2024-2025學(xué)年高一生物必修第一冊（人教版）課件 第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐

第2節(jié)主動運輸與胞吞、胞吐學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明記在平時——核心語句必背1.闡明主動運輸?shù)倪^程、特點和意義。2.舉例說明胞吞、胞吐的過程。3.利用細(xì)胞膜的流動鑲嵌結(jié)構(gòu)模型解釋各種物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健?.主動運輸既需要消耗能量，又需要載體蛋白，無機(jī)鹽離子和其他物質(zhì)在逆濃度梯度跨膜運輸時，主要以主動運輸方式出入細(xì)胞。2.生物大分子進(jìn)出細(xì)胞通過胞吞或胞吐，和細(xì)胞膜的流動性有關(guān)。3.細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量或空間結(jié)構(gòu)的變化，對物質(zhì)跨膜運輸起決定性作用，也是細(xì)胞膜具有選擇透過性的基礎(chǔ)?！局鞲芍R梳理】一、主動運輸1．運輸方向主動運輸____濃度梯度進(jìn)行。2．基本條件(1)細(xì)胞膜上相應(yīng)_________的協(xié)助。(2)消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的_____。逆載體蛋白能量3．生理意義細(xì)胞通過主動運輸來選擇吸收_____________，排出_________和對細(xì)胞_____的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個體生命活動的需要。二、胞吞與胞吐1．運輸?shù)奈镔|(zhì)_______物質(zhì)或顆粒性物質(zhì)。所需要的物質(zhì)代謝廢物有害大分子2．過程(1)胞吞：大分子→與膜上的_______結(jié)合→細(xì)胞膜內(nèi)陷形成______→小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成______→進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。(2)胞吐：大分子先包裹在細(xì)胞內(nèi)形成的_____中→囊泡移動到_______處→與_______融合→大分子排出細(xì)胞。3．特點不需要載體，需要消耗_____。蛋白質(zhì)小囊囊泡囊泡細(xì)胞膜細(xì)胞膜能量三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸依賴細(xì)胞膜上_________的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運蛋白_________的變化，這也是細(xì)胞膜具有____________的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。2.胞吞和胞吐也需要膜上_______的參與，更離不開磷脂雙分子層的________。轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)選擇透過性蛋白質(zhì)流動性【教材微點發(fā)掘】1．被動運輸是順濃度梯度的轉(zhuǎn)運方式，細(xì)胞逆濃度梯度吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式為主動運輸。結(jié)合教材第70頁圖4－6回答下列問題：(1)主動運輸?shù)姆较蚴莀__________________________________。提示：從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)(逆濃度梯度)(2)主動運輸需要的條件是__________________________________。提示：需要膜上的載體蛋白和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量(3)主動運輸過程中載體蛋白發(fā)生的變化是____________________________________________________________________________________。提示：離子或分子與載體蛋白結(jié)合后，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，運輸完成后載體蛋白又恢復(fù)原狀2．在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲——痢疾內(nèi)變形蟲，能分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，“吃掉”腸壁組織細(xì)胞，并引發(fā)阿米巴痢疾，這種病原體通過飲食傳播。請回答下列問題：(1)痢疾內(nèi)變形蟲分泌蛋白分解酶的運輸方式是______作用，通過_____作用“吃掉”腸壁組織細(xì)胞。(2)痢疾內(nèi)變形蟲吞噬腸壁組織細(xì)胞與細(xì)胞膜的_______有關(guān)。(3)如何預(yù)防阿米巴痢疾？提示：注意個人飲食衛(wèi)生、加強(qiáng)公共衛(wèi)生建設(shè)是預(yù)防阿米巴痢疾的關(guān)鍵措施。胞吐胞吞流動性教材問題提示思考·討論1．細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)；胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動性。2．因為游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，無法直接通過被動運輸或主動運輸穿過細(xì)胞膜運輸?shù)郊?xì)胞外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身使用。而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動進(jìn)入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。新知探究(一)主動運輸【探究·深化】[情境質(zhì)疑]1．從主動運輸?shù)臈l件角度分析，與主動運輸有直接關(guān)系的細(xì)胞器有哪些？提示：能量——線粒體，載體蛋白——核糖體。2．主動運輸需要的能量主要通過細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸提供。植物生長需從土壤中吸收大量無機(jī)鹽。請解釋：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為什么要給作物松土？提示：松土可增加土壤中O2含量，促進(jìn)有氧呼吸，有利于植物主動吸收各種無機(jī)鹽離子。3．研究表明，主動運輸?shù)倪\輸速率和細(xì)胞的能量供應(yīng)之間的關(guān)系如圖所示，請分析：(1)ab段：隨能量供應(yīng)的增加，運輸速率增大，說明主動運輸______________。(2)bc段：受______________的限制，能量供應(yīng)增加，但運輸速率不再增加。需要消耗能量載體蛋白數(shù)量[重難點撥]影響主動運輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度：(2)O2濃度：(3)溫度：【典題·例析】[典例1]如圖為擬南芥液泡膜上的幾種運輸物質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白(包括載體蛋白和通道蛋白)，下列相關(guān)分析錯誤的是(

)A．推測液泡內(nèi)pH小于液泡外，與單獨運輸H＋的載體蛋白相關(guān)B．抑制該植物細(xì)胞的呼吸作用不會影響H＋進(jìn)入液泡的速率C．?dāng)M南芥液泡膜上水的運輸有兩種方式，都屬于被動運輸D．圖中液泡吸收Cl－和Na＋的過程都有利于增強(qiáng)擬南芥的耐鹽性[答案]

B[解析]

由圖示可知，H＋進(jìn)入液泡需要載體蛋白協(xié)助且消耗能量，為主動運輸，推測液泡內(nèi)H＋濃度高，pH低，若抑制該植物細(xì)胞的呼吸作用，則會影響ATP的產(chǎn)生，進(jìn)而影響H＋進(jìn)入液泡的速率，A項正確、B項錯誤；水分子可通過自由擴(kuò)散進(jìn)入液泡，也可以通過通道蛋白協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入液泡，C項正確；液泡吸收Cl－和Na＋有助于提高細(xì)胞液濃度，當(dāng)土壤溶液濃度高時也不易失水，使擬南芥的耐鹽性增強(qiáng)，D項正確。[典例2]

如圖中曲線a、b表示分子跨膜運輸速率與O2濃度的關(guān)系。下列分析錯誤的是(

)A．曲線a代表被動運輸，曲線b代表主動運輸B．曲線a代表的分子跨膜運輸一定不需要轉(zhuǎn)運蛋白C．曲線b轉(zhuǎn)運速率達(dá)到飽和的原因是細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量有限D(zhuǎn)．溫度可影響生物膜的流動性，因而對曲線a、b的轉(zhuǎn)運速率均有影響[答案]

B[解析]

O2與細(xì)胞呼吸有關(guān)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生能量，所以主動運輸?shù)倪\輸速率與O2濃度有關(guān)。由圖判斷曲線a代表被動運輸，曲線b代表主動運輸。被動運輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運蛋白。曲線b轉(zhuǎn)運速率達(dá)到飽和是因為細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量有限。物質(zhì)運輸與膜的流動性有關(guān)，膜的流動性與溫度有關(guān)。方法規(guī)律物質(zhì)出入細(xì)胞曲線題的解題關(guān)鍵(1)分析此類曲線題時，要注意區(qū)分橫坐標(biāo)表示的意義，曲線橫坐標(biāo)不同，表示的物質(zhì)運輸方式不完全相同。(2)解答此類問題時，要明確自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區(qū)別和聯(lián)系，主要從是否需要能量和轉(zhuǎn)運蛋白兩個方面考慮?！緫?yīng)用·體驗】1．甲()、乙()兩種物質(zhì)在細(xì)胞膜兩側(cè)的分布情況如圖所示(顆粒的多少表示濃度的高低)，在進(jìn)行跨膜運輸時，下列說法正確的是(

)A．乙進(jìn)入細(xì)胞一定有載體蛋白的參與B．乙運出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與C．甲進(jìn)入細(xì)胞一定需要能量D．甲運出細(xì)胞一定不需要能量答案：A

解析：乙物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是逆濃度梯度運輸，一定是主動運輸，需要載體蛋白的協(xié)助；乙物質(zhì)運出細(xì)胞是順濃度梯度，不一定需要載體蛋白的參與；甲物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，不需要消耗能量；甲物質(zhì)運出細(xì)胞是逆濃度梯度運輸，一定消耗能量。2．甲、乙分別為物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的坐標(biāo)圖和模式圖，下列相關(guān)說法正確的是(

)A．甲、乙所代表的物質(zhì)運輸方式?jīng)]有共同點B．圖乙的物質(zhì)運輸方式也可以逆濃度梯度進(jìn)行C．圖乙所示的細(xì)胞可能是紅細(xì)胞D．嬰幼兒腸道吸收乳汁中的免疫球蛋白的過程可用圖乙中的跨膜運輸方式表示答案：C

解析：甲、乙代表的物質(zhì)運輸方式分別是主動運輸和協(xié)助擴(kuò)散，二者的共同點是都需要載體蛋白的協(xié)助；圖乙所示為協(xié)助擴(kuò)散的運輸方式，順濃度梯度進(jìn)行；葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散，符合圖乙所示的從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運輸、需要載體蛋白協(xié)助的特點；嬰幼兒腸道吸收乳汁中的免疫球蛋白的方式是胞吞，與圖乙不符。新知探究(二)胞吞與胞吐【拓展·深化】1．物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式比較項目離子和小分子物質(zhì)大分子和顆粒狀物質(zhì)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動運輸胞吞和胞吐方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度低濃度→高濃度與濃度無關(guān)轉(zhuǎn)運蛋白不需要需要需要不需要能量不需要不需要需要需要舉例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質(zhì)水借助水通道蛋白的運輸、血漿中葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞K＋進(jìn)入紅細(xì)胞，葡萄糖進(jìn)入小腸細(xì)胞白細(xì)胞吞噬細(xì)菌，胰島B細(xì)胞分泌胰島素續(xù)表相關(guān)圖示：2．有關(guān)胞吞和胞吐認(rèn)識的幾個易錯點(1)胞吞和胞吐都不需要轉(zhuǎn)運蛋白，但是需要細(xì)胞膜上具有識別功能的蛋白質(zhì)的參與。(2)胞吞和胞吐需要消耗細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量。(3)通過胞吞和胞吐方式運輸?shù)奈镔|(zhì)可以是固體，也可以是液體，一般是一些顆粒性物質(zhì)、蛋白質(zhì)等大分子。(4)通過胞吞和胞吐方式運輸?shù)奈镔|(zhì)不一定都是大分子，小分子物質(zhì)也可以通過胞吞和胞吐的方式進(jìn)出細(xì)胞，如乙酰膽堿(一種小分子)。(5)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核是通過核孔，而不是通過胞吞、胞吐的方式?！镜漕}·例析】[典例1]據(jù)報道，一種被稱為“瘦素穿腸蛋白”的藥物能治療肥胖，可口服使用，以減輕肥胖癥患者肌肉注射的痛苦。小腸上皮細(xì)胞吸收該藥物最可能的方式為(

)A．滲透作用

B．胞吞C．協(xié)助擴(kuò)散

D．主動運輸[答案]

B[解析]

瘦素穿腸蛋白是一種蛋白質(zhì)，屬于生物大分子，小腸上皮細(xì)胞吸收此物質(zhì)的最可能方式是胞吞。[典例2]下圖是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的概念圖，對圖示分析正確的是(

)A．①②均需要消耗細(xì)胞中ATP水解釋放的能量B．⑤和⑥兩種方式的共同特點是逆濃度梯度運輸物質(zhì)C．母乳中的免疫球蛋白可通過①和③兩種方式被吸收D．③④所示運輸方式依賴細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點[答案]

D[解析]

據(jù)圖分析可知，①是主動運輸，②是被動運輸，③④分別為胞吞和胞吐，⑤⑥分別為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。主動運輸既消耗能量也需要載體蛋白協(xié)助；被動運輸?shù)奶攸c是順濃度梯度運輸物質(zhì)；免疫球蛋白是大分子物質(zhì)，通過胞吞作用吸收；③④表示胞吞或胞吐，該過程依賴細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點——流動性。方法規(guī)律“四看法”判斷物質(zhì)運輸?shù)姆绞健緫?yīng)用·體驗】1．受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用，主要用于攝取特殊的生物大分子，其過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．該過程以膜的流動性為基礎(chǔ)B．該過程不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性C．Na＋、K＋等無機(jī)鹽離子也可通過此方式跨膜轉(zhuǎn)運D．受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細(xì)胞識別并需要內(nèi)部供能答案：C

解析：胞吞與胞吐均以膜的流動性為基礎(chǔ)，不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性，A、B正確；Na＋、K＋等無機(jī)鹽離子通過主動運輸或協(xié)助擴(kuò)散跨膜轉(zhuǎn)運，C錯誤；受體介導(dǎo)的胞吞過程消耗能量，且依賴細(xì)胞識別來實現(xiàn)，D正確。2．如圖①～⑤表示物質(zhì)進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式，下列敘述正確的是(

)A．葡萄糖進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞方式不同B．Na＋主要以方式③運出小腸上皮細(xì)胞C．多肽以方式⑤進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，以方式②離開小腸上皮細(xì)胞D．口服維生素D通過方式⑤被吸收答案：A

解析：葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式為主動運輸，運出小腸上皮細(xì)胞的方式為協(xié)助擴(kuò)散，A正確；由圖示可知，Na＋主要以②主動運輸?shù)姆绞竭\出小腸上皮細(xì)胞，B錯誤；多肽以⑤胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞，以胞吐方式離開細(xì)胞，C錯誤；維生素D屬于脂質(zhì)物質(zhì)，具有脂溶性，進(jìn)入細(xì)胞的方式為④自由擴(kuò)散，D錯誤?？茖W(xué)探究——物質(zhì)跨膜運輸方式的實驗探究1．實驗原理根據(jù)主動運輸和被動運輸?shù)臈l件——能量和轉(zhuǎn)運蛋白，確定實驗的自變量。2．實驗方法(1)探究是主動運輸還是被動運輸?shù)姆椒ǎ?2)探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散的方法：【素養(yǎng)評價】1．(2024年1月·貴州高考適應(yīng)性演練)為探究某植物對鎘(Cd2＋)的跨膜運輸方式，在一定Cd2＋濃度的培養(yǎng)液中水培，設(shè)置4組實驗：對照組(Ⅰ)、加入Ca2＋通道抑制劑(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制劑(Ⅲ)、加入K＋通道抑制劑(Ⅳ)，培養(yǎng)一段時間后，測定葉組織中的Cd2＋含量，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A．由圖中Ⅰ、Ⅲ可知，細(xì)胞吸收Cd2＋存在主動運輸B．由圖中Ⅰ、Ⅳ可知，K＋通道蛋白不參與吸收Cd2＋C．細(xì)胞吸收Cd2＋過程中，Cd2＋要與Ca2＋通道蛋白結(jié)合D．增加Ⅰ組培養(yǎng)液的Ca2＋含量，可能降低Cd2＋吸收量答案：C

解析：由圖中Ⅰ、Ⅲ可知，加入ATP水解酶抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量下降，說明細(xì)胞吸收Cd2＋存在主動運輸，A正確；由圖中Ⅰ、Ⅳ可知，加入K＋通道抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量基本未發(fā)生改變，說明K＋通道蛋白不參與吸收Cd2＋，B正確；由圖中Ⅰ、Ⅱ可知，加入Ca2＋通道抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量下降，說明Ca2＋通道蛋白參與吸收Cd2＋，但物質(zhì)通過通道蛋白進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運時，無需與通道蛋白結(jié)合，且Ca2＋與C