資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2節　主動運輸與胞吞、胞吐
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.闡明主動運輸的過程、特點和意義。2.舉例說明胞吞、胞吐的過程。3.利用細胞膜的流動鑲嵌結構模型解釋各種物質跨膜運輸的方式。 1.主動運輸既需要消耗能量，又需要載體蛋白，無機鹽離子主要以主動運輸方式出入細胞。2.大分子物質或顆粒性物質進出細胞依賴于胞吞或胞吐。3.物質跨膜運輸與細胞膜的選擇透過性和流動性有關。
[主干知識梳理]
一、主動運輸
1．運輸方向：逆濃度梯度。
2．基本條件
(1)細胞膜上相應載體蛋白的協助。
(2)消耗細胞內化學反應所釋放的能量。
3．生理意義：通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，從而保證細胞和個體生命活動的需要。
二、胞吞與胞吐
1．運輸的物質：大分子物質或顆粒性物質。
2．過程
(1)胞吞
大分子→與膜上的蛋白質結合→細胞膜內陷形成小囊→小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡→進入細胞內部。
(2)胞吐
大分子先包裹在細胞內形成的囊泡中→囊泡移動到細胞膜處→與細胞膜融合→大分子排出細胞。
3．特點：不需要載體，需要消耗能量。
三、物質跨膜運輸的方式與細胞膜結構的關系
1．協助擴散和主動運輸依賴細胞膜上轉運蛋白的種類和數量，或轉運蛋白空間結構的變化，這也是細胞膜具有選擇透過性的結構基礎。
2．胞吞和胞吐也需要膜上蛋白質的參與，更離不開磷脂雙分子層的流動性。
[邊角知識發掘]
1．被動運輸是順濃度梯度的轉運方式，細胞逆濃度梯度吸收營養物質的方式為主動運輸。結合圖示(教材P70圖4 6)回答下列問題：
(1)主動運輸的方向是____________________________________________________。
提示：從低濃度一側運輸到高濃度一側的逆濃度梯度。
(2)主動運輸需要的條件是____________________________________________________。
提示：需要膜上的載體蛋白和細胞呼吸產生的能量
(3)主動運輸過程中載體蛋白發生的變化是_________________________________。
提示：離子或分子與載體蛋白結合后，載體蛋白的空間結構發生變化，運輸完成后載體蛋白又恢復原狀
2．在人體腸道內寄生的一種變形蟲——痢疾內變形蟲，能分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，“吃掉”腸壁組織細胞，并引發阿米巴痢疾，這種病原體通過飲食傳播(教材P72“與社會的聯系”)。請回答下列問題：
(1)痢疾內變形蟲分泌蛋白分解酶的運輸方式是胞吐作用，通過胞吞作用“吃掉”腸壁組織細胞。
(2)痢疾內變形蟲吞噬腸壁組織細胞與細胞膜的流動性有關。
(3)如何預防阿米巴痢疾？
提示：注意個人飲食衛生、加強公共衛生建設是預防阿米巴痢疾的關鍵措施。
[教材問題提示]
思考·討論(教材P71)
1．細胞膜結構的流動性是胞吞、胞吐的基礎；胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現了膜的流動性。
2．因為游離于細胞質基質中的核糖體所合成的蛋白質也只能游離于細胞質基質中。由于蛋白質是大分子有機物，無法直接通過被動運輸或主動運輸穿過細胞膜運輸到細胞外，所以一般只能留在細胞內供細胞自身使用。而附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質能夠斡旋內質網腔中，并借助囊泡移動進入高爾基體，經加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質就可以胞吐的方式分泌到細胞外。
新知探究一　主動運輸
[在探究中學]
[任務驅動]　
1．從主動運輸的條件角度分析，與主動運輸有直接關系的細胞器有哪些？
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胞進行有氧呼吸提供。植物生長需從土壤中吸收大量無機鹽。請解釋在農業生產中為什么要給作物松土？
提示：松土可增加土壤中O2含量，促進有氧呼吸，有利于植物主動吸收各種無機鹽離子。
3．研究表明，主動運輸的運輸速率和細胞的能量供應之間的關系如圖所示，請分析：
(1)ab段：隨能量供應的增加，運輸速率增大，說明主動運輸需要消耗能量。
(2)bc段：受載體蛋白數量的限制，能量供應增加，但運輸速率不再增加。
[師說重難]　
影響主動運輸的因素
(1)物質濃度 (2)O2濃度
(3)溫度
[在應用中悟]
[典例1]　如圖為氨基酸和Na＋進出腎小管上皮細胞的示意圖。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．管腔中氨基酸進入上皮細胞的方式為主動運輸
B．上皮細胞中氨基酸進入組織液既需要載體協助，也需要消耗能量
C．Na＋進、出上皮細胞的方式是不同的
D．管腔中Na＋進入上皮細胞能體現細胞膜的選擇透過性
[解析]　根據題圖可知，腎小管管腔中的氨基酸進入上皮細胞為逆濃度梯度的運輸，屬于主動運輸(其動力來自Na＋協同運輸中的離子梯度)。上皮細胞中氨基酸進入組織液，是由高濃度一側向低濃度一側擴散，并且需要載體蛋白的協助，屬于協助擴散。管腔中Na＋進入上皮細胞，是由高濃度一側向低濃度一側擴散，并且需要載體蛋白的協助，屬于協助擴散；上皮細胞中Na＋進入組織液是由低濃度一側向高濃度一側的逆濃度運輸，需要載體蛋白、消耗能量，屬于主動運輸。
[答案]　B
[典例2]　如圖是胡蘿卜在含氧量不同的情況下從KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲線圖。則影響a、b兩點和b、c兩點吸收量不同的因素分別是(　　)
A．載體蛋白數量、能量
B．能量、載體蛋白數量
C．載體蛋白數量、離子濃度
D．能量、離子濃度
[解析]　胡蘿卜對K＋和NO的吸收方式都是主動運輸，主動運輸需要載體蛋白和能量，a、b兩點對應的氧濃度不同，a點高于b點，且a點時吸收NO多，可見能量是a、b兩點吸收量不同的影響因素；b點與c點處于同一氧濃度下，而b點吸收量高于c點，說明能量供應相同的條件下，運輸K＋和運輸NO的載體蛋白數量不同。
[答案]　B
■方法規律
物質出入細胞曲線題的解題關鍵
(1)分析此類曲線題時，要注意區分橫坐標表示的意義，曲線橫坐標不同，表示的物質運輸方式不完全相同。
(2)解答此類問題時，要明確自由擴散、協助擴散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區別和聯系，主要從是否需要能量和轉運蛋白兩個方面考慮。
[在訓練中評]
1.甲()、乙()兩種物質在細胞膜兩側的分布情況如圖所示(顆粒的多少表示濃度的高低)，在進行跨膜運輸時，下列說法正確的是(　　)
A．乙進入細胞一定有載體蛋白的參與
B．乙運出細胞一定有載體蛋白的參與
C．甲進入細胞一定需要能量
D．甲運出細胞一定不需要能量
解析：選A　乙物質進入細胞是逆濃度梯度運輸，一定是主動運輸，需要載體蛋白的協助；乙物質運出細胞是順濃度梯度，不一定需要載體蛋白的參與；甲物質進入細胞是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，不需要消耗能量；甲物質運出細胞是逆濃度梯度運輸，一定消耗能量。
2．甲、乙分別為物質進出細胞的坐標圖和模式圖，下列相關說法正確的是(　　)
A．甲、乙所代表的物質運輸方式沒有共同點
B．圖乙的物質運輸方式也可以逆濃度梯度進行
C．圖乙所示的細胞可能是紅細胞
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
解析：選C　甲、乙代表的物質運輸方式分別是主動運輸和協助擴散，二者的共同點是都需要載體蛋白的協助；圖乙所示為協助擴散的運輸方式，順濃度梯度進行；葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散，符合圖乙所示的從高濃度一側向低濃度一側運輸、需要載體蛋白協助的特點；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
[在探究中學]
[任務驅動]　
離子和小分子物質可以通過被動運輸和主動運輸進出細胞，而大分子和顆粒性物質主要通過胞吞和胞吐進出細胞。分析如圖，思考探究下列問題：
1．a方式稱為胞吞，大分子物質進入細胞時，大分子與膜上的蛋白質結合，引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部。
2．b方式稱為胞吐，細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞。
3．胞吞和胞吐都要發生膜的彎曲、折疊和融合，這主要體現了生物膜的什么特性？
提示：流動性特點。
4．如果用抑制劑降低細胞呼吸，細胞的能量供應減少，胞吞和胞吐也會受到影響，這說明什么？
提示：胞吞和胞吐需要消耗能量。
[師說重難]　
物質進出細胞的方式比較
離子和小分子物質 大分子和顆粒狀物質
自由擴散 協助擴散 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
轉運蛋白 不需要 需要 需要 不需要
能量 不需要 不需要 需要 需要
圖示
舉例 水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質 水借助水通道蛋白的運輸、血漿中葡萄糖進入紅細胞 K＋進入紅細胞，葡萄糖進入小腸細胞 白細胞吞噬細菌、胰島B細胞分泌胰島素
[在應用中悟]
[典例1]　據報道，一種稱作“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。小腸上皮細胞吸收該藥物最可能的方式為(　　)
A．滲透作用　　　　　 B．胞吞
C．協助擴散 D．主動運輸
[解析]　瘦素穿腸蛋白是一種蛋白質，屬于生物大分子，小腸上皮細胞吸收此物質的最可能方式是胞吞。
[答案]　B
[典例2]　如圖是物質進出細胞方式的概念圖，對圖示分析正確的是(　　)
A．①②均需要消耗細胞中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
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胞膜的結構特點
[解析]　據圖分析可知，①是主動運輸，②是被動運輸，③④分別為胞吞和胞吐，⑤⑥分別為自由擴散和協助擴散。主動運輸既消耗能量也需要載體蛋白協助；被動運輸的特點是順濃度梯度運輸物質；免疫球蛋白是大分子物質，通過胞吞作用吸收；③④表示胞吞或胞吐，該過程依賴細胞膜的結構特點——流動性。
[答案]　D
■方法規律
“四看法”判斷物質運輸的方式
[在訓練中評]
1．物質進出細胞的方式有被動運輸、主動運輸和膜泡運輸(胞吞和胞吐)。下列有關物質進出細胞方式的判斷，正確的是(　　)
A．依據是否消耗能量，只要運輸過程中耗能就是主動運輸
B．依據物質濃度梯度，順濃度梯度的運輸一定是自由擴散
C．依據是否需要載體蛋白，需要載體蛋白的運輸就是協助擴散
D．依據是否形成囊泡，利用囊泡的運輸就是胞吞或胞吐
解析：選D　物質進出細胞的方式中主動運輸、胞吞和胞吐均消耗能量；順濃度梯度的運輸有自由擴散和協助擴散；需要載體蛋白的運輸有協助擴散和主動運輸；胞吞和胞吐依賴于囊泡運輸。
2．受體介導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。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．該過程以膜的流動性為基礎
B．該過程不能體現細胞膜的選擇透過性
C．Na＋、K＋等無機鹽離子也可通過此方式跨膜轉運
D．受體介導的胞吞過程存在細胞識別并需要內部供能
解析：選C　胞吞與胞吐均以膜的流動性為基礎，不能體現細胞膜的選擇透過性，A、B正確；Na＋、K＋等無機鹽離子通過主動運輸或協助擴散跨膜轉運，C錯誤；受體介導的胞吞過程消耗能量，且依賴細胞識別來實現，D正確。
科學探究——物質跨膜運輸方式的實驗探究
1．實驗原理
根據主動運輸和被動運輸的條件：能量和轉運蛋白，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的方法
(2)探究是自由擴散還是協助擴散的方法
[素養評價]
1．科學家在研究Na＋通過細胞膜的運輸方式時，做了下述實驗：先向槍烏賊神經纖維里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可測得神經纖維周圍溶液中存在24Na＋，如果在神經纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測得周圍溶液中24Na＋的量如圖所示。據圖做出的下列推斷，錯誤的是(　　)
A．加入某藥物后，溶液中24Na＋的量不再增加
B．加入ATP后，細胞中24Na＋的量減少
C．“某藥物”的作用機理是抑制ATP水解
D．“某藥物”的作用機理是抑制細胞呼吸
解析：選C　由題圖可知，在神經纖維膜外溶液中先加入某藥物后，測得周圍溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周圍溶液中24Na＋的量迅速增加，說明Na＋從神經細胞排出需要消耗能量，屬于主動運輸，且該藥物不能抑制ATP水解，因此該藥物的作用是抑制呼吸作用的進行。
2．紅樹林分布于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，通常受到鹽脅迫。紅樹林植物為抵抗鹽脅迫，通過葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。為探究紅樹林從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，設計以下實驗進行探究。
(1)實驗步驟：
①取生長發育相同的紅樹林植物，分成A、B兩組，放入適宜濃度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；
②A組給予正常的呼吸條件，B組________________________。
(2)實驗結論：
①若兩組植株對K＋、Ca2＋的吸收速率相同，說明_________________________；
②________________________________，說明紅樹林植物從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸。
解析：主動運輸和被動運輸最主要的區別在于是否需要能量，而能量主要是通過細胞的呼吸作用提供的。因此實驗組和對照組的自變量應為是否進行呼吸作用，因變量是無機鹽離子的吸收速率。
答案：(1)②加入呼吸抑制劑　③一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的吸收速率　(2)①紅樹林植物從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸　②若B組吸收速率明顯小于A組吸收速率
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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