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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐完整版课件ppt
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分子与细胞
人教版高中生物必修一
4.2 主动运输与胞吞、胞吐
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载玻片
盖玻片
人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成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。讨论1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?2.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量?3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性?
一、主动运输
盖玻片
1.主动运输 （1）特点一般为逆浓度梯度运输，需要消耗能量，载体蛋白参与，具有选择性。【特别提示】主动运输也可以顺浓度梯度进行，比协助扩散快得多。（2）主动运输的图解（如图）
一、主动运输
盖玻片
（3）意义主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地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，对完成各项生命活动有重要意义。（4）实例小肠绒毛上皮细胞对K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收以及植物根对无机盐的吸收。
一、主动运输
盖玻片
例 1 难度★★★ 典型★★☆ ［2020·河北邯郸高三模拟］主动运输的能量可来自 ATP 水解或电化学梯度（离子的浓度梯度），右图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图，其中 a、b、c表示载体蛋白。据图分析，下列叙述正确的是 （ ）
A. 载体蛋白 b 转运葡萄糖的过程中需要 ATP 水解供能B. 在载体蛋白 c 的协助下，细胞内外的 Na + 浓度趋于相同C. 肠腔中的 Na + 浓度降低，会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖D. 机体短暂的供氧不足，会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液
一、主动运输
盖玻片
【解析】载体蛋白 b 转运葡萄糖是从高浓度向低浓度一侧运输，为协助扩散，不需要消耗 ATP，A 项错误；载体蛋白 c运输 Na + ，是由低浓度向高浓度一侧运输，为主动运输，会使细胞外的 Na + 浓度高于细胞内的 Na + 浓度，B 项错误；葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液时，是从高浓度向低浓度一侧运输，为协助扩散，不需要消耗 ATP，机体短暂的供氧不足，不会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液，D 项错误。【答案】C
一、主动运输
盖玻片
例 2 难度★★☆ 典型★★★ 右图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。下列叙述中不正确的是（ ） 该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，所以为主动 运输B. 该矿质元素离子可以从低浓度一侧向高浓度一侧运输C. 如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输D. 运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复利用
【解析】从图中可以看出，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，且运输方向是从低浓度一侧到高浓度一侧，所以可以判断其运输方式为主动运输，A、B 两项正确。如果细胞膜上运输该物质的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输，C 项正确。载体蛋白可以被重复利用，D 项错误。【答案】D
一、主动运输
盖玻片
1.（★）下列关于物质运输的叙述，正确的是 （ ）A.主动运输可以使被运输的离子在细胞内外的浓度不同B. 物质通过脂质双分子层的扩散速率与脂溶性无关C. 护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输D. 巨噬细胞摄入病原体的过程不消耗能量
【解析】当把磷脂铺在空气—水界面上时，在一定温度条件下，该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。因为磷脂分子头部亲水、尾部疏水，若要稳定存在，则头部朝向水面，尾部朝向空气，且只能单层存在，C 项正确。【答案】 C
【即时练】
一、主动运输
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2. ［2020·银川一中月考］研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如下图中 a、b、c 所示， ○代表跨膜的离子或小分子。请据图回答下列问题：（1）图中细胞质基质存在于 （填“P”或“Q”）侧，判断依据是 。（2）主动运输的特点是 。（3）b 类型中，○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于 （ ）A. 浓度差所造成的势能 B. ATP 直接提供能量C. 光能驱动 D. 细胞内物质合成时释放的能量（4）下列生物中，最有可能采用 c 类型进行主动运输的是 （ ）A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
一、主动运输
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【解析】（1）糖蛋白存在于细胞的外表面，则 P 是外表面，Q 是内表面，所以细胞质基质存在于 Q 侧。（2）主动运输是指物质逆浓度梯度运输，需载体蛋白协助，消耗 ATP。（3）由图可知，b 类型的主动运输能量来源于 ATP 直接提供的能量，a 类型的主动运输能量来源于浓度差造成的势能，c 是光能驱动的主动运输。（4）c 类型主动运输消耗的能量来自光能。噬菌体属于病毒，不能独立进行生命活动；果蝇和小鼠属于动物，不能直接利用光能；最可能采用该类型进行主动运输的生物是细菌。【答案】 （1）Q 糖蛋白位于细胞外侧 （2）物质逆浓度梯度运输，需载体蛋白协助，消耗 ATP （3）B （4）B
二、胞吞与胞吐
盖玻片
1.胞吞 当细胞摄取大分子物质时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子物质。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部， 这种现象叫胞吞。
二、胞吞与胞吐
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2.胞吐 与胞吞相反，细胞需要外排的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞，这种现象叫作胞吐。细胞通过胞吐向外分泌物质，如胰腺细胞分泌酶原颗粒（蛋白质）。
二、胞吞与胞吐
盖玻片
【特别提示】（1）胞吞和胞吐都要消耗细胞内化学反应所释放的能量， 它们实现的物质基础都是细胞膜具有一定的流动性。（2）胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式。
二、胞吞与胞吐
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例 1 难度★★☆ 典型★★★ ［2020·河南安阳三十五中高一月考］科学家预计在不久的将来，能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体血液，可以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦，推测这种药品穿过小肠上皮细胞的方式最可能为 （ ）A. 渗透作用 B. 主动运输C. 胞吞 D. 被动运输
【解析】 “瘦素穿肠蛋白”为大分子物质，进入细胞的方式最可能是胞吞，C 项正确。【答案】C
二、胞吞与胞吐
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例 2 难度★★☆ 典型★★★ 右图所示为细胞对大分子物质进行“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 要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C. b 在完成细胞分泌的同时导致膜成分的更新D. b 与a 分别是细胞排出废物和摄取养分的基本方式
【解析】胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式，不是细胞排出废物和摄取养分的基本方式，D 项错误。【答案】D
二、胞吞与胞吐
盖玻片
1.（★★）［2020·湖南岳阳高三一模］下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图。以下说法错误的是（ ）A. 吞噬细胞对病原体的摄取和处理经 a 过程B. 一般情况下大分子物质通过 a 过程进入细胞不需要细胞识别，但需要内部供能C. 浆细胞产生的抗体经 b 过程分泌到细胞外，该过程有膜成分的更新D. 经 b 过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
【解析】吞噬细胞通过胞吞的方式对病原体进行摄取和处理，A 项正确；胞吞过程要有细胞识别和细胞供能才可能完成，B 项错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐的形式分泌到细胞外，该过程分泌小泡与细胞膜融合，故有膜成分的更新，C 项正确；通过胞吐的方式分泌出细胞的物质不一定都是大分子物质，例如乙酰胆碱，D 项正确。【答案】B
【即时练】
二、胞吞与胞吐
盖玻片
2.下图为胞吞和胞吐的过程示意图。下列叙述错误的是 （ ）A. a、 b 过程均需要载体蛋白协助B. a、 b 过程均需要消耗能量C. a、 b 过程均能运输大分子物质D. a、 b 过程均与膜的流动性有关
【解析】胞吞和胞吐是大分子物质出入细胞的方式，通过膜的融合将物质运入或运出细胞，体现了细胞膜的流动性，此过程不需要载体蛋白，需要消耗能量。【答案】A
※物质运输方式的判断
盖玻片
1.结合实例直接进行判断
※物质运输方式的判断
盖玻片
2.根据分子大小及对载体蛋白、能量的需要情况进行判断（下图）
※物质运输方式的判断
盖玻片
3.根据运输方向判断 顺浓度梯度的跨膜运输方式一般是自由扩散和协助扩散， 逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。4.不同条件下运输方式的判断 （1）消耗能量的运输方式是主动运输。（2）需要载体蛋白参与，不消耗能量的运输方式一定是协助扩散。
※物质运输方式的判断
盖玻片
5.根据曲线判断
（1）随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输（如图甲）。（2）成正比关系的曲线表示自由扩散（如图乙）。（3）受细胞呼吸或O2 浓度影响的曲线表示主动运输（如图丙）。
※物质运输方式的判断
盖玻片
【方法技巧】（1）图解记忆三种物质跨膜运输方式（右图） （2）判断物质进出细胞的方法①根据糖蛋白的分布，糖蛋白位于细胞膜外侧。②根据能量产生的位置，产生能量的一侧是细胞膜内侧。
※物质运输方式的判断
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例 难度★★★ 典型★★★ 如图所示为A、B、C 三种物质的跨膜运输方式，请分析回答下列问题： （1）物质A、B、C 跨膜运输的方式依次是 、 、 。（2）某种物质能专一性地破坏物质C 的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B 跨膜运输的速率将 ，物质C 跨膜运输的速率将 。（3）在O2 充足条件下，上述A、B、C 三种物质的运输中与下图中图Ⅰ曲线相符的是 ；与图Ⅱ中甲曲线相符的是 ，与乙曲线相符的是 。
※物质运输方式的判断
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【解析】（1）根据图示判断物质A、B、C 跨膜运输的方式依次是自由扩散、协助扩散和主动运输。（2）载体蛋白具有专一性，破坏了物质C 的载体蛋白，物质C 的跨膜运输速率下降，但对物质B 的运输没有影响。（3）图Ⅰ中曲线表示当细胞内的物质浓度高于细胞外的物质浓度时，细胞仍能吸收该物质，说明是主动运输。图Ⅱ中甲曲线表示吸收速率与细胞外的物质浓度成正比，说明是自由扩散。在O2 充足条件下，当细胞外被转运物质的浓度增大到一定值以后，乙曲线表示的吸收速率保持不变，说明该方式需要载体蛋白，可能是主动运输或协助扩散。【答案】（1）自由扩散 协助扩散 主动运输 （2）不变 下降 （3）物质C 物质A 物质B 或物质C
※物质运输方式的判断
盖玻片
1. 下图是人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程简图，其中 GLUT2 是细胞膜上的葡萄糖载体，Na+/K+ATPase 是钠 / 钾ATP 酶。据图分析下列说法错误的是 （ ）A. 小肠上皮细胞面向肠腔的细胞膜形成较多微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，高效地吸收葡萄糖等营养物质B. 图中所示的小肠上皮细胞膜上的蛋白质的功能有催化、运输、信息交流和密封细胞间隙的作用C. 葡萄糖通过 Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体进入小肠上皮细胞，此运输方式为主动运输D. Na+/K+ATPase可促使 Na+ 排出细胞，K+进入细胞
【即时练】
※物质运输方式的判断
盖玻片
【解析】小肠上皮细胞面向肠腔的细胞膜形成较多微绒毛，可增多细胞膜上载体蛋白如Na+驱动的葡萄糖同向转运载体数量，有利于高效地吸收肠腔的葡萄糖等物质，A 项正确。图中所示的小肠上皮细胞膜上的蛋白质未体现信息交流的作用，B 项错误。葡萄糖通过 Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体进入小肠上皮细胞的过程，方向是从低浓度向高浓度，此运输方式为主动运输，C 项正确。根据题图可知，Na+/K+ATPase 可促使 Na+排出细胞，K+进入细胞，D 项正确。【答案】B
※物质运输方式的判断
盖玻片
2. 研究表明，主动运输根据能量来源的不同分为三种类型，其示意图如下（图中 a、b、c 代表物质跨膜运输方式， 代表跨膜的离子或小分子）。请据图回答问题：a. 偶联转运蛋白：ATP 间接提供能量的协同运输；b. ATP 驱动泵：ATP 直接提供能量；c. 光驱动泵：光能驱动。
（1）从功能上来说，细胞膜是一层____________膜。（2）图中细胞质基质存在于______（填“P”或“Q”）侧，判断依据是 __________________。（3）主动运输是通过__________对所介导的物质进行________（填“逆浓度”或 “顺浓度”）梯度的跨膜运输的方式。（4）下列生物中，最有可能采用 c 类型进行主动运输的是 （ ）A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
※物质运输方式的判断
盖玻片
【解析】（1）细胞膜的功能特性是选择透过性，它是一层选择透过性膜。（2）细胞膜具有糖蛋白的一侧为外侧，所以细胞质基质存在于 Q 侧。（3）主动运输以蛋白质为载体、消耗能量对物质进行逆浓度梯度的跨膜运输。（4）c 运输方式消耗光能，能利用光能的生物有植物和光合细菌。【答案】（1）选择透过性 （2）Q 糖蛋白位于细胞膜外侧 （3）载体蛋白 逆浓度 （4）B
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
1.不同跨膜运输方式的主要影响因素
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
自由扩散的运输动力是膜两侧溶液的浓度差。在一定浓度范围内，随细胞外物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大（如图A）。协助扩散与主动运输的共同特点是都需要载体蛋白的协助。当细胞外物质浓度较低时，随物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大；当达到一定浓度时，受膜上载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随物质浓度的增大而增大（如图B）。主动运输可以逆浓度梯度进行，其运输结果可使细胞内物质浓度高于细胞外（如图C）。
2.影响物质运输速率的曲线分析 A B C
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
1. 被动运输（自由扩散和协助扩散）不消耗能量，因此其运输速率与O2 浓度无关（如图D）。2. 主动运输既需要载体蛋白协助，又需要消耗能量。（1）当O2浓度为零时，细胞通过无氧呼吸供能，无氧呼吸产生能量少，所以运输速率较慢。（2）随O2浓度的升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以其运输速率不断加快。（3）当O2浓度足够高时（P 点之后），能量供应充足，但受到载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随O2浓度的增大而加快（如图E）。
D E
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
例 1 难度★★★ 典型★★☆ ［2020·湖南衡阳模拟］下图中甲、乙分别是洋葱根尖在不同含氧量及不同底物浓度情况下（其他条件适宜），从含硝酸钾的全营养液中吸收 NO 3-的速率曲线图。相关描述不正确的是 （ ）A. A 点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B. B 点时离子吸收速率不再增加是因为载体蛋白的数量有限C. C 点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度D. D 点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
【解析】洋葱根尖吸收 NO 3-的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。A 点时离子吸收速率未达到最大，限制因素是 O 2 浓度，而 O 2 浓度通过影响呼吸作用产生的能量影响离子吸收速率，故此时主要影响因素是能量，A 项正确；B 点时离子吸收速率不再随着 O 2 浓度的增大而增大，此时的限制因素是载体蛋白的数量，B 项正确；C 点时离子吸收速率未达到最大，此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C 项正确；D 点时离子吸收速率不再随底物浓度的增大而增大，其他条件适宜，则其主要限制因素是载体蛋白数量，D 项错误。【答案】D
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
例 2 难度★★★ 典型★★☆ 右图是几种物质进出细胞的方式中，运输速率与影响因素之间的关系曲线图。下列与此图相关的叙述中，正确的是（ ） A. 与水分子进出细胞相符的有①③⑤ B. 与葡萄糖进入红细胞相符的有②④⑥ C. 与K+ 进入丽藻细胞相符的有①④⑥ D. 与蛋白质进出细胞相符的有②③⑥
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
【解析】自由扩散不需要载体蛋白和能量，物质运输速率与物质浓度成正比，协助扩散和主动运输都需要载体蛋白协助，主动运输还需要消耗能量，据此可确定：①为自由扩散，②为协助扩散或主动运输，③为自由扩散或协助扩散，④为主动运输，⑤为自由扩散，⑥为协助扩散或主动运输。水分子进出细胞的方式为自由扩散，A 项正确。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，B 项错误。K+ 进入丽藻细胞的方式为主动运输，C 项错误。蛋白质进出细胞的方式为胞吞或胞吐，D 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
1.（★★） ［2015·全国Ⅱ卷］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 ATPD. 与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【即时练】
【解析】温度为 17 ℃条件下，氮气（缺氧）环境中该植物幼根对该离子的吸收量比空气环境中低，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明该植物幼根吸收该离子的方式为主动运输，A 项正确、D 项错误；氮气环境中，该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗 ATP，此时该植物幼根消耗的 ATP 是无氧呼吸产生的，C 项错误；空气中培养，温度为 17 ℃时，离子吸收量明显高于 3 ℃时，说明该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
2.（★★） ［2020·广东珠海一模］用不同水温培养水稻，一段时间后检测溶液中各离子浓度，结果如下图所示。下列说法错误的是 （ ）A. 水稻能吸收多种离子，因为它们对细胞和生物体的生命活动有重要作用B. 水稻对不同离子的吸收量有差异，可能与细胞膜上相应载体蛋白的数量有关C. 温度可能是通过影响根部的呼吸速率，从而影响了根部对无机盐的主动运输D. 高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收，其中对锰和钙的吸收影响最大
【解析】由柱形图可知，高温和低温都会影响水稻根部对无机盐的吸收，其中对钾和硅酸的吸收比率明显降低，所以高温和低温对钾和硅酸的吸收影响最大，D 项错误。【答案】D
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
3.（★★） 某物质的跨膜运输速率的变化如下图所示。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 段的因素一定是载体蛋白的数量
【解析】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，说明此运输方式是协助扩散或者主动运输，B点受载体蛋白的数量或者能量的限制。甘油进入细胞属于自由扩散，故该物质不可能是甘油，A 项正确；无机盐离子一般进入细胞是通过主动运输，故该物质可能是无机盐离子，B 项正确；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 点受载体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 项正确；限制 BC 段的因素是载体蛋白的数量或者能量，D 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
盖玻片
4.（★★） 下图曲线 a、b 分别表示物质跨膜运输的两种方式。下列有关说法正确的是 （ ）A. 脂溶性小分子物质不能通过方式 a 运输B. 与方式 b 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C. 方式 b 的最大运输速率与载体蛋白数量有关D. 抑制细胞呼吸对方式 a 和 b 的运输速率均有影响
【解析】分析题图，a 曲线随着被运输分子浓度的增加，运输速率不断增加，为自由扩散；b 曲线开始时随着被运输分子浓度的增加，运输速率不断增加，一段时间后运输速率不再增加，说明该物质的运输还受其他因素（如载体蛋白）的影响，因此可能为协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散方式运输，A 项错误；载体蛋白是跨膜蛋白而不是覆盖于细胞膜内外表面，B 项错误；协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，其最大运输速率与载体蛋白数量有关，C 项正确；抑制细胞呼吸，产生的能量减少，对方式 b 的运输速率可能有影响，但是对方式 a 没有影响，D 项错误。【答案】 C
课后作业
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一 物质跨膜运输的方式
例 1 ［2019·全国Ⅱ卷］ 难度★★☆ 典型★★☆ 某种 H + —ATPase 是一种位于膜上的载体蛋白，具有 ATP 水解酶活性，能够利用水解 ATP 释放的能量逆浓度梯度跨膜转运 H + 。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定 pH 的溶液中（假设细胞内的 pH 高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的 pH 不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的 pH明显降低；另一组先在溶液中加入 H + —ATPase 的抑制剂（抑制 ATP 水解），再用蓝光照射，溶液的 pH 不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是 （ ）A. H + —ATPase 位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的 H + 转运到细胞外B. 蓝光通过保卫细胞质膜上的 H + —ATPase 发挥作用导致H + 逆浓度梯度跨膜运输C. H + —ATPase 逆浓度梯度跨膜转运 H + 所需的能量可由蓝光直接提供D. 溶液中的 H + 不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
课后作业
盖玻片
【解析】由题干可知，用蓝光照射保卫细胞的悬浮液，溶液的 pH 明显降低，说明细胞内的 H + 被转运到细胞外，A 项正确。H + 运出保卫细胞是逆浓度梯度的跨膜运输，需要消耗能量，因 H + —ATPase 具有 ATP 水解酶活性，故运输所需能量由 H + —ATPase 水解 ATP 提供，不由蓝光直接提供，B 项正确、C 项错误。由题干可知，H + 的运输需要载体蛋白和能量，说明 H + 是通过主动运输的方式透过细胞质膜进入保卫细胞的，D 项正确。【答案】C
课后作业
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例 2 ［2018·全国Ⅰ卷］ 难度★★☆ 典型★★☆ 下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是 （ ）A. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的 N 2 和 NO 3-B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D. 给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
【解析】小麦不能直接吸收土壤中的 N 2 ，N 2 必须被固定后才能被植物吸收利用，A 项错误；农田适时松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B 项正确；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用，C 项正确；施肥过多会使土壤溶液中溶质浓度大于根细胞液中溶质浓度，从而使根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象，D 项正确。【答案】A
课后作业
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例 3 ［2017·海南高考］ 难度★★☆ 典型★★☆ 将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a 离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（ ） A. 给营养液通入空气有利于该植物的生长B. 根细胞对a 离子的吸收过程属于自由扩散C. 根细胞对a 离子的吸收过程有能量的消耗D. 根细胞的有氧呼吸有利于根对a 离子的吸收
【思路建立】根据物质跨膜运输的方式特点，先由信息②判断根对a 离子的吸收方式，再思考①中通入空气的作用。【解析】给甲组的营养液通入的空气中含有氧气，植物幼苗的根能正常进行有氧呼吸，提供充足的能量，利于对a 离子的吸收， 利于植物生长，A、D 两项正确。而甲组的根对a 离子的吸收速率远大于乙组的，说明根对a 离子的吸收方式为主动运输，其过程有能量的消耗，B 项错误，C 项正确。【答案】B
课后作业
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例 4 ［2016·全国高考Ⅰ］ 难度★★☆ 典型★★★ 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着浓度梯度进行的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
【解析】由题意可知离子泵能利用水解ATP 释放的能量跨膜运输离子，所以离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输一般是逆浓度梯度进行的，A、B 项错误。动物一氧化碳中毒会阻碍氧气的运输，导致呼吸速率下降， 生成的ATP 减少，使主动运输过程减弱，因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C 项正确。主动运输需要载体蛋白的协助，加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D 项错误。【答案】C
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分子与细胞
人教版高中生物必修一
4.2 主动运输与胞吞、胞吐
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人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成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。讨论1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?2.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量?3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性?
一、主动运输
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1.主动运输 （1）特点一般为逆浓度梯度运输，需要消耗能量，载体蛋白参与，具有选择性。【特别提示】主动运输也可以顺浓度梯度进行，比协助扩散快得多。（2）主动运输的图解（如图）
一、主动运输
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（3）意义主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地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，对完成各项生命活动有重要意义。（4）实例小肠绒毛上皮细胞对K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收以及植物根对无机盐的吸收。
一、主动运输
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例 1 难度★★★ 典型★★☆ ［2020·河北邯郸高三模拟］主动运输的能量可来自 ATP 水解或电化学梯度（离子的浓度梯度），右图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图，其中 a、b、c表示载体蛋白。据图分析，下列叙述正确的是 （ ）
A. 载体蛋白 b 转运葡萄糖的过程中需要 ATP 水解供能B. 在载体蛋白 c 的协助下，细胞内外的 Na + 浓度趋于相同C. 肠腔中的 Na + 浓度降低，会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖D. 机体短暂的供氧不足，会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液
一、主动运输
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【解析】载体蛋白 b 转运葡萄糖是从高浓度向低浓度一侧运输，为协助扩散，不需要消耗 ATP，A 项错误；载体蛋白 c运输 Na + ，是由低浓度向高浓度一侧运输，为主动运输，会使细胞外的 Na + 浓度高于细胞内的 Na + 浓度，B 项错误；葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液时，是从高浓度向低浓度一侧运输，为协助扩散，不需要消耗 ATP，机体短暂的供氧不足，不会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液，D 项错误。【答案】C
一、主动运输
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例 2 难度★★☆ 典型★★★ 右图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。下列叙述中不正确的是（ ） 该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，所以为主动 运输B. 该矿质元素离子可以从低浓度一侧向高浓度一侧运输C. 如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输D. 运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复利用
【解析】从图中可以看出，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要ATP，且运输方向是从低浓度一侧到高浓度一侧，所以可以判断其运输方式为主动运输，A、B 两项正确。如果细胞膜上运输该物质的载体蛋白被去除，那么该矿质元素离子不能被运输，C 项正确。载体蛋白可以被重复利用，D 项错误。【答案】D
一、主动运输
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1.（★）下列关于物质运输的叙述，正确的是 （ ）A.主动运输可以使被运输的离子在细胞内外的浓度不同B. 物质通过脂质双分子层的扩散速率与脂溶性无关C. 护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输D. 巨噬细胞摄入病原体的过程不消耗能量
【解析】当把磷脂铺在空气—水界面上时，在一定温度条件下，该膜面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。因为磷脂分子头部亲水、尾部疏水，若要稳定存在，则头部朝向水面，尾部朝向空气，且只能单层存在，C 项正确。【答案】 C
【即时练】
一、主动运输
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2. ［2020·银川一中月考］研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如下图中 a、b、c 所示， ○代表跨膜的离子或小分子。请据图回答下列问题：（1）图中细胞质基质存在于 （填“P”或“Q”）侧，判断依据是 。（2）主动运输的特点是 。（3）b 类型中，○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于 （ ）A. 浓度差所造成的势能 B. ATP 直接提供能量C. 光能驱动 D. 细胞内物质合成时释放的能量（4）下列生物中，最有可能采用 c 类型进行主动运输的是 （ ）A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
一、主动运输
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【解析】（1）糖蛋白存在于细胞的外表面，则 P 是外表面，Q 是内表面，所以细胞质基质存在于 Q 侧。（2）主动运输是指物质逆浓度梯度运输，需载体蛋白协助，消耗 ATP。（3）由图可知，b 类型的主动运输能量来源于 ATP 直接提供的能量，a 类型的主动运输能量来源于浓度差造成的势能，c 是光能驱动的主动运输。（4）c 类型主动运输消耗的能量来自光能。噬菌体属于病毒，不能独立进行生命活动；果蝇和小鼠属于动物，不能直接利用光能；最可能采用该类型进行主动运输的生物是细菌。【答案】 （1）Q 糖蛋白位于细胞外侧 （2）物质逆浓度梯度运输，需载体蛋白协助，消耗 ATP （3）B （4）B
二、胞吞与胞吐
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1.胞吞 当细胞摄取大分子物质时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子物质。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部， 这种现象叫胞吞。
二、胞吞与胞吐
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2.胞吐 与胞吞相反，细胞需要外排的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞，这种现象叫作胞吐。细胞通过胞吐向外分泌物质，如胰腺细胞分泌酶原颗粒（蛋白质）。
二、胞吞与胞吐
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【特别提示】（1）胞吞和胞吐都要消耗细胞内化学反应所释放的能量， 它们实现的物质基础都是细胞膜具有一定的流动性。（2）胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式。
二、胞吞与胞吐
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例 1 难度★★☆ 典型★★★ ［2020·河南安阳三十五中高一月考］科学家预计在不久的将来，能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体血液，可以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦，推测这种药品穿过小肠上皮细胞的方式最可能为 （ ）A. 渗透作用 B. 主动运输C. 胞吞 D. 被动运输
【解析】 “瘦素穿肠蛋白”为大分子物质，进入细胞的方式最可能是胞吞，C 项正确。【答案】C
二、胞吞与胞吐
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例 2 难度★★☆ 典型★★★ 右图所示为细胞对大分子物质进行“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 要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C. b 在完成细胞分泌的同时导致膜成分的更新D. b 与a 分别是细胞排出废物和摄取养分的基本方式
【解析】胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式，不是细胞排出废物和摄取养分的基本方式，D 项错误。【答案】D
二、胞吞与胞吐
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1.（★★）［2020·湖南岳阳高三一模］下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图。以下说法错误的是（ ）A. 吞噬细胞对病原体的摄取和处理经 a 过程B. 一般情况下大分子物质通过 a 过程进入细胞不需要细胞识别，但需要内部供能C. 浆细胞产生的抗体经 b 过程分泌到细胞外，该过程有膜成分的更新D. 经 b 过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
【解析】吞噬细胞通过胞吞的方式对病原体进行摄取和处理，A 项正确；胞吞过程要有细胞识别和细胞供能才可能完成，B 项错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐的形式分泌到细胞外，该过程分泌小泡与细胞膜融合，故有膜成分的更新，C 项正确；通过胞吐的方式分泌出细胞的物质不一定都是大分子物质，例如乙酰胆碱，D 项正确。【答案】B
【即时练】
二、胞吞与胞吐
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2.下图为胞吞和胞吐的过程示意图。下列叙述错误的是 （ ）A. a、 b 过程均需要载体蛋白协助B. a、 b 过程均需要消耗能量C. a、 b 过程均能运输大分子物质D. a、 b 过程均与膜的流动性有关
【解析】胞吞和胞吐是大分子物质出入细胞的方式，通过膜的融合将物质运入或运出细胞，体现了细胞膜的流动性，此过程不需要载体蛋白，需要消耗能量。【答案】A
※物质运输方式的判断
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1.结合实例直接进行判断
※物质运输方式的判断
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2.根据分子大小及对载体蛋白、能量的需要情况进行判断（下图）
※物质运输方式的判断
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3.根据运输方向判断 顺浓度梯度的跨膜运输方式一般是自由扩散和协助扩散， 逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。4.不同条件下运输方式的判断 （1）消耗能量的运输方式是主动运输。（2）需要载体蛋白参与，不消耗能量的运输方式一定是协助扩散。
※物质运输方式的判断
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5.根据曲线判断
（1）随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输（如图甲）。（2）成正比关系的曲线表示自由扩散（如图乙）。（3）受细胞呼吸或O2 浓度影响的曲线表示主动运输（如图丙）。
※物质运输方式的判断
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【方法技巧】（1）图解记忆三种物质跨膜运输方式（右图） （2）判断物质进出细胞的方法①根据糖蛋白的分布，糖蛋白位于细胞膜外侧。②根据能量产生的位置，产生能量的一侧是细胞膜内侧。
※物质运输方式的判断
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例 难度★★★ 典型★★★ 如图所示为A、B、C 三种物质的跨膜运输方式，请分析回答下列问题： （1）物质A、B、C 跨膜运输的方式依次是 、 、 。（2）某种物质能专一性地破坏物质C 的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B 跨膜运输的速率将 ，物质C 跨膜运输的速率将 。（3）在O2 充足条件下，上述A、B、C 三种物质的运输中与下图中图Ⅰ曲线相符的是 ；与图Ⅱ中甲曲线相符的是 ，与乙曲线相符的是 。
※物质运输方式的判断
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【解析】（1）根据图示判断物质A、B、C 跨膜运输的方式依次是自由扩散、协助扩散和主动运输。（2）载体蛋白具有专一性，破坏了物质C 的载体蛋白，物质C 的跨膜运输速率下降，但对物质B 的运输没有影响。（3）图Ⅰ中曲线表示当细胞内的物质浓度高于细胞外的物质浓度时，细胞仍能吸收该物质，说明是主动运输。图Ⅱ中甲曲线表示吸收速率与细胞外的物质浓度成正比，说明是自由扩散。在O2 充足条件下，当细胞外被转运物质的浓度增大到一定值以后，乙曲线表示的吸收速率保持不变，说明该方式需要载体蛋白，可能是主动运输或协助扩散。【答案】（1）自由扩散 协助扩散 主动运输 （2）不变 下降 （3）物质C 物质A 物质B 或物质C
※物质运输方式的判断
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1. 下图是人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程简图，其中 GLUT2 是细胞膜上的葡萄糖载体，Na+/K+ATPase 是钠 / 钾ATP 酶。据图分析下列说法错误的是 （ ）A. 小肠上皮细胞面向肠腔的细胞膜形成较多微绒毛可以增加细胞膜上载体蛋白的数量，高效地吸收葡萄糖等营养物质B. 图中所示的小肠上皮细胞膜上的蛋白质的功能有催化、运输、信息交流和密封细胞间隙的作用C. 葡萄糖通过 Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体进入小肠上皮细胞，此运输方式为主动运输D. Na+/K+ATPase可促使 Na+ 排出细胞，K+进入细胞
【即时练】
※物质运输方式的判断
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【解析】小肠上皮细胞面向肠腔的细胞膜形成较多微绒毛，可增多细胞膜上载体蛋白如Na+驱动的葡萄糖同向转运载体数量，有利于高效地吸收肠腔的葡萄糖等物质，A 项正确。图中所示的小肠上皮细胞膜上的蛋白质未体现信息交流的作用，B 项错误。葡萄糖通过 Na+ 驱动的葡萄糖同向转运载体进入小肠上皮细胞的过程，方向是从低浓度向高浓度，此运输方式为主动运输，C 项正确。根据题图可知，Na+/K+ATPase 可促使 Na+排出细胞，K+进入细胞，D 项正确。【答案】B
※物质运输方式的判断
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2. 研究表明，主动运输根据能量来源的不同分为三种类型，其示意图如下（图中 a、b、c 代表物质跨膜运输方式， 代表跨膜的离子或小分子）。请据图回答问题：a. 偶联转运蛋白：ATP 间接提供能量的协同运输；b. ATP 驱动泵：ATP 直接提供能量；c. 光驱动泵：光能驱动。
（1）从功能上来说，细胞膜是一层____________膜。（2）图中细胞质基质存在于______（填“P”或“Q”）侧，判断依据是 __________________。（3）主动运输是通过__________对所介导的物质进行________（填“逆浓度”或 “顺浓度”）梯度的跨膜运输的方式。（4）下列生物中，最有可能采用 c 类型进行主动运输的是 （ ）A. 噬菌体 B. 细菌 C. 果蝇 D. 小鼠
※物质运输方式的判断
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【解析】（1）细胞膜的功能特性是选择透过性，它是一层选择透过性膜。（2）细胞膜具有糖蛋白的一侧为外侧，所以细胞质基质存在于 Q 侧。（3）主动运输以蛋白质为载体、消耗能量对物质进行逆浓度梯度的跨膜运输。（4）c 运输方式消耗光能，能利用光能的生物有植物和光合细菌。【答案】（1）选择透过性 （2）Q 糖蛋白位于细胞膜外侧 （3）载体蛋白 逆浓度 （4）B
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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1.不同跨膜运输方式的主要影响因素
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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自由扩散的运输动力是膜两侧溶液的浓度差。在一定浓度范围内，随细胞外物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大（如图A）。协助扩散与主动运输的共同特点是都需要载体蛋白的协助。当细胞外物质浓度较低时，随物质浓度的增大，其运输速率逐渐增大；当达到一定浓度时，受膜上载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随物质浓度的增大而增大（如图B）。主动运输可以逆浓度梯度进行，其运输结果可使细胞内物质浓度高于细胞外（如图C）。
2.影响物质运输速率的曲线分析 A B C
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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1. 被动运输（自由扩散和协助扩散）不消耗能量，因此其运输速率与O2 浓度无关（如图D）。2. 主动运输既需要载体蛋白协助，又需要消耗能量。（1）当O2浓度为零时，细胞通过无氧呼吸供能，无氧呼吸产生能量少，所以运输速率较慢。（2）随O2浓度的升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以其运输速率不断加快。（3）当O2浓度足够高时（P 点之后），能量供应充足，但受到载体蛋白数量的限制，其运输速率不再随O2浓度的增大而加快（如图E）。
D E
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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例 1 难度★★★ 典型★★☆ ［2020·湖南衡阳模拟］下图中甲、乙分别是洋葱根尖在不同含氧量及不同底物浓度情况下（其他条件适宜），从含硝酸钾的全营养液中吸收 NO 3-的速率曲线图。相关描述不正确的是 （ ）A. A 点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B. B 点时离子吸收速率不再增加是因为载体蛋白的数量有限C. C 点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度D. D 点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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【解析】洋葱根尖吸收 NO 3-的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。A 点时离子吸收速率未达到最大，限制因素是 O 2 浓度，而 O 2 浓度通过影响呼吸作用产生的能量影响离子吸收速率，故此时主要影响因素是能量，A 项正确；B 点时离子吸收速率不再随着 O 2 浓度的增大而增大，此时的限制因素是载体蛋白的数量，B 项正确；C 点时离子吸收速率未达到最大，此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C 项正确；D 点时离子吸收速率不再随底物浓度的增大而增大，其他条件适宜，则其主要限制因素是载体蛋白数量，D 项错误。【答案】D
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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例 2 难度★★★ 典型★★☆ 右图是几种物质进出细胞的方式中，运输速率与影响因素之间的关系曲线图。下列与此图相关的叙述中，正确的是（ ） A. 与水分子进出细胞相符的有①③⑤ B. 与葡萄糖进入红细胞相符的有②④⑥ C. 与K+ 进入丽藻细胞相符的有①④⑥ D. 与蛋白质进出细胞相符的有②③⑥
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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【解析】自由扩散不需要载体蛋白和能量，物质运输速率与物质浓度成正比，协助扩散和主动运输都需要载体蛋白协助，主动运输还需要消耗能量，据此可确定：①为自由扩散，②为协助扩散或主动运输，③为自由扩散或协助扩散，④为主动运输，⑤为自由扩散，⑥为协助扩散或主动运输。水分子进出细胞的方式为自由扩散，A 项正确。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，B 项错误。K+ 进入丽藻细胞的方式为主动运输，C 项错误。蛋白质进出细胞的方式为胞吞或胞吐，D 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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1.（★★） ［2015·全国Ⅱ卷］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 ATPD. 与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【即时练】
【解析】温度为 17 ℃条件下，氮气（缺氧）环境中该植物幼根对该离子的吸收量比空气环境中低，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明该植物幼根吸收该离子的方式为主动运输，A 项正确、D 项错误；氮气环境中，该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗 ATP，此时该植物幼根消耗的 ATP 是无氧呼吸产生的，C 项错误；空气中培养，温度为 17 ℃时，离子吸收量明显高于 3 ℃时，说明该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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2.（★★） ［2020·广东珠海一模］用不同水温培养水稻，一段时间后检测溶液中各离子浓度，结果如下图所示。下列说法错误的是 （ ）A. 水稻能吸收多种离子，因为它们对细胞和生物体的生命活动有重要作用B. 水稻对不同离子的吸收量有差异，可能与细胞膜上相应载体蛋白的数量有关C. 温度可能是通过影响根部的呼吸速率，从而影响了根部对无机盐的主动运输D. 高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收，其中对锰和钙的吸收影响最大
【解析】由柱形图可知，高温和低温都会影响水稻根部对无机盐的吸收，其中对钾和硅酸的吸收比率明显降低，所以高温和低温对钾和硅酸的吸收影响最大，D 项错误。【答案】D
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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3.（★★） 某物质的跨膜运输速率的变化如下图所示。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 段的因素一定是载体蛋白的数量
【解析】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，说明此运输方式是协助扩散或者主动运输，B点受载体蛋白的数量或者能量的限制。甘油进入细胞属于自由扩散，故该物质不可能是甘油，A 项正确；无机盐离子一般进入细胞是通过主动运输，故该物质可能是无机盐离子，B 项正确；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 点受载体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 项正确；限制 BC 段的因素是载体蛋白的数量或者能量，D 项错误。【答案】A
※影响物质跨膜运输速率的因素及其拓展和应用
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4.（★★） 下图曲线 a、b 分别表示物质跨膜运输的两种方式。下列有关说法正确的是 （ ）A. 脂溶性小分子物质不能通过方式 a 运输B. 与方式 b 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C. 方式 b 的最大运输速率与载体蛋白数量有关D. 抑制细胞呼吸对方式 a 和 b 的运输速率均有影响
【解析】分析题图，a 曲线随着被运输分子浓度的增加，运输速率不断增加，为自由扩散；b 曲线开始时随着被运输分子浓度的增加，运输速率不断增加，一段时间后运输速率不再增加，说明该物质的运输还受其他因素（如载体蛋白）的影响，因此可能为协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散方式运输，A 项错误；载体蛋白是跨膜蛋白而不是覆盖于细胞膜内外表面，B 项错误；协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，其最大运输速率与载体蛋白数量有关，C 项正确；抑制细胞呼吸，产生的能量减少，对方式 b 的运输速率可能有影响，但是对方式 a 没有影响，D 项错误。【答案】 C
课后作业
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一 物质跨膜运输的方式
例 1 ［2019·全国Ⅱ卷］ 难度★★☆ 典型★★☆ 某种 H + —ATPase 是一种位于膜上的载体蛋白，具有 ATP 水解酶活性，能够利用水解 ATP 释放的能量逆浓度梯度跨膜转运 H + 。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定 pH 的溶液中（假设细胞内的 pH 高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的 pH 不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的 pH明显降低；另一组先在溶液中加入 H + —ATPase 的抑制剂（抑制 ATP 水解），再用蓝光照射，溶液的 pH 不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是 （ ）A. H + —ATPase 位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的 H + 转运到细胞外B. 蓝光通过保卫细胞质膜上的 H + —ATPase 发挥作用导致H + 逆浓度梯度跨膜运输C. H + —ATPase 逆浓度梯度跨膜转运 H + 所需的能量可由蓝光直接提供D. 溶液中的 H + 不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
课后作业
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【解析】由题干可知，用蓝光照射保卫细胞的悬浮液，溶液的 pH 明显降低，说明细胞内的 H + 被转运到细胞外，A 项正确。H + 运出保卫细胞是逆浓度梯度的跨膜运输，需要消耗能量，因 H + —ATPase 具有 ATP 水解酶活性，故运输所需能量由 H + —ATPase 水解 ATP 提供，不由蓝光直接提供，B 项正确、C 项错误。由题干可知，H + 的运输需要载体蛋白和能量，说明 H + 是通过主动运输的方式透过细胞质膜进入保卫细胞的，D 项正确。【答案】C
课后作业
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例 2 ［2018·全国Ⅰ卷］ 难度★★☆ 典型★★☆ 下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是 （ ）A. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的 N 2 和 NO 3-B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D. 给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
【解析】小麦不能直接吸收土壤中的 N 2 ，N 2 必须被固定后才能被植物吸收利用，A 项错误；农田适时松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B 项正确；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用，C 项正确；施肥过多会使土壤溶液中溶质浓度大于根细胞液中溶质浓度，从而使根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象，D 项正确。【答案】A
课后作业
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例 3 ［2017·海南高考］ 难度★★☆ 典型★★☆ 将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a 离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（ ） A. 给营养液通入空气有利于该植物的生长B. 根细胞对a 离子的吸收过程属于自由扩散C. 根细胞对a 离子的吸收过程有能量的消耗D. 根细胞的有氧呼吸有利于根对a 离子的吸收
【思路建立】根据物质跨膜运输的方式特点，先由信息②判断根对a 离子的吸收方式，再思考①中通入空气的作用。【解析】给甲组的营养液通入的空气中含有氧气，植物幼苗的根能正常进行有氧呼吸，提供充足的能量，利于对a 离子的吸收， 利于植物生长，A、D 两项正确。而甲组的根对a 离子的吸收速率远大于乙组的，说明根对a 离子的吸收方式为主动运输，其过程有能量的消耗，B 项错误，C 项正确。【答案】B
课后作业
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例 4 ［2016·全国高考Ⅰ］ 难度★★☆ 典型★★★ 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着浓度梯度进行的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
【解析】由题意可知离子泵能利用水解ATP 释放的能量跨膜运输离子，所以离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输一般是逆浓度梯度进行的，A、B 项错误。动物一氧化碳中毒会阻碍氧气的运输，导致呼吸速率下降， 生成的ATP 减少，使主动运输过程减弱，因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C 项正确。主动运输需要载体蛋白的协助，加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D 项错误。【答案】C
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