高中生物人教必修1同步讲义第4章细胞的物质输入和输出第2节主动运输与胞吞胞吐.docx

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高中生物人教必修1同步讲义第4章细胞的物质输入和输出第2节主动运输与胞吞胞吐.docx

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高中生物人教必修1同步讲义第4章细胞的物质输入和输出第2节主动运输与胞吞胞吐

第2节　主动运输与胞吞、胞吐

内容标准要求

核心素养对接

学业质量水平

1.掌握区分被动运输和主动运输的方法。

2.理解主动运输对细胞生活的意义。

3.掌握胞吞、胞吐的特点及对细胞的生命活动的意义。

1.生命观念——结构与功能观：

细胞膜结构与物质运输功能的适应性。

水平二

2.科学思维——分析与综合：

对比分析物质运输方式的特点，归纳异同点。

水平三

3.科学探究——根据物质运输方式的差异，设计实验探究某种物质的运输方式。

水平二

研读教材·梳理探究

主动运输和胞吞、胞吐

———————————————知识梳理———————————————

1.主动运输

（1）方向：

一般情况下物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧。

逆浓度梯度运输一定是主动运输

（2）特点：

需要载体蛋白和能量。

（3）生理意义：

保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

（4）不同跨膜运输方式的实例（连线）

2.胞吞和胞吐

（1）胞吞　胞吐、胞吞是物质跨膜运输过程中普遍存在的现象，需要消耗能量

①概念：

首先大分子附着在细胞膜表面，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实例：

白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬有机物颗粒。

（2）胞吐

①概念：

细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

②实例：

胰岛B细胞分泌胰岛素。

———————————————素养提升———————————————

科学思维——物质跨膜运输的方式

下图为不同的物质进出细胞的几种方式，请据图思考如下问题：

（1）图2所示方式为________，其特点是____________________________________。

（2）图3所示方式为________，其与图2相比，最主要区别是________________，其运输动力是________________。

（3）图4所示运输方式是________，你的判断依据是_________________________。

（4）图5所示一般指哪类物质进出细胞的方式，这种物质运输方式的名称是什么？

（5）①小肠上皮细胞吸收甘油分子，②小肠上皮细胞吸收葡萄糖分子，③人体成熟红细胞吸收葡萄糖，④人体吞噬细胞吞噬病菌。

上述物质进出细胞的方式依次符合以上哪种图示所代表的运输方式？

①________　②________　③________　④________

提示　

（1）自由扩散　不需转运蛋白，不消耗能量，顺浓度梯度运输

（2）协助扩散　需转运蛋白协助　膜内外物质的浓度差

（3）主动运输　是由低浓度向高浓度运输，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量。

（4）图5所示一般是某些大分子物质（如蛋白质）进出细胞的方式，这种物质运输方式是胞吞和胞吐。

（5）①图2　②图4　③图3　④图5中胞吞

[典例1]如图为物质进出细胞方式的分类示意图。

已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输，下列叙述中错误的是（　　）

A.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输

B.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则G可表示自由扩散

C.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则C可表示主动运输

D.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示自由扩散和协助扩散

解析　若A与B的分类依据为是否需要消耗能量，则C、D可表示自由扩散和协助扩散，F可表示主动运输，G、H可表示胞吞和胞吐，A、D正确；若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，C、D可表示主动运输和协助扩散，F为自由扩散，G、H为胞吞和胞吐，C正确，B错误。

答案　B

[变式训练1]下列物质出入细胞过程中，需消耗ATP的是（　　）

A.甘油进入人体皮肤细胞

B.葡萄糖通过协助扩散进入红细胞

C.矿物质离子逆浓度梯度转运至根细胞内

D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞

解析　A选项属于自由扩散，不消耗ATP；B选项属于协助扩散，不消耗ATP；C选项属于主动运输，消耗ATP；D选项水分子进出细胞是自由扩散，不消耗ATP。

答案　C

【方法技巧】“四看法”判断物质运输方式的解题模板

联想质疑

植物吸收水分的方式是被动运输，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。

★变形虫的胞吞与胞吐

★（A）自由扩散、（B）由通道蛋白介导的协助扩散、（C）由载体蛋白介导的协助扩散都属于被动运输。

逆浓度梯度运输方式一定需要载体蛋白吗？

需要转运蛋白的运输方式一定消耗能量吗？

提示：

能实现逆浓度梯度运输的是主动运输，需要载体蛋白；协助扩散也需要转运蛋白，但不消耗能量。

★被动运输和主动运输是小分子物质的跨膜运输，体现了生物膜的选择透过性特点。

影响跨膜运输的因素

———————————————知识梳理———————————————

主动运输的影响因素：

能量和载体蛋白

主动运输的能量来自细胞呼吸，凡是影响细胞呼吸的因素，如O2浓度、温度等都影响主动运输

协助扩散的影响因素：

浓度差和转运蛋白

自由扩散的影响因素：

浓度差

———————————————素养提升———————————————

科学思维——影响物质运输速率的曲线分析

下图为物质浓度和氧气浓度对物质跨膜运输速率的影响曲线，分析这四条曲线回答下列问题：

1.A曲线可以代表哪种运输方式，理由是什么？

B曲线呢？

提示　A曲线可代表自由扩散，因为运输速率随物质浓度的增大而不断增大。

B曲线可代表协助扩散或主动运输，因为在一定范围内运输速率随物质浓度的增大而增大，当超过这一范围后，运输速率不再随物质浓度的增大而改变。

2.C、D曲线分别可以代表哪种运输方式？

并说明理由。

提示　C曲线可以代表自由扩散或协助扩散，理由是C曲线的运输速率与O2浓度无关，说明此运输方式不需要消耗能量。

D曲线可以代表主动运输，因为在一定范围内运输速率随O2浓度的增加而增大，说明需要消耗能量。

[典例2]如图是几种物质进出细胞方式中，运输速度与影响因素间的关系曲线图，下列与图相关的叙述中，正确的是（　　）

A.与甘油进出细胞相符的图有①③⑤

B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥

葡萄糖进入红细胞属于协助扩散。

C.与K＋进入丽藻细胞相符的图有②④⑤

D.与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥

蛋白质属于生物大分子，大分子通过胞吞胞吐进出细胞。

解析　根据题意和图示分析可知：

甘油分子进出细胞属于自由扩散，其动力是浓度差，与能量和载体无关，因此与甘油分子进出细胞相符的图有①、③、⑤，A正确；葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，与浓度差和载体有关，与能量无关，因此与葡萄糖进入红细胞相符的图有②、③、⑥，B错误；K＋进入丽藻细胞，属于主动运输，与能量和载体有关，因此与K＋进入丽藻细胞相符的图有②、④、⑥，C错误；蛋白质是大分子物质，其进出细胞的方式是胞吞和胞吐，需要消耗能量，不需要载体，符合的图有④、⑤，D错误。

答案　A

[变式训练2]下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是（　　）

A.该物质进入细胞的方式是自由扩散

B.该物质通过膜时可能与载体蛋白结合

C.该物质可能是水或甘油

D.该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动

解析　由图可知，该物质的跨膜速率不仅与物质浓度有关，还与其他因素有关，所以可能是主动运输，也可能是协助扩散，但不可能是自由扩散，A、C错误；由载体蛋白介导的协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，B正确；协助扩散是顺浓度梯度运输的，D错误。

答案　B

【一题多变】

（1）主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。

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？

提示　松土可增加土壤中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。

（2）从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？

提示　提供能量的细胞器是线粒体，提供载体蛋白的细胞器是核糖体。

联想质疑

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。

★载体具有特异性和饱和现象，不同物质的运输载体不同，当载体达到饱和时，将不能运输相应的物质。

课堂小结

随堂检测

【科学思维】

1.辨析概念

（1）水分子的跨膜运输只能通过自由扩散。

（　　）

（2）借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度，不消耗能量的运输是协助扩散。

（　　）

（3）生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞，不需要膜蛋白的参与。

（　　）

（4）同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。

（　　）

答案　

（1）×　提示：

水分子的跨膜运输既可通过自由扩散，也可以借助通道蛋白进行协助扩散。

（2）√　（3）×　（4）√

2.下列属于主动运输的是（　　）

A.动物肺泡细胞释放CO2

B.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；丽藻细胞吸收SO

，属于主动运输。

答案　D

3.如图中“

”表示出入细胞的物质，该物质出入细胞的方式是（　　）

A.渗透B.协助扩散

C.主动运输D.胞吞

解析　从图中可以看出，吸收该物质需要载体蛋白，且属于顺浓度梯度运输，所以不需要消耗能量，因此运输方式是协助扩散。

答案　B

4.如图为小分子物质跨膜运输的三种方式，请据图判断下列相关叙述，错误的是（　　）

A.图中①②的共同点是：

都是顺浓度梯度进行的

B.图中②③的共同点是：

都需要膜上蛋白质的协助

C.图中③发生所需但是图中没有表示出来的条件是载体和能量

D.①只与浓度差有关，②③都与核糖体和线粒体的功能有关

解析　据图分析，①中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，表示自由扩散，扩散速率与浓度差有关；②中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，表示协助扩散，与该过程相关的细胞器主要是核糖体；③中物质的运输方向是低浓度运输到高浓度，表示主动运输，需要载体和能量，与该过程相关的细胞器主要有核糖体（提供载体）和线粒体（提供能量）。

综上所述，D项错误。

答案　D

课时作业

（时间：

30分钟）

知识点1　物质跨膜运输的方式

1.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，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是（　　）

A.CO2B.O2

C.K＋D.Na＋

解析　O2和CO2进出细胞的方式是自由扩散；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　C

2.下列关于物质进出细胞的说法，正确的是（　　）

A.只要微粒直径足够小就能以自由扩散方式进出细胞

B.大分子物质都需要载体和能量才能进出细胞

C.各种离子都只能通过主动运输方式进出细胞

D.物质逆浓度梯度的跨膜运输一定要消耗能量

解析　细胞膜是选择透过性膜，有些微粒尽管直径足够小，仍然不能以自由扩散的方式进出细胞，A错误；大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞，不需要载体，B错误；有的离子通过离子通道进出细胞，属于被动运输，C错误；物质逆浓度梯度的跨膜运输为主动运输，一定要消耗能量，D正确。

答案　D

3.如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是（　　）

A.①是既耗能又需载体蛋白的主动运输

B.⑤⑥的共同特点是逆浓度梯度运输物质

C.母乳中的免疫球蛋白可通过①和③被吸收

D.果脯腌制时蔗糖进入细胞与③有关

解析　物质跨膜运输的方式包括主动运输和被动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散。

对照图示信息，①表示主动运输，②表示被动运输，⑤、⑥表示自由扩散和协助扩散。

非跨膜运输则包括胞吐和胞吞过程。

①（主动运输）过程需要载体和能量，A正确；⑤、⑥的共同特点是顺浓度梯度运输物质，B错误；免疫球蛋白属于大分子物质，通过胞吞方式被吸收，不能通过①被吸收，C错误；在果脯腌制过程中，细胞已死亡，膜已不具备选择透过性，蔗糖能自由进入细胞，D错误。

答案　A

4.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；植物细胞吸收水分属于自由扩散，不能体现流动性，D错误。

答案　C

5.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　B

6.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载体蛋白协助，但不消耗能量，为协助扩散。

答案　B

7.细胞的物质跨膜运输的实验显示，存在于细胞内的物质X和物质Y都能通过一定方式输出到细胞外，不同的是物质X的细胞内浓度大于细胞外浓度，物质Y的细胞内浓度小于细胞外浓度。

高中生物人教必修1同步讲义第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞胞吐.docx

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