1、学年新教材高中生物第4章细胞的物质输入和输出42主动运输与胞吞胞吐教学案新人教版必修1第2节主动运输与胞吞、胞吐1掌握区分被动运输和主动运输的方法。2结合实例理解主动运输与胞吞、胞吐对细胞生活的意义。3通过转运蛋白的种类、数量及结构，从分子水平上理解细胞膜具有选择透过性，认识到生命的自主性，从而更深刻地理解生命的本质。4能够运用物质跨膜运输的知识，了解与之相关的疾病，从而关注人体健康。1不是。2需要。3有一定的普遍性。知识点1主动运输请仔细阅读教材第6970页，完成下面的问题。1基本条件(1)方向：低浓度高浓度(即逆浓度梯度)。(2)需要细胞膜上相应载体蛋白的协助。(3)载体蛋白具有专一性的体
2、现不同载体蛋白的空间结构差别很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。发挥作用时，载体蛋白的空间结构是(是，否)发生改变。(4)需要消耗细胞化学反应释放的能量。2实例：K、Ca2、Na等离子通过细胞膜。3生理意义：保证活细胞按照生命活动的需要，通过主动运输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。知识点2胞吞与胞吐请仔细阅读教材第7072页，完成下面的问题。1胞吞：当细胞摄取大分子物质时，首先是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，包围着大分子物质。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。实例：蛋白质和多糖等大分
3、子物质。2胞吐：细胞需要外排的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。3胞吞、胞吐需要(需要、不需要)消耗细胞呼吸所释放的能量。要点一物质出入细胞方式的比较【典例1】下图表示某生物膜的部分结构，图中A、B、C、D表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是()A若是癌细胞的细胞膜，则物质D比正常细胞少B若是肝细胞的细胞膜，则b、c运输的气体分别是O2、CO2C若是肠腺细胞膜，则胰蛋白酶以d方式分泌D若是小肠绒毛上皮细胞膜，则甘油以b方式进入细胞解析图中物质D表示糖蛋白，癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少；根据D糖蛋白的位
4、置可以判断上面为膜的外侧，下面为膜的内侧，O2、CO2以自由扩散方式穿过生物膜，其中O2进入细胞即图中的b，CO2运出细胞即图中的c。甘油以b方式即自由扩散进入细胞；d方式表示主动运输，胰蛋白酶是分泌蛋白，是通过胞吐方式被分泌出细胞的。答案C针对训练1如图中示意物质和离子通过细胞膜的过程，下列相关叙述中，正确的是()A所有图均为主动运输B图和图为主动运输，图和图为被动运输C图、图和图为渗透作用D图为主动运输，图、图、图为被动运输解析所有主动运输必须是依赖于蛋白，并且逆浓度梯度。所以图中只有是主动运输。而渗透作用是指水分子通过膜的扩散，而图中物质逆浓度梯度运输，不能表示渗透作用。答案D要点二影响
5、物质跨膜运输的因素及曲线分析1.影响跨膜运输的因素(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差；细胞膜上相应转运蛋白的种类和数量。(3)影响主动运输的因素：细胞膜上相应转运蛋白的种类和数量；能量。2影响物质运输速率的曲线分析(1)物质浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率越大。协助扩散或主动运输的共同特点是都需要转运蛋白协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上转运蛋白数量
6、的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。(2)O2浓度对物质运输速率的影响曲线自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与O2浓度无关，运输速率不随O2浓度增大而改变。主动运输方式既需要载体蛋白协助又需要消耗能量，在O2浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少，所以运输速率较低，在一定范围内随O2浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当O2浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到转运蛋白数量的限制，运输速率不再随O2浓度增大而加快。(3)温度对物质运输速率的影响温度会影响分子运动的速
7、率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。【典例2】图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析不正确的是()A曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输B曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要转运蛋白C曲线b运输速率达到饱和的原因可能是细胞膜上载体蛋白数量有限D温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响解析曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关，不消耗能量；而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关，消耗能量，所以曲线a可代表被动运输，曲线b可代表主动运输，主动
8、运输与载体和能量有关，所以曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限；曲线a如果是协助扩散，则需要转运蛋白；由于细胞膜的流动性与温度有关，所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响。答案B针对训练2下列有关物质进出细胞方式的分析，不正确的是()A低温对物质跨膜运输的速率和所运输物质种类都有很大影响B载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著C受细胞内外物质浓度差影响最大的运输方式是被动运输D土壤通气状况对陆生植物根系的主动运输有很大影响解析低温仅影响物质跨膜运输的速率，载体蛋白的种类对所运输物质种类有很大影响；协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助，因此
9、载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著；被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者均是顺浓度梯度跨膜运输的，受细胞内外物质浓度差影响大；土壤通气状况通过影响植物根系的有氧呼吸来影响主动运输过程。答案A要点三结构特点和功能特性的关系提醒：(1)细胞膜的流动性是其选择透过性的基础。(2)只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性。(3)流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。(4)细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白的作用，其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。【典例3】盐碱地中生活的某种植物细胞的
10、液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质中的Na逆浓度梯度运入液泡，从而减轻Na对细胞质中酶的伤害。下列叙述错误的是()ANa进入液泡的过程要消耗细胞的能量BNa进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性C该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水力D该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性解析本题考查物质跨膜运输的方式和植物细胞的吸收。根据题目信息Na是逆浓度梯度运入液泡，因此Na是通过主动运输方式进入液泡的，主动运输过程有载体蛋白参与，要消耗细胞的能量。液泡通过主动运输方式从细胞质基质中吸收Na，体现了液泡膜的选择透过性。载体蛋白通过主动运输Na，增加了细胞液的浓度，有利于增强细胞的吸水力，提高了植
11、物的耐盐性。答案C针对训练3海带细胞中的碘离子浓度比海水中的碘离子浓度高许多倍，但仍可以从海水中吸收碘离子，而海带中铅离子的浓度很低。这说明海带细胞吸收碘离子具有()A选择性 B独立性C专一性 D高效性解析海带细胞对碘离子的需求量高，即使海带细胞中的碘离子浓度比海水中的碘离子浓度高许多倍，也会根据生命活动需求继续吸收，这体现了细胞膜的选择透过性。答案A附：练习与应用参考答案一、概念检测1(1)(2)(3)(4)2.A3.A二、拓展应用1如果将草履虫放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快，而在海水中伸缩频率减慢。2主动运输。实验思路：取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的无机盐溶液中。
12、甲组给予正常呼吸条件，乙组加入呼吸酶抑制剂完全抑制细胞呼吸。在相同且适宜条件下培养一段时间后，测定两组植株根吸收无机盐离子的速率。课后作业(十三) 合格性考试必做题1下列属于主动运输的是()A动物肺泡细胞释放CO2B蔗糖通过植物细胞的细胞壁C苯分子进入人的皮肤细胞D丽藻细胞吸收SO的过程解析CO2属于小分子，苯分子属于脂溶性物质，二者均以自由扩散的方式进出细胞；蔗糖以扩散的方式通过细胞壁；离子的吸收属于主动运输。答案D2人体肝细胞内CO2分压和K浓度高于细胞外，而O2分压和Na浓度低于细胞外，下面四种物质中通过主动运输进入该细胞的是()ACO2 BO2 CK DNa解析O2和CO2进出细胞的方
13、式是自由扩散；Na顺浓度梯度进入细胞的方式是协助扩散；K逆浓度梯度进入细胞的方式是主动运输。答案C3如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活性，则物质X的运输速率迅速下降，如果抑制细胞呼吸，却对运输速率没有影响。对该物质运输方式的叙述错误的是()A该方式是被动运输B与甘油进入细胞的方式相同C该方式是顺浓度梯度运输的D葡萄糖进入人的成熟红细胞通常为该种方式解析根据协助扩散需要转运蛋白的协助和不需要消耗能量的特点，确定该物质运输方式属于协助扩散，为被动运输；甘油进入细胞的方式是自由扩散；由于物质X出入细胞时不需要消耗能量，所以是顺浓度梯度运输的；葡萄糖进入人的成熟红细胞需要转运蛋白协助，但不消耗能量，为
14、协助扩散。答案B4将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是()A细胞吸收M的方式为自由扩散B细胞吸收M的方式为主动运输C细胞吸收M需转运蛋白的参与D细胞吸收M所需能量供应不足解析从柱形图分析，物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明细胞对M的吸收方式不是自由扩散；通入空气前后也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明与能量无关；综上所述，能够影响洋葱表皮细胞吸收M的因素是转运蛋白。答案C5由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。其过程如图所示，下列有关叙述错误的是()A该过程以膜的
15、流动性为基础B由受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能CNa、K等无机盐离子也可通过此方式运输D该过程不能体现细胞膜的选择透过性解析由图示知受体介导的胞吞作用是生物大分子的运输过程，以膜的流动性为基础，存在细胞识别并需内部供能，但不能体现膜的选择透过性。Na、K为小分子物质，不能通过此种方式运输。答案C6下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是()A膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的B膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程C主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同D物质通过磷脂双分子层的扩散速率与脂溶性有关解析膜蛋白镶嵌、贯穿或覆盖磷脂双分子层，在细胞膜内外分布是不对称的；膜蛋白参与
16、协助扩散过程；主动运输逆浓度梯度运输离子，使细胞内外离子浓度不同；脂溶性物质容易通过细胞膜，非脂溶性物质不容易通过细胞膜。答案B7图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是()A甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输B甲图中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量C乙图中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜的结构具有选择透过性D乙图中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP解析由图甲可知：曲线a表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快，此种运输方式属于自由扩散，曲线b表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快
17、，随后转运速率达到最大，可见曲线b表示协助扩散或主动运输，此时限制转运速率继续增大的因素可能是载体蛋白的数量，图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗ATP，这两个过程说明细胞膜的结构具有流动性。答案C8下列物质出入细胞的方式最能体现细胞膜的结构特点的是()A氧气进入人体肌细胞B甲状腺细胞吸收碘离子C胰岛素的分泌D植物细胞吸收水分解析细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，胞吐和胞吞过程依赖于细胞膜的流动性特点。氧气进入肌细胞属于自由扩散，不能体现流动性，A错误；甲状腺细胞吸收钾离子是主动运输，不能体现流动性，B错误；胰岛素属于分泌蛋白，该物质的分泌过程属于胞吐，最能体现细胞膜的流动性特点，C正确；植物细胞
18、吸收水分不属于胞吐，D错误。答案C9如图是A、B、C三种物质跨膜运输的方式，请分析回答下列问题：(1)物质A、B、C跨膜运输的方式依次是_、_、_。(2)某种物质能专一性地破坏物质C的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B跨膜运输的速率将_，物质C跨膜运输的速率将_。(3)三种物质的运输中，与下图中甲曲线相符的是_，与乙曲线相符的是_。解析(1)根据图示判断三种运输方式依次是自由扩散、协助扩散和主动运输。(2)载体蛋白具有专一性，破坏了物质C的载体蛋白，对物质B的运输没有影响。(3)图中甲吸收速率和物质的浓度成正比，是自由扩散；乙具有载体蛋白饱和的现象，说明该方式需要载体蛋白，可能是主动运输或者协
19、助扩散。答案(1)自由扩散协助扩散主动运输(2)不变下降(3)物质A物质B或物质C等级性考试必做题10钾离子在植物体内可以由浓度低的部位运输到浓度高的部位，但是在缺氧的条件下，其运输速率减慢，这说明钾离子的运输方式属于()A自由扩散 B协助扩散C主动运输 D渗透作用解析题目中钾离子可以逆浓度梯度运输，且受氧气的影响，说明其运输方式是主动运输。答案C11在培养某植物的溶液中加入某种负离子，结果发现该植物根细胞在吸收该种负离子的同时，对Cl的主动吸收减少，而对K的主动吸收并没有影响，原因是()A该种负离子妨碍了能量的生成B该种负离子抑制了主动运输C该种负离子抑制了细胞呼吸D该种负离子的载体蛋白和C
20、l的相同解析主动吸收过程需要载体蛋白协助，并消耗能量。加入某种负离子后，对K的主动吸收并没有影响，表明此负离子并不影响主动运输过程中所需能量的生成，即不影响细胞呼吸，故很可能的原因是运输该负离子的载体蛋白和运输Cl的相同，从而影响了该植物根细胞对Cl的主动吸收。答案D12豚鼠胰腺腺泡细胞将细胞内加工合成的分泌蛋白通过细胞膜分泌到细胞外的方式是()A自由扩散 B协助扩散C主动运输 D胞吐解析分泌蛋白属于生物大分子，所以通过细胞膜分泌到细胞外的方式是胞吐。答案D13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氧气、性激素是以方式进入细
21、胞的D水、二氧化碳、氧气是以方式进入细胞的解析为自由扩散，为主动运输；水、气体、性激素的跨膜运输方式是自由扩散。答案D14如图为某种离子跨膜运输的示意图，由此做出的判断正确的是()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；该过程用到了载体蛋白和能量，为主动运输过程，D错误；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。答案A15
22、实验表明，K不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量缬氨霉素(含12个氨基酸的脂溶性抗菌素)时，则K能通过膜从高浓度向低浓度扩散，则它通过人工膜的方式是()A自由扩散 B协助扩散C主动运输 D渗透作用解析由题意可知，K通过人工膜的运输需要缬氨霉素，所以不是自由扩散；K从高浓度向低浓度处扩散，而缬氨霉素不能提供能量，所以也不是主动运输。综合分析，K通过人工膜的方式是协助扩散。答案B16下图为细胞膜结构图，其中a和b分别代表不同分子或离子进出细胞的方式。据图分析下列叙述正确的是()A不同膜结构的排列方式不同BNa通过进入细胞的过程不消耗能量Cb可表示组织细胞从组织液中吸收氧气D将分子
23、制成微球体用来包裹大分子药物，送入到相应的细胞中，该过程体现了细胞膜的功能特点解析题图是磷脂分子，不同生物膜的磷脂分子排列方式相同，A项错误；Na内流过程是协助扩散，不消耗能量，B项正确；据糖蛋白可判断，为细胞膜外侧，氧气应从细胞外侧向细胞内侧扩散，C项错误；将分子制成微球体用来包裹大分子药物，送入到相应的细胞中，是通过膜融合，体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点，D项错误。答案B17关于植物根系吸收矿质离子的叙述，正确的是()A植物根系吸收各种矿质离子的速率相同B土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收C植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用D植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质离子解析
24、植物根系吸收各种矿质离子的速率不一定相同，A错；土壤温度影响植物根细胞的酶活性，从而影响呼吸作用产生能量，进一步影响植物根系对矿质离子吸收的主动运输过程，B错；植物根细胞吸收矿质离子主要依靠主动运输，C错；植物根细胞能通过主动运输逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子，D正确。答案D18如图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是()解析由图分析可知，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，是被动运输中的协助扩散过程；氨基酸和Na由肾小管上皮细胞进入组
25、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，是被动运输中的协助扩散过程；Na由低浓度处向高浓度处运输，并且需要载体蛋白和能量，是主动运输的过程。答案D19物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要，如图表示几种物质经过细胞膜的运输方式，请据图回答下列问题：(1)细胞膜的基本支架是_。(2)如果图中的细胞膜是小肠上皮细胞的，则葡萄糖和甘油出入细胞膜的方式依次是_和_。(3)人们设计出一种膜结构，这种膜结构能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低污水中的有毒重金属离子对水的污染，这是在模拟生物膜的_。(4)请在下面给出的坐标图上画出与上图中这种跨膜运输方式对应的曲线图：(5)若在
26、细胞中注入某种呼吸抑制剂，_方式(填序号)将会受到较大影响。(6)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。解析(1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(2)葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式是主动运输，需要能量和载体蛋白；而甘油进出小肠上皮细胞的方式为自由扩散。(3)生物膜选择性吸收一部分物质，也将一些物质阻挡在细胞外。(4)为协助扩散，顺浓度梯度运输，随着浓度差的变大，运输速率会增加，而增加到一定程度时受载体蛋白数量的限制而不再增加。(5)细胞呼吸抑制剂会降低呼吸速率而影响主动运输能量的供应。(6)与方式相比，协助扩散需要转运蛋白协助，转运蛋白的化学本质为蛋白质，是在核糖体上合成的。答案(1)A磷脂双分子层(2)主动运输自由扩散(3)选择透过性(4)如右图所示(5)(6)转运蛋白核糖体
