种成熟细胞不含DNA。图中能正确表示在一定O2浓度范围内，葡萄糖进入该细胞的速率与O2浓度关系的曲线是()答案A解析由题干“某哺乳动物的一种成熟细胞不含DNA”推知该细胞是成熟红细胞。葡萄糖进入
17、成熟红细胞的方式是协助扩散，需要载体蛋白，不需要能量，因此O2浓度不影响葡萄糖进入成熟红细胞的速率。4.如图为物质进出细胞的两种方式，对该图的理解正确的是()A.和分别表示协助扩散和主动运输B.和分别表示胞吞和胞吐C.氧、性激素是以方式进入细胞的D.水、二氧化碳、氧气是以方式进入细胞的答案D解析为自由扩散，为主动运输；水、气体、性激素的跨膜运输方式是自由扩散。题组二主动运输5.如图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2和Si4的变化曲线。影响A、B两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是()A.离子浓度、载体蛋白数量B.离子浓度、呼吸作用强度C.载体蛋白数量、离子浓度D.载体蛋白数量
18、、细胞呼吸强度答案D解析根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程，需要载体蛋白和能量。A、B两点是在同等氧浓度下得到的，能量相同，其差异只能是因为相应载体蛋白数量的不同。B、C两点的差别则是由于氧浓度不同造成的，因而影响因素是细胞呼吸强度。6.如图表示植物从土壤中吸收某离子的过程。下列相关叙述中，不正确的是()A.该离子的运输既需载体蛋白协助也需能量，所以是主动运输B.该离子可以从低浓度到高浓度运输C.如果细胞膜上运输该离子的载体蛋白被去除，则该离子不能被运输D.运输该离子的载体蛋白不能被重复利用答案D解析从图中可以看出，该离子的运输既需要能量也需要载体蛋白协助，且运输方向是从低浓度向高浓度，所
19、以可以判断该离子的运输方式是主动运输，A、B正确；如果运输该离子的载体蛋白被去除，则该离子不能被运输，C正确；载体蛋白可以被重复利用，D错误。7.如图为某种离子跨膜运输的示意图，由此作出的判断正确的是()A.图中离子通过膜的正确顺序是乙丙甲B.离子通过膜有随机性并消耗能量C.磷脂的可运动性使离子通过膜的通道自动开闭D.图示的离子通过膜的方式为协助扩散答案A解析由题图中箭头可以看出，离子通过膜的正确顺序是乙丙甲，A正确；根据载体蛋白的专一性的特点，离子通过膜不是随机的，而是具有选择性的，B错误；通道开闭是在能量和离子的作用下，通过载体蛋白的空间结构的改变来实现的，C错误；该过程用到了载体蛋白和能
20、量，为主动运输过程，D错误。8.将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度()离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是()A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收答案A解析17条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比空气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比不利于该植物幼根对
21、离子的吸收，A正确、D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗ATP，C错误；空气中培养，温度为17时，离子吸收量明显高于3，可知该植物幼根对离子的吸收与温度有关，B错误。题组三胞吞和胞吐9.吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识正确的是()A.消耗能量，体现了细胞膜的流动性和选择透过性B.消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能C.不消耗能量，吞噬的动力来源于膜的流动性D.不消耗能量，吞噬过程的实质是病原菌的入侵答案B解析吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，属于胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。10.下列过程可用下图来表示的是
22、()A.小肠上皮细胞吸收KB.O2进入线粒体C.胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素D.Na进入人体肾脏细胞答案C解析小肠绒毛上皮细胞对K的吸收是主动运输，体现细胞膜具有选择透过性，A错误；氧气进入线粒体是自由扩散，B错误；胰岛B细胞向外分泌大分子物质胰岛素是胞吐过程，体现细胞膜的流动性，C正确；Na进入人体肾脏细胞是主动运输，D错误。11.下图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是()选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输答案D解析由图分析可知
23、，氨基酸和Na由肾小管管腔进入肾小管上皮细胞的过程中，氨基酸由低浓度处向高浓度处运输，需要载体蛋白参与，是主动运输的过程；Na由高浓度处向低浓度处运输，并且需要载体蛋白参与，是被动运输中的协助扩散过程；氨基酸由肾小管上皮细胞进入组织液的过程中，氨基酸由高浓度处向低浓度处运输，并且需要载体蛋白参与，是被动运输中的协助扩散过程。12.下列关于图中序号的描述，正确的是()A.和所示的过程都需要消耗能量B.只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C.大分子物质只有通过过程才能进入细胞D.氨基酸进入组织细胞与过程有关答案B解析由题图分析可知：为主动运输；为协助扩散；、为协助扩散与主动运输的实例。协助扩散不需要
24、消耗能量，顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，A项错误；大分子物质进入细胞需要通过胞吞，不能通过主动运输，C项错误；氨基酸进入组织细胞属于主动运输，与有关，D项错误；只有主动运输能逆浓度梯度运输物质，B项正确。13.如图纵坐标表示物质跨膜运输的速率。据图回答下列问题：(1)心肌细胞吸收O2、K的方式依次是_(填字母)。图b出现BC段的主要原因是_。(2)与表皮细胞相比，人心肌细胞中显著增多的细胞器是_，其原因是_。(3)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果其对Ca2的吸收显著减少，而对K等物质的吸收不受影响，其可能的原因是_。若用呼吸抑制剂处理心肌细胞，则Ca2、K等物质的吸收均受到显著的影响，
25、其原因是_。答案(1)a、b载体蛋白的数量是有限的(2)线粒体心肌细胞在不停地收缩，需要消耗的能量远比表皮细胞多(3)该毒素抑制了Ca2载体的活性心肌细胞吸收这些物质的方式都是主动运输，需要消耗能量解析(1)依据物质跨膜运输模型可知，a图表示自由扩散，故为O2进入心肌细胞的方式，b图表示主动运输，是K进入心肌细胞的方式。(2)人心肌细胞与表皮细胞相比，显著增多的细胞器是线粒体，心肌细胞在不停地收缩，需要消耗的能量远比表皮细胞多。(3)若毒素抑制了Ca2载体的活性，则Ca2吸收量显著减少，但心肌细胞对其他物质的吸收不受影响。若用呼吸抑制剂处理心肌细胞，因细胞呼吸受抑制，能量供应减少，故Ca2、K
26、等物质的吸收均受到影响。14.如图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输方式示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答下列有关问题：(1)很多研究结果都能够有力地支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一理论。这证明组成细胞膜的主要成分中有_(方框里填标号)。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，当盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经途径排出的，那么其跨膜运输的方式是_。(3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后，其对Ca2的吸收明显减少，但对K、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是
27、该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2的_的活动。(4)柽柳是一种泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出。现欲判断柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。实验步骤：a.取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳植株放入适宜浓度的含有Ca2、K的溶液中。b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组_。c.一段时间后，测定_。实验结论：a.若两组植株对Ca2、K的吸收速率相同，说明_。b.若乙组植株对Ca2、K的吸收速率明显_甲组，说明_。答案(1)甲磷脂分子(2)协助扩散(3)乙载体蛋白(4)b.完全抑制有氧呼吸c.两组植株对Ca2、K的吸收速率a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输b.小于柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输解析(1)“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实证明细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析该物质应为甲磷脂分子。(2)途径是一个离子通道，鲨鱼体内多余盐分可通过这种通道蛋白的协助由高浓度的细胞膜内运输到低浓度的细胞膜外，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散(或被动运输)。(3)Ca2、K、C6H12O6的吸收都是通过主动运输进行的，主动运输所需的能量都是由ATP提供，但载体蛋白的种类各不相同，“施加某
