生物人教版(2019)必修1 4.2 主动运输与胞吞、胞吐 课件(共73张PPT)

(共73张PPT)
第4章 细胞的物质输入和 输出
主动运输与胞吞、胞吐
第2节　
课标要点
1.举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白协助。
2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
学法指导
1．结合示意图，分析主动运输与胞吞、胞吐的特点(科学思维)。
2．借助曲线图，加深对自由扩散、协助扩散和主动运输的理解(科学思维)。
研习1
物质进出细胞的方式及影响因素
自主梳理
1．主动运输
(1) 概念：物质______浓度梯度进行__________，需要________的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的________，这种方式叫作主动运输。
逆
跨膜运输
载体蛋白
能量
(2) 物质运输方向：一般情况下物质从________一侧运输到________一侧。
(3) 条件：需要细胞膜上相应_________的协助；消耗细胞内化学反应所释放的________(ATP水解提供)。
(4) 实例：K＋、Ca2＋、Na＋等________通过细胞膜。
(5) 意义：保证了活细胞能按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的__________，排出__________和对细胞有害的物质。
低浓度
高浓度
载体蛋白
能量
离子
营养物质
代谢废物
2．胞吞与胞吐
(1) 胞吞：大分子与膜上的________结合，从而引起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________，进入细胞内部。
蛋白质
囊泡
(2) 胞吐：细胞需要外排的________，先在细胞内形成________，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
(3) 特点：在物质的__________过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，胞吞、胞吐需要消耗__________所释放的能量。
大分子
囊泡
跨模运输
细胞呼吸
(4) 意义：胞吞和胞吐是物质进出细胞的运输方式，与细胞膜的________有关，属于跨膜运输。真核细胞通过胞吞和胞吐作用完成____________________的跨膜运输，如蛋白质、核酸、多糖、神经递质的分泌和释放等。
流动性
大分子或颗粒性物质
自我检测
1．下图表示的乙物质跨膜转运的方式是(　　)
C
A．自由扩散 B．协助扩散
C．主动运输 D．渗透作用
2．下列属于主动运输的是(　　)
A．动物肺泡细胞释放CO2
B．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．绿藻细胞吸收SO42－的过程
D
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；绿藻细胞吸收SO42－的过程属于主动运输。
3．下图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2＋和SiO44－的曲线。影响A、B两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是(　　)
A．离子浓度、载体数量
B．离子浓度、呼吸作用强度
C．载体数量、离子浓度
D．载体数量、呼吸作用强度
D
解析：分析题图，由于离子的吸收方式是主动运输，需要载体蛋白的协助和消耗能量，消耗能量与氧浓度有关，图中A、B两点的氧浓度相同，说明氧浓度不是限制因素，影响因素为载体的数量；B、C两点为Ca2＋的吸收曲线，载体蛋白的数量是相同的，区别是氧浓度不同，氧浓度影响呼吸作用强度。故D正确。
合作讨论
1．物质进出细胞的方式比较
项目 离子和小分子物质 大分子和颗
粒状物质
自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞和胞吐
方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高 浓度(一般) 与浓度无关
转运 蛋白 不需要 需要 需要 不需要
续表
能量 不需要 不需要 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，葡萄糖进入小肠细胞 白细胞吞噬细菌、胰腺细胞分泌胰岛素
名师点评
(1) 表中“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓 度，而不是它们所在溶液的浓度。
(2) 渗透与扩散的比较
扩散是指某些物质分子从高浓度向低浓度的运动，可以是气体、溶剂分子，也可以是溶质分子；而渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。渗透需要半透膜，是扩
散的一种特殊形式。其关系如图所示。
(3)“四看法”判断物质运输方式
2．影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素
运输方式 影响因素
自由扩散 细胞膜内外被转运物质的浓度差
协助扩散 ①细胞膜内外被转运物质的浓度差
②细胞膜上运载物质的转运蛋白的种类和数目
运输方式 影响因素
主动运输 ①细胞膜内外被转运物质的浓度差
②细胞膜上载体的种类和数目：载体具有特异性，运输不同物质的载体不同，不同细胞膜上的载体种类和数目也不同；且载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运输的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大
③能量：凡是能影响细胞内产生能量的因素都能影响主动运输，如O2浓度、温度等
续表
3．影响物质运输速率的曲线分析
(1) 物质浓度(在一定浓度范围内)
分析：①图甲表示的运输方式为自由扩散，因为图甲中物质的运输速率只与物质的浓度相关。
②图乙可以用于表示协助扩散或主动运输，因为图乙物质的运输速率不仅与物质浓度相关，还受膜上转运蛋白数量的影响，其中A点之后运输速率不再上升的原因是膜上转运蛋白数量有限，若是主动运输还与能量有关。
(2) O2浓度
分析：O2的多少会影响细胞呼吸，当O2浓度上升时有氧呼吸增强，释放出的能量会更多。
a ．丙图可以表示自由扩散或协助扩散的方式，因为它们的运输速率与能量多少无关。
b．丁图可以表示主动运输的方式，因为它的运输速率与能量的多少相关；其中B点之后运输速率不再改变的原因是膜上转运蛋白数量有限。
(3) 温度
温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质运输速率。低温会使物质跨膜运输速率下降。
(1) 物质浓度影响的自由扩散速率无最大值，而协助扩散和主动运输的速率有最大值。
(2) O2浓度影响主动运输速率曲线的起点在纵轴上，而不是坐标原点，且运输速率有最大值。
运输速率曲线的变化
问题探究
1．下表是两种物质跨膜运输的方式比较，请分析：
方式 是否需要转运蛋白 是否消耗能量
方式1 不需要 不消耗
方式2 需要 不消耗
(1) 方式1和方式2分别是哪种物质跨膜运输的方式？
(2) 两种方式的物质运输方向是怎样的？
方式 是否需要转运蛋白 是否消耗能量
方式1 不需要 不消耗
方式2 需要 不消耗
分别是自由扩散和协助扩散。
都是由高浓度向低浓度运输。
2．主动运输
(1) 从所需条件上来看，主动运输与被动运输最大的区别是
_____________________________________________________。
(2) 某物质跨膜运输时需要转运蛋白，则能确定此物质的运输方式是主动运输吗？试分析原因。
主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量
不能。协助扩散和主动运输均需要转运蛋白的协助，仅通过是否需要转运蛋白不能判断运输方式，还要看是否消耗能量。
(3) 某细胞对K＋和Ca2＋的主动吸收速率明显不同，试从所需条件分析其原因是________________________
________________________________________________________________________。
细胞膜上不同离子的转运蛋白数量不同
3．影响物质跨膜运输的因素
如图表示物质进入细胞的三种不同情况，据图回答下列问题。
　 　
(1) 判断运输方式：
甲：_________；乙：__________________；丙：__________。
自由扩散
协助扩散或主动运输
主动运输
(2) 分析图乙中曲线，填写下表。
曲线 限制运输速率的因素
O→A
A→B
物质的浓度(或细胞内外物质的浓度差)
转运蛋白的数量
研习经典
1．下图中a、b表示物质跨膜运输的两种方式，相关分析正确的是(　　)
A．CO2通过方式a运输
B．葡萄糖通过方式a进入红细胞
C．低温只会影响方式b的运输
D．方式b表示物质顺浓度梯度的运输
B
解析：由图可知，a表示运输速率与转运蛋白的数量成正比，因此a表示协助扩散，曲线b表示在一定范围内物质的运输速率与转运蛋白的数量呈正相关，而超过这一范围，物质的运输速率不再加快，因此曲线b表示主动运输。CO2以自由扩散的方式进出细胞，A项错误；葡萄糖以协助扩散的方式进入红细胞，B项正确；低温对方式a、b的运输都有影响，C项错误；主动运输一般是逆浓度梯度的运输，D项错误。
2．甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图，下列相关说法正确的是(多选)( 　　)
　　
A．甲、乙所代表的物质运输方式有共同点
B．图乙的物质运输方式体现了细胞膜的结构特点
C．图乙所示的细胞可能是红细胞
D．婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程可用图乙中的跨膜运输方式表示
甲
乙
AC
解析：甲、乙所代表的物质运输方式分别是主动运输和协助扩散，二者的共同点是都需要载体，A正确；图乙的物质运输方式为协助扩散，需要细胞膜上载体的协助，细胞膜的形态没有发生变化，不能体现细胞膜的结构特点，B错误；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，图乙所示的细胞可能是红细胞，C正确；婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞过程，不可用图乙中的跨膜运输方式表示，D错误。
研习2
物质跨膜运输与细胞膜结构的关系
自主梳理
1．氧气、二氧化碳等一些不带电荷的_______，以b__________的方式进出细胞。
小分子
自由扩散
3．蛋白质等_____________通过胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上________的参与，离不开细胞膜的________。
2．钠离子和钾离子等离子、葡萄糖和氨基酸等较小的有机分子的跨膜运输必须借助A__________的协助，一种转运蛋白往往只适合转运_________的物质。
转运蛋白
特定
生物大分子
蛋白质
流动性
自我检测
吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识不正确的是(多选)(　 　)
A．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和选择透过性
B．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能
C．不消耗能量，吞噬的动力来源于膜的流动性
D．不消耗能量，吞噬过程的实质是病原菌的入侵
ACD
解析：吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，属于胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。
合作讨论
1．生物膜的组成、结构与功能的统一性
上图表示某细胞膜结构，图中A、D表示转运蛋白，B表示磷脂双分子层，C表示糖蛋白。a表示主动运输，b表示物质通过自由扩散进入细胞，c表示物质通过自由扩散运出细胞，d表示协助扩散。
名师点评
(1)
(2)
(3)
2．实验探究物质进出细胞的方式
(1) 探究是主动运输还是被动运输(或探究是否耗能)
植株 + 培养液
呼吸抑制剂
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
方式
方式
主动运输
被动运输
(2) 探究是自由扩散还是协助扩散(或探究是否需转运蛋白)
植株 + 培养液
蛋白抑制剂(或蛋白质酶)
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
方式
方式
协助扩散
自由扩散
名师点评
(1) 通过比较改变能量的供应前后物质运输速率的变化判断是不是主动运输。
(2) 通过比较改变转运蛋白活性前后物质运输速率的变化判断是不是协助扩散。
问题探究
1．结合主动运输所需要的条件分析，影响真核细胞主动运输的细胞器主要有哪些？
核糖体为主动运输过程合成转运蛋白，线粒体为主动运输过程提供能量。
2．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？
松土增加土壤O2含量，促进有氧呼吸，增加植物能量供应量，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。
研习经典
1．细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以胞吐方式通过细胞膜的是(　　)
A．Na＋ B．二氧化碳 C．RNA D．胰岛素
解析：一般Na＋内流时属于协助扩散，Na＋外流时属于主动运输；二氧化碳的运输属于自由扩散；RNA通过核孔进入细胞质，需要消耗能量；胰岛素是通过胞吐被分泌出细胞的。
D
2．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：
培养瓶中气体 温度/℃ 离子相对吸收量/%
空气 17 100
氮气 17 10
空气 3 28
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
培养瓶中气体 温度/℃ 离子相对吸收量/%
空气 17 100
氮气 17 10
空气 3 28
A
解析：17 ℃条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗能量，与空气环境相比不利于该植物幼根对离子的吸收，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗能量，C错误；空气中培养，温度为17 ℃时的离子吸收量明显高于3 ℃时的，可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B错误。
3．细胞吸收物质的方式之一是胞吞，具体过程：当物质吸附在细胞膜上时，细胞膜内陷，形成小囊泡，囊泡在移动的过程中在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内。以下对胞吞的理解正确的是(　　)
A．体现了细胞膜的功能特性是选择透过性
B．这个过程不需要消耗能量
C．该过程用于吸收小分子物质
D．体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
D
解析：由题意知，该物质进入细胞时，并非通过细胞膜；其原理是以细胞膜的流动性为生理基础；细胞膜分子的运动亦需要消耗能量。胞吞主要是细胞吸收大分子物质的方式，体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
梳理网络
物质跨膜运输
生命小分子、离子
生物大分子
主动运输
被动运输
胞吐
胞吞
载体蛋白
能量
浓度梯度
需要
不需要
需要
需要
逆
无关
要语必备
1．主动运输既需要能量，又需要载体蛋白，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。
2．被动运输是顺浓度梯度的扩散，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。
4．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，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
3．胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒物进出细胞的物质运输方式，不需要依赖膜上的载体蛋白，但需要消耗细胞中的能量。
课 后 题
1．生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型能解释下列哪种现象？(多选)(　　 )
A．细胞膜是细胞的边界
B．溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜
C．变形虫的变形运动
D．细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中间
ABD
2．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：据图可知，该物质出入细胞是从高浓度到低浓度，需要转运蛋白，故B正确。
B
3．下列关于主动运输意义的论述，不准确的是(　　)
A．使细胞吸收营养物质和排出废物时摆脱了浓度的限制
B．使细胞可以主动地选择吸收营养物质和排出废物
C．使细胞吸收所有营养物质的速度都大大加快
D．主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要作用
C
4．小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖，却难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖，原因是(　　)
A．细胞膜上无木糖转运蛋白
B．细胞膜上的磷脂分子排列紧密
C．木糖的浓度太低
D．以上三项都正确
解析：细胞膜的选择透过性取决于膜上载体的种类和数量。
A
5．有一种物质能顺浓度梯度进出细胞膜，但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层，这种物质出入细胞膜的方式最可能是(　　)
A．自由扩散 B．主动运输
C．协助扩散 D．胞吞、胞吐
C
解析：物质顺浓度梯度运输方式主要有自由扩散和协助扩散两种，其中协助扩散需要转运蛋白的协助。
6．如图为受体介导的胞吞作用，根据
图示，下列叙述不正确的是(　　)
A．该过程以细胞膜的选择透过性为基础才能发生
B．该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层
D．形成的囊泡可能与溶酶体结合，将囊泡中的物质分解
A
解析：胞吞作用有细胞膜的凹陷，以细胞膜的流动性为基础，A错误；受体介导的胞吞过程需要受体识别大分子物质，需要细胞内部供能，B正确；囊泡膜属于生物膜，所以构成囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层，C正确；溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，可能与细胞内吞形成的囊泡融合以分解囊泡中的物质，D正确。
7．影响物质进出细胞速率的因素很多，如温度、氧分压、细胞外物质浓度等，如图为离体番茄根细胞中K＋的含量和氧分压的关系图解。请据图回答下列问题。
(1) AB曲线说明____________________
___________________________________，
原因是__________________________
__________________________________。
在一定的氧分压范围内，番茄根吸收K＋与氧分压的高低成正比
氧分压越高，番茄根细胞的呼吸作用就越强，吸收的K＋就越多
(2) BC曲线说明_________________
________________________________
_________________________________，
原因是________________________________________________
________________________________________________________。
当氧分压达到一定值后，K＋的吸收就不随氧分压的升高而增加
根细胞膜上运输K＋的转运蛋白达到了饱和
(3) 在B点，_________________成为根细胞内K＋含量继续增高的限制因素。
(4) 根据上述原理，增进肥效的有
效措施是______________________
_______________________________________。
转运蛋白的数量
中耕松土，提高根细胞的呼吸作用
(5) 下图中的哪一条曲线能说明红细胞运输葡萄糖的速度与血浆中葡萄糖的浓度之间的关系？(　　)
C
解析：主动运输需要转运蛋白和能量，转运蛋白的多少和种类以及呼吸作用的强弱(与能量产生的多少有关)这些因素都会影响到主动运输。葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散，在一定浓度范围内，血糖浓度越大，运输速度越快，但因膜上运输葡萄糖的转运蛋白数量是有限的，所以当葡萄糖浓度达到一定值时，运输速度不再加快。
本课结束！