第2節主動運輸與胞吞、胞吐學有目標——課標要求必明記在平時——核心語句必背1.闡明主動運輸的過程、特點和意義。2.舉例說明胞吞、胞吐的過程。3.利用細胞膜的流動鑲嵌結構模型解釋各種物質跨膜運輸的方式。1.主動運輸既需要消耗能量，又需要載體蛋白，無機鹽離子和其他物質在逆濃度梯度跨膜運輸時，主要以主動運輸方式出入細胞。2.生物大分子進出細胞通過胞吞或胞吐，和細胞膜的流動性有關。3.細胞膜上轉運蛋白的種類和數量或空間結構的變化，對物質跨膜運輸起決定性作用，也是細胞膜具有選擇透過性的基礎。【主干知識梳理】一、主動運輸1．運輸方向主動運輸____濃度梯度進行。2．基本條件(1)細胞膜上相應_________的協助。(2)消耗細胞內化學反應所釋放的_____。逆載體蛋白能量3．生理意義細胞通過主動運輸來選擇吸收_____________，排出_________和對細胞_____的物質，從而保證細胞和個體生命活動的需要。二、胞吞與胞吐1．運輸的物質_______物質或顆粒性物質。所需要的物質代謝廢物有害大分子2．過程(1)胞吞：大分子→與膜上的_______結合→細胞膜內陷形成______→小囊從細胞膜上分離下來，形成______→進入細胞內部。(2)胞吐：大分子先包裹在細胞內形成的_____中→囊泡移動到_______處→與_______融合→大分子排出細胞。3．特點不需要載體，需要消耗_____。蛋白質小囊囊泡囊泡細胞膜細胞膜能量三、物質跨膜運輸的方式與細胞膜結構的關系1.協助擴散和主動運輸依賴細胞膜上_________的種類和數量，或轉運蛋白_________的變化，這也是細胞膜具有____________的結構基礎。2.胞吞和胞吐也需要膜上_______的參與，更離不開磷脂雙分子層的________。轉運蛋白空間結構選擇透過性蛋白質流動性【教材微點發掘】1．被動運輸是順濃度梯度的轉運方式，細胞逆濃度梯度吸收營養物質的方式為主動運輸。結合教材第70頁圖4－6回答下列問題：(1)主動運輸的方向是___________________________________。提示：從低濃度一側運輸到高濃度一側(逆濃度梯度)(2)主動運輸需要的條件是__________________________________。提示：需要膜上的載體蛋白和細胞呼吸產生的能量(3)主動運輸過程中載體蛋白發生的變化是____________________________________________________________________________________。提示：離子或分子與載體蛋白結合后，載體蛋白的空間結構發生變化，運輸完成后載體蛋白又恢復原狀2．在人體腸道內寄生的一種變形蟲——痢疾內變形蟲，能分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，“吃掉”腸壁組織細胞，并引發阿米巴痢疾，這種病原體通過飲食傳播。請回答下列問題：(1)痢疾內變形蟲分泌蛋白分解酶的運輸方式是______作用，通過_____作用“吃掉”腸壁組織細胞。(2)痢疾內變形蟲吞噬腸壁組織細胞與細胞膜的_______有關。(3)如何預防阿米巴痢疾？提示：注意個人飲食衛生、加強公共衛生建設是預防阿米巴痢疾的關鍵措施。胞吐胞吞流動性教材問題提示思考·討論1．細胞膜結構的流動性是胞吞、胞吐的基礎；胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現了膜的流動性。2．因為游離于細胞質基質中的核糖體所合成的蛋白質也只能游離于細胞質基質中。由于蛋白質是大分子有機物，無法直接通過被動運輸或主動運輸穿過細胞膜運輸到細胞外，所以一般只能留在細胞內供細胞自身使用。而附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質能夠進入內質網腔中，并借助囊泡移動進入高爾基體，經加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質就可以胞吐的方式分泌到細胞外。新知探究(一)主動運輸【探究·深化】[情境質疑]1．從主動運輸的條件角度分析，與主動運輸有直接關系的細胞器有哪些？提示：能量——線粒體，載體蛋白——核糖體。2．主動運輸需要的能量主要通過細胞進行有氧呼吸提供。植物生長需從土壤中吸收大量無機鹽。請解釋：在農業生產中為什么要給作物松土？提示：松土可增加土壤中O2含量，促進有氧呼吸，有利于植物主動吸收各種無機鹽離子。3．研究表明，主動運輸的運輸速率和細胞的能量供應之間的關系如圖所示，請分析：(1)ab段：隨能量供應的增加，運輸速率增大，說明主動運輸______________。(2)bc段：受______________的限制，能量供應增加，但運輸速率不再增加。需要消耗能量載體蛋白數量[重難點撥]影響主動運輸的因素(1)物質濃度：(2)O2濃度：(3)溫度：【典題·例析】[典例1]如圖為擬南芥液泡膜上的幾種運輸物質的轉運蛋白(包括載體蛋白和通道蛋白)，下列相關分析錯誤的是(

)A．推測液泡內pH小于液泡外，與單獨運輸H＋的載體蛋白相關B．抑制該植物細胞的呼吸作用不會影響H＋進入液泡的速率C．擬南芥液泡膜上水的運輸有兩種方式，都屬于被動運輸D．圖中液泡吸收Cl－和Na＋的過程都有利于增強擬南芥的耐鹽性[答案]

B[解析]

由圖示可知，H＋進入液泡需要載體蛋白協助且消耗能量，為主動運輸，推測液泡內H＋濃度高，pH低，若抑制該植物細胞的呼吸作用，則會影響ATP的產生，進而影響H＋進入液泡的速率，A項正確、B項錯誤；水分子可通過自由擴散進入液泡，也可以通過通道蛋白協助擴散進入液泡，C項正確；液泡吸收Cl－和Na＋有助于提高細胞液濃度，當土壤溶液濃度高時也不易失水，使擬南芥的耐鹽性增強，D項正確。[典例2]

如圖中曲線a、b表示分子跨膜運輸速率與O2濃度的關系。下列分析錯誤的是(

)A．曲線a代表被動運輸，曲線b代表主動運輸B．曲線a代表的分子跨膜運輸一定不需要轉運蛋白C．曲線b轉運速率達到飽和的原因是細胞膜上載體蛋白的數量有限D．溫度可影響生物膜的流動性，因而對曲線a、b的轉運速率均有影響[答案]

B[解析]

O2與細胞呼吸有關，細胞呼吸產生能量，所以主動運輸的運輸速率與O2濃度有關。由圖判斷曲線a代表被動運輸，曲線b代表主動運輸。被動運輸包括自由擴散和協助擴散，協助擴散需要轉運蛋白。曲線b轉運速率達到飽和是因為細胞膜上載體蛋白的數量有限。物質運輸與膜的流動性有關，膜的流動性與溫度有關。方法規律物質出入細胞曲線題的解題關鍵(1)分析此類曲線題時，要注意區分橫坐標表示的意義，曲線橫坐標不同，表示的物質運輸方式不完全相同。(2)解答此類問題時，要明確自由擴散、協助擴散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區別和聯系，主要從是否需要能量和轉運蛋白兩個方面考慮。【應用·體驗】1．甲()、乙()兩種物質在細胞膜兩側的分布情況如圖所示(顆粒的多少表示濃度的高低)，在進行跨膜運輸時，下列說法正確的是(

)A．乙進入細胞一定有載體蛋白的參與B．乙運出細胞一定有載體蛋白的參與C．甲進入細胞一定需要能量D．甲運出細胞一定不需要能量答案：A

解析：乙物質進入細胞是逆濃度梯度運輸，一定是主動運輸，需要載體蛋白的協助；乙物質運出細胞是順濃度梯度，不一定需要載體蛋白的參與；甲物質進入細胞是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，不需要消耗能量；甲物質運出細胞是逆濃度梯度運輸，一定消耗能量。2．甲、乙分別為物質進出細胞的坐標圖和模式圖，下列相關說法正確的是(

)A．甲、乙所代表的物質運輸方式沒有共同點B．圖乙的物質運輸方式也可以逆濃度梯度進行C．圖乙所示的細胞可能是紅細胞D．嬰幼兒腸道吸收乳汁中的免疫球蛋白的過程可用圖乙中的跨膜運輸方式表示答案：C

解析：甲、乙代表的物質運輸方式分別是主動運輸和協助擴散，二者的共同點是都需要載體蛋白的協助；圖乙所示為協助擴散的運輸方式，順濃度梯度進行；葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散，符合圖乙所示的從高濃度一側向低濃度一側運輸、需要載體蛋白協助的特點；嬰幼兒腸道吸收乳汁中的免疫球蛋白的方式是胞吞，與圖乙不符。新知探究(二)胞吞與胞吐【拓展·深化】1．物質進出細胞的方式比較項目離子和小分子物質大分子和顆粒狀物質自由擴散協助擴散主動運輸胞吞和胞吐方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度低濃度→高濃度與濃度無關轉運蛋白不需要需要需要不需要能量不需要不需要需要需要舉例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質水借助水通道蛋白的運輸、血漿中葡萄糖進入紅細胞K＋進入紅細胞，葡萄糖進入小腸細胞白細胞吞噬細菌，胰島B細胞分泌胰島素續表相關圖示：2．有關胞吞和胞吐認識的幾個易錯點(1)胞吞和胞吐都不需要轉運蛋白，但是需要細胞膜上具有識別功能的蛋白質的參與。(2)胞吞和胞吐需要消耗細胞代謝產生的能量。(3)通過胞吞和胞吐方式運輸的物質可以是固體，也可以是液體，一般是一些顆粒性物質、蛋白質等大分子。(4)通過胞吞和胞吐方式運輸的物質不一定都是大分子，小分子物質也可以通過胞吞和胞吐的方式進出細胞，如乙酰膽堿(一種小分子)。(5)RNA和蛋白質等大分子物質進出細胞核是通過核孔，而不是通過胞吞、胞吐的方式。【典題·例析】[典例1]據報道，一種被稱為“瘦素穿腸蛋白”的藥物能治療肥胖，可口服使用，以減輕肥胖癥患者肌肉注射的痛苦。小腸上皮細胞吸收該藥物最可能的方式為(

)A．滲透作用

B．胞吞C．協助擴散

D．主動運輸[答案]

B[解析]

瘦素穿腸蛋白是一種蛋白質，屬于生物大分子，小腸上皮細胞吸收此物質的最可能方式是胞吞。[典例2]下圖是物質進出細胞方式的概念圖，對圖示分析正確的是(

)A．①②均需要消耗細胞中ATP水解釋放的能量B．⑤和⑥兩種方式的共同特點是逆濃度梯度運輸物質C．母乳中的免疫球蛋白可通過①和③兩種方式被吸收D．③④所示運輸方式依賴細胞膜的結構特點[答案]

D[解析]

據圖分析可知，①是主動運輸，②是被動運輸，③④分別為胞吞和胞吐，⑤⑥分別為自由擴散和協助擴散。主動運輸既消耗能量也需要載體蛋白協助；被動運輸的特點是順濃度梯度運輸物質；免疫球蛋白是大分子物質，通過胞吞作用吸收；③④表示胞吞或胞吐，該過程依賴細胞膜的結構特點——流動性。方法規律“四看法”判斷物質運輸的方式【應用·體驗】1．受體介導的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用，主要用于攝取特殊的生物大分子，其過程如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(

)A．該過程以膜的流動性為基礎B．該過程不能體現細胞膜的選擇透過性C．Na＋、K＋等無機鹽離子也可通過此方式跨膜轉運D．受體介導的胞吞過程存在細胞識別并需要內部供能答案：C

解析：胞吞與胞吐均以膜的流動性為基礎，不能體現細胞膜的選擇透過性，A、B正確；Na＋、K＋等無機鹽離子通過主動運輸或協助擴散跨膜轉運，C錯誤；受體介導的胞吞過程消耗能量，且依賴細胞識別來實現，D正確。2．如圖①～⑤表示物質進、出小腸上皮細胞的幾種方式，下列敘述正確的是(

)A．葡萄糖進、出小腸上皮細胞方式不同B．Na＋主要以方式③運出小腸上皮細胞C．多肽以方式⑤進入小腸上皮細胞，以方式②離開小腸上皮細胞D．口服維生素D通過方式⑤被吸收答案：A

解析：葡萄糖進入小腸上皮細胞的方式為主動運輸，運出小腸上皮細胞的方式為協助擴散，A正確；由圖示可知，Na＋主要以②主動運輸的方式運出小腸上皮細胞，B錯誤；多肽以⑤胞吞的方式進入細胞，以胞吐方式離開細胞，C錯誤；維生素D屬于脂質物質，具有脂溶性，進入細胞的方式為④自由擴散，D錯誤。科學探究——物質跨膜運輸方式的實驗探究1．實驗原理根據主動運輸和被動運輸的條件——能量和轉運蛋白，確定實驗的自變量。2．實驗方法(1)探究是主動運輸還是被動運輸的方法：(2)探究是自由擴散還是協助擴散的方法：【素養評價】1．(2024年1月·貴州高考適應性演練)為探究某植物對鎘(Cd2＋)的跨膜運輸方式，在一定Cd2＋濃度的培養液中水培，設置4組實驗：對照組(Ⅰ)、加入Ca2＋通道抑制劑(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制劑(Ⅲ)、加入K＋通道抑制劑(Ⅳ)，培養一段時間后，測定葉組織中的Cd2＋含量，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A．由圖中Ⅰ、Ⅲ可知，細胞吸收Cd2＋存在主動運輸B．由圖中Ⅰ、Ⅳ可知，K＋通道蛋白不參與吸收Cd2＋C．細胞吸收Cd2＋過程中，Cd2＋要與Ca2＋通道蛋白結合D．增加Ⅰ組培養液的Ca2＋含量，可能降低Cd2＋吸收量答案：C

解析：由圖中Ⅰ、Ⅲ可知，加入ATP水解酶抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量下降，說明細胞吸收Cd2＋存在主動運輸，A正確；由圖中Ⅰ、Ⅳ可知，加入K＋通道抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量基本未發生改變，說明K＋通道蛋白不參與吸收Cd2＋，B正確；由圖中Ⅰ、Ⅱ可知，加入Ca2＋通道抑制劑，葉組織中Cd2＋相對含量下降，說明Ca2＋通道蛋白參與吸收Cd2＋，但物質通過通道蛋白進行跨膜轉運時，無需與通道蛋白結合，且Ca2＋與C