生物必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐教案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐教案，共12页。教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.概念
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输(如图所示)。
2.特点
(1)逆浓度梯度运输。
(2)需要能量。
(3)需要载体蛋白的协助。
3.实例
小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收，是通过主动运输进行的。
4.意义
通过主动运输来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)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)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
1.从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？
提示 线粒体(提供能量)，核糖体(载体蛋白的合成场所)。
2.植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土？
提示 松土可以增加土壤中O2含量，促进植物根的有氧呼吸，有利于植物吸收无机盐离子。
二、胞吞与胞吐
1.胞吞与胞吐
(1)过程
①胞吞：大分子物质eq \(―――――――→,\s\up7(与膜上蛋白质结合),\s\d5(细胞膜内陷、分离))囊泡→包裹大分子物质进入细胞内部。
②胞吐：大分子物质eq \(――→,\s\up7(细胞内))囊泡eq \(―――――→,\s\up7(与细胞膜融合))大分子物质排出细胞。
(2)特点：需消耗能量；需膜上蛋白质的参与；与细胞膜上磷脂双分子层的流动性有关；存在细胞膜的分离与融合现象。
(3)实例
①胞吞：变形虫吞噬单细胞生物等食物；人体白细胞吞噬细菌、异物等。
②胞吐：消化腺细胞分泌消化酶；免疫细胞分泌抗体；胰岛细胞分泌胰岛素等。
(4)意义：为多糖、蛋白质等生物大分子进出细胞提供了通道。
方法技巧 物质跨膜运输方式的判断方法
注：运输方向也可作为判断依据之一：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
2.细胞膜的选择透过性
(1)结构基础：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。
(2)存在形式：选择透过性是生物膜的功能特性，物理膜无此特性。
拓展提升 (1)只有活细胞的细胞膜才具有流动性和选择透过性。
(2)流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流动性总是存在的；选择透过性只有在完成物质的跨膜运输时才能体现出来。
(1)大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞( )
(2)需要消耗ATP的运输方式都是主动运输( )
(3)蛋白质通过主动运输方式分泌到细胞外( )
(4)性激素通过胞吐作用分泌到细胞外( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
关键点拨 有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。
(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。
(4)影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外，不要漏掉浓度差。
(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
(6)运输速率与能量供给无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。
1.下列物质出入细胞的方式中，必须依赖于细胞膜上载体蛋白才能完成的是( )
A.二氧化碳由骨骼肌细胞进入血液
B.氨基酸进入小肠上皮细胞
C.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶
D.甘油进入小肠上皮细胞
答案 B
解析 二氧化碳通过自由扩散由骨骼肌细胞进入血液，甘油也通过自由扩散进入小肠上皮细胞，二者都不需要细胞膜上载体蛋白的协助；氨基酸通过主动运输进入小肠上皮细胞，需要载体蛋白的协助；唾液淀粉酶通过胞吐从唾液腺细胞进入口腔，不需要细胞膜上载体蛋白协助。
2.甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图所示(两种圆圈的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是( )
A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C.甲进入细胞一定需要能量
D.甲运出细胞一定不需要能量
答案 A
解析 乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，需要载体蛋白的协助，A正确；乙物质运出细胞是顺浓度梯度，不一定需要载体蛋白的参与，B错误；甲物质进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量，C错误；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量，D错误。
3.(2018·河南南阳一中月考)下列过程中消耗能量的是( )
A.红细胞吸收葡萄糖
B.丽藻吸收K＋
C.氧气进入红细胞
D.脂肪酸进入小肠绒毛上皮细胞
答案 B
解析 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不消耗能量，A错误；丽藻吸收K＋的方式是主动运输，消耗能量，B正确；氧气进入红细胞的方式是自由扩散，不消耗能量，C错误；脂肪酸进入小肠绒毛上皮细胞的方式是自由扩散，不消耗能量，D错误。
4.(2019·南昌联考)下列有关胞吞和胞吐的叙述，错误的是( )
A.二者均依赖于细胞膜的流动性
B.胞吞要有内部供能才能完成
C.胞吐过程的同时会有细胞膜成分的更新
D.二者运输物质时需要载体蛋白的协助
答案 D
解析 胞吞和胞吐均依赖于细胞膜的流动性，A正确；胞吞要有内部供能才能完成，B正确；胞吐过程中囊泡与细胞膜融合，细胞膜成分得到更新，C正确；通过胞吞和胞吐方式运输物质时不需要载体蛋白协助，D错误。
5.(2018·湖北宜昌一中期末)如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述正确的是( )
A.a与b过程均以膜的选择透过性为基础
B.a过程不需要载体蛋白协助
C.b过程不需要细胞供能
D.b是细胞排泄所有废物的基本方式
答案 B
解析 细胞对大分子物质的胞吞或胞吐都离不开囊泡的形成，这都依赖于膜的流动性，A错误；胞吞不需要载体蛋白协助，B正确；胞吐和胞吞都需要消耗能量，C错误；细胞内的代谢废物，如二氧化碳、尿素等，这些小分子物质的排出方式不是胞吐，D错误。
6.如图所示为物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，代表能量，请据图回答下列问题：
(1)①表示________________，②表示______________，③表示__________________。
(2)K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过②方式进入红细胞的是____________________。
(3)与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助______________________，该物质是在细胞内的_________________上合成的。与③相比，②方式的不同之处是________________。
(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，______(填序号)方式将会受到较大影响。
答案 (1)自由扩散(或简单扩散) 主动运输 协助扩散(或易化扩散) (2)K＋ (3)转运蛋白 核糖体 需要消耗能量 (4)②
题组一 主动运输
1.如图表示物质P和Q跨膜运出细胞的过程，下列叙述正确的是( )
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q运出细胞都需要载体蛋白
D.物质P和Q运出细胞不是都消耗能量
答案 D
解析 物质P从细胞内低浓度一侧向细胞外高浓度一侧运输，为主动运输，所以P一定不是氧气，A错误；物质Q从细胞内高浓度一侧向细胞外低浓度一侧运输，为自由扩散或协助扩散，可能为水分子、二氧化碳、甘油等小分子，B错误；主动运输需要载体蛋白，协助扩散需要转运蛋白，自由扩散不需要，C错误；物质P运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而物质Q运出细胞是顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，D正确。
2.图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外相对浓度的差异。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.Na＋ B.CO2 C.胰岛素 D.K＋
答案 D
解析 由图乙可看出该物质是通过主动运输的方式进入细胞的，图甲中的四种物质中只有K＋是通过主动运输进入细胞的。
3.动物细胞的细胞质基质pH约为7.2，溶酶体中pH约为5。下列关于细胞质基质中的H＋进入溶酶体的叙述错误的是( )
A.H＋经渗透作用进入溶酶体
B.H＋的转运需载体蛋白
C.H＋的转运需消耗能量
D.该过程体现了膜的选择透过性
答案 A
解析 细胞质基质中的H＋浓度低于溶酶体，因此细胞质基质中的H＋进入溶酶体的方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，同时需要消耗能量，A错误，B、C正确；载体蛋白具有特异性，因此H＋进入溶酶体的过程能体现膜的选择透过性，D正确。
4.如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质被吸收时跨膜速率的关系，据图分析，下列说法正确的是( )
A.该物质进入细胞的方式是自由扩散
B.该物质通过膜时必须与转运蛋白结合
C.该物质可能是水或甘油
D.该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动
答案 B
解析 由题图可知，一定范围内，该物质的跨膜速率随膜外该物质浓度的增加而增加，之后跨膜速率不再随膜外物质浓度增加而增加，说明该物质的跨膜运输与膜上的载体蛋白有关，因此该物质的跨膜运输方式应为协助扩散或主动运输。
5.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是( )
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
答案 C
解析 由题意知，离子泵参与的跨膜运输方式属于主动运输，需要载体蛋白协助，也需要消耗能量，是逆浓度梯度进行的，A、B错误；动物一氧化碳中毒会影响血液中氧气的运输，进而影响有氧呼吸产生能量，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；蛋白质变性剂可使离子泵变性失活，会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。
6.将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定幼根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
下列分析正确的是( )
A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗能量
D.与空气相比，氮气环境更有利于该植物幼根对该离子的吸收
答案 A
解析 由培养条件为空气和氮气且温度为17 ℃的两组实验可知，空气环境即有氧条件有利于植物幼根对该矿质元素离子的吸收，氮气环境不利于吸收，A项正确、D项错误；由培养条件为17 ℃和3 ℃且培养瓶中气体都为空气的两组实验可知，植物幼根对该矿质元素离子的吸收与温度有关，B项错误；氮气环境中植物幼根细胞仍通过主动运输方式吸收该矿质元素离子，因此仍需消耗能量，C项错误。
题组二 胞吞与胞吐
7.吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识正确的是( )
A.消耗能量，体现了细胞膜的流动性和选择透过性
B.消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能
C.不消耗能量，吞噬的动力来源于膜的流动性
D.不消耗能量，吞噬过程的实质是病原菌的入侵
答案 B
解析 吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，这一过程属于胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。
8.神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞的外部环境中，这属于( )
A.主动运输 B.协助扩散
C.胞吐 D.胞吞
答案 C
解析 由题干可知，含有传递分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合后，将传递分子释放到神经细胞外，这属于胞吐。
9.(2018·河北邢台期末)李斯特氏菌是一种胞内寄生细菌，会在人类的细胞之间快速传递，使人患脑膜炎。其原因是该菌细胞内的一种InIC蛋白可通过阻碍人类细胞中的Tuba蛋白的活性，使细胞膜更易变形而有利于细菌的转移。下列相关叙述正确的是( )
A.该菌与人类细胞在结构上相似，所以能够快速地转移
B.该菌使人类细胞易发生变形，说明细胞膜具有选择透过性
C.Tuba蛋白和InIC蛋白的合成均需要内质网和高尔基体加工
D.该菌进入人类细胞的方式是胞吞，需要消耗细胞代谢产生的能量
答案 D
解析 该细菌属于原核细胞，人类细胞属于真核细胞，两者结构上差异较大，A错误；该菌使人类细胞易发生变形，说明细胞膜具有一定的流动性，B错误；InIC蛋白的合成发生在该细菌的核糖体上，细菌体内没有内质网和高尔基体，C错误；该菌进入细胞的方式为胞吞，需要消耗能量，D正确。
10.(2018·武汉期末)食醋中的醋酸是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖则是不能通过生物膜的物质，但用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜腌成糖醋蒜，其原因是( )
A.醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中
B.醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面
C.醋酸能杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性
D.腌制时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞
答案 C
解析 醋酸能破坏细胞膜上的蛋白质分子，进而杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性，这样醋酸和蔗糖就能进入细胞，将新鲜的大蒜腌成糖醋蒜。
11.(2018·河北定州二中月考)如图表示物质进入细胞的四种方式，下列有关说法错误的是( )
A.温度只影响图中②和③过程的速率
B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体
C.小肠绒毛上皮细胞吸收乙醇的方式是①
D.K＋进入细胞的方式是③
答案 A
解析 图中的①②③④过程分别表示自由扩散、协助扩散、主动运输以及胞吞。温度影响细胞膜的流动性和蛋白质的活性，因此对①②③④过程均有影响，A错误；乙醇进入小肠绒毛上皮细胞的方式为①自由扩散，K＋进入细胞的方式为③主动运输，吞噬细胞通过④胞吞过程吞噬病原体，B、C、D正确。
12.(2019·黑龙江鹤岗一中高一上期末)如图表示物质进出细胞方式的有关图像或曲线，下列相关叙述不正确的是( )
A.图甲与图丙所代表的跨膜运输方式相同
B.图丁能代表红细胞吸收葡萄糖的方式
C.消化酶的释放方式与图戊代表的运输方式相同
D.环境中氧浓度变化对图示所代表的所有运输方式均有影响
答案 D
解析 分析题图可知，图甲和图丙所代表的跨膜运输方式均为自由扩散，A正确；图丁可表示协助扩散，红细胞通过协助扩散的方式吸收葡萄糖，B正确；消化酶的释放方式为胞吐，与图戊代表的运输方式相同，C正确；图甲和图丙均表示自由扩散，图丁可表示协助扩散，三者跨膜运输速率不受氧浓度变化的影响，D错误。
13.(2018·海南，6)将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SOeq \\al(2－,4)的含量下降，下列叙述不合理的是( )
A.Mg2＋通过自由扩散进入根细胞
B.MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C.根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成
D.降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收
答案 A
解析 Mg2＋通过主动运输的方式进入根细胞，A错误。
14.(2018·四川成都石室中学月考)如图为细胞膜分子结构示意图及有关物质跨膜进出细胞的方式，据图回答下列问题：
(1)很多研究成果均支持“脂溶性物质易透过生物膜，非脂溶性物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有____________。细胞内不同的生物膜均具有图示结构，但执行的具体功能却有很大的区别，其原因是图中__________(填字母)不同。图中A的性质最终是由____________决定的。
(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐浓度过高时就要及时将多余的盐排出体外，若经研究鲨鱼体内多余的盐是经c途径排出的，那么其跨膜运输的方式是___________________________。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B________________________。
答案 (1)脂质分子 A 遗传物质 (2)协助扩散(或易化扩散) (3)具有一定的流动性
解析 (1)根据相似相溶的原理，推测细胞膜的主要成分中有脂质分子；不同生物膜功能不同与膜上的蛋白质(即A)有关，蛋白质的合成受遗传物质的控制。(2)鲨鱼体内多余的盐是经c途径排出的，由图可知，该过程由高浓度一侧向低浓度一侧运输，不需要消耗能量，运输方式是协助扩散或易化扩散。(3)磷脂双分子层的厚度发生变化是由磷脂分子的运动引起的，这说明细胞膜具有一定的流动性。
15.(2019·开封高一上学期期中)图甲是物质A通过细胞膜的示意图，图乙是两种物质运输方式的变化曲线，请回答下列问题：
(1)物质A跨膜运输的方式是____________，判断理由是____________________________，其运输方式也可用图乙中的曲线______(填序号)表示。如果物质A释放到细胞外，则运输方向是________(填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)。
(2)图甲中细胞膜的模型被称为________________，科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。
(3)图乙中曲线②Q点之后，影响物质运输速率的因素可能有__________________。
答案 (1)主动运输 需要载体蛋白的协助，且逆浓度梯度运输 ② Ⅱ→Ⅰ (2)流动镶嵌模型 (3)载体蛋白数量和能量
解析 (1)物质A的跨膜运输能逆浓度梯度进行，且需要载体蛋白的协助，故运输方式是主动运输，题图乙中曲线②反映出物质进入细胞可以逆浓度梯度进行，说明其表示的物质运输方式与A相同。Ⅰ侧含有糖蛋白，代表膜外，如果物质A释放到细胞外，则运输方向是Ⅱ→Ⅰ。
(2)图甲中细胞膜的模型被称为流动镶嵌模型。
(3)图乙中曲线②表示主动运输，Q点之后影响物质运输速率的因素可能有载体蛋白数量和能量。
16.大量实验结果表明，葡萄糖通过红细胞膜与通过单纯磷脂膜的速率，随着膜两侧葡萄糖浓度差增高而变化的特点不同(如图所示)。请据图回答下列问题：
(1)反映葡萄糖通过红细胞膜特性的曲线是________________________________________，
与单纯磷脂膜相比，它的特点是无论膜两侧葡萄糖浓度高于或低于c，其允许葡萄糖通过的速率总是____________________________________________________________________。
(2)红细胞膜的化学成分中，除磷脂外，含量最多的是______________。上述特点的出现与这种成分有关，推测该成分为葡萄糖通过膜提供了特殊途径，使跨膜速率______________。
答案 (1)A 大于葡萄糖通过单纯磷脂膜的速率 (2)蛋白质 显著加快
解析 (1)葡萄糖通过红细胞膜需要载体蛋白的协助，在一定范围内，随着膜两侧葡萄糖浓度差的增加，运输速率提高，但当载体蛋白饱和后，运输速率不再增加，故可推测反映葡萄糖通过红细胞膜特性的曲线是A；与单纯磷脂膜相比，红细胞膜上有载体蛋白，运输速率快，总是大于葡萄糖通过单纯磷脂膜的速率。(2)红细胞膜的化学成分中，除磷脂外，含量最多的是蛋白质；通过比较两种膜的结构可推测蛋白质可以作为物质跨膜运输过程中的载体，提高运输速率。培养瓶中气体
温度(℃)
离子相对吸收量(%)
空气
17
100
氮气
17
10
空气
3
28