2021学年第4章 细胞的物质输入和输出第2节 主动运输与胞吞、胞吐学案及答案

这是一份2021学年第4章 细胞的物质输入和输出第2节 主动运输与胞吞、胞吐学案及答案，共16页。

2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
素养达成
设疑激趣
香港是中国的特别行政区，每个公民都能自由进出香港吗？在什么条件下可以进出香港？假如你到香港去学习，你会以何种交通方式进出香港？同样的道理，不是所有物质都能自由进出细胞，即使能够进出细胞，其方式也可能各不相同。那么细胞内外的物质到底是怎样通过细胞膜的呢？
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
探究点一 主动运输
1.(教材P70图4－6)被动运输是顺浓度梯度的转运方式，细胞逆浓度梯度吸收营养物质的方式为主动运输。结合图示回答下列问题：
(1)主动运输的方向是______________________________。
(2)主动运输需要的条件是________________________
________________________________________________________________________。
(3)主动运输过程中载体蛋白发生的变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快，据此分析：
(1)研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。这说明影响主动运输的因素之一是什么？
(2)研究表明，丙植物对M离子的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：
①ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输__________________。
②bc段：受____________的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。
3．(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？
(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？
[特别提醒] 载体蛋白的特点
(1)与被转运的离子或分子结合。
(2)具有特异性：一种载体蛋白只能与一种或一类离子或分子结合，不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量不同。
(3)具有饱和现象：当细胞膜上载体蛋白已经全部参与运输时，细胞通过该载体蛋白运输物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
(4)转运过程空间结构发生变化。
(5)可重复利用。
[方法链接] 物质出入细胞方式的判断
[知识拓展] 主动运输的种类
(1)协同转运(ATP间接提供能量)：一种间接消耗能量的主动运输方式，由协同转运蛋白介导，分为同向协同转运和反向协同转运两类，物质跨膜转运所需要的直接动力来自膜两侧离子浓度梯度。
(2)ATP驱动泵：一种ATP酶，通过水解ATP产生能量，实现离子或小分子浓度梯度的跨膜运输。
(3)光驱动泵：一些光合细菌细胞质膜上的H＋泵，它们被光激活后，形成跨膜的H＋浓度梯度，驱动溶质的主动运输。
1.物质进出细胞的方式比较
2.影响物质跨膜运输的因素
(1)细胞膜两侧物质浓度差：
(2)O2浓度：
(3)温度：
3．物质跨膜运输方式的实验探究
(1)实验原理
根据主动运输和被动运输对能量和转运蛋白的需求，确定实验的自变量。
(2)实验方法
①探究是主动运输还是被动运输的方法
②探究是自由扩散还是协助扩散的方法
1．(合格考)人红细胞细胞质中K＋的浓度比血浆高30倍，下列关于红细胞从血浆吸收K＋的叙述，不正确的是( )
A．逆浓度梯度进行
B．需要载体蛋白的协助
C．消耗细胞内化学反应所释放的能量
D．K＋直接穿过磷脂双分子层
2．(合格考)苏丹Ⅳ是一种致癌的有机染料，某地区的一些养殖户用掺入苏丹Ⅳ的饲料喂养蛋鸭，结果产出了有毒的“红心”鸭蛋。由此推断，苏丹Ⅳ能进入卵黄，说明它可能是( )
A．脂溶性物质，进入方式是“主动运输”
B．脂溶性物质，进入方式是“被动运输”
C．水溶性物质，进入方式是“主动运输”
D．水溶性物质，进入方式是“被动运输”
3.
(等级考)(不定项)甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法不正确的是( )
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
4．(等级考)(不定项)研究发现，在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的载体。科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制出如图曲线，下列说法中正确的是( )
A．细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍
B．在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态
C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行
D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
探究点二 胞吞与胞吐
1.(教材P72“与社会的联系”)在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾，这种病原体通过饮食传播。请回答下列问题：
(1)痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的运输方式是________作用，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。
(2)痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞与细胞膜的________有关。
(3)如何预防阿米巴痢疾？
2．离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。分析如图，思考探究下列问题：
(1)a方式称为________，大分子物质进入细胞时，大分子与膜上的________结合，引起这部分细胞膜内陷形成________，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成________，进入细胞内部。
(2)b方式称为________，细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成________，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜________，将大分子排出细胞。
(3)胞吞和胞吐都会发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现了生物膜的什么特性？
(4)如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么？
[微点拨]
有关物质跨膜运输的5个不一定
(1)需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。
(2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。
(4)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
(5)同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输。
1．胞吞
(1)过程：大分子物质与膜上的蛋白质结合→这部分细胞膜内陷形成小囊→小囊与细胞膜分离→形成囊泡，进入细胞内部。
实例：人体白细胞吞噬病原体、变形虫摄食等。
(2)特点：消耗能量，从细胞外到细胞内。
2．胞吐
(1)过程：大分子物质在细胞内形成囊泡→移动到细胞膜处→囊泡与细胞膜融合→大分子物质排出细胞。
实例：分泌蛋白的分泌。
(2)特点：消耗能量，从细胞内到细胞外。
3．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性；胞吞和胞吐需要能量，如果分泌细胞的ATP合成受阻，则胞吞和胞吐作用不能继续进行。
4.“两看法”快速判定物质出入细胞的方式
1．(合格考)据报道，一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为( )
A．渗透作用B．胞吞
C．协助扩散D．主动运输
2.
(合格考)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要由细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
3．(等级考)图①～⑤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③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
4．(等级考)(不定项)物质跨膜运输有如图所示三种方式，相关叙述正确的是( )
A.氧气以方式1进入细胞
B．物质以方式3进入细胞的过程不需消耗细胞提供的能量
C．方式1和方式2两种方式都属于被动运输
D．蛋白质分子可以通过方式3进入细胞
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1.胰岛素是胰岛B细胞合成并释放到血浆中的蛋白质类激素，关于胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆过程的叙述，正确的是( )
A．需要转运蛋白协助
B．不消耗细胞内化学反应所释放的能量
C．存在囊泡与细胞膜的融合
D．与构成细胞膜的磷脂运动无关
2．(不定项)正常情况下，甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法不正确的是( )
A.甲运出细胞一定有载体蛋白参与
B．甲进入细胞一定需要能量
C．乙运出细胞一定有载体蛋白参与
D．乙进入细胞一定不需要能量
3.如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是( )
4.如图为物质进出细胞的分类示意图。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，不正确的是( )
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转运蛋白，则G可表示自由扩散
C.若A与B的分类依据为是否需要转运蛋白，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可表示被动运输
5．如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：
(1)图中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。
(2)甘油和葡萄糖两种物质中，通过B方式进入红细胞的是________。
(3)与A方式相比，B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。
(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________(填字母)方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜具有____________的特点，穿膜层数为________。
(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________(填字母)方式将会受到较大影响。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
问题探讨
1．提示：不是。
2．提示：需要。
3．提示：有一定的普遍性。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)× (2)× (3)× (4)√ 2.A 3.A
二、拓展应用
1．提示：如果将草履虫放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快，而在海水中伸缩频率减慢。
2．提示：主动运输。实验思路：①取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的无机盐溶液中。②甲组给予正常呼吸条件，乙组加入呼吸酶抑制剂完全抑制细胞呼吸。③在相同且适宜条件下培养一段时间后，测定两组植株根吸收无机盐离子的速率。
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
夯基提能·分层突破
探究点一
【师问导学】
1．(1)逆浓度梯度。
(2)需要膜上的载体蛋白和细胞内化学反应所释放的能量。
(3)离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。
2．(1)载体蛋白的种类和数量。
(2)需要消耗能量 载体蛋白数量
3．(1)松土可增加土壤中O2含量，促进根系的有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。
(2)能量——线粒体，载体蛋白——核糖体。
【随堂检测】
1．解析：由于红细胞细胞质中K＋的浓度比血浆中的高30倍，红细胞吸收K＋的方式是主动运输。主动运输是逆浓度梯度进行的、需要载体蛋白的协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量，A、B、C正确；K＋不能直接穿过磷脂双分子层，只能借助载体蛋白进入细胞，D不正确。
答案：D
2．解析：脂肪可被苏丹Ⅳ染成红色，说明苏丹Ⅳ是脂溶性物质，被吸收进细胞的方式是自由扩散，特点是顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白和能量，属于被动运输。
答案：B
3．解析：乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助；乙物质出细胞是顺浓度梯度运输，可能是自由扩散；甲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。
答案：BCD
4．解析：由图可知，细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率是30左右，主动运输是10左右，A正确；在较低浓度下主动运输先达到饱和状态，B正确；小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式是同时进行的，C正确；在较高浓度下，细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，D错误。
答案：ABC
探究点二
【师问导学】
1．(1)胞吐 胞吞 (2)流动性
(3)注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。
2．(1)胞吞 蛋白质 小囊 囊泡 (2)胞吐 囊泡 融合
(3)流动性
(4)胞吞和胞吐需要消耗能量。
【随堂检测】
1．解析：瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。
答案：B
2．解析：胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，胞吞是物质通过膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内的；细胞分泌是高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式不是胞吞和胞吐，而是利用膜的选择透过性以主动运输、自由扩散等方式进行。
答案：D
3．解析：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②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。
答案：A
4．解析：氧气以自由扩散的方式进入细胞，即图中的方式1，A正确；方式3的运输方式为主动运输，而主动运输需要载体蛋白与能量，因此物质以方式3进入细胞的过程需要消耗细胞提供的能量，B错误；方式1为自由扩散，方式2属于协助扩散，二者都属于被动运输，C正确；蛋白质分子属于大分子物质，大分子物质进入细胞的方式是胞吞，而不是主动运输，D错误。
答案：AC
高效课堂·实践运用
1．解析：胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的方式是胞吐。胞吐不需要转运蛋白协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量、离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，A、B、D错误；胰岛素分泌过程中，胰岛素先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆，C正确。
答案：C
2．解析：甲物质在细胞外浓度高，细胞内浓度低，所以甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，运输方式是主动运输，此运输方式既需要消耗能量又需要载体蛋白协助，A正确；甲物质进入细胞是从高浓度一侧向低浓度一侧，即顺浓度梯度进行，不需要消耗能量，B错误；乙物质在细胞内浓度高，细胞外浓度低，进入细胞时是主动运输，需要消耗能量和载体蛋白协助，出细胞时是顺浓度梯度进行的，不一定需要载体蛋白协助，C、D错误。
答案：BCD
3．解析：管腔中氨基酸进入上皮细胞是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白、消耗能量，属于主动运输；管腔中Na＋进入上皮细胞是顺浓度梯度运输，需要转运蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散；上皮细胞中氨基酸进入组织液是顺浓度梯度运输，需要转运蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散。协助扩散和自由扩散都属于被动运输。
答案：A
4．解析：物质进出细胞的五种方式中，胞吞、胞吐和主动运输消耗能量，协助扩散和主动运输需要转运蛋白。如果分类标准为是否需要转运蛋白，则C和D表示主动运输和协助扩散，G、H表示胞吞和胞吞，F表示自由扩散；若A与B的分类标准为是否消耗能量，则C、D表示自由扩散和协助扩散，而G、H表示胞吞和胞吐，E表示大分子物质运输方式，F表示主动运输。ACD正确，B错误。
答案：B
5．解析：(1)A从高浓度到低浓度，不需要转运蛋白和能量，表示自由扩散；B图中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，表示协助扩散；C图中物质的运输方向是低浓度运输到高浓度，需要载体蛋白和能量，属于主动运输；D图中生物大分子形成囊泡，以胞吐的方式排出细胞。(2)葡萄糖以协助扩散方式进入红细胞。(3)B与A相比需要转运蛋白参与。蛋白质在核糖体上合成。(4)胰岛素的化学本质是蛋白质，分泌过程属于胞吐，体现了细胞膜具有流动性，胞吞、胞吐是借助于膜的融合完成的，穿膜层数为0。(5)主动运输和胞吞、胞吐需要消耗能量。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，影响供能，则会影响主动运输和胞吞、胞吐。
答案：(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐 (2)葡萄糖 (3)转运蛋白 核糖体 (4)D 流动性 0 (5)C、D自由扩散
协助扩散
主动运输
方向
顺浓度梯度
顺浓度梯度
逆浓度梯度
转运蛋白
不需要
需要
需要
能量
不需要
不需要
需要
图例
举例
O2、CO2、甘油等脂溶性物质
血浆中葡萄糖进入红细胞
K＋进入红细胞，葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞
网
络
建
构
eq \a\vs4\al()
主
干
落
实
1.主动运输既需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，又需要载体蛋白的协助，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。
2．细胞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。
3．大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐。它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
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
被动运输
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
主动运输