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第2节主动运输与胞吞、胞吐第第1 1页页第第2 2页页一、主动运输一、主动运输1.1.运输方向运输方向:从从_。2.2.运输条件运输条件:(1)_(1)_。(2)(2)需要消耗细胞内化学反应所释放能量。需要消耗细胞内化学反应所释放能量。低浓度低浓度高浓度高浓度需要载体蛋白帮助需要载体蛋白帮助第第3 3页页3.3.实例实例:小肠上皮细胞吸收葡萄糖。小肠上皮细胞吸收葡萄糖。4.4.意义意义:确保活细胞能够确保活细胞能够_,_,主动选主动选择吸收择吸收_,_,排出排出_。按照生命活动需要按照生命活动需要所需要物质所需要物质代谢废物和对细胞有害代谢废物和对细胞有害物质物质第第4 4页页【激疑激疑】动物细胞吸收葡萄糖方式一定相同吗动物细胞吸收葡萄糖方式一定相同吗?提醒提醒:不一定相同。小肠上皮细胞吸收葡萄糖方式是主不一定相同。小肠上皮细胞吸收葡萄糖方式是主动运输动运输,红细胞吸收葡萄糖方式是帮助扩散。红细胞吸收葡萄糖方式是帮助扩散。第第5 5页页二、胞吞与胞吐二、胞吞与胞吐结合胞吞和胞吐运输特点结合胞吞和胞吐运输特点,判断以下说法正误判断以下说法正误:1.1.大分子物质进出细胞方式为胞吞、胞吐。大分子物质进出细胞方式为胞吞、胞吐。()()2.2.细胞胞吞过程中要依赖细胞膜流动性。细胞胞吞过程中要依赖细胞膜流动性。()()第第6 6页页3.3.胞吞、胞吐过程主要依靠膜变形胞吞、胞吐过程主要依靠膜变形,是不需要消耗能是不需要消耗能量。量。()()提醒提醒:胞吞、胞吐需要消耗能量。胞吞、胞吐需要消耗能量。4.4.细胞在不停胞吞过程中细胞在不停胞吞过程中,细胞膜面积会越来越小。细胞膜面积会越来越小。()()提醒提醒:生物膜之间是能够相互转化生物膜之间是能够相互转化,细胞膜面积大细胞膜面积大小存在着动态平衡。小存在着动态平衡。第第7 7页页知识点一主动运输与胞吞、胞吐知识点一主动运输与胞吞、胞吐1.1.主动运输与胞吞、胞吐比较主动运输与胞吞、胞吐比较:方式方式主动运输主动运输胞吞、胞吐胞吞、胞吐运输方向运输方向低浓度低浓度高浓度高浓度是否是否需要需要载体蛋白载体蛋白需要需要不需要不需要能量能量消耗消耗消耗消耗第第8 8页页方式方式主动运输主动运输胞吞、胞吐胞吞、胞吐模型模型实例实例小肠吸收葡萄糖、无机小肠吸收葡萄糖、无机盐等盐等胞吐:分泌蛋白分泌第第9 9页页2.2.载体蛋白特征载体蛋白特征:(1)(1)专一性专一性:一个载体蛋白在对细胞内外物质进行运输一个载体蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对应地运输唯一一个或性质非常相近一类物质。时只能对应地运输唯一一个或性质非常相近一类物质。(2)(2)饱和性饱和性:细胞膜上载体蛋白数量有限细胞膜上载体蛋白数量有限,在运输过程中在运输过程中当全部载体蛋白都已负担对应运输任务时当全部载体蛋白都已负担对应运输任务时,运输速度不运输速度不再因其它条件而加紧。再因其它条件而加紧。第第1010页页【思索思索讨论讨论】细胞膜和细胞器膜吸收物质时都含有选择性细胞膜和细胞器膜吸收物质时都含有选择性,但因其功但因其功效不一样效不一样,所选择吸收物质不一样所选择吸收物质不一样,试结合膜组成成份试结合膜组成成份分析二者选择性差异原因是什么。分析二者选择性差异原因是什么。(科学思维科学思维)提醒提醒:蛋白质是生命活动主要负担者蛋白质是生命活动主要负担者,因为膜蛋白差异因为膜蛋白差异造成选择性出现差异。造成选择性出现差异。第第1111页页【素养案例素养案例】(全国卷全国卷改编改编)已知线粒体能够合成一个高能物质已知线粒体能够合成一个高能物质ATP,ATP,该物质水解过程中能为生命活动供能。离子泵是该物质水解过程中能为生命活动供能。离子泵是一个含有一个含有ATPATP水解酶活性载体蛋白水解酶活性载体蛋白,能利用水解能利用水解ATPATP释放释放能量跨膜运输离子。以下叙述正确是能量跨膜运输离子。以下叙述正确是()第第1212页页A.A.离子经过离子泵跨膜运输属于帮助扩散离子经过离子泵跨膜运输属于帮助扩散B.B.离子经过离子泵跨膜运输是顺着浓度梯度进行离子经过离子泵跨膜运输是顺着浓度梯度进行C.C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子速率动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子速率D.D.加入蛋白质变性剂会提升离子泵跨膜运输离子速率加入蛋白质变性剂会提升离子泵跨膜运输离子速率第第1313页页【解题导引】【解题导引】(1)(1)审题关键审题关键:“ATP:“ATP水解供能水解供能”“”“离子泵离子泵”“ATP”“ATP水解水解酶活性酶活性”是题目关键信息。是题目关键信息。(2)(2)判断技巧判断技巧:不耗能、不需要转运蛋白不耗能、不需要转运蛋白自由扩散自由扩散;不不耗能、需要转运蛋白耗能、需要转运蛋白协助扩散协助扩散;耗能、需要载体蛋白耗能、需要载体蛋白主动运输。主动运输。第第1414页页【解析解析】选选C C。本题主要考查物质进出细胞方式。本题主要考查物质进出细胞方式。A A项项,由题干由题干“含有含有ATPATP水解酶活性载体蛋白水解酶活性载体蛋白”“”“能利能利用水解用水解ATPATP释放能量跨膜运输离子释放能量跨膜运输离子”可知可知,这种跨膜这种跨膜运输方式属于主动运输运输方式属于主动运输,故错误。故错误。B B项项,主动运输能够逆主动运输能够逆浓度梯度进行浓度梯度进行,故错误。故错误。C C项项,动物一氧化碳中毒后会使动物一氧化碳中毒后会使细胞呼吸受抑制细胞呼吸受抑制,细胞产生细胞产生ATPATP降低降低,影响了载体蛋白影响了载体蛋白第第1515页页对对ATPATP水解水解,降低了离子泵跨膜运输离子速率降低了离子泵跨膜运输离子速率,故正确。故正确。D D项项,加入蛋白质变性剂后加入蛋白质变性剂后,离子泵会变性从而失去转运离子泵会变性从而失去转运离子功效离子功效,降低了离子泵跨膜运输离子速率降低了离子泵跨膜运输离子速率,故错误。故错误。第第1616页页【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念结构与功效观结构与功效观上题上题D D项加入蛋白质变性剂后项加入蛋白质变性剂后,会影响小肠上皮细胞吸会影响小肠上皮细胞吸收氨基酸吗收氨基酸吗?提醒提醒:小肠上皮细胞吸收氨基酸需要载体蛋白帮助小肠上皮细胞吸收氨基酸需要载体蛋白帮助,加加入蛋白质变性剂入蛋白质变性剂,会影响载体蛋白功效会影响载体蛋白功效,所以影响小肠所以影响小肠上皮细胞吸收氨基酸。上皮细胞吸收氨基酸。第第1717页页(2)(2)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理限制了细胞内线粒体功效之后限制了细胞内线粒体功效之后,哪些跨膜运输会受到影哪些跨膜运输会受到影响响?为何为何?提醒提醒:主动运输、胞吞、胞吐。因为这些跨膜运输是耗主动运输、胞吞、胞吐。因为这些跨膜运输是耗能。能。第第1818页页【素养素养迁移迁移】如图表示胰岛如图表示胰岛B B细胞对不一样物质运输情况细胞对不一样物质运输情况,以下叙述以下叙述与图中相符是与图中相符是()第第1919页页A.A.运输运输CaCa2+2+载体蛋白也能够运输其它金属离子载体蛋白也能够运输其它金属离子B.KB.K+通道结构改变可造成细胞无法吸收通道结构改变可造成细胞无法吸收K K+C.C.胰岛素释放以细胞膜选择透过性为基础胰岛素释放以细胞膜选择透过性为基础D.D.葡萄糖都是经过图中运输方式进入各种细胞葡萄糖都是经过图中运输方式进入各种细胞第第2020页页【解析解析】选选B B。载体蛋白含有专一性。载体蛋白含有专一性,运输运输CaCa2+2+载体蛋白载体蛋白不能运输其它金属离子不能运输其它金属离子,A,A错误错误;K;K+通道是由膜上蛋白质通道是由膜上蛋白质组成组成,组成通道蛋白质结构改变造成通道结构改变组成通道蛋白质结构改变造成通道结构改变,进进而造成细胞无法吸收而造成细胞无法吸收K K+,B,B正确正确;胰岛素是以胞吐方式释胰岛素是以胞吐方式释放放,以细胞膜流动性为基础以细胞膜流动性为基础,C,C错误错误;题图中葡萄糖是以题图中葡萄糖是以帮助扩散方式进入细胞帮助扩散方式进入细胞,小肠上皮细胞吸收葡萄糖方式小肠上皮细胞吸收葡萄糖方式是主动运输是主动运输,D,D错误。错误。第第2121页页【方法规律方法规律】判断物质出入细胞方式两种方法判断物质出入细胞方式两种方法(1)(1)依据分子大小、是否需要能量和转运蛋白进行判断依据分子大小、是否需要能量和转运蛋白进行判断:第第2222页页(2)(2)依据运输方向判断依据运输方向判断:顺浓度梯度跨膜运输方式是自顺浓度梯度跨膜运输方式是自由扩散或帮助扩散由扩散或帮助扩散,逆浓度梯度跨膜运输方式一定是主逆浓度梯度跨膜运输方式一定是主动运输。动运输。第第2323页页知识点二影响物质运输速率原因知识点二影响物质运输速率原因1.1.浓度差浓度差:第第2424页页(1)(1)因为自由扩散不需要转运蛋白和能量因为自由扩散不需要转运蛋白和能量,所以物质运所以物质运输速率与物质浓度成正比。输速率与物质浓度成正比。(2)(2)因为帮助扩散和主动运输需要转运蛋白因为帮助扩散和主动运输需要转运蛋白,所以当全所以当全部转运蛋白都被利用了之后部转运蛋白都被利用了之后,物质运输速率将到达最大物质运输速率将到达最大(P(P点点),),此时限制物质运输速率原因主要是转运蛋白数此时限制物质运输速率原因主要是转运蛋白数量。量。第第2525页页(3)(3)因为主动运输能够逆浓度梯度运输物质因为主动运输能够逆浓度梯度运输物质,所以当细所以当细胞内浓度大于细胞外浓度时胞内浓度大于细胞外浓度时,物质仍能够被吸收进入细物质仍能够被吸收进入细胞。胞。第第2626页页2.O2.O2 2浓度浓度:第第2727页页(1)(1)甲图代表物质运输方式为自由扩散或帮助扩散。甲图代表物质运输方式为自由扩散或帮助扩散。(2)(2)乙图代表主动运输方式。乙图代表主动运输方式。A A点时点时,物质运输所需能量由无氧呼吸提供物质运输所需能量由无氧呼吸提供;APAP段表明伴随段表明伴随O O2 2浓度增加浓度增加,有氧呼吸产生能量增多有氧呼吸产生能量增多,主动运输速率增大。主动运输速率增大。P P点以后点以后,当当O O2 2浓度到达一定程度后浓度到达一定程度后,受转运蛋白数量受转运蛋白数量等原因限制等原因限制,运输速率不再增加。运输速率不再增加。第第2828页页3.3.温度温度:(1)(1)从细胞膜结构特点分析从细胞膜结构特点分析,温度会影响细胞膜流动性温度会影响细胞膜流动性进而影响物质运输速率。进而影响物质运输速率。(2)(2)从代谢角度分析从代谢角度分析,高温或低温均会影响酶活性高温或低温均会影响酶活性,进而进而影响细胞能量供给影响细胞能量供给,影响物质运输速率。影响物质运输速率。第第2929页页【思索思索讨论讨论】1.1.即使主动运输能够逆浓度吸收生物所需要物质即使主动运输能够逆浓度吸收生物所需要物质,不过不过假如外界营养物质浓度太低对细胞正常生命活动也会假如外界营养物质浓度太低对细胞正常生命活动也会有影响。试举例深入说明。有影响。试举例深入说明。(生命观念生命观念)第第3030页页提醒提醒:生物对营养物质有一个量要求生物对营养物质有一个量要求,假如相关营养物假如相关营养物质在外界太少质在外界太少,不论怎样进行主动运输都不能满足生物不论怎样进行主动运输都不能满足生物需求。比如需求。比如:缺碘山区缺碘山区,因为营养缺乏因为营养缺乏,该地域人多患该地域人多患“大脖子病大脖子病”。植物缺镁。植物缺镁,叶片会变黄。叶片会变黄。第第3131页页2.2.线粒体内膜含有一个蛋白质线粒体内膜含有一个蛋白质,H,H+能够顺浓度差经过这能够顺浓度差经过这种蛋白质种蛋白质,该过程表达了该蛋白质什么功效该过程表达了该蛋白质什么功效?(?(生命观念生命观念)提醒提醒:作为转运蛋白作为转运蛋白,表达了蛋白质运输功效。表达了蛋白质运输功效。第第3232页页【素养案例素养案例】研究发觉研究发觉,在小肠绒毛微绒毛面存在着两种运输葡萄糖在小肠绒毛微绒毛面存在着两种运输葡萄糖载体载体SGLT1SGLT1和和GLUT2,GLUT2,前者是主动运输转运蛋白前者是主动运输转运蛋白,后后者是帮助扩散转运蛋白。科学家依据不一样葡萄糖浓者是帮助扩散转运蛋白。科学家依据不一样葡萄糖浓度下运输速率绘制出如图曲线度下运输速率绘制出如图曲线,以下说法中不正确是以下说法中不正确是()第第3333页页第第3434页页A.A.细胞运输葡萄糖时细胞运输葡萄糖时,帮助扩散最高速率约为主动运输帮助扩散最高速率约为主动运输最高速率最高速率3 3倍倍B.B.在较低浓度下在较低浓度下,主动运输载体先到达饱和状态主动运输载体先到达饱和状态C.C.小肠绒毛细胞对葡萄糖两种运输方式同时进行小肠绒毛细胞对葡萄糖两种运输方式同时进行D.D.在较高浓度下在较高浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率率第第3535页页【解题导引解题导引】(1)(1)审题关键审题关键:“SGLT1:“SGLT1主动运输转运蛋白主动运输转运蛋白”“”“GLUT2GLUT2帮助扩散转运蛋白帮助扩散转运蛋白”“”“横坐标横坐标葡萄葡萄糖浓度糖浓度”。(2)(2)曲线关键曲线关键:伴随葡萄糖浓度改变伴随葡萄糖浓度改变,关注两条曲线改变关注两条曲线改变趋势差异。趋势差异。第第3636页页【解析解析】选选D D。由图可知。由图可知,细胞运输葡萄糖时细胞运输葡萄糖时,帮助扩散帮助扩散最高速率是最高速率是3030左右左右,主动运输是主动运输是1010左右左右,故故A A正确正确;在较在较低浓度下主动运输先到达饱和状态低浓度下主动运输先到达饱和状态,故故B B正确正确;小肠绒毛小肠绒毛细胞对葡萄糖两种运输方式是同时进行细胞对葡萄糖两种运输方式是同时进行,故故C C正确正确;在较在较高浓度下高浓度下,细胞主要依赖帮助扩散来增大吸收速率细胞主要依赖帮助扩散来增大吸收速率,故故D D错误。错误。第第3737页页【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念物质与能量观物质与能量观小肠绒毛微绒毛中有两种运输葡萄糖转运蛋白意义是小肠绒毛微绒毛中有两种运输葡萄糖转运蛋白意义是什么什么?提醒提醒:总体来说提升对葡萄糖吸收能力。现有帮助扩散总体来说提升对葡萄糖吸收能力。现有帮助扩散转运蛋白转运蛋白,也有主动运输转运蛋白也有主动运输转运蛋白,能够在吸收葡萄糖能够在吸收葡萄糖过程中尽可能降低能量消耗。过程中尽可能降低能量消耗。第第3838页页(2)(2)科学思维科学思维推理与分析推理与分析本题中两种运输速度都不会伴随葡萄糖浓度增加一直本题中两种运输速度都不会伴随葡萄糖浓度增加一直增加增加,两种运输方式都有最大速度原因完全相同吗两种运输方式都有最大速度原因完全相同吗?为为何何?提醒提醒:不完全相同。本题中帮助扩散速度受限于转运蛋不完全相同。本题中帮助扩散速度受限于转运蛋白数量。主动运输速度不但会受限于转运蛋白数量白数量。主动运输速度不但会受限于转运蛋白数量,还还会受限于能量供给。会受限于能量供给。第第3939页页【素养素养迁移迁移】1.1.将某活组织放入适宜完全营养液中将某活组织放入适宜完全营养液中,置于适宜条件下置于适宜条件下培养。培养液中甲、乙两种离子浓度保持相等且恒定培养。培养液中甲、乙两种离子浓度保持相等且恒定,定时测得细胞中两种离子含量定时测得细胞中两种离子含量,得到如图所表示曲线。得到如图所表示曲线。据图分析以下叙述中正确是据图分析以下叙述中正确是()第第4040页页第第4141页页A.A.两种离子均只能从低浓度一侧运输到高浓度一侧两种离子均只能从低浓度一侧运输到高浓度一侧B.B.该组织细胞运输离子甲转运蛋白数量比运输离子乙该组织细胞运输离子甲转运蛋白数量比运输离子乙数量多数量多C.C.该组织细胞吸收甲、乙两种离子方式分别是自由扩该组织细胞吸收甲、乙两种离子方式分别是自由扩散和主动运输散和主动运输D.D.图中两条曲线不能表达细胞膜选择透过性图中两条曲线不能表达细胞膜选择透过性第第4242页页【解析解析】选选B B。图示显示。图示显示:初始阶段初始阶段,两种离子在细胞内两种离子在细胞内浓度均低于细胞外浓度均低于细胞外,伴随时间推移伴随时间推移,两种离子在细两种离子在细胞内浓度逐步升高而且高于细胞外浓度胞内浓度逐步升高而且高于细胞外浓度,说明两种离说明两种离子既可从高浓度一侧运输到低浓度一侧子既可从高浓度一侧运输到低浓度一侧,也能从低也能从低浓度一侧运输到高浓度一侧浓度一侧运输到高浓度一侧,A,A错误错误;在相同时间在相同时间内内,细胞内离子甲浓度高于离子乙浓度细胞内离子甲浓度高于离子乙浓度,说明该说明该第第4343页页组织细胞运输离子甲转运蛋白数量比运输离子乙组织细胞运输离子甲转运蛋白数量比运输离子乙数量多数量多,B,B正确正确;两种离子能够从低浓度一侧运输到高浓两种离子能够从低浓度一侧运输到高浓度一侧度一侧,表明该组织细胞吸收甲、乙两种离子方式均为表明该组织细胞吸收甲、乙两种离子方式均为主动运输主动运输,C,C错误错误;综上分析综上分析,图中两条曲线能表达细胞图中两条曲线能表达细胞膜选择透过性膜选择透过性,D,D错误。错误。第第4444页页2.2.小鼠细胞在浓度为小鼠细胞在浓度为100 mmolL100 mmolL-1-1和和300 mmolL300 mmolL-1-1物物质质N N溶液中溶液中,某时刻吸收物质某时刻吸收物质N N速率依次是速率依次是10 mmolmin10 mmolmin-1-1和和20 mmolmin20 mmolmin-1-1,以下相关叙述正确以下相关叙述正确是是()第第4545页页A.A.连续增加物质连续增加物质N N浓度浓度,其进入细胞速率会连续增大其进入细胞速率会连续增大B.B.增加氧气浓度增加氧气浓度,物质物质N N进入细胞速率会连续增大进入细胞速率会连续增大C.C.增加转运蛋白数量增加转运蛋白数量,物质物质N N进入细胞速率会连续增大进入细胞速率会连续增大D.D.无法确定物质无法确定物质N N进入细胞方式进入细胞方式第第4646页页【解析解析】选选D D。若小鼠细胞吸收物质。若小鼠细胞吸收物质N N方式是帮助扩方式是帮助扩散或主动运输散或主动运输,则随物质则随物质N N浓度连续增加浓度连续增加,吸收速率不吸收速率不会连续增大会连续增大,A,A项错误项错误;若细胞吸收物质若细胞吸收物质N N方式是自由方式是自由扩散或帮助扩散扩散或帮助扩散,则吸收速率与氧气浓度无关则吸收速率与氧气浓度无关,若是主若是主动运输动运输,受转运蛋白数量限制受转运蛋白数量限制,吸收速率也不会随氧气吸收速率也不会随氧气浓度增加而连续增大浓度增加而连续增大,B,B项错误项错误;若细胞吸收物质若细胞吸收物质N N第第4747页页方式是自由扩散方式是自由扩散,吸收速率与转运蛋白数量无关吸收速率与转运蛋白数量无关,若是若是主动运输主动运输,吸收速率也不会随转运蛋白数量增加而连续吸收速率也不会随转运蛋白数量增加而连续增大增大,C,C项错误项错误;题干中仅给出了物质题干中仅给出了物质N N溶液浓度不一样溶液浓度不一样时时,小鼠细胞吸收物质小鼠细胞吸收物质N N速率不一样速率不一样,没有给出物质没有给出物质N N在在细胞内浓度及吸收物质细胞内浓度及吸收物质N N是否需要能量和载体蛋白信息是否需要能量和载体蛋白信息,所以不能确定物质所以不能确定物质N N进入细胞详细方式进入细胞详细方式,D,D项正确。项正确。第第4848页页【课堂回首课堂回首】第第4949页页
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