生物主动运输与胞吞、胞吐学案设计

这是一份生物主动运输与胞吞、胞吐学案设计，共17页。学案主要包含了学习目标等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1．阐明主动运输的过程、特点和意义； 2.举例说明胞吞、胞吐的过程； 3.利用细胞膜的流动镶嵌结构模型解释各种物质跨膜运输的方式。
聚焦·学案一 主动运输
[学案设计]
(一)从四个角度准确理解主动运输
1．主动运输的方向：逆浓度梯度，一般情况下物质分子从 一侧运输到 一侧。
2．主动运输的基本条件
(1)需细胞膜上相应 的协助。
(2)消耗细胞内化学反应释放的 。
3．主动运输的生理意义：通过主动运输来选择吸收 ，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。
4．影响主动运输的因素
(二)建模掌握判断物质跨膜运输的方式
|探|究|学|习|
构建模型是研究物质出入细胞的方式中常用的科学方法。下列各图是某小组同学所构建的模型及做出的相应说明。
(1)图1物质运输过程中载体蛋白发生怎样的变化？


(2)同学甲说“图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象”，你认为做出判断的原因是什么？


(3)同学乙说“图2、图3所示方式为主动运输”，你认为做出判断的原因是什么？


(4)请尝试在坐标系中构建营养液中O2浓度对K＋主动运输速率的影响的曲线模型。
|认|知|生|成| 物质跨膜运输方式的判断方法
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)氧气浓度的高低对细胞逆浓度梯度吸收物质不造成影响。( )
(2)温度影响主动运输的速率，也影响被动运输的速率。( )
(3)同一种离子进出细胞的运输方式一定相同。( )
2．碘是合成人体甲状腺分泌的甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20～25倍。下列相关说法错误的是( )
A．碘离子进入甲状腺滤泡上皮细胞，需要载体蛋白的协助
B．血氧供应不足会影响甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子
C．人体的不同细胞膜上运输碘离子的载体蛋白含量接近
D．甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子主要由线粒体提供能量
3．(教材P70“图4-6”变式训练)如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。过程①至④为主动运输的是( )
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
4．图中的a、b分别为两种物质运输方式的曲线图，相关说法正确
的是( )
A．方式a的运输需消耗能量
B．方式b的运输一定需要消耗能量
C．方式a、b的运输分别需要通道蛋白和载体蛋白的协助
D．方式b的最大转运速率可能与载体蛋白的数量有关
5．科学研究发现，某植物细胞利用质子泵把细胞内的H＋泵出，导致细胞外H＋浓度较高，形成细胞内外的H＋浓度差；“H＋-蔗糖载体”能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，下列叙述错误的是( )
A．①是蛋白质，可将H＋运至细胞外
B．该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H＋浓度的影响
C．若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，则该植物细胞不会发生质壁分离后自动复原的现象
D．蔗糖进入细胞的方式不是协助扩散
聚焦·学案二 胞吞与胞吐
[学案设计]
(一)正确认识胞吞和胞吐
|探|究|学|习|
如图表示物质进出细胞的两种运输方式，据图回答下列问题：
(1)a方式为 ，b方式为 。
(2)人体的白细胞吞噬细胞碎片的过程属于图中 方式， (“会”或“不会”)消耗能量。
(3)物质以a、b方式进出细胞离不开细胞膜的流动性，原因是

。
(4)细胞在不断胞吞的过程中，细胞膜的面积会越来越小吗？为什么？


(5)如果某腺体细胞中的线粒体受损，会影响该细胞的胞吐过程吗？并说明理由。


|认|知|生|成|
1．图示法分析胞吞与胞吐
2．归纳有关胞吞和胞吐的五个关注点
(1)通过胞吞和胞吐的方式运输的物质可以是固体，也可以是液体，一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子，某些小分子物质也可通过胞吞和胞吐的方式运输。
(2)RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的，而不是通过胞吞、胞吐的方式。
(3)胞吞和胞吐都不需要载体蛋白，但需要膜上蛋白质的参与，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
(4)胞吞、胞吐通过膜的融合将物质吸收到细胞内或释放到细胞外，体现了细胞膜具有流动性。
(5)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
3．物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系
(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上 的种类和数量，或转运蛋白
的变化，这也是细胞膜具有 的结构基础。
(2)胞吞和胞吐也需要膜上 的参与，更离不开磷脂双分子层的 。
(二)归纳比较物质出入细胞的各种方式
[典例] 下图是物质跨膜运输方式的示意图，据图分析下列叙述错误的是( )
A．水分子可以通过图①和图②所示的方式运输，乙醇、苯等以图②所示的方式运输
B．图①和图②所示的物质运输方式均为被动运输，运输速率不受温度影响
C．进行图③所示的物质运输方式时，载体蛋白的构象会发生变化且需要与转运物质结合
D．图④所示的物质运输方式需要消耗能量和膜蛋白的参与，依赖于膜的流动性
尝试解答：选________
eq \a\vs4\al([思维建模])
三看法快速判断物质出入细胞的方式

[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞内。( )
(2)需要消耗能量才能进行的运输方式都是主动运输。( )
(3)蛋白质通过主动运输的方式分泌到细胞外。( )
(4)胞吞和胞吐与细胞膜上的蛋白质有关。( )
2．(教材P70“图4-7”发掘训练)变形虫通过食物泡的形式摄食，食物泡在细胞质内被消化吸收，没有被吸收的食物残渣又从细胞膜排出体外。变形虫摄食和消化的过程如图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．变形虫的摄食过程会消耗能量
B．变形虫的食物消化离不开溶酶体的作用
C．变形虫的摄食过程会实现生物膜成分的更新和转移
D．胞吞和胞吐的过程也需要载体蛋白的参与
3．细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。下图是物质进出动物细胞时的两种运输方式的部分示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．图1所示方式形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解
B．图1和图2所示的物质运输方向与膜两侧的浓度差有关
C．图1和图2所示的过程体现了细胞膜具有流动性
D．细胞中消化酶的分泌是通过图2所示的运输方式实现的
4．如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是( )
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入小肠上皮细胞，以方式②离开小肠上皮细胞
D．口服维生素D通过方式⑤被吸收

一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．主动运输过程中载体蛋白会发生一定的变化，表现为

。
2．从主动运输的条件分析，与主动运输有直接关系的细胞器是 。
3．免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点是

。
三、综合检测反馈
1．图甲、图乙分别表示A、B两种物质跨膜运输的方式。据图分析，下列说法错误的是( )
A．图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式
B．图乙表示细胞通过主动运输的方式吸收物质B
C．图乙中物质B运输时转运蛋白构象发生改变
D．被动运输都不需要借助膜上的转运蛋白
2．溶酶体膜上的两种转运蛋白V-ATPase酶和H＋通道蛋白共同调节溶酶体的pH。溶酶体内的pH一般稳定在4.6左右，V-ATPase酶可利用ATP水解产生的能量，将细胞质基质(pH约为7.2)中的H＋运进溶酶体内。H＋通道蛋白的活性受溶酶体内H＋浓度调控。下列说法错误的是( )
A．参与V-ATPase酶合成、运输的具膜细胞器有线粒体、内质网和高尔基体
B．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输
C．抑制V-ATPase酶的功能会导致溶酶体内的pH降低
D．H＋通道蛋白功能缺失会影响溶酶体的降解能力
3．蓝光诱导气孔开放的原理主要是蓝光信号激活了保卫细胞细胞膜上的H＋-ATP酶，使K＋进入保卫细胞，保卫细胞渗透压升高后吸水，导致气孔(可吸收CO2用于光合作用)开放。下列叙述正确的是( )
A．呼吸抑制剂对H＋进出保卫细胞无影响
B．H＋-ATP酶用于运输H＋和催化ATP水解
C．用一定强度的蓝光照射30 s后，光合作用可利用的CO2减少
D．H＋-K＋协同转运蛋白转运K＋时不需要能量，属于协助扩散
4．执行调节型分泌途径的某些内分泌细胞会形成分泌小泡储存激素分子，这些分泌小泡成群地聚集在细胞膜附近，只有在外部信号的诱导下，细胞膜产生胞内信号后分泌小泡才会与膜融合，分泌激素分子。下列分析错误的是( )
A．分泌小泡膜与细胞膜主要由脂质和蛋白质组成
B．分泌小泡膜与细胞膜均具有一定的流动性
C．调节型分泌途径在一定程度上有利于激素分子集中释放
D．通过调节型分泌途径分泌激素分子的过程需要载体蛋白的参与
5．铁是人体内必不可少的微量元素，如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf­Fe3＋结合形式进入血液。Tf­Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。下列叙述错误的是( )
A．Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B．Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞
C．蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白
D．H＋进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
eq \a\vs4\al(聚焦·学案一)
[学案设计]
(一)1.低浓度 高浓度 2.(1)载体蛋白 一种或一类 空间结构 (2)能量 3.所需要的物质
(二)(1)提示：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。
(2)提示：图1所示物质的运输方式需要转运蛋白，受转运蛋白数量的限制，会出现饱和现象。
(3)提示：图2中当细胞外浓度低于细胞内浓度时，随时间的推移，细胞内浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，故该物质进入细胞的方式是主动运输。图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗能量，故应为主动运输。
(4)提示：
[迁移训练]
1．(1)× (2)√ (3)×
2．选C 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20～25倍，所以碘离子进入甲状腺滤泡上皮细胞，是逆浓度梯度进行跨膜运输，属于主动运输，因而需要载体蛋白的协助，A正确；甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子的方式为主动运输，需要消耗能量，因此血氧供应不足会影响甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子，B正确；人体的不同细胞膜上运输碘离子的载体蛋白含量不同，C错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子主要由线粒体提供能量，D正确。
3．选C 由图示分析①④过程是物质借助转运蛋白从高浓度一侧向低浓度一侧运输，不需要消耗能量，为协助扩散；②③过程是物质借助转运蛋白从低浓度一侧向高浓度一侧运输，需要消耗能量，为主动运输。C符合题意。
4．选D 由题图可知，方式a是自由扩散，方式b为主动运输或协助扩散，故方式a的运输不需要消耗能量，A错误。方式b若为主动运输，则需要消耗能量；若为协助扩散，则不需要消耗能量，B错误。方式a的运输不需要转运蛋白的协助，方式b的运输需要通道蛋白或载体蛋白的协助，C错误。方式b的运输方式为主动运输或协助扩散，最大转运速率可能与载体蛋白的数量有关，D正确。
5．选C 分析题图可知，①是质子泵，作为载体蛋白运输H＋至细胞外，A正确；该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H＋浓度的影响，B正确；若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，如果外界蔗糖溶液浓度较高，会导致该植物细胞发生质壁分离现象，但蔗糖经过“H＋­蔗糖载体”可以进入细胞，增加细胞液的浓度，所以该植物细胞会发生质壁分离后自动复原的现象，C错误；“H＋­蔗糖载体”能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞，则蔗糖进入细胞的方式属于主动运输，不是协助扩散，D正确。
eq \a\vs4\al(聚焦·学案二)
[学案设计]
(一)探究学习：(1)胞吞 胞吐 (2)a 会
(3)胞吞或胞吐是通过细胞膜内陷形成小囊或囊泡与细胞膜融合来实现的，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
(4)提示：不会。因为它还会通过胞吐等方式增大细胞膜的面积。
(5)提示：会，因为胞吐过程需要消耗能量，线粒体主要为生命活动提供能量。
认知生成：1.蛋白质 流动性 3.(1)转运蛋白 空间结构
选择透过性 (2)蛋白质 流动性
(二)[典例] 选B 图①中物质顺浓度梯度运输，且需要转运蛋白的参与，可推知图①为协助扩散；图②中物质顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白的参与，可推知图②为自由扩散；水分子可以通过图①和图②所示的方式运输，乙醇、苯等小分子脂溶性物质以图②所示的方式运输，A正确。图①为协助扩散，图②为自由扩散，二者均为被动运输，被动运输的运输速率受温度影响，B错误。图③中物质逆浓度梯度运输，需要转运蛋白参与，且需要消耗能量，因此可推知图③为主动运输，参与主动运输的转运蛋白是载体蛋白，主动运输的过程中载体蛋白的构象会发生变化且需要与转运物质结合，C正确。图④为胞吞、胞吐，胞吞和胞吐的过程需要膜蛋白参与，也需要消耗能量，依赖于膜的流动性，D正确。
[迁移训练]
1．(1)× (2)× (3)× (4)√
2．选D 变形虫的摄食过程属于胞吞，需要消耗能量，A正确；溶酶体是细胞的消化车间，变形虫的食物消化离不开溶酶体的作用，B正确；变形虫的摄食过程需要形成囊泡，离不开生物膜成分的更新和转移，C正确；胞吞和胞吐的过程不需要载体蛋白，D错误。
3．选B 图1(胞吞)过程中形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解，A正确；图1(胞吞)与图2(胞吐)所示的物质运输方向与膜两侧的浓度差无关，利用细胞膜的流动性，B错误；图1(胞吞)与图2(胞吐)过程的实现与生物膜的流动性有关，C正确；细胞中消化酶属于分泌蛋白，其分泌是通过图2(胞吐)所示的运输方式实现的，D正确。
4．选A 葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②(主动运输)的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤(胞吞)的方式进入细胞，以胞吐的方式离开细胞，C错误；维生素D属于脂质，具有脂溶性，进入细胞的方式为④(自由扩散)，D错误。
eq \a\vs4\al(随堂小结)
二、融通科学思维
1．离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状
2．线粒体和核糖体
3．能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量；需要膜上蛋白质的参与
三、综合检测反馈
1．选D 图甲中A物质在载体蛋白的协助下由高浓度一侧向低浓度一侧运输，不消耗能量，属于协助扩散，与葡萄糖进入红细胞的方式(协助扩散)相同，A正确。图乙中物质B的运输由低浓度一侧向高浓度一侧，并且需要载体蛋白的协助且消耗能量，属于主动运输；糖蛋白分布在细胞膜外表面，即上侧为细胞膜外侧，故物质B运输方向为从细胞外进入细胞，即表示细胞以主动运输的方式吸收物质B，此过程中转运蛋白的构象会发生改变，B、C正确。被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散的运输需要借助膜上的转运蛋白，D错误。
2．选C V­ATPase酶的本质是蛋白质，位于溶酶体膜上，而溶酶体起源于高尔基体，其合成过程类似于分泌蛋白，所以参与V­ATPase酶合成、运输的具膜细胞器有线粒体(提供能量)、内质网(是V­ATPase酶加工的场所)和高尔基体(形成溶酶体)，A正确；根据题干信息可知，H＋进入溶酶体是从低浓度一侧运输至高浓度一侧，且消耗ATP提供的能量，所以其运输方式是主动运输，B正确；抑制V­ATPase酶的功能导致其不能将细胞质基质中的H＋运入溶酶体，导致溶酶体内的pH升高，C错误；H＋通道蛋白是运输H＋的通道，如果功能缺失会影响溶酶体内的H＋浓度，从而影响其降解能力，D正确。
3．选B 结合题图可知，H＋运出保卫细胞为主动运输，呼吸抑制剂能降低呼吸作用强度，使ATP的生成速率降低，导致H＋­ATP酶运输的H＋减少，A错误；H＋­ATP酶既可以运输H＋，又可以催化ATP水解供能，B正确；图中显示，用一定强度的蓝光照射后，激活了保卫细胞细胞膜上的H＋­ATP酶，H＋以主动运输的方式运出细胞，形成膜两侧H＋浓度差，进而驱动了K＋进入保卫细胞，导致保卫细胞渗透压升高后吸水，使气孔开放，进而使进入到细胞的CO2增多，光合作用可利用的CO2增多，C错误；H＋­K＋协同转运蛋白转运K＋时需要消耗H＋在膜两侧的浓度差形成的电化学势能，属于主动运输，D错误。
4．选D 分泌小泡膜与细胞膜的成分相似，主要由脂质和蛋白质组成，A正确；分泌小泡膜与细胞膜均属于生物膜，具有一定的流动性，B正确；调节型分泌途径在一定程度上有利于激素分子集中释放，C正确；通过调节型分泌途径分泌激素分子的过程属于胞吐，不需要载体蛋白的参与，D错误。
5．选C 通过题图可知，Fe2＋从小肠上皮细胞进入组织液时，顺浓度梯度进行跨膜运输且需要蛋白1通道的参与，但不需要消耗能量，属于协助扩散，A正确；由题图可知细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用，Tf­Fe3＋与TfR结合后通过胞吞进入细胞，B正确；转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3＋的蛋白，不在细胞膜上，C错误；囊泡为酸性环境，H＋浓度高，由题图可知H＋进入囊泡是通过蛋白2逆浓度梯度进行的，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。
物质浓度
O2浓度
当能量供应充足时，P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限
当物质浓度足够高时，P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限
温度
运输方式
运输
方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
图示
举例
被动运输
自由扩散
顺浓度梯度
不需要
不消耗
小部分水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞
协助扩散
顺浓度梯度
需要
不消耗
人的红细胞吸收葡萄糖，水分子通过通道蛋白
主动运输
逆浓度梯度
需要载体蛋白
消耗
小肠上皮细胞吸收氨基酸等
胞吞
细胞外
↓
细胞内
不需要
消耗
变形虫摄取食物
胞吐
细胞内
↓
细胞外
不需要
消耗
分泌蛋白
的分泌