1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第2节主动运输与胞吞、胞吐一、主动运输1.特点:(1)方向:逆浓度梯度。(2)条件:载体蛋白的协助。消耗能量。2.影响因素:能量和载体蛋白数量。3.实例:离子、氨基酸、葡萄糖等逆浓度通过细胞膜。4.意义:通过主动运输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活的需要。 载体蛋白具有特异性,被转运的物质与载体蛋白的特定部位结合,空间结构发生改变然后再恢复原状。二、胞吞、胞吐1.过程:(1)胞吞:大分子与膜上的蛋白质结合细胞膜内陷形成小囊小囊从
2、细胞膜上分离下来,形成囊泡进入细胞内部。(2)胞吐:大分子先包裹在细胞内形成的囊泡中囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合大分子排出细胞。2.实例:(1)胞吞:吞噬细胞吞噬病原体、变形虫摄取食物。(2)胞吐:分泌蛋白的分泌。 胞吞、胞吐需要能量,主要体现了细胞膜具有流动性。三、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:依赖细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。2.胞吞和胞吐:需要膜上蛋白质的参与,更离不开磷脂双分子层的流动性。物质进行跨膜运输的方式与分子的大小等性质有关,某同学得出了以下几个关于物质跨膜运输的结论:植物细胞通过主
3、动运输吸收不同矿质离子的速率不同。大分子蛋白质等物质可以通过胞吞的方式进入细胞。被动运输不需要转运蛋白的参与,也不消耗能量。胞吞、胞吐过程与细胞膜上磷脂分子的流动性有关,与蛋白质无关。主动运输是逆浓度运输,既消耗能量又需要载体蛋白的协助。你的判断:正确的结论有主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供,随着氧气浓度的增加有氧呼吸的速率增大。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给作物松土的目的是什么。提示:松土可增加土壤中O2含量,促进有氧呼吸,释放更多的能量,有利于植物主动吸收各种无机盐离子。 P69 问题探讨问题:甲状腺滤泡上皮细胞内的碘离子浓度比血液中的高2025倍,分
4、析碘离子进入甲状腺细胞的方式?提示:主动运输。学习任务一:自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吞、胞吐请结合物质进出细胞方式的模型进行探究: (科学思维比较与归纳)物质进出细胞方式的比较:方式方向转运蛋白能量自由扩散顺浓度不需要不需要协助扩散顺浓度需要不需要主动运输逆浓度需要需要胞吞、胞吐-需要探讨:如果某细胞中的线粒体受损,哪些进出细胞的方式受到影响?说明你的理由。提示:主动运输、胞吞、胞吐,因为主动运输和胞吞、胞吐需要线粒体提供能量。【易错陷阱】胞吞和胞吐的两个误区(1)误认为能进行胞吞、胞吐的一定是大分子。能进行胞吞和胞吐运输方式的物质并不一定是大分子,特例是小分子神经递质。(2)误认为所有
5、大分子都通过胞吞、胞吐进行跨膜运输。大分子通过核孔进出细胞核属于细胞核与细胞质之间的物质运输,而胞吞、胞吐属于细胞与外界进行的物质运输。(2020江苏高考)如图表示物质进、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+主要以方式运出小肠上皮细胞C.多肽以方式进入细胞,以方式离开细胞D.口服维生素D通过方式被吸收【思维流程】【解析】选A。本题主要考查了物质跨膜运输的几种方式。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+主要以主动运输的方式运出小肠上皮细胞,B错误;多肽以胞吞的方式进入细胞,以胞吐
6、方式离开细胞,C错误;维生素D属于固醇类,进入细胞的方式为自由扩散,D错误。【素养迁移】(1)如果使用ATP(为各种生命活动直接提供能量)合成抑制剂,会影响图示中哪些物质进入小肠上皮细胞?提示:葡萄糖和K+。(2)图中的物质进出细胞的方式和主要影响因素分别是什么?提示:自由扩散,主要影响因素是细胞内外的物质浓度差。【题后反思】常见物质进出细胞的方式(1)水:大部分以协助扩散方式进出细胞,少部分以自由扩散方式进出细胞。(2)CO2、O2等气体和甘油、乙醇、维生素D等脂溶性物质以自由扩散的方式进出细胞。(3)葡萄糖、氨基酸等小分子有机物和K+、Na+等离子绝大多数以主动运输的方式进出细胞,少数以协
7、助扩散的方式进出细胞。(4)蛋白质等大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐。【典题加练】 1.甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图所示(颗粒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【解析】选A。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;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;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;甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输,一定消耗能量。2.下图为植物光合作用
8、同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是()A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输B.单糖一定是逆浓度梯度转运至薄壁细胞C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞【解析】选A。蔗糖在筛管细胞中被蔗糖水解酶水解,从而使筛管细胞中的蔗糖浓度小于伴胞,伴胞中的蔗糖就可以通过胞间连丝顺浓度梯度流入筛管中,A正确;由题中信息可知,蔗糖在筛管细胞中水解为单糖,所以筛管细胞中的单糖浓度大于薄壁细胞,所以单糖顺浓度梯度转运至薄壁细胞,B错误;蔗糖是顺浓度梯度通过胞间连丝进入筛管的,该过程不需要消耗能量,所以ATP生成抑制剂不会直接抑制题中蔗糖
9、的运输,C错误;蔗糖水解产生的单糖通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D错误。3.物质进出细胞的方式有被动运输、主动运输和膜泡运输(胞吞和胞吐)。下列有关物质进出细胞方式的判断,正确的是()A.依据是否消耗能量,只要运输过程中耗能就是主动运输B.依据物质浓度梯度,顺浓度梯度的运输一定是自由扩散C.依据是否需要载体蛋白,需要载体蛋白的运输就是协助扩散D.依据是否形成囊泡,利用囊泡的运输就是胞吞或胞吐【解析】选D。物质进出细胞的方式中主动运输、胞吞和胞吐均消耗能量;顺浓度梯度的运输有自由扩散和协助扩散;需要载体蛋白的运输有协助扩散和主动运输;胞吞和胞吐依赖于囊泡运输。学习任务二:影响物质运输速率的因素
10、水体富营养化是指水体中N、P等含量过多而引起的水质污染现象。科研人员为开展大蒜治理水体富营养化的研究,配制了不同浓度的KH2PO4的溶液,将大蒜根系分别置入上述不同浓度的溶液中,一段时间后测定得出在0.01 mmol/L的KH2PO4溶液中吸收磷的速率为0.02 mmolL-1h-1。大蒜根细胞中KH2PO4溶液浓度是0.04 mmol/L0.12 mmol/L。思考:大蒜根系吸收磷的运输方式是什么?为什么?提示:主动运输。因为在0.01 mmol/L的KH2PO4溶液中,吸收磷为逆浓度运输。 (科学思维模型与建模)1.被转运物质的浓度:模型解读:(1)被转运物质的浓度主要影响自由扩散和协助扩
11、散。自由扩散中,被转运物质的浓度越大,运输速率越大。(2)协助扩散或主动运输中,当被转运物质的浓度较小时,随被转运物质的浓度的增大,运输速率也逐渐增大;被转运物质的浓度达到一定程度后,运输速率不再继续增大,原因是受转运蛋白数量的限制。探讨:在1.00 mmol/L的KH2PO4溶液中,影响大蒜根系吸收磷元素速率的因素可能有哪些?提示:载体蛋白的数量和能量。2.能量:模型解读:编号方式分析甲自由扩散、协助扩散自由扩散和协助扩散不消耗能量乙主动运输OA随着能量增加,运输速率增加,A点以后影响因素是载体蛋白的数量探讨:细胞中的能量主要来源于细胞的有氧呼吸,氧气浓度会影响有氧呼吸的速率。请在下面的坐标
12、系中画出主动运输速率与O2浓度关系的曲线。提示:3.温度会影响自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吐、胞吐的运输速率:【易错陷阱】细胞膜的结构与物质进出细胞方式关系(1)胞吞、胞吐依赖细胞膜上的蛋白质,但是这种蛋白质不是转运蛋白。(2)细胞膜的流动性会影响胞吞、胞吐,也会影响自由扩散、协助扩散和主动运输。如图表示营养液中K+浓度及溶氧量对小麦根系细胞K+吸收速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是()A.曲线ab段的形成是由于细胞膜上载体蛋白数量未达到饱和且能量充足B.曲线cd段的形成是由于细胞内K+过多,细胞大量排出C.e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K+D.曲线bc、fg段的
13、形成一定是由于细胞膜上载体蛋白数量有限【思维流程】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选A。由图可以看出ab段K+的吸收速率随营养液中K+浓度的升高而增加,因此ab段的影响因素是营养液中K+的浓度,且此时载体蛋白数量未达到饱和、能量充足,故A项正确;cd段形成的原因是cd段营养液浓度过高,细胞失水,代谢减弱而导致产能减少,因此细胞吸收K+速率减慢,故B项错误;e点表示营养液中不含有氧气,细胞可以通过无氧呼吸为K+的吸收供能,不能证明K+的吸收方式为自由扩散,故C项错误;bc段K+的吸收速率不再随着K+浓度而变化,因此影响bc段的原因可能是细胞膜上的载体蛋白数量,也可能是细胞内能量的多少;fg
14、段K+的吸收速率不随着氧气含量而变化,说明吸收速率不随着供能多少而变化,因此影响fg段K+吸收速率的因素可能是载体蛋白数量和K+浓度,故D项错误。【题后反思】根据曲线判断影响物质运输的因素(1)随横坐标的增加,物质吸收速率增加,则影响因素为横坐标。(2)随横坐标的增加,物质吸收速率不变,则影响因素为横坐标之外的因素。【典题加练】1.丽藻细胞液中K+浓度比它们生活的池水高1 065倍,而生活在同一片水域的轮藻仅高63倍。对两种藻类细胞积累K+的相关叙述,不正确的是()A.吸收K+的过程都需要载体蛋白的协助B.K+的积累保证了细胞正常生命活动的需要C.K+积累量的差异取决于细胞内外K+浓度差D.吸
15、收K+的过程中需要的能量可以由细胞内的线粒体提供【解析】选C。这两种藻类吸收K+的方式都是主动运输,都需要载体蛋白的协助,A正确。K+对于维持细胞内液的渗透压至关重要,其积累保证了细胞正常生命活动的需要,B正确;这两种藻类K+积累量的差异取决于它们遗传基础的差异,C错误;这两种藻类吸收K+的方式都是主动运输,能量主要由有氧呼吸提供,有氧呼吸的主要场所在线粒体,D正确。2.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错误的是()A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B.a要有内部供能才可能完成C.b在细胞分泌的同时导致膜成分的更新D.通过b方式排出的一定是液体【解析】
16、选D。a是胞吞过程,b是胞吐过程,胞吞和胞吐都伴随着细胞膜的变化和囊泡的形成,以膜的流动性为基础才可能发生,A正确;a是胞吞过程,需要细胞膜表面的糖蛋白的识别作用,胞吞是耗能过程,需要细胞内部提供能量,B正确;b是胞吐过程,该过程通过囊泡的形成及囊泡与细胞膜的融合来实现,因此存在膜成分的更新,C正确;b是胞吐过程,细胞分泌大分子物质的方式。它是通过分泌泡或其他膜泡与质膜融合而将膜泡内的物质运出细胞的过程,是细胞内大分子物质运输的方式,细胞通过胞吐向外分泌物质,比如胰腺细胞分泌酶原颗粒(蛋白质)就是一种胞吐,D错误。1.(水平1概念检测)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,物质进出细胞的方式与细胞
17、膜的结构和成分有关,下列有关物质跨膜运输方式的叙述,合理的是_。参与跨膜运输的转运蛋白都是相同的。大分子进入细胞依赖细胞膜的流动性。葡萄糖通过细胞膜的方式可能是协助扩散。主动运输是逆浓度运输,需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内,并且要消耗能量。【解析】选。转运蛋白具有专一性,不同的物质跨膜运输所需要的转运蛋白不同,错误;大分子物质进入细胞依靠胞吞,要依赖膜的流动性,正确;葡萄糖进入细胞的方式可能是主动运输,也可能是协助扩散(如葡萄糖进入红细胞),正确;主动运输是逆浓度运输,需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助,正确;大分子有机物需要与细胞膜上的蛋白
18、质结合,但是该蛋白质不是转运蛋白,需要消耗能量,错误。2.(水平1)不同的物质进出细胞的方式不同,下列物质进出细胞的过程属于主动运输的是()A.动物肺泡细胞释放CO2B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁C.苯分子进入人的皮肤细胞D.丽藻细胞吸收S的过程【解析】选D。动物肺泡细胞释放CO2的方式是自由扩散,A错误;植物细胞壁是全透性的,蔗糖不以主动运输的方式通过细胞壁,B错误;苯是脂溶性物质,苯分子通过自由扩散进入人的皮肤细胞,C错误;植物细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输,D正确。3.小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖,却难吸收木糖(一种单糖),原因是()A.木糖的相对分子质量太大B.细胞膜上无木糖的载体蛋
19、白C.细胞膜中磷脂排列紧密D.膜外木糖的浓度太低【解析】选B。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输,需要载体蛋白协助,还需要消耗能量。但是很难吸收木糖,是因为细胞膜上没有协助木糖跨膜运输的载体蛋白,A错误;小肠绒毛上皮细胞通过主动运输吸收葡萄糖,因为细胞膜上有葡萄糖载体,难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,说明细胞膜上无木糖载体,B正确;细胞膜的磷脂分子排列紧密是细胞膜的结构特点,不是难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖的原因,C错误;细胞膜可以通过主动运输逆浓度梯度吸收所需要的物质,D错误。4.(水平1)人肝细胞合成的糖原储存在细胞内,合成的脂肪不储存在细胞内,而是以VLDL(脂肪与蛋白质复
20、合物)形式分泌到细胞外。VLDL排出细胞的方式最可能为()A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.胞吐【解析】选D。根据题意,VLDL是脂肪与蛋白质复合物,是大分子物质,所以最可能通过胞吐的方式排出细胞,D正确,A、B、C错误。5.(水平2)受体介导的胞吞作用主要用于摄取特殊大分子物质,其过程如图所示,下列说法错误的是()A.网格蛋白参与细胞膜的内陷运动B.该过程需要细胞识别,不消耗能量C.囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层D.该过程体现了细胞膜的流动性【解析】选B。据题图分析,网格蛋白识别转运的特殊大分子,参与胞吞过程,即细胞膜的内陷运动,A正确;该过程为胞吞,需要消耗能量,B错误;囊泡是细胞膜
21、内陷形成的,具有磷脂双分子层,C正确;胞吞过程能体现细胞膜的流动性,D正确。6.(水平1、2)如图表示物质跨膜运输的几种方式,请据图回答:(请在内填入图中的序号或字母)(1)细胞膜的基本支架是_。组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的,而是处于_状态的。(2)如果甲图代表小肠上皮细胞的细胞膜,则葡萄糖和甘油出入此细胞膜的方式依次是_、_。前者运输方式的特点是_。(3)人们设计出一种膜结构,这种膜结构能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,以降低污水中的有毒重金属离子对水的污染,这是模拟生物膜的_性。【解析】(1)流动镶嵌模型中的基本支架是磷脂双分子层,具有流动性,而且构成膜的蛋白质分子大都是运动的
22、。(2)甲图中依次表示的跨膜运输方式为自由扩散、主动运输、协助扩散。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,脂溶性的甘油通过自由扩散的方式进出细胞,两种跨膜方式的条件不同。(3)让水分子通过而有毒重金属离子不能通过,体现了膜的选择透过性。答案:(1)A磷脂双分子层流动(运动)(2)主动运输自由扩散需要载体蛋白和能量,且主动运输的方向可以从低浓度向高浓度运输(3)选择透过【能力挑战题组】1.某物质的跨膜运输速率的变化如图所示,下列叙述错误的是()A.该物质不可能是甘油B.该物质可能是无机盐离子C.提高氧气浓度,BC段可能上升D.限制BC段的因素一定是转运蛋白的数量【解析】选D。甘油进入细胞属于自
23、由扩散,故该物质不可能是甘油,A正确;无机盐离子进入细胞一般是主动运输,故该物质可能是无机盐离子,B正确;图中显示随着物质浓度的增加,物质运输速率先增加后稳定,说明是协助扩散或者主动运输,B点受转运蛋白的数量或者能量的限制,故提高氧气浓度,BC段可能上升,C正确;限制BC段的因素是转运蛋白的数量或者能量,D错误。2.图甲表示物质出入细胞的示意图,图乙中曲线M、N分别代表物质进入细胞的两种方式。请回答有关问题(内填字母):(1)图甲中细胞膜的外表面含有_,与细胞表面的_有密切关系。(2)图甲中B结构是_,在a、b、c、d、e中,属于主动运输的有_。(3)图乙中曲线M代表的跨膜运输方式为_;曲线N
24、代表的跨膜运输方式为_,在Q点时刻以后,某物质在细胞内浓度不再增加,限制因素是_或_。【解析】(1)图甲中细胞膜的外表面含有D糖蛋白,与细胞表面的识别有密切关系。(2)图甲中A表示蛋白质,其种类和数量决定了细胞膜的功能复杂程度;B表示磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本支架;在a、b、c、d、e中,属于主动运输的有b、e,需要载体,消耗能量。(3)图乙中曲线M代表的跨膜运输速率只与细胞外浓度有关,属于自由扩散;而N开始时从低浓度到高浓度且有限制因素,属于主动运输,限制因素应是能量供应或载体的数量。答案:(1)D糖蛋白(或糖被)识别(2)磷脂双分子层b、e(3)自由扩散主动运输载体蛋白数量能量供应蛙
25、的防御措施蛙类分泌的毒性肽的分子量达0.52 kDa,都属于大分子分泌物,均不易被上皮细胞吸收。那它们是如何进入捕食者血液中的呢? 体外实验利用100 uM毒性肽培养上皮细胞未发现细胞裂解;而当抗菌肽与毒性肽一起培养上皮细胞时,发现细胞中乳酸脱氢酶在5分钟内大量溢出;当单独使用抗菌肽时,也产生了相似的乳酸脱氢酶溢出水平。以上实验表明,抗菌肽可以破坏细胞,使细胞彼此断裂游离,造成上皮细胞层穿孔,实验结果如图。因此,毒性肽就能更快地进入捕食者血液。而体内实验也有相同的发现:有抗菌肽辅助时,10分钟毒性肽的吸收量就已经达到了引起捕食者不良反应的剂量。(1)毒性肽是由蛙细胞的_(细胞器)合成,通过_方
26、式分泌出来。(2)蛙类的毒性肽是如何快速进入捕食者血液,从而为蛙类赢得逃脱的可能?_ _。 (3)抗菌肽是天然的杀菌物质,已广泛应用于药品的研发。本文的研究启示我们,在研究抗菌肽的医药价值时,还应充分考虑哪些问题? _。【解析】(1)毒性肽属于生物大分子的分泌蛋白,蛋白质的合成场所是核糖体,分泌方式是胞吐。(2)蛙类的毒性肽能借助抗菌肽快速地进入捕食者的血液,抗菌肽为毒性肽渗入打破上皮细胞层屏障,从而帮助蛙类逃脱捕食者的捕食。(3)抗菌肽具有较强的杀菌作用,但在临床应用时还要充分考虑其对上皮组织的破坏作用。答案:(1)核糖体(核糖体和内质网)胞吐(2)抗菌肽为毒性肽渗入打破上皮细胞层屏障(3)
27、应充分考虑其对上皮组织的破坏作用(合理即可)【拓展阅读】LDL与人的健康LDL是一种低密度脂蛋白,进入细胞后会被水解,释放出胆固醇和脂肪酸,一旦体内的胆固醇过多就会导致细胞功能障碍发生疾病,最严重的就是导致血管内皮细胞受损,从而发生动脉粥样硬化,这是造成心脑血管病的最主要原因之一。 如图是胆固醇进入细胞的方式:探究:(1)上述LDL进入细胞的方式是什么?判断依据是什么? 提示:胞吞。LDL是一种低密度脂蛋白,属于大分子物质,进入细胞的方式是胞吞。(2)细胞膜上受体的化学本质是什么?受体的存在体现了细胞膜的什么功能?提示:蛋白质。体现了细胞膜进行细胞间的信息交流的功能。(3)结合上述材料内容分析如何预防胆固醇过高。提示:形成健康的饮食习惯,减少胆固醇的摄入;适当进行运动锻炼,增强代谢能力。关闭Word文档返回原板块
