2024-2025学年高一生物必修第一册（人教版）课件 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、胞吐学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.举例说明胞吞、胞吐的过程。3.利用细胞膜的流动镶嵌结构模型解释各种物质跨膜运输的方式。1.主动运输既需要消耗能量，又需要载体蛋白，无机盐离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，主要以主动运输方式出入细胞。2.生物大分子进出细胞通过胞吞或胞吐，和细胞膜的流动性有关。3.细胞膜上转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化，对物质跨膜运输起决定性作用，也是细胞膜具有选择透过性的基础。【主干知识梳理】一、主动运输1．运输方向主动运输____浓度梯度进行。2．基本条件(1)细胞膜上相应_________的协助。(2)消耗细胞内化学反应所释放的_____。逆载体蛋白能量3．生理意义细胞通过主动运输来选择吸收_____________，排出_________和对细胞_____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．运输的物质_______物质或颗粒性物质。所需要的物质代谢废物有害大分子2．过程(1)胞吞：大分子→与膜上的_______结合→细胞膜内陷形成______→小囊从细胞膜上分离下来，形成______→进入细胞内部。(2)胞吐：大分子先包裹在细胞内形成的_____中→囊泡移动到_______处→与_______融合→大分子排出细胞。3．特点不需要载体，需要消耗_____。蛋白质小囊囊泡囊泡细胞膜细胞膜能量三、物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系1.协助扩散和主动运输依赖细胞膜上_________的种类和数量，或转运蛋白_________的变化，这也是细胞膜具有____________的结构基础。2.胞吞和胞吐也需要膜上_______的参与，更离不开磷脂双分子层的________。转运蛋白空间结构选择透过性蛋白质流动性【教材微点发掘】1．被动运输是顺浓度梯度的转运方式，细胞逆浓度梯度吸收营养物质的方式为主动运输。结合教材第70页图4－6回答下列问题：(1)主动运输的方向是___________________________________。提示：从低浓度一侧运输到高浓度一侧(逆浓度梯度)(2)主动运输需要的条件是__________________________________。提示：需要膜上的载体蛋白和细胞呼吸产生的能量(3)主动运输过程中载体蛋白发生的变化是____________________________________________________________________________________。提示：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状2．在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾，这种病原体通过饮食传播。请回答下列问题：(1)痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的运输方式是______作用，通过_____作用“吃掉”肠壁组织细胞。(2)痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞与细胞膜的_______有关。(3)如何预防阿米巴痢疾？提示：注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。胞吐胞吞流动性教材问题提示思考·讨论1．细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。2．因为游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。新知探究(一)主动运输【探究·深化】[情境质疑]1．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：能量——线粒体，载体蛋白——核糖体。2．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。3．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：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输______________。(2)bc段：受______________的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。需要消耗能量载体蛋白数量[重难点拨]影响主动运输的因素(1)物质浓度：(2)O2浓度：(3)温度：【典题·例析】[典例1]如图为拟南芥液泡膜上的几种运输物质的转运蛋白(包括载体蛋白和通道蛋白)，下列相关分析错误的是(

)A．推测液泡内pH小于液泡外，与单独运输H＋的载体蛋白相关B．抑制该植物细胞的呼吸作用不会影响H＋进入液泡的速率C．拟南芥液泡膜上水的运输有两种方式，都属于被动运输D．图中液泡吸收Cl－和Na＋的过程都有利于增强拟南芥的耐盐性[答案]

B[解析]

由图示可知，H＋进入液泡需要载体蛋白协助且消耗能量，为主动运输，推测液泡内H＋浓度高，pH低，若抑制该植物细胞的呼吸作用，则会影响ATP的产生，进而影响H＋进入液泡的速率，A项正确、B项错误；水分子可通过自由扩散进入液泡，也可以通过通道蛋白协助扩散进入液泡，C项正确；液泡吸收Cl－和Na＋有助于提高细胞液浓度，当土壤溶液浓度高时也不易失水，使拟南芥的耐盐性增强，D项正确。[典例2]

如图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系。下列分析错误的是(

)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转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白的数量有限D．温度可影响生物膜的流动性，因而对曲线a、b的转运速率均有影响[答案]

B[解析]

O2与细胞呼吸有关，细胞呼吸产生能量，所以主动运输的运输速率与O2浓度有关。由图判断曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要转运蛋白。曲线b转运速率达到饱和是因为细胞膜上载体蛋白的数量有限。物质运输与膜的流动性有关，膜的流动性与温度有关。方法规律物质出入细胞曲线题的解题关键(1)分析此类曲线题时，要注意区分横坐标表示的意义，曲线横坐标不同，表示的物质运输方式不完全相同。(2)解答此类问题时，要明确自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输方式的区别和联系，主要从是否需要能量和转运蛋白两个方面考虑。【应用·体验】1．甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图所示(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；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；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；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。2．甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图，下列相关说法正确的是(

)A．甲、乙所代表的物质运输方式没有共同点B．图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行C．图乙所示的细胞可能是红细胞D．婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程可用图乙中的跨膜运输方式表示答案：C

解析：甲、乙代表的物质运输方式分别是主动运输和协助扩散，二者的共同点是都需要载体蛋白的协助；图乙所示为协助扩散的运输方式，顺浓度梯度进行；葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，符合图乙所示的从高浓度一侧向低浓度一侧运输、需要载体蛋白协助的特点；婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的方式是胞吞，与图乙不符。新知探究(二)胞吞与胞吐【拓展·深化】1．物质进出细胞的方式比较项目离子和小分子物质大分子和颗粒状物质自由扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度与浓度无关转运蛋白不需要需要需要不需要能量不需要不需要需要需要举例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物质水借助水通道蛋白的运输、血浆中葡萄糖进入红细胞K＋进入红细胞，葡萄糖进入小肠细胞白细胞吞噬细菌，胰岛B细胞分泌胰岛素续表相关图示：2．有关胞吞和胞吐认识的几个易错点(1)胞吞和胞吐都不需要转运蛋白，但是需要细胞膜上具有识别功能的蛋白质的参与。(2)胞吞和胞吐需要消耗细胞代谢产生的能量。(3)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。(4)通过胞吞和胞吐方式运输的物质不一定都是大分子，小分子物质也可以通过胞吞和胞吐的方式进出细胞，如乙酰胆碱(一种小分子)。(5)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐的方式。【典题·例析】[典例1]据报道，一种被称为“瘦素穿肠蛋白”的药物能治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为(

)A．渗透作用

B．胞吞C．协助扩散

D．主动运输[答案]

B[解析]

瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，小肠上皮细胞吸收此物质的最可能方式是胞吞。[典例2]下图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是(

)A．①②均需要消耗细胞中ATP水解释放的能量B．⑤和⑥两种方式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③两种方式被吸收D．③④所示运输方式依赖细胞膜的结构特点[答案]

D[解析]

据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③④分别为胞吞和胞吐，⑤⑥分别为自由扩散和协助扩散。主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助；被动运输的特点是顺浓度梯度运输物质；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收；③④表示胞吞或胞吐，该过程依赖细胞膜的结构特点——流动性。方法规律“四看法”判断物质运输的方式【应用·体验】1．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．该过程以膜的流动性为基础B．该过程不能体现细胞膜的选择透过性C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜转运D．受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能答案：C

解析：胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，不能体现细胞膜的选择透过性，A、B正确；Na＋、K＋等无机盐离子通过主动运输或协助扩散跨膜转运，C错误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，D正确。2．如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(

)A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞C．多肽以方式⑤进入小肠上皮细胞，以方式②离开小肠上皮细胞D．口服维生素D通过方式⑤被吸收答案：A

解析：葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于脂质物质，具有脂溶性，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。科学探究——物质跨膜运输方式的实验探究1．实验原理根据主动运输和被动运输的条件——能量和转运蛋白，确定实验的自变量。2．实验方法(1)探究是主动运输还是被动运输的方法：(2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法：【素养评价】1．(2024年1月·贵州高考适应性演练)为探究某植物对镉(Cd2＋)的跨膜运输方式，在一定Cd2＋浓度的培养液中水培，设置4组实验：对照组(Ⅰ)、加入Ca2＋通道抑制剂(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K＋通道抑制剂(Ⅳ)，培养一段时间后，测定叶组织中的Cd2＋含量，结果如图所示。下列叙述错误的是(

)A．由图中Ⅰ、Ⅲ可知，细胞吸收Cd2＋存在主动运输B．由图中Ⅰ、Ⅳ可知，K＋通道蛋白不参与吸收Cd2＋C．细胞吸收Cd2＋过程中，Cd2＋要与Ca2＋通道蛋白结合D．增加Ⅰ组培养液的Ca2＋含量，可能降低Cd2＋吸收量答案：C

解析：由图中Ⅰ、Ⅲ可知，加入ATP水解酶抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量下降，说明细胞吸收Cd2＋存在主动运输，A正确；由图中Ⅰ、Ⅳ可知，加入K＋通道抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量基本未发生改变，说明K＋通道蛋白不参与吸收Cd2＋，B正确；由图中Ⅰ、Ⅱ可知，加入Ca2＋通道抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量下降，说明Ca2＋通道蛋白参与吸收Cd2＋，但物质通过通道蛋白进行跨膜转运时，无需与通道蛋白结合，且Ca2＋与C