1、高中生物人教必修1同步讲义第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞胞吐第2节主动运输与胞吞、胞吐内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.掌握区分被动运输和主动运输的方法。2.理解主动运输对细胞生活的意义。3.掌握胞吞、胞吐的特点及对细胞的生命活动的意义。1.生命观念结构与功能观：细胞膜结构与物质运输功能的适应性。水平二2.科学思维分析与综合：对比分析物质运输方式的特点，归纳异同点。水平三3.科学探究根据物质运输方式的差异，设计实验探究某种物质的运输方式。水平二研读教材梳理探究主动运输和胞吞、胞吐知识梳理1.主动运输(1)方向：一般情况下物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧。 逆浓度梯度
2、运输一定是主动运输(2)特点：需要载体蛋白和能量。(3)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。(4)不同跨膜运输方式的实例(连线)2.胞吞和胞吐(1)胞吞胞吐、胞吞是物质跨膜运输过程中普遍存在的现象，需要消耗能量概念：首先大分子附着在细胞膜表面，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。实例：白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬有机物颗粒。(2)胞吐概念：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，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。素养提升科
3、学思维物质跨膜运输的方式下图为不同的物质进出细胞的几种方式，请据图思考如下问题：(1)图2所示方式为_，其特点是_。(2)图3所示方式为_，其与图2相比，最主要区别是_，其运输动力是_。(3)图4所示运输方式是_，你的判断依据是_。(4)图5所示一般指哪类物质进出细胞的方式，这种物质运输方式的名称是什么？(5)小肠上皮细胞吸收甘油分子，小肠上皮细胞吸收葡萄糖分子，人体成熟红细胞吸收葡萄糖，人体吞噬细胞吞噬病菌。上述物质进出细胞的方式依次符合以上哪种图示所代表的运输方式？_提示(1)自由扩散不需转运蛋白，不消耗能量，顺浓度梯度运输(2)协助扩散需转运蛋白协助膜内外物质的浓度差(3)主动运输是由低
4、浓度向高浓度运输，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量。(4)图5所示一般是某些大分子物质(如蛋白质)进出细胞的方式，这种物质运输方式是胞吞和胞吐。(5)图2图4图3图5中胞吞典例1 如图为物质进出细胞方式的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输，下列叙述中错误的是()A.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输B.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则G可表示自由扩散C.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则C可表示主动运输D.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示自由扩散和协助扩散解析若A与B的分类依据为是否需要消耗能量，则C、D
5、可表示自由扩散和协助扩散，F可表示主动运输，G、H可表示胞吞和胞吐，A、D正确；若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，C、D可表示主动运输和协助扩散，F为自由扩散，G、H为胞吞和胞吐，C正确，B错误。答案B变式训练1 下列物质出入细胞过程中，需消耗ATP的是()A.甘油进入人体皮肤细胞B.葡萄糖通过协助扩散进入红细胞C.矿物质离子逆浓度梯度转运至根细胞内D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞解析A选项属于自由扩散，不消耗ATP；B选项属于协助扩散，不消耗ATP；C选项属于主动运输，消耗ATP；D选项水分子进出细胞是自由扩散，不消耗ATP。答案C【方法技巧】“四看法”判断物质运输方式的解题模板
6、联想质疑植物吸收水分的方式是被动运输，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。变形虫的胞吞与胞吐(A)自由扩散、(B)由通道蛋白介导的协助扩散、(C)由载体蛋白介导的协助扩散都属于被动运输。逆浓度梯度运输方式一定需要载体蛋白吗？需要转运蛋白的运输方式一定消耗能量吗？提示：能实现逆浓度梯度运输的是主动运输，需要载体蛋白；协助扩散也需要转运蛋白，但不消耗能量。被动运输和主动运输是小分子物质的跨膜运输，体现了生物膜的选择透过性特点。影响跨膜运输的因素知识梳理主动运输的影响因素：能量和载体蛋白主动运输的能量来自细胞呼吸，凡是影响细胞呼吸的因素，如O2浓
7、度、温度等都影响主动运输协助扩散的影响因素：浓度差和转运蛋白自由扩散的影响因素：浓度差素养提升科学思维影响物质运输速率的曲线分析下图为物质浓度和氧气浓度对物质跨膜运输速率的影响曲线，分析这四条曲线回答下列问题：1.A曲线可以代表哪种运输方式，理由是什么？B曲线呢？提示A曲线可代表自由扩散，因为运输速率随物质浓度的增大而不断增大。B曲线可代表协助扩散或主动运输，因为在一定范围内运输速率随物质浓度的增大而增大，当超过这一范围后，运输速率不再随物质浓度的增大而改变。2.C、D曲线分别可以代表哪种运输方式？并说明理由。提示C曲线可以代表自由扩散或协助扩散，理由是C曲线的运输速率与O2浓度无关，说明此运
8、输方式不需要消耗能量。D曲线可以代表主动运输，因为在一定范围内运输速率随O2浓度的增加而增大，说明需要消耗能量。典例2 如图是几种物质进出细胞方式中，运输速度与影响因素间的关系曲线图，下列与图相关的叙述中，正确的是()A.与甘油进出细胞相符的图有B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有葡萄糖进入红细胞属于协助扩散。C.与K进入丽藻细胞相符的图有D.与蛋白质进出细胞相符的图有蛋白质属于生物大分子，大分子通过胞吞胞吐进出细胞。解析根据题意和图示分析可知：甘油分子进出细胞属于自由扩散，其动力是浓度差，与能量和载体无关，因此与甘油分子进出细胞相符的图有、，A正确；葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，与浓度差和载体有
9、关，与能量无关，因此与葡萄糖进入红细胞相符的图有、，B错误；K进入丽藻细胞，属于主动运输，与能量和载体有关，因此与K进入丽藻细胞相符的图有、，C错误；蛋白质是大分子物质，其进出细胞的方式是胞吞和胞吐，需要消耗能量，不需要载体，符合的图有、，D错误。答案A变式训练2 下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，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.该物质通过膜时可能与载体蛋白结合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解析由图可知，该物质的跨膜速率不仅与物质浓度有关，还与其他因素有关，所以可能是主动运输，也
10、可能是协助扩散，但不可能是自由扩散，A、C错误；由载体蛋白介导的协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，B正确；协助扩散是顺浓度梯度运输的，D错误。答案B【一题多变】(1)主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。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？提示松土可增加土壤中O2含量，促进有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。(2)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？提示提供能量的细胞器是线粒体，提供载体蛋白的细胞器是核糖体。联想质疑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
11、。(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载体蛋白数量外，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O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 载体具有特异性和饱和现象，不同物质的运输载体不同，当载体达到饱和时，将不能运输相应的物质。课堂小结随堂检测【科学思维】1.辨析概念(1)水分子的跨膜运输只能通过自由扩散。()(2)借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度，不消耗能量的运输是协助扩散。()(3)生物大
12、分子通过胞吞胞吐进出细胞，不需要膜蛋白的参与。()(4)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。()答案(1)提示：水分子的跨膜运输既可通过自由扩散，也可以借助通道蛋白进行协助扩散。(2)(3)(4)2.下列属于主动运输的是()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SO的过程解析CO2属于小分子，苯分子属于脂溶性物质，二者均以自由扩散的方式进出细胞；蔗糖以扩散的方式通过细胞壁；丽藻细胞吸收SO，属于主动运输。答案D3.如图中“”表示出入细胞的物质，该物质出入细胞的方式是()A.渗透 B.协助扩散C.主动运输 D.胞吞解析从图中可以看
13、出，吸收该物质需要载体蛋白，且属于顺浓度梯度运输，所以不需要消耗能量，因此运输方式是协助扩散。答案B4.如图为小分子物质跨膜运输的三种方式，请据图判断下列相关叙述，错误的是()A.图中的共同点是：都是顺浓度梯度进行的 B.图中的共同点是：都需要膜上蛋白质的协助C.图中发生所需但是图中没有表示出来的条件是载体和能量D.只与浓度差有关，都与核糖体和线粒体的功能有关解析据图分析，中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，表示自由扩散，扩散速率与浓度差有关；中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，表示协助扩散，与该过程相关的细胞器主要是核糖体；中物质的运输方向是低浓度
14、运输到高浓度，表示主动运输，需要载体和能量，与该过程相关的细胞器主要有核糖体(提供载体)和线粒体(提供能量)。综上所述，D项错误。答案D课时作业(时间：30分钟)知识点1物质跨膜运输的方式1.人体肝细胞内CO2分压和K浓度高于细胞外，而O2分压和Na浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是()A.CO2 B.O2 C.K D.Na解析O2和CO2进出细胞的方式是自由扩散；Na顺浓度梯度进入细胞的方式是协助扩散；K逆浓度梯度进入细胞的方式是主动运输。答案C2.下列关于物质进出细胞的说法，正确的是()A.只要微粒直径足够小就能以自由扩散方式进出细胞B.大分子物质都需要载体和能量才能
15、进出细胞C.各种离子都只能通过主动运输方式进出细胞D.物质逆浓度梯度的跨膜运输一定要消耗能量解析细胞膜是选择透过性膜，有些微粒尽管直径足够小，仍然不能以自由扩散的方式进出细胞，A错误；大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞，不需要载体，B错误；有的离子通过离子通道进出细胞，属于被动运输，C错误；物质逆浓度梯度的跨膜运输为主动运输，一定要消耗能量，D正确。答案D3.如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是()A.是既耗能又需载体蛋白的主动运输B.的共同特点是逆浓度梯度运输物质C.母乳中的免疫球蛋白可通过和被吸收D.果脯腌制时蔗糖进入细胞与有关解析物质跨膜运输的方式包括主动运输和被动运输，被动
16、运输又包括自由扩散和协助扩散。对照图示信息，表示主动运输，表示被动运输，、表示自由扩散和协助扩散。非跨膜运输则包括胞吐和胞吞过程。(主动运输)过程需要载体和能量，A正确；、的共同特点是顺浓度梯度运输物质，B错误；免疫球蛋白属于大分子物质，通过胞吞方式被吸收，不能通过被吸收，C错误；在果脯腌制过程中，细胞已死亡，膜已不具备选择透过性，蔗糖能自由进入细胞，D错误。答案A4.下列物质出入细胞的方式最能体现细胞膜的结构特点的是()A.氧气进入人体肌细胞 B.甲状腺细胞吸收碘离子C.胰岛素的分泌 D.植物细胞吸收水分解析 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，胞吐和胞吞过程依赖于细胞膜的流动性特点。氧气进
17、入肌细胞属于自由扩散，不能体现流动性，A错误；甲状腺细胞吸收钾离子是主动运输，不能体现流动性，B错误；胰岛素属于分泌蛋白，该物质的分泌过程属于胞吐，最能体现细胞膜的流动性特点，C正确；植物细胞吸收水分属于自由扩散，不能体现流动性，D错误。答案C5.下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是()A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同D.物质通过磷脂双分子层的扩散速率与脂溶性有关解析膜蛋白镶嵌、贯穿或覆盖磷脂双分子层，在细胞膜内外分布是不对称的；膜蛋白参与协助扩散过程；主动运输逆浓度梯度运输离子，使细胞内外离子
18、浓度不同；脂溶性物质容易通过细胞膜，非脂溶性物质不容易通过细胞膜。答案B6.如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活性，则物质X的运输速率迅速下降，如果抑制细胞呼吸，却对运输速率没有影响。对该物质运输方式的叙述错误的是()A.该方式是被动运输B.与甘油进入细胞的方式相同C.该方式是顺浓度梯度运输的D.葡萄糖进入人的成熟红细胞通常为该种方式解析根据协助扩散需要转运蛋白的协助和不需要消耗能量的特点，确定该物质运输方式属于协助扩散，为被动运输；甘油进入细胞的方式是自由扩散；由于物质X出入细胞时不需要消耗能量，所以是顺浓度梯度运输的；葡萄糖进入人的成熟红细胞需要载体蛋白协助，但不消耗能量，为协助扩散。答案B
19、7.细胞的物质跨膜运输的实验显示，存在于细胞内的物质X和物质Y都能通过一定方式输出到细胞外，不同的是物质X的细胞内浓度大于细胞外浓度，物质Y的细胞内浓度小于细胞外浓度。相关叙述不正确的是()A.物质X输出细胞的方式属于被动运输B.物质Y输出细胞的方式属于主动运输C.物质X和Y输出细胞都需要消耗能量D.物质X输出细胞可能需要载体解析根据题干信息，物质X的细胞内浓度大于细胞外浓度，因此物质X顺浓度梯度输出细胞，属于被动运输，A正确；物质Y的细胞内浓度小于细胞外浓度，物质Y逆浓度梯度输出细胞，因此属于主动运输，B正确；物质Y输出细胞需要消耗能量，物质X输出细胞不需要消耗能量，C错误；物质X输出细胞的
20、方式有可能是由载体蛋白介导的协助扩散，需要载体，D正确。答案C8.将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是()A.细胞吸收M的方式为自由扩散B.细胞吸收M的方式为主动运输C.细胞吸收M需转运蛋白的参与D.细胞吸收M所需能量供应不足解析从柱形图分析，物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明细胞对M的吸收方式不是自由扩散；通入空气前后也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明与能量无关；综上所述，能够影响洋葱表皮细胞吸收M的因素是转运蛋白。答案C知识点2影响跨膜运输的因素9.将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含
21、有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定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：培养瓶中气体温度/离子相对吸收量/%空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是()A.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关B.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收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，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收解析第一组和第三组比较，自变量是温度，温度不同该离子的吸收速率不同，说明温度影响了该离子的吸收，A错误；第一组和第二组对比说明，有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收，B正确；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子，通过无氧呼
22、吸供能，C错误；第一组和第二组对比，空气环境有利于植物幼根对该离子的吸收，D错误，故选B。答案B10.图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是()A.图甲中曲线a表示自由扩散，曲线b表示协助扩散或主动运输B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量C.图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性D.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗能量解析由图甲可知：曲线a表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快，此种运输方式属于自由扩散，曲线b表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快，随后转运速率达到最
23、大，可见曲线b表示协助扩散或主动运输，此时限制转运速率继续增大的因素可能是载体蛋白的数量，图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗能量，这两个过程说明细胞膜具有流动性。答案C11.如图表示的是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K和NO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.载体数量、能量 B.能量、载体数量C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度解析A、B两点的差别在于氧浓度不同，氧浓度影响呼吸作用，即A、B两点吸收量不同是由能量不同引起的。B、C两点对应的氧浓度相同，即供能相同，差别是运载NO的载体多，运载K的载体少，所以是载体的数量差异引起的吸收量不同。答案B12.下图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是()选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输解析依图示，管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞，
