2024-2025學(xué)年高一生物學(xué)必修1（人教版）上課課件 第4章- 第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐

第節(jié)2主動運輸與胞吞、胞吐第4章高中生物學(xué)必修11.闡明主動運輸?shù)倪^程、特點和意義。2.舉例說明胞吞和胞吐的過程。3.利用細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型解釋各種物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?。學(xué)習(xí)目標(biāo)重點1.物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的三種方式。2.主動運輸?shù)奶攸c和意義。難點1.主動運輸。2.區(qū)分主動運輸和被動運輸。重點難點一被動運輸自由擴(kuò)散是指物質(zhì)通過簡單的[1]

進(jìn)出細(xì)胞，[2]

（填“順”或“逆”）濃度梯度，[3]

（填“需要”或“不需要”）載體蛋白，[4]

（填“消耗”或“不消耗”）能量。協(xié)助擴(kuò)散是指進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助[5]

的擴(kuò)散，[6]

（填“順”或“逆”）濃度梯度，[7]

（填“需要”或“不需要”）轉(zhuǎn)運蛋白，[8]

（填“消耗”或“不消耗”）能量。二主動運輸主動運輸是指物質(zhì)從[9]

一側(cè)運輸?shù)絒10]

一側(cè)，需要[11]

的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的[12]

。大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞可以通過[13]

進(jìn)行，轉(zhuǎn)運出細(xì)胞可以通過[14]

進(jìn)行。

課前預(yù)習(xí)擴(kuò)散作用順不需要不消耗轉(zhuǎn)運蛋白順需要不消耗低濃度高濃度載體蛋白能量胞吞胞吐判斷題1.消耗能量的運輸方式只有主動運輸（）2.同一種物質(zhì)進(jìn)出不同細(xì)胞時，運輸方式可能不同（）3.影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的因素相同（）4.分泌蛋白主要以胞吐的方式排出細(xì)胞外（）5.協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸需要細(xì)胞膜上的同一種載體蛋白（） 6.較大的分子，如葡萄糖等，只有通過主動運輸才能進(jìn)入細(xì)胞（） √√××√×主動運輸特點一般為逆濃度梯度運輸，需要消耗能量，載體蛋白參與，具有選擇性?！咎貏e提示】主動運輸也可以順濃度梯度進(jìn)行，比協(xié)助擴(kuò)散快得多。主動運輸?shù)膱D解（如右圖）

內(nèi)容精解一

主動運輸意義主動運輸能夠保證活細(xì)胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)，對完成各項生命活動有重要意義。實例小腸絨毛上皮細(xì)胞對K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收以及植物根對無機鹽的吸收。 例1

難度★★★典型★★☆鈉—鉀泵位于動物細(xì)胞的細(xì)胞膜上，鈉—鉀泵通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致其與Na+

、K+

的親和力發(fā)生變化（如下圖所示）。鈉—鉀泵還具有ATP水解酶的活性。下列有關(guān)分析錯誤的是（）鈉—鉀泵既能協(xié)助Na+

、K+

跨膜運輸，又能催化ATP水解B.鈉—鉀泵的磷酸化導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，Na+

被排出細(xì)胞C.鈉—鉀泵的去磷酸化過程為K+

運入細(xì)胞提供能量D.鈉—鉀泵有利于維持細(xì)胞內(nèi)外Na+

、K+

的濃度差【解析】圖示ATP上的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到鈉—鉀泵上，導(dǎo)致鈉—鉀泵的空間結(jié)構(gòu)變化，Na+

被排出細(xì)胞；細(xì)胞外的K+

結(jié)合到鈉—鉀泵上，其結(jié)合能導(dǎo)致磷酸基團(tuán)釋放，恢復(fù)鈉—鉀泵的空間結(jié)構(gòu)，如此循環(huán)重復(fù)，鈉—鉀泵既能作為載體，協(xié)助Na+

、K+

跨膜運輸，又能起酶的功能，催化ATP水解，A、B項正確。K+運入細(xì)胞是逆濃度梯度進(jìn)行的，需要消耗能量，鈉—鉀泵的去磷酸化只提供了Pi，此過程不能為K+運入細(xì)胞提供能量，C項錯誤。鈉—鉀泵逆濃度梯度運輸K+

和Na+

，從而維持細(xì)胞內(nèi)外Na+

和K+

的濃度差，D項正確。【答案】C

例2

難度★★☆

典型★★★右圖表示植物從土壤中吸收某種礦質(zhì)元素離子的過程。下列敘述中不正確的是（）該礦質(zhì)元素離子的運輸既需要載體蛋白也需要ATP，所以為主動運輸B.該礦質(zhì)元素離子可以從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運輸C.如果細(xì)胞膜上運輸該礦質(zhì)元素離子的載體蛋白被去除，那么該礦質(zhì)元素離子不能被運輸D.運輸該礦質(zhì)元素離子的載體蛋白不能被重復(fù)利用【解析】從圖中可以看出，該礦質(zhì)元素離子的運輸既需要載體蛋白也需要ATP，且運輸方向是從低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè)，所以可以判斷其運輸方式為主動運輸，A、B兩項正確。如果細(xì)胞膜上運輸該物質(zhì)的載體蛋白被去除，那么該礦質(zhì)元素離子不能被運輸，C項正確。載體蛋白可以被重復(fù)利用，D項錯誤?！敬鸢浮緿 二胞吞與胞吐胞吞當(dāng)細(xì)胞攝取大分子物質(zhì)時，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子物質(zhì)。然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞。胞吐與胞吞相反，細(xì)胞需要外排的大分子物質(zhì)，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子物質(zhì)排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫作胞吐。細(xì)胞通過胞吐向外分泌物質(zhì)，如胰腺細(xì)胞分泌酶原顆粒（蛋白質(zhì)）?！咎貏e提示】（1）胞吞和胞吐都要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，它們實現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)都是細(xì)胞膜具有一定的流動性。（2）胞吞和胞吐是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。

例1難度★★☆典型★★★受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用，主要用于細(xì)胞攝取特殊的生物大分子，其過程如右圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）A.該過程以細(xì)胞膜的流動性為基礎(chǔ)B.該過程不能直接體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性C.Na+

、K+

等無機鹽離子也可以通過此方式跨膜轉(zhuǎn)運D.受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細(xì)胞識別并需要內(nèi)部供能【解析】胞吞與胞吐均以細(xì)胞膜的流動性為基礎(chǔ)，不能直接體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性，A、B項正確；Na+

、K+

等無機鹽離子通過主動運輸或協(xié)助擴(kuò)散跨膜運輸，C項錯誤；受體介導(dǎo)的胞吞過程消耗能量，且依賴細(xì)胞識別來實現(xiàn)，D項正確。【答案】C

例2難度★★☆典型★★★右圖所示為細(xì)胞對大分子物質(zhì)進(jìn)行“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關(guān)的敘述，錯誤的是（）A.a與b均要以膜的流動性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生B.a要有細(xì)胞表面識別和內(nèi)部供能才可能完成C.b在完成細(xì)胞分泌的同時導(dǎo)致膜成分的更新D.b與a分別是細(xì)胞排出廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式【解析】胞吞和胞吐是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，不是細(xì)胞排出廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式，D項錯誤?！敬鸢浮緿 深度拓展一

物質(zhì)運輸方式的判斷結(jié)合實例直接進(jìn)行判斷根據(jù)分子大小及對載體蛋白、能量的需要情況進(jìn)行判斷（下圖）根據(jù)運輸方向判斷順濃度梯度的跨膜運輸方式一般是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸。不同條件下運輸方式的判斷消耗能量的運輸方式是主動運輸。需要載體蛋白參與，不消耗能量的運輸方式一定是協(xié)助擴(kuò)散。根據(jù)曲線判斷隨物質(zhì)濃度的增加，有飽和點的曲線表示協(xié)助擴(kuò)散或主動運輸（如圖甲）。成正比關(guān)系的曲線表示自由擴(kuò)散（如圖乙）。受細(xì)胞呼吸或O2濃度影響的曲線表示主動運輸（如圖丙）?！痉椒记伞浚?）圖解記憶三種物質(zhì)跨膜運輸方式（下圖）（2）判斷物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方法①根據(jù)糖蛋白的分布，糖蛋白位于細(xì)胞膜外側(cè)。②根據(jù)能量產(chǎn)生的位置，產(chǎn)生能量的一側(cè)是細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)。例

難度★★★ 典型★★★如圖所示為A、B、C三種物質(zhì)的跨膜運輸方式，請分析回答下列問題：（1）物質(zhì)A、B、C跨膜運輸?shù)姆绞揭来问?/p>

、

、

。（2）某種物質(zhì)能專一性地破壞物質(zhì)C的載體蛋白，若用其處理細(xì)胞后，物質(zhì)B跨膜運輸?shù)乃俾蕦?/p>

，物質(zhì)C跨膜運輸?shù)乃俾蕦?/p>

。（3）在O2

充足條件下，上述A、B、C三種物質(zhì)的運輸中與下圖中圖Ⅰ曲線相符的是

；與圖Ⅱ中甲曲線相符的是

，與乙曲線相符的是

。【解析】（1）根據(jù)圖示判斷物質(zhì)A、B、C跨膜運輸?shù)姆绞揭来问亲杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸。（2）載體蛋白具有專一性，破壞了物質(zhì)C的載體蛋白，物質(zhì)C的跨膜運輸速率下降，但對物質(zhì)B的運輸沒有影響。（3）圖Ⅰ中曲線表示當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)濃度高于細(xì)胞外的物質(zhì)濃度時，細(xì)胞仍能吸收該物質(zhì)，說明是主動運輸。圖Ⅱ中甲曲線表示吸收速率與細(xì)胞外的物質(zhì)濃度成正比，說明是自由擴(kuò)散。在O2充足條件下，當(dāng)細(xì)胞外被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度增大到一定值以后，乙曲線表示的吸收速率保持不變，說明該方式需要載體蛋白，可能是主動運輸或協(xié)助擴(kuò)散?！敬鸢浮浚?）自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動運輸（2）不變下降（3）物質(zhì)C物質(zhì)A物質(zhì)B或物質(zhì)C二

影響物質(zhì)跨膜運輸速率的因素及其拓展和應(yīng)用不同跨膜運輸方式的主要影響因素影響物質(zhì)運輸速率的曲線分析ABC

自由擴(kuò)散的運輸動力是膜兩側(cè)溶液的濃度差。在一定濃度范圍內(nèi)，隨細(xì)胞外物質(zhì)濃度的增大，其運輸速率逐漸增大（如圖A）。協(xié)助擴(kuò)散與主動運輸?shù)墓餐攸c是都需要載體蛋白的協(xié)助。當(dāng)細(xì)胞外物質(zhì)濃度較低時，隨物質(zhì)濃度的增大，其運輸速率逐漸增大；當(dāng)達(dá)到一定濃度時，受膜上載體蛋白數(shù)量的限制，其運輸速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大（如圖B）。主動運輸可以逆濃度梯度進(jìn)行，其運輸結(jié)果可使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)濃度高于細(xì)胞外（如圖C）。O2

濃度對物質(zhì)運輸速率的影響曲線

DE

1.被動運輸（自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散）不消耗能量，因此其運輸速率與O2

濃度無關(guān)（如圖D）。2.主動運輸既需要載體蛋白協(xié)助，又需要消耗能量。（1）當(dāng)O2濃度為零時，細(xì)胞通過無氧呼吸供能，無氧呼吸產(chǎn)生能量少，所以運輸速率較慢。（2）隨O2濃度的升高，有氧呼吸加強，產(chǎn)生的能量逐漸增多，所以其運輸速率不斷加快。（3）當(dāng)O2濃度足夠高時（P點之后），能量供應(yīng)充足，但受到載體蛋白數(shù)量的限制，其運輸速率不再隨O2濃度的增大而加快（如圖E）。例1

難度★★★ 典型★★☆下圖中甲、乙分別是洋蔥根尖在不同含氧量及不同底物濃度情況下（其他條件適宜），從含硝酸鉀的全營養(yǎng)液中吸收NO3-的速率曲線圖。相關(guān)描述不正確的是（）A.A點時影響離子吸收速率的主要因素是能量B.B點時離子吸收速率不再增加是因為載體蛋白的數(shù)量有限C.C點時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度D.D點時離子吸收速率不再增大是因為底物濃度太高，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離【解析】洋蔥根尖吸收NO3-的方式是主動運輸，吸收速率受能量、載體蛋白和底物濃度的影響。A點時離子吸收速率未達(dá)到最大，限制因素是O2

濃度，而O2濃度通過影響呼吸作用產(chǎn)生的能量影響離子吸收速率，故此時主要影響因素是能量，A項正確；B點時離子吸收速率不再隨著O2

濃度的增大而增大，此時的限制因素是載體蛋白的數(shù)量，B項正確；C點時離子吸收速率未達(dá)到最大，此時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度，C項正確；D點時離子吸收速率不再隨底物濃度的增大而增大，其他條件適宜，則其主要限制因素是載體蛋白數(shù)量，D項錯誤?！敬鸢浮緿走向高考一

物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞嚼?［2021·河北卷］人體成熟紅細(xì)胞能夠運輸O2

和CO2

，其部分結(jié)構(gòu)和功能如右圖，①～⑤表示相關(guān)過程。下列敘述錯誤的是（）A.血液流經(jīng)肌肉組織時，氣體A和B分別是CO2

和O2B.①和②是自由擴(kuò)散，④和⑤是協(xié)助擴(kuò)散C.成熟紅細(xì)胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATP，為③提供能量D.成熟紅細(xì)胞表面的糖蛋白處于不斷流動和更新中【解析】血液流經(jīng)肌肉組織時，人體成熟紅細(xì)胞將肌肉組織細(xì)胞中的CO2

等代謝廢物運走，將運輸?shù)腛2等供給肌肉組織細(xì)胞，所以進(jìn)入成熟紅細(xì)胞的氣體A是CO2

，運出成熟紅細(xì)胞的氣體B是O2

，A項正確。氣體進(jìn)出成熟紅細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散；分析題圖可知，水分子通過通道蛋白進(jìn)入成熟紅細(xì)胞，葡萄糖由濃度高的一側(cè)通過載體蛋白進(jìn)入成熟紅細(xì)胞，兩者都屬于協(xié)助擴(kuò)散，B項正確。成熟的紅細(xì)胞沒有線粒體等細(xì)胞器，通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP為③提供能量，C項正確。成熟紅細(xì)胞表面的糖蛋白處于不斷流動中，成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核、線粒體等，不存在DNA，不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，因此糖蛋白不能進(jìn)行更新，D項錯誤。【答案】D例2［2018·全國Ⅰ卷］ 難度★★☆典型★★☆下列有關(guān)植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述，錯誤的是（）A.在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2

和NO3-B.農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收C.土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子可被根系吸收D.給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象【解析】小麥不能直接吸收土壤中的N2

，N2

必須被固定后才能被植物吸收利用，A項錯誤；農(nóng)田適時松土可增強農(nóng)作物根的有氧呼吸，為礦質(zhì)元素的吸收供能，有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收，B項正確；土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子可溶解在土壤溶液中，從而被根系吸收利用，C項正確；施肥過多會使土壤溶液中溶質(zhì)濃度大于根細(xì)胞液中溶質(zhì)濃度，從而使根細(xì)胞因失水過多而死亡，造成“燒苗”現(xiàn)象，D項正確?！敬鸢浮緼例3［2017·海南卷］ 難度★★☆典型★★☆將生長狀態(tài)一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營養(yǎng)液中在光下培養(yǎng)，并給甲組的營養(yǎng)液適時通入空氣，乙組不進(jìn)行通氣處理。一定時間后測得甲組的根對a離子的吸收速率遠(yuǎn)大于乙組的。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列說法錯誤的是（）A.給營養(yǎng)液通入空氣有利于該植物的生長B.根細(xì)胞對a離子的吸收過程屬于自由擴(kuò)散C.根細(xì)胞對a離子的吸收過程有能量的消耗D.根細(xì)胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收【思路建立】根據(jù)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞教攸c，先由信息②判斷根對a離子的吸收方式，再思考①中通入空氣的作用。【解析】給甲組的營養(yǎng)液通入的空氣中含有氧氣，植物幼苗的根能正常進(jìn)行有氧呼吸，提供充足的能量，利于對a離子的吸收，利于植物生長，A、D兩項正確。而甲組的根對a離子的吸收速率