第2节 主动运输与胞吞、胞吐
基础过关练
题组一 主动运输的特点及实例
1.下列关于主动运输的叙述,正确的是( )
A.主动运输使细胞吸收所有物质的速度都大大加快
B.细胞需要的小分子或离子都是通过主动运输进入细胞的
C.细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的
D.细胞膜上的通道蛋白参与主动运输
2.(教材习题改编)下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图推断下列叙述错误的是 ( )
离子种类
A.K+通过主动运输进入细胞
B.Mg2+进入细胞的速率与载体蛋白的数量有关
C.Na+排到细胞外需要消耗能量
D.不同细胞内外的不同离子浓度差相差很大
3.囊性纤维化是一种严重的遗传疾病。这一疾病发生的主要原因是CFTR蛋白的功能异常,如图表示CFTR蛋白在Cl-跨膜运输过程中的作用,患者体内CFTR蛋白异常关闭,最终导致患者支气管被异常的黏液堵塞。下列叙述正确的是( )
A.CFTR蛋白转运Cl-的过程中空间结构不变
B.正常细胞中Cl-的运输不需要消耗能量
C.图中H2O运出细胞的方式为易化扩散
D.对于囊性纤维化患者,H2O运出肺部细胞会受到阻碍
4.图1表示几种物质跨膜运输方式。请据图回答下列问题:
(1)a的运输方式为 ,判断依据是 (至少答出两点)。
(2)转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白两类。其中运输物质c的转运蛋白属于 ,在运输时物质c (填“需要”或“不需要”)与之结合。
(3)图2是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K+和N的曲线图。则影响Ⅰ、Ⅱ两点和Ⅱ、Ⅲ两点吸收量不同的因素分别是 。
题组二 胞吞、胞吐的过程和特点
5.胞吞、胞吐是物质进出细胞的重要方式,下列叙述错误的是( )
A.物质通过胞吞、胞吐进出细胞的过程均需要膜蛋白参与
B.在物质进出细胞的过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,并且需要消耗能量
C.物质通过胞吞、胞吐进出细胞的过程依赖于细胞膜的选择透过性
D.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞分泌到细胞外的过程属于胞吐
6.(易错题)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫,能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,引发阿米巴痢疾。下列说法正确的是( )
A.痢疾内变形虫通过胞吐分泌蛋白分解酶会使其细胞膜的面积变小
B.大肠杆菌吸收K+的方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式相同
C.通过胞吞、胞吐过程转运的物质都是大分子物质
D.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以与溶酶体融合
题组三 影响物质跨膜运输的因素
7.细胞在吸收某种物质时,遵循图1、图2两种曲线,下列分析正确的是( )
A.这种物质的运输方式为主动运输
B.图1中A点后,细胞吸收该物质的速率不再增加,主要是受转运蛋白的数量限制
C.增加氧气含量,能使图1中A点右移
D.该物质可能是甘油分子
8.图甲表示物质跨膜运输的示意图(①~④表示物质运输的方式),图乙表示方式②的运输速率与能量的关系。相关叙述不正确的是( )
A.性激素以①方式进入细胞
B.①③④都是顺浓度梯度运输的
C.与方式③相比,方式②逆浓度梯度运输并消耗能量
D.图乙中a、b两点运输速率的主要限制因素分别是转运蛋白数量和能量
9.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b达到最大转运速率后的限制因素可能是能量
B.图乙中的胞吞和胞吐过程体现了细胞膜的流动性
C.b、c、d运输方式都需要膜上蛋白质的参与
D.温度变化只影响b、c、d过程,不影响a过程
能力提升练
题组一 物质进出细胞方式的判断
1.将某活组织放入适宜的完全营养液中,置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定,定期测定细胞中两种离子的含量,得到如图所示曲线。据图分析下列叙述正确的是( )
A.该组织细胞运输离子甲的转运蛋白数量比运输离子乙的转运蛋白数量多
B.该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输
C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧
D.曲线出现mn段和ab段的原因是细胞外浓度限制了细胞的吸收
2.研究人员将小鼠的成熟红细胞和小肠绒毛上皮细胞分别置于质量分数为7%的葡萄糖培养液中进行实验,在不同的条件下培养一段时间后,测定培养液中葡萄糖的剩余量,结果如下表所示。下列叙述不正确的是( )
组别 培养条件 小肠绒毛上皮细胞 成熟红细胞
甲组 加入葡萄糖载体抑制剂 7.0% 7.0%
乙组 加入呼吸抑制剂 5.1% 3.7%
丙组 不作任何处理 3.6% 3.7%
A.该实验中的丙组是对照组,甲组、乙组是实验组
B.正常条件下培养时,两种细胞对葡萄糖的吸收基本无差异
C.小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输
D.成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输
题组二 主动运输的不同类型
3.(不定项)科研人员在探究叶肉细胞的光合产物蔗糖如何进入叶脉中的筛管时,发现了蔗糖可通过如图所示方式转运进入筛管细胞,下列说法错误的是( )
A.由图可知蔗糖通过主动运输进入筛管细胞
B.蔗糖的运输速率只与细胞内外H+的浓度差有关
C.若SU载体功能缺陷,则在该植物的叶肉细胞中会积累更多的蔗糖
D.H+泵属于通道蛋白,SU载体属于载体蛋白
4.Na+-K+泵又称钠钾转运体,可保持胞内高钾、胞外高钠的不均匀离子分布。肌肉细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+转运体,细胞中Ca2+浓度升高可引起心肌收缩。下列叙述正确的是( )
A.细胞外Na+进入细胞减少,心肌收缩加强
B.细胞膜上Na+-Ca2+转运体的活动加强,细胞内Ca2+浓度增加
C.特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,细胞内的Ca2+浓度降低
D.Ca2+转运出细胞未消耗能量,属于协助扩散
答案与分层梯度式解析
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
基础过关练
1.C 2.D 3.D 5.C 6.D 7.B 8.D 9.D
1.C 细胞通过主动运输吸收物质需要载体蛋白和能量,主动运输不会使细胞吸收所有物质的速度都大大加快,A错误。细胞需要的小分子或离子不都是通过主动运输进入细胞的,如水分子通过自由扩散和协助扩散进入细胞,B错误。主动运输是逆浓度梯度的运输,细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,C正确。
转运蛋白
2.D 分析题图,得到下表:
离子 细胞内外浓度关系 推论
Na+ 细胞内<细胞外 通过主动运输排到细胞外,消耗能量,C正确
K+ 细胞内>细胞外 通过主动运输逆浓度梯度进入细胞,A正确
Mg2+ 细胞内>细胞外 通过主动运输进入细胞,速率与载体蛋白数量等有关,B正确
题图是某种动物细胞的内外离子情况,无法具体分析不同细胞内外的离子浓度差情况,D错误。
3.D 据题图分析,CFTR蛋白功能正常时,Cl-和H2O分别通过主动运输(消耗能量)和自由扩散的方式运输到细胞外,细胞外的黏液稀薄,CFTR蛋白转运Cl-的过程中空间结构会发生改变,A、B、C错误;当CFTR蛋白功能异常(关闭)时,Cl-不能通过CFTR蛋白运输到细胞外,H2O也没有向细胞外运输(即H2O运出肺部细胞会受到阻碍),黏稠的分泌物不断积累,D正确。
4.答案 (1)主动运输 需要消耗能量,由低浓度一侧运输到高浓度一侧 (2)通道蛋白 不需要 (3)能量(含氧量) 载体蛋白的数量
解析 (2)图1中转运c的蛋白属于通道蛋白(中空有通道),通道蛋白在运输物质时,物质不需要与之结合。(3)Ⅰ、Ⅱ两点在同一曲线(吸收N)的“上升段”,其吸收量(纵坐标)的不同与含氧量(横坐标)有关,而含氧量又与能量有关;Ⅱ、Ⅲ两点对应的含氧量一样,说明能量供应一样,则影响Ⅱ、Ⅲ两点吸收量不同的因素是载体蛋白的数量。
5.C 胞吞、胞吐过程需要消耗能量,B正确。
物质进出细胞
6.D 胞吐涉及囊泡与细胞膜的融合,会使细胞膜的面积变大,A错误;大肠杆菌吸收K+的方式是主动运输,痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式是胞吞,B错误;某些小分子也可通过胞吞、胞吐进行运输,C错误;胞吞形成的囊泡,在细胞内可以与溶酶体融合,囊泡内物质被溶酶体中的酶降解,D正确。
7.B 由图1可知,该物质的运输速率除与细胞内外该物质的浓度差有关外,还受其他因素的影响,可能是转运蛋白的数量等,由图2可知,该物质的跨膜运输不消耗能量,则该物质的跨膜运输方式为协助扩散,甘油的跨膜运输方式为自由扩散,所以该物质不是甘油。结合以上分析可知,B正确。
8.D 分析图甲:
性激素是脂溶性物质,通过①自由扩散的方式进入细胞,A正确。a点时随着能量增加,运输速率将增加,则a点运输速率的主要限制因素是能量;b点时随着能量供应增加,运输速率不再增加,因为转运蛋白数量有限,D错误。
9.D 分析题图:
题图 物质运输特点 运输方式
甲 a 转运速率只与浓度差有关,且与浓度差成正比 自由扩散
b 转运速率不只与浓度差有关,还存在其他限制因素 协助扩散或主动运输
乙 c 通过囊泡运入物质 胞吞
d 通过囊泡排出物质 胞吐
图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量,对于主动运输还可能是能量,A正确;胞吞、胞吐都伴随着细胞膜的变化和具膜小泡的形成,体现了细胞膜的流动性,B正确;b、c、d运输方式都需要膜上蛋白质的参与,C正确;温度变化通过影响膜的流动性和细胞呼吸速率(能量供应)等影响a、b、c、d过程,D错误。
能力提升练
1.A 2.D 3.BD 4.A
1.A 根据题意,细胞置于适宜的条件下培养,即能量供应充足,且胞外甲、乙浓度不变,据此分析题图:
根据题意可知:图中细胞外甲、乙浓度持续不变,mn段、ab段胞内甲、乙浓度不再变化,可能是转运蛋白已经饱和了,即转运蛋白数量限制了细胞吸收离子,D错误。
2.D 分析表格信息:
对照 乙、丙 甲、丙
自变量 是否加入呼吸抑制剂(抑制细胞呼吸产生能量,即抑制能量供应) 是否加入葡萄糖载体抑制剂(抑制载体蛋白功能)
结果 小肠绒毛上皮细胞:培养液葡萄糖剩余量乙组>丙组,说明细胞吸收葡萄糖需要能量; 成熟红细胞:培养液葡萄糖剩余量乙组=丙组,说明细胞吸收葡萄糖不需要消耗能量 甲组小肠绒毛上皮细胞、成熟红细胞培养液中的葡萄糖含量都没有减少,说明细胞吸收葡萄糖需要载体蛋白
结论 小肠绒毛上皮细胞通过主动运输吸收葡萄糖,成熟红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖,C正确,D错误
3.BD 分析题图:
蔗糖的运输速率除与细胞内外H+的浓度差有关外,还和细胞膜上SU载体的数量等有关,B错误;SU载体功能缺陷→蔗糖不能运入筛管细胞,积累在叶肉细胞中,C正确;H+泵介导H+的主动运输,属于载体蛋白,D错误。
4.A 对题图中各离子的跨膜运输进行分析得到下表:
离子运输 判断依据 运输方式
K+进细胞 逆浓度梯度,Na+-K+泵,消耗能量 主动运输
Na+出细胞
Na+进细胞顺浓度梯度,转运蛋白,不消耗能量协助扩散
Ca+出细胞逆浓度梯度,转运蛋白,依赖Na+顺浓度梯度运输的电化学势能主动运输,D错误
Na+进入细胞减少→Ca+难以出细胞→胞内Ca+浓度升高→心肌收缩加强,A正确;Na+-Ca2+转运体的活动加强→细胞内Ca2+浓度降低,B错误;特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵→膜两侧Na+浓度差减小→Na+进细胞困难→胞内Ca+浓度升高,C错误。
1(共20张PPT)
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
必备知识 清单破
知识点 1 主动运输与胞吞、胞吐的比较
主动运输 胞吞 胞吐
方向 逆浓度梯度(低浓度→高浓度) 胞外→胞内 胞内→胞外
共同点 都需要消耗能量 图示
跨膜方式 借助载体蛋白进行物
质运输 依赖膜的流动性,需要膜蛋白参与
实例 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等;一些细胞吸收K+、Ca2+等主要是大分子物质和颗粒物的跨膜运输,如变形虫吞噬食物、分泌蛋白的分泌等 特别提醒
(1)主动运输的速率与能量供应以及载体蛋白的种类、数量有关。
(2)载体蛋白具有特异性和空间结构可变性(与相应物质结合→结构变化→运输物质后物质
脱离→结构恢复)。
(3)胞吞形成的囊泡在细胞内可以被溶酶体降解。
(4)某些小分子也可通过胞吞、胞吐进出细胞。
1.选择透过性: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,对协助扩散和
主动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。
2.流动性:胞吞和胞吐需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
知识点 2 物质进出细胞与细胞膜特性的关系
知识辨析
1.胞吞、胞吐过程离不开膜上磷脂双分层的流动性,但不需要膜上载体蛋白的参与,是否正
确
正确。胞吞、胞吐依赖于膜的流动性,需要膜蛋白参与,但不需要载体蛋白。
2.协助扩散和主动运输都有助于维持物质在细胞内外的浓度差,是否正确
不正确。协助扩散是顺浓度梯度进行的,会降低物质在细胞内外的浓度差。
3.大分子物质通过胞吞、胞吐进行跨膜运输,小分子物质通过主动运输或被动运输进行跨膜
运输,是否正确
不正确。有些小分子物质也可通过胞吞、胞吐进行跨膜运输。
提示
提示
提示
a:自由扩散(顺浓度梯度)。
b、c:协助扩散(顺浓度梯度、借助载体蛋白或通道蛋白)。
d:主动运输(逆浓度梯度、借助载体蛋白、消耗能量)。
关键能力 定点破
定点 物质进出细胞方式的判断
1.通过结构模式图或文字判断物质进出细胞的方式
2.根据曲线判断物质跨膜运输的方式
自由扩散 协助扩散 主动运输
曲线 模型
能量主要由细胞呼吸
提供,O2浓度可在一
定程度上反映能量供
应情况
影响 因素 物质浓度差 物质浓度差、转运蛋
白的数量 载体蛋白的数量、能
量供应
方法技巧 曲线模型解读
3.实验法探究物质跨膜运输的方式
(1)探究是主动运输还是被动运输
注:呼吸抑制剂影响细胞呼吸产生能量,即影响能量供应。
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
注:蛋白质抑制剂和蛋白酶影响转运蛋白的作用。
主动运输可通过ATP驱动泵、协同转运蛋白或光驱动泵逆浓度梯度或电化学梯度进行,
分为ATP直接驱动、ATP间接驱动和光驱动三种类型,如图所示。
学科素养 情境破
情境探究
素养 生命观念——主动运输的能量来源
问题1 通道蛋白与ATP驱动泵、协同转运蛋白、光驱动泵在物质运输特点上的不同之处是
什么
通道蛋白运输物质的方向是顺浓度梯度或电化学梯度,不消耗能量。
问题2 已知小肠上皮细胞外是高Na+环境,小肠上皮细胞膜上的协同转运蛋白将Na+转运进细
胞的同时完成了葡萄糖进入细胞的过程,协同转运蛋白运输Na+和葡萄糖的方式一样吗
不一样。细胞外Na+浓度高于细胞内,Na+顺浓度梯度进入细胞不消耗能量,运输方式
是协助扩散;小肠上皮细胞吸收葡萄糖是伴随着Na+协助扩散进入细胞发生的,即Na+运输驱
动了葡萄糖的主动运输。
提示
提示
问题3 协同转运蛋白可以运输不止一种物质,能否说明膜转运蛋白运输物质不具有特异性
不能。协同转运蛋白在运输物质时,物质与蛋白质特定部位特异性结合才能实现转
运,运输具有特异性。
问题4 从进行主动运输的不同方式的结构基础谈谈你对蛋白质是生命活动主要承担者的认
识。
主动运输是细胞获取生命活动所需营养物质的重要方式之一,图示3种类型的主动运
输都需要载体蛋白,体现了膜蛋白在生命活动中的重要地位。
提示
提示
讲解分析
主动运输的三种类型
(1)ATP直接驱动:直接利用ATP水解提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯
度的跨膜运输。如Na+-K+泵,又称钠钾ATP酶,不仅是载体蛋白,也是催化ATP水解的酶。
(2)ATP间接驱动:需要借助协同转运蛋白进行。协同转运蛋白分为同向协同转运蛋白和反
向协同转运蛋白。
同向协同转运 反向协同转运
特点 两种物质运输方向相同,一种物质顺浓度梯度(或电化学梯度)的转运为另一种物质逆浓度梯度(或电化学梯度)的转运提供驱动力 两种物质运输方向相反,一种物质顺浓度梯度(或电化学梯度)的转运为另一种物质逆浓度梯度(或电化学梯度)的转运提供驱动力
举例 ①H+通过质子泵逆浓度梯度运输到细胞外,从而使细胞外H+浓度高于细胞内; ②细胞膜上的SU载体将H+由细胞外顺浓度梯度运输到细胞内的同时,将蔗糖主动运输到细胞内
①H+消耗能量逆浓度梯度进入液泡,细胞液中H+浓度高于细胞质基质;
②液泡膜上的NHX载体将H+由液泡顺浓度梯度运输到细胞质基质的同时将Na+主动运输到液泡中
(3)光驱动泵:主要发现于细菌细胞,光驱动泵可以利用光能逆浓度梯度运输物质。
典例呈现
例题 钠钾ATP酶(Na+/K+-ATPase)普遍存在于动物细胞膜上,能够利用ATP水解释放的能量将
细胞内的Na+泵出细胞,而相应地将细胞外的K+泵入细胞,从而维持膜内外一定的电化学梯
度。该电化学梯度能驱动葡萄糖同向转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖运入细胞,然
后膜上的转运载体GLUT2将葡萄糖运至细胞外液,完成对葡萄糖的吸收。如图为人小肠上
皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图,下列相关分析正确的是( )
D
A.葡萄糖进出小肠绒毛上皮细胞的方式不同,但运输的载体相同
B.Na+通过Na+/K+-ATPase的跨膜运输是主动运输,K+通过Na+/K+-ATPase的跨膜运输是协助扩
散
C.图示细胞的膜蛋白有物质运输、信息交流等功能
D.当细胞内外Na+浓度相等时,Na+和葡萄糖的协同转运不能进行
解题思路
根据上图分析,A、B错误;图示细胞的膜蛋白具有物质运输功能,并未体现具有信息交流功
能,C错误;细胞利用细胞膜两侧Na+浓度梯度主动运输吸收葡萄糖,当细胞内外Na+浓度相等
时,Na+浓度梯度消失,Na+和葡萄糖的协同转运停止,D正确。
