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-2024-2025学年高一生物必修一（人教版）教学课件

第2节主动运输与胞吞、胞吐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。「学习目标」预习案·自主学习1.概念(1)运输方向:物质

梯度进行跨膜运输。(2)条件:需要

的协助;需要消耗细胞内化学反应所释放的

。一、主动运输逆浓度载体蛋白能量2.实例小肠液中的葡萄糖、氨基酸等逆浓度梯度进入小肠上皮细胞;K+、Ca2+和Na+等离子逆浓度梯度通过细胞膜。3.过程物质逆浓度梯度跨膜运输时,首先要与膜上

结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同,不同蛋白质的空间结构差别也很大,所以一种载体蛋白通常只适合与

结合。离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量推动下,载体蛋白的

发生变化,就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来,载体蛋白随后又

原状,又可以去转运同种物质的其他离子或分子。载体蛋白的特定部位一种或一类离子或分子空间结构恢复4.意义通过主动运输来选择吸收所

,排出

和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。二、胞吞与胞吐1.胞吞(1)过程: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。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成

,进入细胞内部。(2)举例:变形虫摄取水中的有机物颗粒。需要的物质代谢废物囊泡2.胞吐(1)过程:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成

,

移动到

处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞。(2)举例:如乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。3.特点通常运输

物质;

(填“需要”或“不需要”)消耗能量;不需要载体蛋白的协助;

(填“需要”或“不需要”)膜蛋白参与。囊泡囊泡细胞膜大分子需要需要三、细胞膜具有选择透过性的结构基础细胞膜上

,或

的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用。转运蛋白的种类和数量转运蛋白空间结构[正误判断](1)离子通过离子通道蛋白的运输属于主动运输。(

)提示:离子通过离子通道蛋白的运输属于协助扩散。(2)离子或分子与载体蛋白结合后,载体蛋白的空间结构会发生变化。(

)(3)果脯在腌制过程中慢慢变甜,是细胞主动吸收糖分的结果。(

)提示:果脯在腌制过程中细胞死亡,死细胞无法主动吸收物质。×√×(4)物质通过胞吞或胞吐进出细胞时,不需要膜上蛋白质的参与。(

)提示:物质通过胞吞或胞吐进出细胞时,同样也需要膜上蛋白质的参与,例如胞吞时膜外的大分子物质要先与膜上的蛋白质结合。(5)通过载体蛋白的物质转运一定属于主动运输。(

)提示:通过载体蛋白转运物质的运输方式可能是主动运输,也可能是协助扩散。(6)物质跨膜运输与膜蛋白有关,与磷脂分子无关。(

)提示:物质跨膜运输与膜蛋白和磷脂分子都有关。×××探究案·互动探究探究一主动运输「问题情境」如图为主动运输模式图,结合图分析:(1)图1中的膜蛋白属于哪种转运蛋白?其特点是什么?提示:载体蛋白。只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,载体蛋白转运物质时,自身构象会发生改变。(2)图2中ab段的变化说明了什么?bc段的变化原因是什么?提示:ab段随着细胞能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输需要消耗能量。bc段的变化原因是受载体蛋白数量的限制,运输速率不再增加。(3)温度是否会对物质运输速率产生影响?提示:温度会影响细胞膜的流动性进而影响物质运输速率。(4)根据图1总结主动运输的特点。提示:由低浓度到高浓度;需要载体蛋白的协助;需要消耗能量。归纳总结1.不同物质跨膜运输方式的比较物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散物质运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要转运蛋白不需要需要载体蛋白或通道蛋白需要载体蛋白是否消耗能量不消耗不消耗消耗图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等H2O、某些离子、红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2.影响物质运输速率的因素(1)物质浓度(一定浓度范围内)。(2)O2浓度。(3)温度。1.下图为物质出入细胞的4种方式示意图,请判断下列相关说法中正确的是(

)A.影响a、b方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量B.向细胞中注入某种有氧呼吸抑制剂,则c、d方式受影响最大C.氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同,都是c方式D.上述4种运输方式的实现均能体现细胞膜的选择透过性「即时应用」√解析:图a中物质从高浓度向低浓度运输,不需要载体蛋白的协助,也不消耗能量,为自由扩散,运输的动力是物质的浓度差,与载体蛋白数量无关,图b中物质从高浓度向低浓度运输,且需要载体蛋白的协助,不消耗能量,说明是协助扩散,运输的动力也是浓度差,同时受载体蛋白数量的影响;图中c、d分别表示主动运输和胞吐,都需要消耗能量,所以都受有氧呼吸抑制剂的影响;氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式分别是主动运输和协助扩散;a、b、c的运输方式体现了细胞膜的选择透过性,d胞吐的运输方式的实现体现了细胞膜的流动性。2.下图中曲线a、b表示物质进出细胞的两种方式,下列表述正确的是(

)A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B.细胞膜表面存在与方式a有关的载体蛋白C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D.抑制线粒体功能对a和b的转运速率均有影响√解析:坐标曲线图显示,方式a物质的运输速率随着胞外被转运分子浓度的增加而增加,说明只受物质浓度的影响,可判断为自由扩散;方式b物质的运输速率,在一定范围内,随着胞外被转运分子浓度的增加而增加,超过该范围,不再随胞外被转运分子浓度的增加而增加,说明还受到载体蛋白数量的限制,可判断为协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散的方式运输;方式a即自由扩散不需要载体蛋白协助;方式b即协助扩散或主动运输的最大转运速率与载体蛋白的数量有关;抑制线粒体功能,能量供应不足,导致主动运输受阻,但不会影响自由扩散或协助扩散。长句应答载体蛋白和通道蛋白介导的运输方式分别是

。载体蛋白介导协助扩散和主动运输、通道蛋白介导协助扩散探究二胞吞与胞吐「问题情境」LDL(低密度脂蛋白)是富含胆固醇的脂蛋白,即胆固醇包裹于蛋白质内部。人体内胆固醇合成后以LDL形式进入血液,细胞需要时LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物,以复合物形式进入细胞。如图表示LDL进入细胞的方式及部分代谢途径,①～⑨代表转移途径。(1)上述材料中LDL进入细胞的方式是什么?判断依据是什么?是否需要消耗能量?提示:胞吞。LDL是一种低密度脂蛋白,属于大分子物质,进入细胞方式为胞吞。需要消耗能量。(2)细胞膜上的LDL受体有几种来源?分别是什么?提示:两种来源。经过内质网和高尔基体加工后转移到细胞膜上及受体转移回细胞膜重复利用过程。(3)总结胞吞、胞吐的特点。提示:需要膜上蛋白质的参与,需要消耗能量,体现膜的流动性。归纳总结快速判定物质进出细胞的方式3.变形虫通过胞吞摄取水中的有机物颗粒。下列关于该胞吞过程的叙述,错误的是(

)A.有机物颗粒先与膜上的磷脂分子结合B.细胞膜内陷形成小囊包围有机物颗粒C.小囊从细胞膜上分离形成囊泡,进入细胞D.胞吞形成的囊泡,在细胞内可与溶酶体融合「即时应用」√解析:胞吞过程中有机物颗粒不会与膜上的磷脂分子结合,因为磷脂分子不具有识别功能;当细胞摄取有机物颗粒时,首先是有机物颗粒与膜上的蛋白质结合,引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围有机物颗粒,然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部;小囊在细胞内可与溶酶体融合,溶酶体中含有多种水解酶,从而将颗粒性物质消化。4.受体介导的胞吞是细胞外的生物大分子(包括病毒、毒素等)选择性地与受体结合后,经胞吞作用而进入细胞的过程(如图)。下列叙述正确的是(

)A.Na+、K+等主要通过此方式被细胞吸收B.细胞膜的流动性是图中囊泡形成的基础C.细胞膜上与甲结合的受体也可以与乙结合D.细胞对甲的吸收过程不需要消耗能量√解析:Na+、K+等无机盐离子是小分子物质,通过协助扩散或主动运输进行跨膜运输;生物大分子与细胞膜上受体的结合具有特异性,因此细胞膜上与甲结合的受体不可以与乙结合;胞吞不需要载体蛋白的协助,但需要消耗能量。课堂小结思维导图金句必备1.主动运输时物质逆浓度梯度进行跨膜运输。2.主动运输既需要消耗能量,又需要载体蛋白的协助,无机盐离子主要以主动运输的方式进出细胞。3.胞吞、胞吐也是一种跨膜运输方式,需要消耗能量,不需要转运蛋白,但需要膜上蛋白质的参与。4.胞吞、胞吐的结构基础是细胞膜的流动性。5.影响跨膜运输的因素有物质浓度、O2浓度、温度等。随堂检测1.如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的物质跨膜运输,下列叙述错误的是(

)A.图甲、乙所示的物质跨膜运输方式都是协助扩散B.图甲、乙所示蛋白质还可参与主动运输过程C.通道蛋白在起转运作用时,不需要与被转运物质结合D.水分子既可以通过图乙方式运输,也可以通过自由扩散运输,但前者速率更快√12341234解析:图甲、乙所示的物质跨膜运输都是顺浓度梯度进行且需要膜上转运蛋白的协助,所以都是协助扩散;载体蛋白既可以介导协助扩散,也可以介导主动运输,而通道蛋白只介导协助扩散;通道蛋白在起转运作用时,不需要与被转运物质结合;水分子既可以借助水通道蛋白进行协助扩散运输,也可以通过自由扩散运输,且前者速率更快。2.如图是肾小管上皮细胞运输几种物质的示意图。下列叙述错误的是(

)A.CO2经自由扩散进入细胞B.H2O可经协助扩散进入细胞C.Na+可通过不同的载体蛋白进行跨膜运输D.细胞运输Na+时排出H+、√2341解析:CO2作为气体分子,其进出细胞的方式是自由扩散;H2O可经协助扩散进入细胞,因为肾小管上皮细胞膜上有水通道蛋白;Na+进出细胞的过程中需要的载体蛋白不同;细胞运输Na+时排出H+、,但K+是进入细胞。23413.如图甲、乙分别表示物质进出细胞的两种方式。下列有关叙述正确的是(

)A.离子的运输都是通过甲方式进行的B.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式相同C.婴儿吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙表示D.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式都需要转运蛋白的协助√34123412解析:图甲所示为主动运输,离子的运输还可以通过协助扩散进行,比如钠离子进入细胞内,钾离子运出细胞外;图乙中物质运输时从高浓度向低浓度进行运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,甲可以逆浓度运输,属于主动运输;婴儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞作用,不可用图乙中的跨膜运输方式表示;甲是主动运输,乙是协助扩散,主动运输和协助扩散都需要载体蛋白协助,载体蛋白属于转运蛋白的一种。(1)心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是

(填图的序号)。图b出现BC段的主要原因是

。

4.如图,图中纵坐标表示物质通过膜的运输速率。请据图回答下列问题。1234a、b载体蛋白数量的限制解析:(1)图a显示,物质的运输速率随着浓度差的增加而增加,说明只受物质浓度的影响,因此可判断为自由扩散;图b表明,物质的运输速率在一定范围内,随O2浓度的增加而增加,超过该范围,不再随O2浓度的增加而增加,说明受到能量和载体数量的限制,可判断为主动运输。心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是自由扩散、主动运输,分别与a、b相对应。图b中的BC段表明,物质的运输速率超过一定范围,不再随O2浓度的增加而增加,据此可推知,图b出现BC段的主要原因是受到载体蛋白数量的限制。1234解析:(1)图a显示,物质的运输速率随着浓度差的增加而增加,说明只受物质浓度的影响,因此可判断为自由扩散;图b表明,物质的运输速率在一定范围内,随O2浓度的增加而增加,超过该范围,不再随O2浓度的增加而增加,说明受到能量和载体数量的限制,可判断为主动运输。心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是自由扩散、主动运输,分别与a、b相对应。图b中的BC段表明,物质的运输速率超过一定范围,不再随O2浓度的增加而增加,据此可推知,图b出现BC段的主要原因是受到载体蛋白数量的限制。1234(2)对绿色植物而言,决定能否吸收土壤中某种离子的直接因素是

。

1234解析:(2)绿色植物从土壤中吸收离子的方式是主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,而载体蛋白具有特异性。可见,对绿色植物而言,决定能否吸收土壤中某种离子的直接因素是细胞膜上是否有运输该离子的载体。细胞膜上是否有运输该离子的载体(3)若对离体的心肌细胞施用某种毒素,结果Ca2+吸收量显著减少,而K+、C6H12O6等物质的吸收不受影响,其可能原因是

。

若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收均受到显著的影响,其原因是

。

1234该毒素抑制呼吸作用抑制剂抑制了细胞呼吸,细胞内ATP供应不足Ca2+载体的活性1234解析:(3)心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式均为主动运输,而主动运输需要载体蛋白的协助,需要细胞呼吸产生的ATP提供能量。若对离体的心肌细胞施用某种毒素,结果Ca2+吸收量显著减少,而K+、C6H12O6等物质的吸收不受影响,说明该毒素不影响物质运输时的能量供给,而是抑制了Ca2+载体的活性。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则呼吸作用抑制剂抑制了细胞呼吸,使得细胞内ATP供应不足,导致Ca2+、K+、C