2024年新教材高中生物第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐學(xué)案新人教版必修1

PAGE1-第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.闡明主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)以及對細(xì)胞生命活動(dòng)的重要意義，比較主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)牟煌?．說明“胞吞和胞吐”與生物膜流淌性的關(guān)系。1.生命觀念：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸功能的相適應(yīng)；明確細(xì)胞物質(zhì)交換是細(xì)胞物質(zhì)代謝和能量代謝的前提。2．科學(xué)思維：歸納總結(jié)物質(zhì)運(yùn)輸方式的異同點(diǎn)。3．科學(xué)探究：依據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)牟町?，設(shè)計(jì)試驗(yàn)探究某種物質(zhì)運(yùn)輸方式的差異。學(xué)問點(diǎn)一主動(dòng)運(yùn)輸1．概念：物質(zhì)eq\o(□,\s\up4(01))逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，須要eq\o(□,\s\up4(02))載體蛋白的幫助，同時(shí)還須要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的eq\o(□,\s\up4(03))能量，這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。2．過程(1)K＋、Na＋和Ca2＋等離子和其他物質(zhì)在逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸時(shí)，首先與eq\o(□,\s\up4(04))載體蛋白的特定部位結(jié)合，一種載體蛋白通常只與eq\o(□,\s\up4(05))一種或一類離子或分子結(jié)合。(2)離子或分子與載體蛋白結(jié)合后，在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的eq\o(□,\s\up4(06))能量推動(dòng)下，載體蛋白的eq\o(□,\s\up4(07))空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，就將它所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)eq\o(□,\s\up4(08))轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并eq\o(□,\s\up4(09))釋放出來。(3)載體蛋白隨后又eq\o(□,\s\up4(10))復(fù)原原狀，又可以去轉(zhuǎn)運(yùn)eq\o(□,\s\up4(11))同種物質(zhì)的其他離子或分子。3．特點(diǎn)(1)eq\o(□,\s\up4(12))逆濃度梯度運(yùn)輸。(2)eq\o(□,\s\up4(13))須要能量。(3)eq\o(□,\s\up4(14))須要載體蛋白的幫助。4．實(shí)例：小腸絨毛上皮細(xì)胞對Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的汲取。5．生理意義：通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇汲取所須要的eq\o(□,\s\up4(15))物質(zhì)，排出eq\o(□,\s\up4(16))代謝廢物和對細(xì)胞eq\o(□,\s\up4(17))有害的物質(zhì)，從而保證活細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的須要。6．影響因素(1)細(xì)胞外物質(zhì)濃度。(2)載體蛋白。(3)能量。易漏邊角（課本P70）與社會(huì)的聯(lián)系囊性纖維化發(fā)生的一種主要緣由是，患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面eq\o(□,\s\up4(18))轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異樣，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，造成細(xì)菌感染。這一發(fā)覺給囊性纖維化的治療帶來了新的希望。,eq\a\vs4\al(問題思索)對主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)曲線圖的分析。分析三組曲線圖中P點(diǎn)前的影響因素分別是什么？P點(diǎn)后的影響因素又是什么？提示：圖A中，P點(diǎn)之前運(yùn)輸速率主要受物質(zhì)濃度影響，P點(diǎn)之后受膜上載體蛋白數(shù)量或能量的限制。圖B中，P點(diǎn)前受氧氣濃度的影響，P點(diǎn)后受膜上載體蛋白數(shù)量的限制。圖C中，P點(diǎn)之前運(yùn)輸速率受能量的影響，P點(diǎn)之后受載體蛋白數(shù)量的限制。eq\a\vs4\al(問題思索)分析問題思索1中圖B和圖C兩曲線不同的緣由。提示：圖B起點(diǎn)在橫軸上方，此時(shí)無氧供應(yīng)，可由無氧呼吸供應(yīng)能量(ATP)。eq\a\vs4\al(問題思索)與主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有哪些？提示：線粒體——能量；核糖體——載體蛋白。題型一主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程[例1]下列選項(xiàng)中關(guān)于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊来闻帕姓_的是()①在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動(dòng)下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更②將所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并釋放出來③物質(zhì)與膜上載體蛋白的特定部位結(jié)合④載體蛋白復(fù)原原狀，又可以去轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子A．③①②④ B．①③②④C．④②③① D．①④②③答案A題型二主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋嫖鯷例2]如圖為氨基酸和Na＋進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖。如表選項(xiàng)中正確的是()解題分析由圖可知，管腔中的氨基酸逆濃度梯度進(jìn)入上皮細(xì)胞，順濃度梯度出上皮細(xì)胞，所以前者屬于主動(dòng)運(yùn)輸，后者屬于被動(dòng)運(yùn)輸；而管腔中的Na＋順濃度梯度進(jìn)入上皮細(xì)胞，屬于被動(dòng)運(yùn)輸，Na＋逆濃度梯度出上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液，屬于主動(dòng)運(yùn)輸，D正確。答案D題型三影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸因素的分析[例3]如圖1～4表示物質(zhì)濃度或氧氣濃度與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率間關(guān)系的曲線圖。下列相關(guān)敘述，不正確的是()A．如某物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾士捎脠D1與圖3表示，則該物質(zhì)不應(yīng)為葡萄糖B．如某物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾士捎脠D2與圖3表示，則該物質(zhì)可能是葡萄糖C．限制圖中A、C兩點(diǎn)的運(yùn)輸速率的主要因素不同，B、D兩點(diǎn)的限制因素有共同點(diǎn)D．將圖2與圖4的曲線補(bǔ)充完整，曲線的起點(diǎn)應(yīng)從坐標(biāo)系的原點(diǎn)起先解題分析圖1表示影響因素為物質(zhì)濃度，運(yùn)輸方式為自由擴(kuò)散；圖2表示影響因素為物質(zhì)濃度和載體數(shù)量或能量，運(yùn)輸方式為幫助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸；圖3說明該物質(zhì)運(yùn)輸不消耗能量，運(yùn)輸方式為被動(dòng)運(yùn)輸；圖4表示影響因素為能量和載體蛋白，該運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸。葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的方式為幫助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸，A、B正確；限制圖中A、C兩點(diǎn)的運(yùn)輸速率的主要因素分別是物質(zhì)濃度和O2濃度，B、D兩點(diǎn)的限制因素都有載體的數(shù)量，C正確；圖4中曲線的起點(diǎn)不能從坐標(biāo)系的原點(diǎn)起先，因?yàn)闊o氧呼吸也能供應(yīng)能量，D錯(cuò)誤。答案D學(xué)問點(diǎn)二胞吞與胞吐1．胞吞和胞吐的定義(1)胞吞：大分子與膜上的eq\o(□,\s\up4(01))蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成eq\o(□,\s\up4(02))小囊，包圍著大分子。然后小囊從eq\o(□,\s\up4(03))細(xì)胞膜上分別下來，形成eq\o(□,\s\up4(04))囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。(2)胞吐：細(xì)胞須要外排的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成eq\o(□,\s\up4(05))囊泡，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜eq\o(□,\s\up4(06))融合，將大分子排出細(xì)胞。2.胞吞和胞吐的實(shí)例(1)胞吞：變形蟲攝食、吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等。(2)胞吐：乳腺細(xì)胞合成蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細(xì)胞合成蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌消化酶的過程。3．特點(diǎn)須要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量。4．總結(jié)(課本P72正文最終一段)(1)除一些不帶電荷的小分子可以通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞外，離子和較小的有機(jī)分子(如葡萄糖和氨基酸等)的跨膜運(yùn)輸必需借助于eq\o(□,\s\up4(07))轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，這又一次體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是eq\o(□,\s\up4(08))生命活動(dòng)的擔(dān)當(dāng)者。(2)一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白往往只適合轉(zhuǎn)運(yùn)特定的物質(zhì)，因此，細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的eq\o(□,\s\up4(09))種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白eq\o(□,\s\up4(10))空間結(jié)構(gòu)的變更，對很多物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸起著確定性的作用，這也是細(xì)胞膜eq\o(□,\s\up4(11))具有選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(3)像蛋白質(zhì)這樣的生物大分子，通過eq\o(□,\s\up4(12))胞吞和胞吐進(jìn)出細(xì)胞，其過程也須要eq\o(□,\s\up4(13))膜上蛋白質(zhì)的參加，更離不開膜上磷脂雙分子層的流淌性。易漏邊角（課本P93）與社會(huì)的聯(lián)系變形蟲既能通過胞吞攝取單細(xì)胞生物等食物，又能通過胞吐排出食物殘?jiān)蛷U物。在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲——痢疾內(nèi)變形蟲，能通過胞吐作用分泌eq\o(□,\s\up4(14))蛋白分解酶，溶解人的eq\o(□,\s\up4(15))腸壁組織，通過胞吞作用“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eq\o(□,\s\up4(16))飲食傳播，留意個(gè)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。,eq\a\vs4\al(問題思索)胞吞、胞吐過程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？提示：與生物膜的流淌性有關(guān)。eq\a\vs4\al(問題思索)通過胞吞和胞吐進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)須要穿越幾層膜？提示：0層。胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，并沒有穿過膜。eq\a\vs4\al(問題思索)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核屬于胞吞胞吐嗎？提示：不屬于。RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)是通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核的，而不是通過胞吞、胞吐方式。題型四關(guān)于胞吞和胞吐的考查[例4]下圖是細(xì)胞對大分子的胞吞(左)和對細(xì)菌的吞噬作用(右)示意圖，下列推斷錯(cuò)誤的是()A．該圖體現(xiàn)了生物膜具有肯定的流淌性B．該圖說明高爾基體與溶酶體的形成有關(guān)C．該圖說明不同生物膜在結(jié)構(gòu)上具有肯定的聯(lián)系D．該圖說明胞吞和吞噬都是須要消耗能量的過程解題分析胞吞和吞噬，這兩個(gè)過程中通過具膜小泡的形成和具膜小泡與細(xì)胞膜的融合來實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)了生物膜在結(jié)構(gòu)上具有肯定的流淌性，A正確；由題圖可知溶酶體是高爾基體分別的囊泡結(jié)構(gòu)，說明高爾基體與溶酶體的形成有關(guān)，B正確；由圖可知高爾基體的膜可以轉(zhuǎn)化成溶酶體的膜，溶酶體的膜也可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上，體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)生物膜在結(jié)構(gòu)上具有肯定連續(xù)性，C正確；該圖不能說明胞吞和吞噬都是須要消耗能量的過程，D錯(cuò)誤。答案D學(xué)問點(diǎn)三物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的比較題型五物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的推斷[例5]依據(jù)模式圖確認(rèn)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素。(1)填寫以下有關(guān)物質(zhì)運(yùn)輸方式及結(jié)構(gòu)的名稱：圖①________；圖②________；圖③________；圖④________；a________；圖⑤________________。(2)寫出圖①～⑤中影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩兀篈．圖中僅受“濃度差”制約的為圖________。B．加入蛋白活性抑制劑處理，會(huì)受影響的是圖________。C．加入呼吸酶抑制劑處理，會(huì)受影響的是圖________。(3)甘油分子跨膜運(yùn)輸遵循圖________所示模式，紅細(xì)胞汲取葡萄糖與圖________所示模式一樣，水分子多數(shù)以________所示模式進(jìn)出細(xì)胞，多數(shù)離子跨膜運(yùn)輸方式應(yīng)為圖________所示模式。(4)蛋白質(zhì)的釋放應(yīng)符合圖________所示模式，該模式________(填“須要”或“不須要”)消耗能量，其運(yùn)輸機(jī)制與膜的________有關(guān)。解題分析(1)圖①：物質(zhì)通過生物膜從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不須要能量，為自由擴(kuò)散。圖②：物質(zhì)通過生物膜從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不須要能量，為幫助擴(kuò)散。圖③：物質(zhì)通過生物膜從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，須要通道蛋白，為幫助擴(kuò)散。圖④：物質(zhì)通過生物膜從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)輸，須要載體蛋白，須要能量，為主動(dòng)運(yùn)輸。圖⑤：由圖可知為胞吞胞吐作用，須要消耗能量。(2)A.僅受濃度差影響的為自由擴(kuò)散。B．蛋白活性抑制劑抑制蛋白質(zhì)的作用，影響幫助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。C．呼吸酶抑制劑抑制呼吸產(chǎn)能，影響主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞、胞吐。(3)甘油運(yùn)輸屬于自由擴(kuò)散，紅細(xì)胞汲取葡萄糖為幫助擴(kuò)散，水分子多數(shù)是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以幫助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞的，多數(shù)離子運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸。(4)蛋白質(zhì)屬于大分子，釋放到細(xì)胞外屬于胞吐，與膜的流淌性有關(guān)。答案(1)自由擴(kuò)散幫助擴(kuò)散幫助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白胞吞和胞吐(2)①②③④④⑤(3)①②③④(4)⑤須要流淌性技法提升快速推斷物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式(1)結(jié)合實(shí)例干脆進(jìn)行推斷。(2)依據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸方式所需條件進(jìn)行推斷。(3)依據(jù)運(yùn)輸方向推斷：逆濃度梯度的跨膜運(yùn)輸方式肯定是主動(dòng)運(yùn)輸；被動(dòng)運(yùn)輸肯定是順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸。1．如圖顯示物質(zhì)P和Q跨膜出細(xì)胞，下列敘述正確的是()A．物質(zhì)P可能是氧氣B．物質(zhì)Q肯定是水分子C．物質(zhì)P和Q出細(xì)胞都須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白D．物質(zhì)P和Q出細(xì)胞未必都消耗能量答案D解析氧氣的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散，而物質(zhì)P出細(xì)胞是由低濃度到高濃度的主動(dòng)運(yùn)輸，A錯(cuò)誤；水分子的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散或幫助擴(kuò)散，可用物質(zhì)Q表示，但物質(zhì)Q不肯定是水，B錯(cuò)誤；物質(zhì)P出細(xì)胞須要載體蛋白，物質(zhì)Q出細(xì)胞是被動(dòng)運(yùn)輸，包括自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散，而自由擴(kuò)散不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，C錯(cuò)誤；物質(zhì)P的運(yùn)輸方向是低濃度到高濃度，表示主動(dòng)運(yùn)輸，須要消耗能量，物質(zhì)Q的運(yùn)輸方向是高濃度到低濃度，可表示被動(dòng)運(yùn)輸，不消耗能量，D正確。2．下列有關(guān)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程說法錯(cuò)誤的是()A．一種載體蛋白可以與多種離子或分子結(jié)合B．需主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)需先與膜上載體蛋白結(jié)合C．載體蛋白運(yùn)輸完離子后又復(fù)原原狀D．載體蛋白運(yùn)輸離子或其他物質(zhì)時(shí)，空間結(jié)構(gòu)是發(fā)生變更的答案A解析一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合。3.如圖所示為細(xì)胞對大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關(guān)的敘述正確的是()A．a(chǎn)與b過程均以膜的選擇透過性為基礎(chǔ)B．a(chǎn)過程不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幫助C．b過程不須要細(xì)胞供能D．b是細(xì)胞排泄全部廢物的基本方式答案B解析細(xì)胞對大分子物質(zhì)的胞吞或胞吐都離不開囊泡的形成，這都依靠于膜的流淌性，不是選擇透過性，A錯(cuò)誤；胞吞不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幫助，B正確；胞吐和胞吞都須要消耗能量，C錯(cuò)誤；細(xì)胞內(nèi)的代謝廢物，如二氧化碳、尿素等，這些小分子物質(zhì)的排出方式不是胞吐，D錯(cuò)誤。4．吞噬細(xì)胞能夠吞噬蒼老的細(xì)胞以及侵入人體的病原菌，對這一過程的相識(shí)正確的是()A．消耗ATP，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流淌性和選擇透過性B．消耗ATP，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流淌性和識(shí)別功能C．不消耗ATP，吞噬的動(dòng)力來源于膜的流淌性D．不消耗ATP，吞噬過程的實(shí)質(zhì)是病原菌的入侵答案B解析吞噬細(xì)胞能夠吞噬蒼老的細(xì)胞以及侵入人體的病原菌，屬于胞吞，須要消耗能量，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流淌性和識(shí)別功能。5．如圖為物質(zhì)出入細(xì)胞的四種方式示意圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中A表示________方式，B表示____