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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐导学案
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐导学案，共14页。学案主要包含了主动运输，胞吞与胞吐等内容，欢迎下载使用。
一、主动运输
1．物质运输方向
物质逆浓度梯度进行跨膜运输。
2．条件
需要细胞膜上相应载体蛋白的协助；消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．实例
K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。
4．意义
主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内( )
(2)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞( )
(3)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等( )
答案 (1)× (2)× (3)×
根据资料回答问题：
(1)资料一 H2POeq \\al(－,4)的跨膜运输
为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，科研人员配制了浓度为0.01 mml/L、0.025 mml/L、0.1 mml/L、0.25 mml/L、0.5 mml/L、0.75 mml/L、1.00 mml/L等9种不同浓度的KH2PO4溶液，将大蒜的根系分别全部浸入200 mL上述9种溶液中，其他培养条件相同且适宜。4 h后取出植株，测定得到下图所示的大蒜根系吸收磷的速率曲线。
①请据图推测大蒜细胞吸收磷是哪种运输方式？
提示 可能是协助扩散或主动运输。
②在0.01 mml/L和0.025 mml/L的KH2PO4组中，大蒜根细胞中磷酸盐浓度为0.04～0.12 mml/L，这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗？
提示 不符合。
③逆浓度梯度的运输既然能发生，抵消化学势能障碍的能量来自细胞内化学反应所释放的能量。
(2)资料二 H2POeq \\al(－,4)载体
观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构，其中的分子(中央圆圈圈定)为磷酸盐离子。当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。
磷酸盐载体能特异性地识别磷酸盐离子与载体蛋白特定的空间结构有关。
(3)①结合资料一、二，分析植物吸收磷酸盐需要的条件有能量和载体蛋白。
②在资料一中磷酸盐浓度为0.8 mml/L之后，吸收速率不再增加的原因是载体蛋白数量限制了吸收速率。
二、胞吞与胞吐
1．胞吞
大分子与膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象。
2．胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞的现象。
3．细胞的物质输入和输出的基础
(1)转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
(2)胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
(1)胞吞、胞吐过程中会导致膜成分的更新( )
(2)物质运输过程中的囊泡只能来自内质网、高尔基体( )
(3)大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量( )
答案 (1)√ (2)× (3)×
请据资料回答以下问题：
(1)资料一：胆固醇极难溶解，它以LDL(低密度脂蛋白，包括胆固醇、脂肪酸和蛋白质)的形式在血液中运输，并最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并被“拽住”。细胞膜内陷形成小囊泡，在能量的作用下，最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中，即LDL进入细胞。
①为什么动物细胞需要胆固醇？
提示 胆固醇是构成动物细胞膜的成分之一。
②LDL进入细胞内部需要什么条件？
提示 细胞膜上的某种蛋白质(LDL受体)和能量。
③该实例体现了细胞膜的结构特性是流动性。
(2)资料二：研究表明，某些患者体内不能合成这种识别LDL的蛋白质，导致胆固醇摄入的通道被堵，就会使胆固醇积累在血液中，黏附在血管壁上，造成动脉粥样硬化。人们饮食不合理，缺乏运动，吸烟，酗酒都会导致LDL升高。
如何预防动脉粥样硬化？
提示 合理饮食，少吃高脂食物，多运动，不吸烟，不喝酒。
归纳总结 (1)物质出入细胞方式的比较
(2)影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
①物质浓度
a．图甲中物质的运输速率只与物质浓度有关，图甲表示的运输方式为自由扩散。
b．图乙中物质的运输速率不仅与物质浓度相关，还受膜上转运蛋白数量等的影响，图乙可以表示协助扩散或主动运输。
②O2浓度
a．图丙的运输速率与O2浓度的大小无关，可以表示自由扩散或协助扩散的运输方式。
b．图丁的运输速率与O2浓度的大小相关；其中b点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白数量有限，可以表示主动运输的方式。
③温度
1．主动运输既需要能量，又需要载体蛋白，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。
2．被动运输是顺浓度梯度的扩散，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。
3．胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒物进出细胞的物质运输方式，不需要依赖膜上的载体蛋白，但需要消耗细胞中的能量。
4．细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
1．(2019·山东高一期中)物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的是( )
A．用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输
B．图中膜结构一定是细胞膜
C．这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质
D．膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变
答案 C
解析 据图分析可知，该离子的运输方式需要能量，需要载体蛋白的协助，属于主动运输，呼吸抑制剂处理会抑制细胞呼吸，能量产生受阻，会影响该离子的跨膜运输，A错误；图中膜结构不一定是细胞膜，有可能是细胞器膜，B错误；主动运输能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质，C正确；膜上载体蛋白与离子结合后构象会发生改变，但这种改变是可逆的，D错误。
2．(2019·山东师范大学附中高一月考)下图中能正确表示水稻细胞在不同O2浓度下，K＋吸收量变化的是( )
答案 D
解析 K＋吸收方式为主动运输，需要载体蛋白和能量，能量由细胞呼吸提供，当O2浓度为0时，水稻细胞可进行无氧呼吸，产生少量能量，也能吸收K＋，当O2浓度足够大时，会因为载体蛋白数量有限，从而限制K＋吸收量，D正确。
3．(2020·辽宁高一期末)下图曲线表示土壤溶液中K＋进入植物根细胞的过程中，细胞内K＋浓度随时间变化的情况，下列说法错误的是( )
A．在ab段时K＋的跨膜运输方式为协助扩散
B．在bc段时K＋的跨膜运输方式为主动运输
C．限制ab段运输速率的因素是膜内外浓度差和能量供应
D．限制bc段运输速率的因素是载体蛋白的数量和能量供应
答案 C
解析 ab段细胞吸收K＋的方式为协助扩散，不需要消耗能量，C错误。
4．(2019·辽宁高一期中)如图表示物质进出细胞的两种方式，下列相关叙述错误的是( )
A．蛋白质能以图甲所示方式进入细胞
B．图示说明细胞膜具有流动性
C．图甲、乙所示方式均需要消耗能量
D．图甲、乙所示方式属于被动运输
答案 D
解析 图甲表示胞吞，图乙表示胞吐，D错误。
A组 基础对点练
题组一 主动运输
1．正常生理条件下，红细胞内K＋浓度远高于细胞外，表明K＋转运进入红细胞的方式为( )
A．自由扩散 B．被动运输
C．协助扩散 D．主动运输
答案 D
解析 正常生理条件下，红细胞内K＋浓度远高于细胞外，说明K＋是逆浓度梯度进入红细胞的，因此其跨膜运输的方式是主动运输，故选D。
2．(2020·山东高一期末)下列哪些物质出入细胞时与细胞中的核糖体和线粒体无关( )
A．O2通过细胞膜
B．人的小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖
C．肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na＋
D．小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
答案 A
解析 O2通过细胞膜的方式是自由扩散，不需要载体蛋白和能量，所以与细胞中的核糖体和线粒体无关，A正确；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na＋、小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸都属于主动运输，需要载体蛋白和能量，与核糖体和线粒体有关，B、C、D错误。
3．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下列选项中正确的是( )
A．①过程为协助扩散
B．②过程需要消耗ATP
C．③过程为主动运输
D．Na＋进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
答案 D
解析 管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度，需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A错误；管腔中Na＋进入上皮细胞是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，B错误；上皮细胞中氨基酸进入组织液是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，C错误；Na＋进出肾小管上皮细胞的方式有协助扩散和主动运输，所以都必须有载体蛋白协助，D正确。
4．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度，其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A．K＋ B．Na＋ C．胰岛素 D．CO2
答案 A
解析 分析图甲可知，Na＋是通过主动运输由细胞内向细胞外进行运输的，胰岛素是通过胞吐进行运输的，CO2是通过自由扩散由细胞内向细胞外运输的，K＋是通过主动运输由细胞外向细胞内进行运输的。
题组二 胞吞与胞吐
5．(2020·阜新市第二高级中学高一期末)科学家预计在不久的将来，能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体的血液，可以减轻肥胖症患者通过肌肉注射的痛苦，你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式是( )
A．主动运输 B．胞吞
C．被动运输 D．渗透作用
答案 B
解析 由题干可知，“瘦素穿肠蛋白”为一种蛋白质，蛋白质为生物大分子，只能通过胞吞、胞吐进出细胞。
6．(2020·北京高一期末)图示为吞噬细胞吞噬异物的过程。下列与该方式类似的过程是( )
A．胰腺细胞分泌胰蛋白酶
B．肝脏细胞吸收葡萄糖
C．性腺细胞分泌性激素
D．甲状腺细胞吸收碘
答案 A
解析 胰腺细胞分泌胰蛋白酶的方式为胞吐，利用了膜的流动性；肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，与题图方式不同；性激素属于固醇类激素，本质是脂质，通过自由扩散进入细胞，与题图方式不同；甲状腺细胞吸收碘的方式为主动运输，与题图方式不同。故选A。
7．下列关于“胞吞”和“胞吐”过程的叙述，错误的是( )
A．在物质跨膜运输过程中，“胞吞”和“胞吐”过程是普遍存在的现象
B．“胞吞”和“胞吐”过程均需要消耗细胞呼吸释放的能量
C．“胞吞”形成的囊泡在细胞内可被溶酶体降解
D．“胞吞”和“胞吐”过程均不需要与膜上的蛋白质结合，但离不开膜上磷脂双分子层的流动
答案 D
解析 在细胞“胞吞”过程中，被吞入的物质要与细胞膜上的受体蛋白或者糖蛋白结合，且离不开膜上磷脂双分子层的流动，D错误。
8．(2019·辽宁高一期末)细胞内的囊泡就像“深海中的潜艇”在细胞中来回穿梭，参与物质的运输过程，下列有关细胞内囊泡运输的叙述，正确的是( )
A．囊泡运输依赖于膜的选择透过性且不消耗能量
B．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
C．囊泡只能将物质从胞内运输到胞外，而不能从胞外运输到胞内
D．细胞内的大分子物质都可通过囊泡进行运输
答案 B
解析 囊泡运输依赖于膜的流动性，消耗能量，该过程消耗的能量主要由线粒体提供，A错误；抗体属于分泌蛋白，在其合成之后的运输和分泌过程需要囊泡的参与，B正确；囊泡将物质从胞内运输到胞外的过程叫胞吐，从胞外运输到胞内的过程叫胞吞，都可以进行，C错误；细胞内的大分子物质一般需要通过囊泡进行运输，但细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质，不通过囊泡运输，D错误。
9．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，下列有关叙述不正确的是( )
A．该过程以膜的流动性为基础
B．该过程生物大分子需与受体结合
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜运输
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 Na＋、K＋等无机盐离子是通过主动运输或协助扩散的方式进行跨膜运输的，C项错误。
10．(2020·山东高一期末)下图是物质跨膜运输的示意图，其中①～④表示物质，a～d表示物质运输方式。回答下列相关问题：
(1)①表示____________________，b、d分别表示____________和____________，水进出细胞的方式是________(填字母)。
(2)钾离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过①，需要通过细胞膜上的③______________和④____________进行运输，这两种跨膜运输方式的区别是_______________________。
(3)科学研究发现，在心肌和血管壁平滑肌细胞膜上都有钙离子通道，像一扇大门一样控制钙离子的出入。细胞内钙离子浓度升高，可以引起细胞收缩，使血管阻力增大，血压升高。某治疗高血压的药物为二氢吡啶类钙通道阻滞剂，请分析该药物治疗高血压的作用原理：_______________________________________________________________________________。
答案 (1)磷脂双分子层 协助扩散 主动运输 a、c (2)通道蛋白 载体蛋白 通过③顺浓度梯度进行的运输(协助扩散)不需要能量，通过④逆浓度梯度进行的运输(主动运输)需要能量(从能量、方向、是否与转运蛋白结合等角度分析，合理即可) (3)二氢吡啶类钙通道阻滞剂主要通过阻断心肌和血管壁平滑肌细胞膜上的钙离子通道，抑制细胞外钙离子内流，使进入细胞的钙离子减少，心肌收缩力减弱，血管阻力降低，有利于血压降低
解析 (1)分析题图可知，a为顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白和能量，表示自由扩散；b为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，表示协助扩散；d为逆浓度梯度运输，需要载体蛋白和能量，表示主动运输；水进出细胞的方式有借助通道蛋白的协助扩散c和自由扩散a两种。(2)钾离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过细胞膜，需要借助细胞膜上的③通道蛋白和④载体蛋白进行运输；这两种跨膜运输方式的区别是通过③顺浓度梯度进行的运输(协助扩散)不需要能量，通过④逆浓度梯度进行的运输(主动运输)需要能量。(3)由题干信息可知：“细胞内钙离子浓度升高，可以引起细胞收缩，使血管阻力增大，血压升高”，故治疗高血压的二氢吡啶类钙通道阻滞剂是通过阻滞钙通道而减少钙离子进入细胞，减少细胞收缩而降低血管阻力，从而避免血压升高。
B组 综合强化练
1．(2019·北京市高一期中)新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( )
A．主动运输、主动运输 B．胞吞、主动运输
C．主动运输、胞吞 D．被动运输、主动运输
答案 B
解析 免疫球蛋白的本质是蛋白质，属于大分子有机物，其进出细胞的方式分别为胞吞和胞吐；而半乳糖是小分子物质，因为细胞吸收半乳糖时消耗ATP，可知半乳糖进出细胞的方式为主动运输，这两种物质分别被吸收到血液中的方式是胞吞、主动运输，B正确。
2．(2020·山东高一期末)甲状腺合成甲状腺激素过程中涉及碘的逆浓度梯度运输和有关蛋白质的胞吞、胞吐。下列有关叙述错误的是( )
A．甲状腺细胞吸收碘的方式为主动运输
B．胞吞、胞吐的实现依赖细胞膜的流动性
C．上述跨膜运输方式均需要消耗能量
D．上述跨膜运输方式均需要载体蛋白的协助
答案 D
解析 胞吞和胞吐的跨膜运输方式不需要载体蛋白的协助，主动运输需要载体蛋白的协助，D错误。
3．(2019·天津高一期末)如图是胡萝卜在不同呼吸速率情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是( )
A．载体蛋白数量、能量 B．能量、载体蛋白数量
C．载体蛋白数量、离子浓度 D．能量、离子浓度
答案 B
解析 吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的方式是主动运输，需要载体蛋白协助，消耗能量ATP。A、B两点表示不同氧浓度下吸收NOeq \\al(－,3)的量，则载体蛋白相同，影响因素是能量，B、C两点表示在同一氧浓度下吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的量，则能量相同，影响因素是载体蛋白数量，故选B。
4．甲图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，乙图表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述中错误的是( )
A．甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B．甲图中b曲线达到最大运输速率后的限制因素是载体蛋白的数量
C．乙图中胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D．乙图中胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP
答案 C
解析 乙图中的胞吐和胞吞能体现细胞膜的结构特点——具有流动性，C错误。
5．(2019·北京八中高一期中)下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是( )
A．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B．脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C．葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散
D．大肠杆菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
答案 A
解析 果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞在高浓度蔗糖溶液中脱水死亡，蔗糖进入细胞的结果，A错误。
6．某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示。
在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，则细胞膜运输物质X的方式是( )
A．主动运输 B．自由扩散
C．胞吞 D．胞吐
答案 A
解析 主动运输的特点是需要载体蛋白和能量，因此，与曲线②和④相符，A正确；自由扩散的动力是浓度差，不需要载体蛋白和能量，因此与①和③相符，B错误；胞吞和胞吐体现细胞膜的流动性，需要能量，与曲线④相符，C、D错误。
7．图甲表示物质跨膜运输的示意图(①～④表示物质运输的方式)。据图回答相关问题：
(1)脂溶性的有机小分子通过图甲中的________(填标号)方式进入细胞，影响这种方式运输速率的因素主要是____________________________。
(2)图甲中②与③相比，②具有的主要特点是______________________________。
(3)③④两种物质跨膜运输方式中，被转运物质不需要与转运蛋白结合的是________(填标号)。
(4)图甲中②方式的运输速率与能量的关系如图乙所示，则a、b两点运输速率的限制因素分别是________、________________。
答案 (1)① 膜两侧物质的浓度差 (2)逆浓度梯度运输、消耗能量 (3)④ (4)能量 载体蛋白的数量
解析 (1)脂溶性的有机小分子以自由扩散的方式进入细胞，即图中的①方式，由于自由扩散的特点由高浓度到低浓度，因此影响自由扩散的主要因素是膜两侧的浓度差。
(2)图甲中②为主动运输，其特点是逆浓度梯度进行运输，需要载体蛋白协助，消耗能量，而图甲中③为协助扩散，其特点是顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，不消耗能量。
(3)根据以上分析可知，图甲中③④均为协助扩散，④是通过通道蛋白进行的协助扩散，因此被转运物质不需要与转运蛋白结合。
(4)图乙代表主动运输的方式，据图乙分析可知，图中a点运输速率的限制因素是能量，b点运输速率的限制因素是载体蛋白的数量。
8．低温处理法、载体蛋白抑制法和细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞。回答下列问题：
(1)低温处理法一方面可直接降低细胞膜的__________，导致物质进出细胞的速率减慢，另一方面通过影响能量供应，进而影响物质进出细胞。
(2)载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收__________(填“甘油”或“葡萄糖”)有影响，原因是_________________________________________________________________________。
(3)细胞呼吸抑制法会影响____________(填下列序号)的运输。
①K＋ ②胰岛素 ③乙醇 ④氨基酸 ⑤CO2
(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞，可选用上述方法中的________________法，原因是______________________________________________________________________________。
答案 (1)流动性 (2)葡萄糖 人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，而吸收葡萄糖的方式为协助扩散，需要载体蛋白 (3)①②④ (4)载体蛋白抑制 载体蛋白具有专一性，而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性
解析 (1)低温影响分子运动速率，进而影响细胞膜的流动性，使得跨膜运输速率减慢。
(2)人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，而吸收葡萄糖的方式为协助扩散，需要载体蛋白协助，因此载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收葡萄糖有影响。
(3)在主动运输、自由扩散、协助扩散、胞吞与胞吐这几种运输方式中，主动运输既需要载体蛋白又需要能量，而胞吞和胞吐需要能量、不需要载体蛋白。K＋与氨基酸进细胞的方式均有主动运输，胰岛素是一种蛋白质，是大分子物质，所以胰岛素分子出细胞的方式是胞吐，这些物质运输均需要细胞呼吸提供能量，故细胞呼吸抑制法会影响这些物质的运输。故选①②④。
(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞，可选用上述方法中的载体蛋白抑制法，原因是载体蛋白具有专一性，而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性。物质种类
运输方式
方向
转运蛋白
能量
实例
离子、小分子物质
被动运输
自由扩散
高浓度→低浓度
不需要
不需要
水、气体、乙醇、甘油、苯等
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不需要
水、葡萄糖、某些离子等
主动运输
低浓度→高浓度
需要
需要
小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等
大分子物质
胞吐
由膜内到膜外
不需要
需要
分泌蛋白
胞吞
由膜外到膜内
不需要
需要
变形虫摄取有机物颗粒
一、主动运输
1．物质运输方向
物质逆浓度梯度进行跨膜运输。
2．条件
需要细胞膜上相应载体蛋白的协助；消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．实例
K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。
4．意义
主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内( )
(2)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞( )
(3)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等( )
答案 (1)× (2)× (3)×
根据资料回答问题：
(1)资料一 H2POeq \\al(－,4)的跨膜运输
为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，科研人员配制了浓度为0.01 mml/L、0.025 mml/L、0.1 mml/L、0.25 mml/L、0.5 mml/L、0.75 mml/L、1.00 mml/L等9种不同浓度的KH2PO4溶液，将大蒜的根系分别全部浸入200 mL上述9种溶液中，其他培养条件相同且适宜。4 h后取出植株，测定得到下图所示的大蒜根系吸收磷的速率曲线。
①请据图推测大蒜细胞吸收磷是哪种运输方式？
提示 可能是协助扩散或主动运输。
②在0.01 mml/L和0.025 mml/L的KH2PO4组中，大蒜根细胞中磷酸盐浓度为0.04～0.12 mml/L，这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗？
提示 不符合。
③逆浓度梯度的运输既然能发生，抵消化学势能障碍的能量来自细胞内化学反应所释放的能量。
(2)资料二 H2POeq \\al(－,4)载体
观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构，其中的分子(中央圆圈圈定)为磷酸盐离子。当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。
磷酸盐载体能特异性地识别磷酸盐离子与载体蛋白特定的空间结构有关。
(3)①结合资料一、二，分析植物吸收磷酸盐需要的条件有能量和载体蛋白。
②在资料一中磷酸盐浓度为0.8 mml/L之后，吸收速率不再增加的原因是载体蛋白数量限制了吸收速率。
二、胞吞与胞吐
1．胞吞
大分子与膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象。
2．胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞的现象。
3．细胞的物质输入和输出的基础
(1)转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
(2)胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
(1)胞吞、胞吐过程中会导致膜成分的更新( )
(2)物质运输过程中的囊泡只能来自内质网、高尔基体( )
(3)大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量( )
答案 (1)√ (2)× (3)×
请据资料回答以下问题：
(1)资料一：胆固醇极难溶解，它以LDL(低密度脂蛋白，包括胆固醇、脂肪酸和蛋白质)的形式在血液中运输，并最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并被“拽住”。细胞膜内陷形成小囊泡，在能量的作用下，最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中，即LDL进入细胞。
①为什么动物细胞需要胆固醇？
提示 胆固醇是构成动物细胞膜的成分之一。
②LDL进入细胞内部需要什么条件？
提示 细胞膜上的某种蛋白质(LDL受体)和能量。
③该实例体现了细胞膜的结构特性是流动性。
(2)资料二：研究表明，某些患者体内不能合成这种识别LDL的蛋白质，导致胆固醇摄入的通道被堵，就会使胆固醇积累在血液中，黏附在血管壁上，造成动脉粥样硬化。人们饮食不合理，缺乏运动，吸烟，酗酒都会导致LDL升高。
如何预防动脉粥样硬化？
提示 合理饮食，少吃高脂食物，多运动，不吸烟，不喝酒。
归纳总结 (1)物质出入细胞方式的比较
(2)影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
①物质浓度
a．图甲中物质的运输速率只与物质浓度有关，图甲表示的运输方式为自由扩散。
b．图乙中物质的运输速率不仅与物质浓度相关，还受膜上转运蛋白数量等的影响，图乙可以表示协助扩散或主动运输。
②O2浓度
a．图丙的运输速率与O2浓度的大小无关，可以表示自由扩散或协助扩散的运输方式。
b．图丁的运输速率与O2浓度的大小相关；其中b点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白数量有限，可以表示主动运输的方式。
③温度
1．主动运输既需要能量，又需要载体蛋白，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。
2．被动运输是顺浓度梯度的扩散，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。
3．胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒物进出细胞的物质运输方式，不需要依赖膜上的载体蛋白，但需要消耗细胞中的能量。
4．细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
1．(2019·山东高一期中)物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的是( )
A．用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输
B．图中膜结构一定是细胞膜
C．这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质
D．膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变
答案 C
解析 据图分析可知，该离子的运输方式需要能量，需要载体蛋白的协助，属于主动运输，呼吸抑制剂处理会抑制细胞呼吸，能量产生受阻，会影响该离子的跨膜运输，A错误；图中膜结构不一定是细胞膜，有可能是细胞器膜，B错误；主动运输能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质，C正确；膜上载体蛋白与离子结合后构象会发生改变，但这种改变是可逆的，D错误。
2．(2019·山东师范大学附中高一月考)下图中能正确表示水稻细胞在不同O2浓度下，K＋吸收量变化的是( )
答案 D
解析 K＋吸收方式为主动运输，需要载体蛋白和能量，能量由细胞呼吸提供，当O2浓度为0时，水稻细胞可进行无氧呼吸，产生少量能量，也能吸收K＋，当O2浓度足够大时，会因为载体蛋白数量有限，从而限制K＋吸收量，D正确。
3．(2020·辽宁高一期末)下图曲线表示土壤溶液中K＋进入植物根细胞的过程中，细胞内K＋浓度随时间变化的情况，下列说法错误的是( )
A．在ab段时K＋的跨膜运输方式为协助扩散
B．在bc段时K＋的跨膜运输方式为主动运输
C．限制ab段运输速率的因素是膜内外浓度差和能量供应
D．限制bc段运输速率的因素是载体蛋白的数量和能量供应
答案 C
解析 ab段细胞吸收K＋的方式为协助扩散，不需要消耗能量，C错误。
4．(2019·辽宁高一期中)如图表示物质进出细胞的两种方式，下列相关叙述错误的是( )
A．蛋白质能以图甲所示方式进入细胞
B．图示说明细胞膜具有流动性
C．图甲、乙所示方式均需要消耗能量
D．图甲、乙所示方式属于被动运输
答案 D
解析 图甲表示胞吞，图乙表示胞吐，D错误。
A组 基础对点练
题组一 主动运输
1．正常生理条件下，红细胞内K＋浓度远高于细胞外，表明K＋转运进入红细胞的方式为( )
A．自由扩散 B．被动运输
C．协助扩散 D．主动运输
答案 D
解析 正常生理条件下，红细胞内K＋浓度远高于细胞外，说明K＋是逆浓度梯度进入红细胞的，因此其跨膜运输的方式是主动运输，故选D。
2．(2020·山东高一期末)下列哪些物质出入细胞时与细胞中的核糖体和线粒体无关( )
A．O2通过细胞膜
B．人的小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖
C．肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na＋
D．小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
答案 A
解析 O2通过细胞膜的方式是自由扩散，不需要载体蛋白和能量，所以与细胞中的核糖体和线粒体无关，A正确；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na＋、小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸都属于主动运输，需要载体蛋白和能量，与核糖体和线粒体有关，B、C、D错误。
3．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下列选项中正确的是( )
A．①过程为协助扩散
B．②过程需要消耗ATP
C．③过程为主动运输
D．Na＋进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
答案 D
解析 管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度，需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A错误；管腔中Na＋进入上皮细胞是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，B错误；上皮细胞中氨基酸进入组织液是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，C错误；Na＋进出肾小管上皮细胞的方式有协助扩散和主动运输，所以都必须有载体蛋白协助，D正确。
4．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度，其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A．K＋ B．Na＋ C．胰岛素 D．CO2
答案 A
解析 分析图甲可知，Na＋是通过主动运输由细胞内向细胞外进行运输的，胰岛素是通过胞吐进行运输的，CO2是通过自由扩散由细胞内向细胞外运输的，K＋是通过主动运输由细胞外向细胞内进行运输的。
题组二 胞吞与胞吐
5．(2020·阜新市第二高级中学高一期末)科学家预计在不久的将来，能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体的血液，可以减轻肥胖症患者通过肌肉注射的痛苦，你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式是( )
A．主动运输 B．胞吞
C．被动运输 D．渗透作用
答案 B
解析 由题干可知，“瘦素穿肠蛋白”为一种蛋白质，蛋白质为生物大分子，只能通过胞吞、胞吐进出细胞。
6．(2020·北京高一期末)图示为吞噬细胞吞噬异物的过程。下列与该方式类似的过程是( )
A．胰腺细胞分泌胰蛋白酶
B．肝脏细胞吸收葡萄糖
C．性腺细胞分泌性激素
D．甲状腺细胞吸收碘
答案 A
解析 胰腺细胞分泌胰蛋白酶的方式为胞吐，利用了膜的流动性；肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，与题图方式不同；性激素属于固醇类激素，本质是脂质，通过自由扩散进入细胞，与题图方式不同；甲状腺细胞吸收碘的方式为主动运输，与题图方式不同。故选A。
7．下列关于“胞吞”和“胞吐”过程的叙述，错误的是( )
A．在物质跨膜运输过程中，“胞吞”和“胞吐”过程是普遍存在的现象
B．“胞吞”和“胞吐”过程均需要消耗细胞呼吸释放的能量
C．“胞吞”形成的囊泡在细胞内可被溶酶体降解
D．“胞吞”和“胞吐”过程均不需要与膜上的蛋白质结合，但离不开膜上磷脂双分子层的流动
答案 D
解析 在细胞“胞吞”过程中，被吞入的物质要与细胞膜上的受体蛋白或者糖蛋白结合，且离不开膜上磷脂双分子层的流动，D错误。
8．(2019·辽宁高一期末)细胞内的囊泡就像“深海中的潜艇”在细胞中来回穿梭，参与物质的运输过程，下列有关细胞内囊泡运输的叙述，正确的是( )
A．囊泡运输依赖于膜的选择透过性且不消耗能量
B．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
C．囊泡只能将物质从胞内运输到胞外，而不能从胞外运输到胞内
D．细胞内的大分子物质都可通过囊泡进行运输
答案 B
解析 囊泡运输依赖于膜的流动性，消耗能量，该过程消耗的能量主要由线粒体提供，A错误；抗体属于分泌蛋白，在其合成之后的运输和分泌过程需要囊泡的参与，B正确；囊泡将物质从胞内运输到胞外的过程叫胞吐，从胞外运输到胞内的过程叫胞吞，都可以进行，C错误；细胞内的大分子物质一般需要通过囊泡进行运输，但细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质，不通过囊泡运输，D错误。
9．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，下列有关叙述不正确的是( )
A．该过程以膜的流动性为基础
B．该过程生物大分子需与受体结合
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜运输
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 Na＋、K＋等无机盐离子是通过主动运输或协助扩散的方式进行跨膜运输的，C项错误。
10．(2020·山东高一期末)下图是物质跨膜运输的示意图，其中①～④表示物质，a～d表示物质运输方式。回答下列相关问题：
(1)①表示____________________，b、d分别表示____________和____________，水进出细胞的方式是________(填字母)。
(2)钾离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过①，需要通过细胞膜上的③______________和④____________进行运输，这两种跨膜运输方式的区别是_______________________。
(3)科学研究发现，在心肌和血管壁平滑肌细胞膜上都有钙离子通道，像一扇大门一样控制钙离子的出入。细胞内钙离子浓度升高，可以引起细胞收缩，使血管阻力增大，血压升高。某治疗高血压的药物为二氢吡啶类钙通道阻滞剂，请分析该药物治疗高血压的作用原理：_______________________________________________________________________________。
答案 (1)磷脂双分子层 协助扩散 主动运输 a、c (2)通道蛋白 载体蛋白 通过③顺浓度梯度进行的运输(协助扩散)不需要能量，通过④逆浓度梯度进行的运输(主动运输)需要能量(从能量、方向、是否与转运蛋白结合等角度分析，合理即可) (3)二氢吡啶类钙通道阻滞剂主要通过阻断心肌和血管壁平滑肌细胞膜上的钙离子通道，抑制细胞外钙离子内流，使进入细胞的钙离子减少，心肌收缩力减弱，血管阻力降低，有利于血压降低
解析 (1)分析题图可知，a为顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白和能量，表示自由扩散；b为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，表示协助扩散；d为逆浓度梯度运输，需要载体蛋白和能量，表示主动运输；水进出细胞的方式有借助通道蛋白的协助扩散c和自由扩散a两种。(2)钾离子带有电荷，不能通过自由扩散穿过细胞膜，需要借助细胞膜上的③通道蛋白和④载体蛋白进行运输；这两种跨膜运输方式的区别是通过③顺浓度梯度进行的运输(协助扩散)不需要能量，通过④逆浓度梯度进行的运输(主动运输)需要能量。(3)由题干信息可知：“细胞内钙离子浓度升高，可以引起细胞收缩，使血管阻力增大，血压升高”，故治疗高血压的二氢吡啶类钙通道阻滞剂是通过阻滞钙通道而减少钙离子进入细胞，减少细胞收缩而降低血管阻力，从而避免血压升高。
B组 综合强化练
1．(2019·北京市高一期中)新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( )
A．主动运输、主动运输 B．胞吞、主动运输
C．主动运输、胞吞 D．被动运输、主动运输
答案 B
解析 免疫球蛋白的本质是蛋白质，属于大分子有机物，其进出细胞的方式分别为胞吞和胞吐；而半乳糖是小分子物质，因为细胞吸收半乳糖时消耗ATP，可知半乳糖进出细胞的方式为主动运输，这两种物质分别被吸收到血液中的方式是胞吞、主动运输，B正确。
2．(2020·山东高一期末)甲状腺合成甲状腺激素过程中涉及碘的逆浓度梯度运输和有关蛋白质的胞吞、胞吐。下列有关叙述错误的是( )
A．甲状腺细胞吸收碘的方式为主动运输
B．胞吞、胞吐的实现依赖细胞膜的流动性
C．上述跨膜运输方式均需要消耗能量
D．上述跨膜运输方式均需要载体蛋白的协助
答案 D
解析 胞吞和胞吐的跨膜运输方式不需要载体蛋白的协助，主动运输需要载体蛋白的协助，D错误。
3．(2019·天津高一期末)如图是胡萝卜在不同呼吸速率情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是( )
A．载体蛋白数量、能量 B．能量、载体蛋白数量
C．载体蛋白数量、离子浓度 D．能量、离子浓度
答案 B
解析 吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的方式是主动运输，需要载体蛋白协助，消耗能量ATP。A、B两点表示不同氧浓度下吸收NOeq \\al(－,3)的量，则载体蛋白相同，影响因素是能量，B、C两点表示在同一氧浓度下吸收K＋和NOeq \\al(－,3)的量，则能量相同，影响因素是载体蛋白数量，故选B。
4．甲图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，乙图表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述中错误的是( )
A．甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B．甲图中b曲线达到最大运输速率后的限制因素是载体蛋白的数量
C．乙图中胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D．乙图中胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP
答案 C
解析 乙图中的胞吐和胞吞能体现细胞膜的结构特点——具有流动性，C错误。
5．(2019·北京八中高一期中)下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是( )
A．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B．脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C．葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散
D．大肠杆菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
答案 A
解析 果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞在高浓度蔗糖溶液中脱水死亡，蔗糖进入细胞的结果，A错误。
6．某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示。
在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，则细胞膜运输物质X的方式是( )
A．主动运输 B．自由扩散
C．胞吞 D．胞吐
答案 A
解析 主动运输的特点是需要载体蛋白和能量，因此，与曲线②和④相符，A正确；自由扩散的动力是浓度差，不需要载体蛋白和能量，因此与①和③相符，B错误；胞吞和胞吐体现细胞膜的流动性，需要能量，与曲线④相符，C、D错误。
7．图甲表示物质跨膜运输的示意图(①～④表示物质运输的方式)。据图回答相关问题：
(1)脂溶性的有机小分子通过图甲中的________(填标号)方式进入细胞，影响这种方式运输速率的因素主要是____________________________。
(2)图甲中②与③相比，②具有的主要特点是______________________________。
(3)③④两种物质跨膜运输方式中，被转运物质不需要与转运蛋白结合的是________(填标号)。
(4)图甲中②方式的运输速率与能量的关系如图乙所示，则a、b两点运输速率的限制因素分别是________、________________。
答案 (1)① 膜两侧物质的浓度差 (2)逆浓度梯度运输、消耗能量 (3)④ (4)能量 载体蛋白的数量
解析 (1)脂溶性的有机小分子以自由扩散的方式进入细胞，即图中的①方式，由于自由扩散的特点由高浓度到低浓度，因此影响自由扩散的主要因素是膜两侧的浓度差。
(2)图甲中②为主动运输，其特点是逆浓度梯度进行运输，需要载体蛋白协助，消耗能量，而图甲中③为协助扩散，其特点是顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，不消耗能量。
(3)根据以上分析可知，图甲中③④均为协助扩散，④是通过通道蛋白进行的协助扩散，因此被转运物质不需要与转运蛋白结合。
(4)图乙代表主动运输的方式，据图乙分析可知，图中a点运输速率的限制因素是能量，b点运输速率的限制因素是载体蛋白的数量。
8．低温处理法、载体蛋白抑制法和细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞。回答下列问题：
(1)低温处理法一方面可直接降低细胞膜的__________，导致物质进出细胞的速率减慢，另一方面通过影响能量供应，进而影响物质进出细胞。
(2)载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收__________(填“甘油”或“葡萄糖”)有影响，原因是_________________________________________________________________________。
(3)细胞呼吸抑制法会影响____________(填下列序号)的运输。
①K＋ ②胰岛素 ③乙醇 ④氨基酸 ⑤CO2
(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞，可选用上述方法中的________________法，原因是______________________________________________________________________________。
答案 (1)流动性 (2)葡萄糖 人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，而吸收葡萄糖的方式为协助扩散，需要载体蛋白 (3)①②④ (4)载体蛋白抑制 载体蛋白具有专一性，而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性
解析 (1)低温影响分子运动速率，进而影响细胞膜的流动性，使得跨膜运输速率减慢。
(2)人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，而吸收葡萄糖的方式为协助扩散，需要载体蛋白协助，因此载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收葡萄糖有影响。
(3)在主动运输、自由扩散、协助扩散、胞吞与胞吐这几种运输方式中，主动运输既需要载体蛋白又需要能量，而胞吞和胞吐需要能量、不需要载体蛋白。K＋与氨基酸进细胞的方式均有主动运输，胰岛素是一种蛋白质，是大分子物质，所以胰岛素分子出细胞的方式是胞吐，这些物质运输均需要细胞呼吸提供能量，故细胞呼吸抑制法会影响这些物质的运输。故选①②④。
(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞，可选用上述方法中的载体蛋白抑制法，原因是载体蛋白具有专一性，而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性。物质种类
运输方式
方向
转运蛋白
能量
实例
离子、小分子物质
被动运输
自由扩散
高浓度→低浓度
不需要
不需要
水、气体、乙醇、甘油、苯等
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不需要
水、葡萄糖、某些离子等
主动运输
低浓度→高浓度
需要
需要
小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等
大分子物质
胞吐
由膜内到膜外
不需要
需要
分泌蛋白
胞吞
由膜外到膜内
不需要
需要
变形虫摄取有机物颗粒
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