高三生物一輪復習第6講第2課時【知識精講精研】細胞的物質(zhì)輸入與輸出

目錄2025屆高考備考第一輪?必修1第2單元

細胞的基本結(jié)構(gòu)CONTENTS第6講細胞的物質(zhì)輸入與輸出考點一、細胞吸水和失水原理---滲透作用考點二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?--被動運輸考點三、主動運輸&胞吞、胞吐【對比舊教材】增：①滲透作用概念及方向；②影響自由擴散和協(xié)助擴散運輸速率的因素；③胞吞、胞吐實例。刪：物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗８模孩俦粍舆\輸和協(xié)助擴散的概念；②胞吞、胞吐由小字改為宋體(強化)。推測：葡萄糖進入細胞是什么運輸方式？問題探討資料1：右圖為小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖的示意圖,其中面向腸腔的一側(cè)微絨毛上有鈉和葡萄糖共用載體(蛋白S)，基底膜上有葡萄糖轉(zhuǎn)運體(蛋白G)和Na+-K+泵。⑴小腸液中葡萄糖濃度遠遠低于它們在小腸上皮細胞中的濃度，但它們?nèi)匀荒鼙恍∧c上皮細胞吸收。葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞的運輸方式是什么?主動運輸⑵小腸絨毛上皮細胞將葡萄糖運進組織液的運輸方式是什么?協(xié)助擴散資料2:為探究大蒜治理水體富營養(yǎng)化的效果，科研人員配制了一系列濃度梯度的磷酸鹽（KH2PO4）溶液中，相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，測得大蒜根系吸收磷酸鹽的速率如圖：水體富營養(yǎng)化水培大蒜的根系⑴請根據(jù)圖中磷酸鹽濃度和吸收速率的關(guān)系推測大蒜根細胞吸收磷是哪一種運輸方式？可能是協(xié)助擴散，因為吸收速率與磷酸不是線性正相關(guān)的。⑵研究發(fā)現(xiàn)在0.025mmol/L的H2PO4-濃度下，大蒜根細胞中的磷酸鹽濃度為0.04-0.12mmol/L，此時細胞仍能吸收磷。據(jù)此推測根細胞吸收磷有何特征？逆濃度梯度運輸⑶將大蒜根細胞浸入含DNP（DNP能抑制線粒體的功能）的磷酸鹽溶液中，細胞吸收磷的速率明顯下降，據(jù)此推測根細胞吸收磷還具有什么特征？大蒜根細胞吸收磷需要細胞提供能量問題探討資料3：人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比血液中的高20~25倍。甲狀腺濾泡上皮細胞血管（血液）碘濃度高碘濃度低1.甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？2.聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是否需要細胞提供能量？是否需要載體蛋白的協(xié)助嗎？低高主動運輸：物質(zhì)

濃度梯度進行跨膜運輸，需要

的協(xié)助，同時還需要消耗能量，這種方式叫做主動運輸。逆載體蛋白能量來源于細胞呼吸，以有氧呼吸為主。思考：⑴在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為什么要給作物松土？⑵在無氧的條件下，能進行主動運輸嗎？增加氧氣濃度，利于有氧呼吸進行，利于主動運輸?？梢?，無氧呼吸也會釋放少量能量。線粒體、核糖體⑶主動運輸與哪些細胞器有關(guān)？一、主動運輸觀看以下兩個視頻，總結(jié)主動運輸?shù)奶攸c。視頻1：鈣離子的主動運輸視頻2：鈉鉀泵一、主動運輸知識拓展主動運輸分為兩類第一類：直接消耗ATP的主動運輸。通常稱為泵（ATP驅(qū)動泵）。Na+-K+泵ATP驅(qū)動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶。H+泵:利用ATP逆濃度運輸H+順便補充：ATP合酶利用H+的濃度差合成ATP主要分布在葉綠體類囊體膜上和線粒體內(nèi)膜上。知識拓展主動運輸分為兩類第二類：間接消耗ATP的主動運輸。如圖：小腸上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。反向協(xié)同轉(zhuǎn)運同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(一種載體蛋白只適合與一種或一類離子、分子結(jié)合)(1)具有特異性（或?qū)Ｒ恍裕?3)轉(zhuǎn)運過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(2)與被轉(zhuǎn)運的離子或分子結(jié)合(4)可重復利用(5)具有飽和性歸納概括：載體蛋白的特點存在“種類和數(shù)量”當載體達到飽和時，物質(zhì)運輸速度不再隨濃度或氧分壓的增加而增加。運輸前和運輸后結(jié)構(gòu)不變意義（課本P70）：影響因素：物質(zhì)的濃度、載體蛋白的種類和數(shù)量、能量(O2濃度、溫度等)選擇性吸收所需要的物質(zhì)排出代謝廢物和有害物質(zhì)保證細胞和個體生命活動的需要物質(zhì)相應過程運輸方式水進入細胞葡萄糖進入紅細胞、肝細胞、腦細胞等進入小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞Na+進入神經(jīng)細胞運出神經(jīng)細胞K+進入神經(jīng)細胞運出神經(jīng)細胞小結(jié)：判斷下列物質(zhì)進出細胞的方式自由擴散協(xié)助擴散(水通道)協(xié)助擴散(葡萄糖載體)主動運輸(Na+葡萄糖共運輸)協(xié)助擴散(Na+通道)主動運輸(鈉鉀泵)主動運輸(鈉鉀泵)協(xié)助擴散(K+通道)三種（類）?？嘉镔|(zhì)進出細胞的方式水直接穿過磷脂雙分子層：自由擴散水通道蛋白介導：

協(xié)助擴散無機鹽離子一般為主動運輸通過離子通道蛋順濃度進行：協(xié)助擴散葡萄糖等有機小分子一般為協(xié)助擴散，如進入紅細胞小腸上皮細胞、腎小管上皮細胞等：主動運輸關(guān)鍵：是否需要水通道蛋白關(guān)鍵：轉(zhuǎn)運蛋白類型、濃度梯度關(guān)鍵：濃度梯度賈格道夫?qū)嶒灒?963年，在黑暗條件下把離體的葉綠體類囊體置于pH=4的酸性溶液中平衡，讓類囊體腔的pH下降至4。平衡后將類囊體轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的pH=8的緩沖溶液中，一段時間后有ATP產(chǎn)生。類囊體膜內(nèi)外存在H+濃度差是類囊體合成ATP的直接動力。設計實驗探究物質(zhì)跨膜運輸方式（課本P72）檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的無機鹽排出體外。檉柳根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸？請設計實驗加以證明，說出實驗思路。思考：主動運輸和被動運輸區(qū)別？是否需要細胞供能對照實驗設計思路①將若干生長狀況相似的怪柳幼苗，均分為甲、乙兩組②甲組：乙組：幼苗+溶液（K+）+正常呼吸條件幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用相同且適宜環(huán)境培養(yǎng)一段時間，測定吸收速率③若兩組吸收速率相同，被動運輸；若甲組＞乙組，則主動運輸。探究1：設計實驗探究某種物質(zhì)的運輸是主動運輸還是被動運輸？核心思路是什么？低→高需要載體蛋白需要消耗能量高→低可能需要轉(zhuǎn)運蛋白不需要消耗能量正常呼吸呼吸抑制劑處理主動運輸被動運輸探究2：設計實驗探究某種物質(zhì)的運輸是自由擴散還是協(xié)助擴散？高→低不需要載體蛋白不需要消耗能量高→低需要轉(zhuǎn)運蛋白不需要消耗能量蛋白質(zhì)抑制劑/蛋白酶處理核心思路是什么？協(xié)助擴散自由擴散初始濃度

0Mg2＋

Ca2+Si4+

離子培養(yǎng)液中的離子濃度水稻番茄1.番茄吸收_______兩種離子多，而水稻吸收____離子多，說明？鈣、鎂硅不同作物對無機鹽離子的吸收有差異2、水稻培養(yǎng)液中的鈣、鎂兩種離子濃度增高，原因？水稻吸收水分比Ca2+、Mg2+多植物吸收離子和吸收水是兩個相對獨立的過程思維訓練：看圖描述實驗過程二、運輸圖像對比及影響因素影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩匚镔|(zhì)濃度溫度能量載體數(shù)量外部因素二、運輸圖像對比及影響因素1.濃度差對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊戇\輸速率僅與濃度差有關(guān)限制因素：濃度差限制因素：主要是膜上載體蛋白數(shù)量有限協(xié)助擴散或主動運輸二、運輸圖像對比及影響因素2.載體蛋白數(shù)量對跨膜運輸?shù)挠绊懪c載體蛋白無關(guān)限制因素：載體蛋白數(shù)量限制因素：主要是能量有限二、運輸圖像對比及影響因素3.氧氣含量對跨膜運輸?shù)挠绊懹绊懹醒鹾粑鼜姸?，進而影響供能與氧氣（能量）無關(guān)限制：能量限制因素：主要是膜上載體蛋白數(shù)量有限無氧呼吸提供能量二、運輸圖像對比及影響因素細胞內(nèi)濃度時間Oa細胞外濃度a點后，胞外<胞內(nèi)逆濃度梯度運輸主動運輸

載體蛋白數(shù)量的限制與社會的聯(lián)系（P70：囊性纖維病)肺黏液阻塞了氣道傳統(tǒng)治療方案：1、抗生素。2、支氣管擴張劑。3、肺移植基因治療方案：把控制正常CFTR蛋白的基因與腺病毒結(jié)合，導入人體肺部細胞Cl-轉(zhuǎn)運蛋白(CFTR蛋白)功能異常聚集于細胞內(nèi)導致胞內(nèi)滲透壓上升粘液丟失水分變粘稠，無法及時清除細菌感染1.看圖描述過程變形蟲攝取綠藻胞吞與膜上蛋白質(zhì)結(jié)合質(zhì)膜內(nèi)陷大分子囊泡

從細胞膜分離形成的囊泡在細胞內(nèi)被溶酶體降解病毒入侵人體的過程可以理解為一個胞吞過程三.大分子進出細胞---胞吞、胞吐識別對物質(zhì)有選擇性膜具流動性看圖描述過程胞吐在細胞內(nèi)合成大分子囊泡

移動到細胞膜與細胞膜融合大分子排出細胞內(nèi)舉例：乳腺細胞合成的蛋白質(zhì)，內(nèi)分泌腺分析細胞合成的蛋白質(zhì)類激素，消化腺細胞分泌的消化酶三、大分子進出細胞---胞吞、胞吐胞吞和胞吐跨膜層數(shù)：0層總結(jié)胞吞胞吐得特點：（1）主要運輸生物大分子（3）依賴膜的流動性（2）不需要載體蛋白，但需要特定膜蛋白參與“細胞識別”（4）需要消耗能量你知道嗎?科學-技術(shù)-社會根據(jù)上述資料，運用主動運輸原理研發(fā)治療胃酸過多的藥物。癥狀：胃酸過多是胃腸疾病的常見癥狀之一。適度的胃酸可以幫助消化，但如果胃酸分泌過多，患者就會感