資源簡介

4.2主動運輸與胞吞、胞吐學案
【學習目標】
1.掌握區分被動運輸和主動運輸的方法。
2.理解主動運輸對細胞生活的意義。
3.掌握胞吞、胞吐的特點及對細胞的生命活動的意義。
【學習重難點】
1．舉例說明物質出入細胞的主動運輸方式和胞吞與胞吐。
2.掌握物質跨膜運輸方式的判斷方法。
【預習新知】
主動運輸
1．概念：物質逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。
2．過程
(1)K＋、Na＋和Ca2＋等離子和其他物質在逆濃度梯度跨膜運輸時，首先與載體蛋白的特定部位結合，一種載體蛋白通常只與一種或一類離子或分子結合。
(2)離子或分子與載體蛋白結合后，在細胞內化學反應釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結構發生變化，就將它所結合的離子或分子從細胞膜一側轉運到另一側并釋放出來。
(3)載體蛋白隨后又恢復原狀，又可以去轉運同種物質的其他離子或分子。
3．特點
(1)逆濃度梯度運輸。
(2)需要能量。
(3)需要載體蛋白的協助。
4．實例：小腸絨毛上皮細胞對Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
5．生理意義：通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，從而保證活細胞和個體生命活動的需要。
6．影響因素
(1)細胞外物質濃度。
(2)載體蛋白。
(3)能量。
胞吞與胞吐
1．胞吞和胞吐過程
(1)胞吞
①概念：是大分子與膜上的蛋白質結合，引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子，然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部的現象。
②實例：白細胞吞噬細菌、變形蟲吞噬有機顆粒。
(2)胞吐
①概念：細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞的現象。
②實例：胰島B細胞分泌胰島素、抗體的分泌。
2．胞吞和胞吐特點
(1)由圖中看出，胞吞和胞吐都要發生膜的彎曲、折疊和融合，這體現了生物膜的流動性特點。
(2)細胞的能量供應減少，胞吞和胞吐也會受到影響，這說明胞吞、胞吐也要消耗能量。
【易錯提示】
（1）大分子有機物要通過載體蛋白的協助才能進入細胞（ ）
（2）需要消耗ATP的運輸方式都是主動運輸（ ）
（3）蛋白質通過主動運輸方式分泌到細胞外（ ）
（4）性激素通過胞吐作用分泌到細胞外（ ）
（5）氧氣濃度的高低對細胞逆濃度梯度吸收物質不造成影響（ ）
（6）溫度影響主動運輸的速率，也影響被動運輸的速率（ ）
（7）主動運輸過程中載體蛋白的空間結構不發生改變（ ）
答案：（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）√（7）×
【鞏固訓練】
1.如圖表示細胞對大分子物質“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關的敘述錯誤的是( )
A.a與b均要以膜的流動性為基礎才可能發生
B.a要有細胞表面識別和內部供能才可能完成
C.b表示細胞分泌的同時會導致膜成分的更新
D.b與a分別是細胞排泄廢物和攝取養分的基本方式
2.Ca2+（鈣離子）是細胞內重要的信號物質，細胞質基質中游離的Ca2+濃度始終維持在很低水平，這與細胞質膜或細胞器膜上的“鈣泵”將Ca2+泵到細胞外或細胞器內有關，鈣泵工作時伴隨ATP的水解。下列相關敘述正確的是( )
A.Ca元素在細胞中屬于微量元素，但作用很大
B.Ca2+被鈣泵泵出細胞的方式為主動運輸
C.人體血液內Ca2+濃度過低，會引起肌無力
D.內質網腔中的Ca2+濃度低于細胞質基質中的
3.細胞轉運大分子物質的方式是胞吞和胞吐。下列相關敘述正確的是( )
A.胞吞和胞吐只能用于運輸大分子物質
B.胞吞和胞吐的對象只能是固體物質
C.胞吞和胞吐只與細胞膜上磷脂分子有關，與膜蛋白無關
D.胞吞和胞吐過程都會形成囊泡，并且都要消耗能量
4.下列有關物質跨膜運輸的敘述，正確的是( )
A.葡萄糖進入紅細胞屬于協助擴散
B.白細胞吞噬人侵的病原體、細胞碎片及衰老的紅細胞屬于主動運輸
C.甘油是極性分子，不能以自由擴散的方式通過細胞膜
D.果脯在腌制中慢慢變甜是因為細胞主動吸收糖分
5.下列關于胞吞和胞吐的敘述,錯誤的是( )
A.胞喬和胞吐過程利用了細胞膜的結構特點
B.胞吞形成的囊泡在細胞內可以被降解
C.乳汁中抗體的分泌過程不需要載體和能量
D.大分子物質通過胞吞攝取通常是先與膜上的蛋白質結合
6.圖中①②③表示三種物質進入細胞的不同方式。下列敘述錯誤的是( )
A.①為自由擴散，脂溶性物質可以通過磷脂分子間隙進入細胞
B.②為主動運輸，該載體蛋白運輸物質時空間結構會發生變化
C.③為協助擴散，物質通過通道蛋白不需與通道蛋白進行結合
D.圖中三種物質進入細胞時，其運輸速率與膜內外濃度差有關
7.細胞膜上的Ca2+泵（載體蛋白），通過下圖所示①~③的過程完成Ca2+的跨膜運輸。據此不能得出( )
A.Ca2+的跨膜運輸方式為主動運輸 B.Ca2+泵具有ATP酶活性
C.磷酸化的Ca2+泵空間結構發生改變 D.該過程不發生能量的轉移
8.下列關于物質跨膜運輸的描述，正確的是( )
A.蛋白質分子要通過載體蛋白的轉運才能進入細胞內，且消耗能量
B.小分子或離子都可以通過被動運輸進入細胞內
C.主動運輸發生在細胞逆濃度吸收物質時，既消耗能量，也需要載體蛋白
D.協助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進行的，都不消耗能量，也不需要載體蛋白
9.如圖表示物質濃度與氧氣濃度對幾種物質運輸方式的影響，下列相關敘述正確的是( )
A.①只能代表自由擴散，②只能代表協助擴散
B.溫度對圖示物質運輸方式均會產生影響
C.隨橫坐標數值的增大，②和④兩種運輸方式不再升高的原因完全不同
D.曲線④表示的運輸方式需要消耗能量，抑制有氧呼吸會完全抑制該運輸過程
10.如圖一是物質跨膜運輸示意圖，其中離子通道是一種橫跨細胞膜的親水性通道蛋白，具有離子選擇性，允許適當大小的離子順濃度梯度通過，甲乙代表生物膜的成分，abcd代表被轉運的物質，①②③④代表不同的運輸方式。圖二表示物質通過膜的運輸速率（縱坐標）隨環境中O2濃度（橫坐標）的變化。請仔細觀察圖示并回答有關問題：
(1)很多研究結果都能夠有力地支持“脂溶性物質易透過生物膜，不溶于脂質的物質不易透過生物膜”這一理論。這證明組成細胞膜的主要成分中有_________。
(2)對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后，其對 Ca2+的吸收明顯減少，但對 K+、C6H12O6的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了心肌細胞膜上：[乙] _________的活動。
(3)圖二與圖一中的_________（填序號）代表的物質運輸方式一致。
(4)O2從肺泡擴散到血液中的方式是[_________]_________，葡萄糖進入紅細胞的方式是[_________]_________。
(5)與①方式相比，③方式的主要特點是需要借助_________，該物質是在細胞內的_________上合成的，與③相比，④方式的不同之處是需要消耗_________，主要來自于_________ (細胞器)。
參考答案
1.答案：D
解析：胞吞和胞吐是膜流動性的具體體現，胞吞過程所攝取的大分子通過膜外表面的糖被識別，并消耗能量進入細胞內；細胞分泌是指高爾基體“出芽”形成的囊泡與細胞膜融合，將大分子物質排到膜外，因此，有部分高爾基體膜的成分轉移到細胞膜；排泄廢物和攝取養分的基本方式是利用膜的選擇透過性直接通過細胞膜，以被動運輸、主動運輸的方式進行的。
2.答案：B
解析：A、Ca元素屬于大量元素，在生命活動中具有重要作用，A錯誤；
B、分析題意，Ca2+通過Ca2+泵運出細胞時消耗ATP，為主動運輸，B正確；
C、人體血液內Ca2+濃度過低，會引起抽搐，Ca2+濃度過高會引起肌無力，C錯誤；
D、分析題意，Ca2+需要通過細胞器膜上的“鈣泵”將Ca2+泵到細胞外或細胞器內，該過程需消耗ATP，方式為主動運輸，是逆濃度梯度進行的，說明內質網腔中的Ca2+濃度高于細胞質基質中的，D錯誤。
故選B。
3.答案：D
解析：A、神經遞質通過胞吐作用出細胞，而神經遞質是小分子物質，A錯誤；
B、圖乙中胞吞、胞吐的對象可以是固體也可以是液體，B錯誤；
C、胞吞胞吐與細胞膜具有一定的流動性有關，細胞膜的流動性是因為磷脂分子和大多數蛋白質分子可以運動，C錯誤；
D、胞吞的過程是：當細胞攝取大分子時，首先大分子附著在細胞表面，這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子；然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部。胞吐的過程是：需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞。可見，胞吞和胞吐作用過程中都能形成囊泡，且都需要消耗能量，D正確。
4.答案：A
解析：
解析：葡萄糖進入紅細胞屬于協助擴散，A正確；白細胞吞噬入侵的病原體、細胞碎片及衰老的紅細胞屬于胞吞，B錯誤；甘油為脂溶性物質，能以自由擴散的方式通過細胞膜，C錯誤；果脯在腌制時，細胞在高濃度的糖溶液中失水過多死亡，細胞膜失去選擇透過性，糖分滲入細胞，導致果脯變甜，D錯誤。
5.答案：C
解析：A、胞吞和胞吐過程依賴于細胞膜的流動性，即體現了其結構特點，A正確;
B、溶酶體是細胞的消化車間，胞吞形成的囊泡在細胞內可以被降解，B正確;
C、乳汁中抗體的分泌過程是胞吐過程，胞吐不需要載體，但需要能量，C錯誤;
D、大分子物質通過胞吞攝取通常是先與膜上的蛋白質結合，此后發生膜融合等過程，D正確。
6.答案：B
解析：A、據圖分析，①為自由擴散，脂溶性物質可以通過磷脂分子間隙進入細胞，A正確;B、根據試題分析，②為協助擴散，B錯誤;C、③為協助擴散，物質通過通道蛋白不需與通道蛋白進行結合，C正確;D、圖中三種物質進入細胞都為被動運輸，其運輸速率與膜內外濃度差有關，D正確。
7.答案：D
解析：題圖分析，“Ca2+泵是一種能催化ATP水解的載體蛋白;通過ATP水解消耗該過程釋放的能量實現鈣離子的轉運，說明Ca2+泵出細胞的方式是主動運輸，整個過程中，磷酸化的Ca2+泵空間結構發生改變，存在能量的轉移，即ATP中的能量轉移至Ca2+泵上，ABC正確，D錯誤。
8.答案：C
解析：A、蛋白質分子是生物大分子，不能通過載體蛋白進出細胞，以胞吞、胞吞的方式進出細胞，A錯誤；
B、小分子有機物和離子一般通過主動運輸進入細胞，B錯誤；
C、主動運輸發生在細胞逆濃度吸收物質時，既消耗能量，也需要載體蛋白，C正確；
D、協助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進行的，但協助擴散需要載體蛋白的協助，D錯誤。
故選C。
9.答案：B
解析：曲線①說明運輸速率與物質濃度呈正相關,運輸方式為自由擴散,協助擴散的運輸速率還會受到轉運蛋白數量的限制,A錯誤;曲線③說明運輸速率與O2濃度無關,運輸方式為自由擴散或者協助擴散,也可表示哺乳動物成熟紅細胞通過主動運輸轉運某種物質的過程,C錯誤;曲線④說明該運輸過程消耗能量,抑制有氧呼吸并不會完全抑制該運輸過程,無氧呼吸也能產生少量的能量供給該物質的運輸過程,D錯誤。
10.答案：
(1)脂質/磷脂分子/磷脂雙分子層
(2)轉運Ca2+的載體蛋白
(3)④
(4)①；自由擴散；②；協助擴散
(5)載體蛋白；核糖體；能量/ATP；線粒體
解析：(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物質易透過生物膜，不溶于脂質的物質不易透過生物膜”這一事實，充分證明組成細胞膜的主要成分中有磷脂分子(甲)，因為磷脂分子為脂質，根據相似相溶原理，脂溶性物質易透過生物膜。
(2)細胞膜上不同離子、分子的載體種類不同，施加某種毒素后，Ca2+吸收減少，而K+、C6H12O6。的吸收不受影響，故最可能的原因是該毒素抑制了心肌細胞膜上轉運Ca2+的載體蛋白活性。
(3)圖二的運輸方式需要能量，表示主動運輸，與圖1中④代表的運輸方式一致。
(4)O2為氣體，氣體的運輸方式為自由擴散，則O2從肺泡擴散到血液中的方式是①自由擴散，葡萄糖進入紅細胞的方式是②協助擴散。
(5)④自由擴散和③協助擴散都是順濃度梯度的運輸方式，都不需要能量，其中自由擴散不需要載體蛋白，協助擴散需要載體蛋白，因此與①方式相比，③方式的主要特點是需要借助載體蛋白，載體蛋白是在細胞中的核糖體上合成的;④為主動運輸，需要能量和載體蛋白，③表示協助擴散，需要載體蛋白、不需要能量，因此與③相比，④方式的不同之處是需要消耗能量，細胞中的能量主要來自于有氧呼吸，有氧呼吸的場所主要在線粒體。

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