2.3.2 被动运输、主动运输及细胞的胞吞和胞吐 学案（含答案）

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1、 第第 2 2 课时课时 被动运输被动运输、主动运输及细胞的胞吞和胞吐主动运输及细胞的胞吞和胞吐 一、被动运输 1被动运输的类型 类型 a 简单扩散 (自由扩散) b 协助扩散 运输方向 高浓度一侧低浓度一侧 动力 物质的浓度差 条件 细胞质膜两侧存在浓 度差 细胞质膜两侧存在浓度差； 需通道蛋白 或载体蛋白协助 举例 O2、乙醇、脂肪酸 葡萄糖进入红细胞、钠离子进入神经细胞 2.被动运输的影响因素 (1)细胞质膜两侧物质的浓度差大小。 (2)简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、相对分子质量大小及其所带电荷的种类和数量。 (3)协助扩散的限制因素是通道蛋白或载体蛋白的数量。 (1)渗透与扩散是两

2、个完全不同的物质运输过程( ) (2)水分子等溶剂分子通过细胞质膜的渗透作用只能通过简单扩散实现( ) (3)载体蛋白和通道蛋白在运输分子和离子时，其作用机理是一样的( ) (4)分子或离子进出细胞的被动运输速率总是与细胞内外浓度梯度呈正相关( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 人工膜(特定条件下人工合成的磷脂双分子层，如图)常被用于膜通透性的研究。科学家用人 工膜进行实验发现：K 不能透过，如果在人工膜上加少量的缬氨霉素(一种短肽)，K便可通 过膜，由高浓度向低浓度扩散。思考下列问题： (1)该实验中 K 通过人工膜的运输方向是什么？缬氨霉素分子在 K的跨膜运输中起什么作 用？ 提示

3、 由高浓度向低浓度；起到运输 K 的作用。 (2)请比较一下氧气等气体分子和以上实验中 K 通过细胞质膜的相同点和不同点。 提示 相同点：二者都是由高浓度向低浓度的扩散，不需要细胞代谢供能；不同点：后者需 要缬氨霉素(载体蛋白)的协助，前者不需要。 (3)阅读教材 P61P62相关内容，思考： 协助扩散中需要依赖的蛋白质有载体蛋白和通道蛋白两种类型，二者的区别是什么？ 提示 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合，而载体蛋白先与被运输的离 子或分子结合，然后通过自身构象的变化或移动完成物质运输。 归纳总结 (1)简单扩散和协助扩散的比较 简单扩散 协助扩散 不同点 不需要通道蛋白或载

4、体蛋白协助；运输 速率取决于膜内外物质的浓度差 需要通道蛋白或载体蛋白协助； 运输速 率取决于膜内外物质的浓度差和通道 蛋白或载体蛋白数量 相同点 都是顺浓度梯度的跨膜运输；都不需要细胞代谢供能 (2)被动运输速率和浓度差及细胞能量供应的关系曲线 简单扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于膜内外物质浓度梯度的大小，也与物质分 子大小和脂溶性有关。(如图 A) 协助扩散的影响因素：除了膜内外物质浓度梯度的大小外，还与膜上通道蛋白或载体蛋白 的数量有关。当通道蛋白或载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质运输速率也不再增 加。(如图 B) 被动运输不消耗能量，所以物质运输速率和细胞能量供应无关。(

5、如图 C) 二、主动运输 1主动运输物质运输的方向 物质逆浓度梯度进行跨膜运输。 2主动运输所需条件 需要细胞质膜上相应载体蛋白的参与；需要细胞代谢供能。 3主动运输的实例 植物根尖细胞吸收无机盐；氨基酸、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞。 4主动运输的意义 保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物 质，对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。 (1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过简单扩散进入细胞内( ) (2)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞( ) (3)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞质膜内外的浓度趋于相等( ) 答案 (1) (2) (3) 易

6、错警示 (1)小分子物质除简单扩散外，还能通过协助扩散或主动运输进出细胞。 (2)主动运输对形成和维持细胞内外物质的浓度差具有重要的意义。 材料 与细胞外液相比，动物细胞内 K 浓度高、Na浓度低，这对于细胞生命活动的正常进 行是至为重要的。Na K泵在维持这种溶质浓度差的过程中发挥着重要的作用。细胞内的 ATP 和 Na 与 NaK泵上相应位点结合后，ATP 水解导致 NaK泵的构象发生改变，将 Na 运出细胞(如图 1、2)；之后，细胞外 K与 NaK泵上相应位点结合，磷酸基团与 Na K泵脱离，NaK泵构象恢复，将 K运入细胞(如图 3、4)。 结合材料与教材 P63相关内容，讨论下列问

7、题： (1)分析 Na 和 K运输过程中，NaK泵和 ATP 的作用分别是什么？ 提示 Na K泵作为载体蛋白起到运输 Na和 K的作用；ATP 为离子运输提供能量。 (2)Na K泵既能与 K结合也能和 Na结合，是否说明 NaK泵不具有特异性？ 提示 不是。Na K泵上的不同位点分别与 K和 Na结合，仍然具有特异性。 归纳总结 被动运输与主动运输的比较 物质跨膜运输 的方式 被动运输 主动运输 简单扩散 协助扩散 物质运输方向 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度 是否需要载体 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 图例 举例 O2、 CO2、 H2O、 甘油、 乙

8、醇、苯等 H2O、某些离子、红细胞 吸收葡萄糖等 小肠绒毛上皮细胞吸收 葡萄糖、氨基酸、植物根 尖细胞吸收无机盐等 三、细胞的胞吞和胞吐 1胞吞 胞吞是通过细胞质膜的变形运动将细胞外物质转运进细胞的过程。根据物质的大小及其入胞 机制的不同，可将胞吞分为两种主要类型，细胞以大囊泡内吞较大固体颗粒的过程叫吞噬； 细胞通过小囊泡将细胞周围的微滴状液体摄入细胞的过程叫胞饮。 2胞吐 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞质膜处并与之结合，再将大 分子排出细胞的过程。 3胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的破裂与融合，是一个需要细胞代谢供能的过程。 (1)胞吞、胞吐过程中会导致膜成分的更新(

9、) (2)消化酶运输和释放过程中的囊泡只能来自内质网和高尔基体( ) (3)大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量( ) 答案 (1) (2) (3) 图一表示物质进出细胞的 5 种方式，图二表示与物质进出细胞有关的曲线。据图回答下列问 题。 (1)O2、乙醇等物质以方式 1 进入细胞。 (2)方式 2、3 中的载体种类不同(填“相同”或“不同”)。 (3)方式 1 能用曲线甲表示，方式 2、3 能用曲线乙表示。 (4)方式 4、5 体现了细胞质膜的结构特性是具有一定的流动性。 (5)细胞代谢供能对方式 1、3 无影响。 归纳总结 快速判定物质进出细胞的运输方式 1被动

10、运输包括简单扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。 2简单扩散既不需要载体蛋白或通道蛋白，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以简单扩 散方式运输。 3协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。 4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。 5被动运输是顺浓度梯度的运输，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。 6胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，既依 赖膜上的蛋白质，还消耗细胞中的能量。 1比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是 ( ) AH2O 通过

11、生物膜不需要膜上某物质的协助 B生物膜对 K 、Na、Cl的通透具有选择性 C甘油以简单扩散的方式通过人工膜 D分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 答案 A 解析 由图中看出，生物膜对水分子的通透性大于人工膜，说明生物膜上存在着协助 H2O 通 过的物质，A 错误；由图中看出，人工膜对三种离子的通透性相同，并且均处于较低值，而 生物膜对三种离子的通透性不同，说明生物膜对 K 、Na、Cl的通透具有选择性，B 正确； 由曲线可知，甘油运输不需要蛋白质参与，以简单扩散的方式通过人工膜，C 正确；图中人 工膜对不同分子的通透性不同，可见分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率，D 正确。 2协助扩散需

12、要细胞质膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道 介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速度比载体介导的快得多。下列有关叙述正 确的是( ) A载体蛋白和通道蛋白在细胞质膜上是静止不动的 B载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性 C甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程 D水分子可以通过这两种方式进出细胞 答案 B 解析 载体蛋白和通道蛋白在细胞质膜上不是静止不动的，A 项错误；载体蛋白只与某种或 某类溶质结合和分离，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜 的分子或离子通过，故载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性，B 项正确；图乙所示通道

13、 蛋白参与的协助扩散过程不需要溶质分子与相应蛋白质结合，C 项错误；水分子可以通过简 单扩散和需要水通道蛋白介导的协助扩散两种方式进出细胞，D 项错误。 3(2020 辽宁高一期末)下图曲线表示土壤溶液中 K 进入植物根细胞的过程中，细胞内 K 浓度随时间变化的情况，下列说法错误的是( ) A在 ab 段时 K 的跨膜运输方式为协助扩散 B在 bc 段时 K 的跨膜运输方式为主动运输 C限制 ab 段运输速率的因素是膜内外浓度差和能量供应 D限制 bc 段运输速率的因素是载体蛋白的数量和能量供应 答案 C 解析 ab 段细胞吸收 K 的方式为协助扩散，不需要消耗能量，C 错误。 4(2019

14、辽宁高一期中)如图表示物质进出细胞的两种方式，下列相关叙述错误的是( ) A蛋白质能以图甲所示方式进入细胞 B图示说明细胞质膜具有一定的流动性 C图甲、乙所示方式均需要消耗能量 D图甲、乙所示方式属于被动运输 答案 D 解析 图甲表示胞吞，图乙表示胞吐，D 错误。 5(2019 北京师大附中高一期末)在研究离体番茄根吸收 K 速率与氧分压关系的实验中，已 知当氧分压为 5%10%时，K 吸收量达到最高值。之后氧分压继续提高，但 K的吸收速率 不再增加，对此现象合理的解释是( ) A氧分压高抑制主动运输 B运输 K 的载体蛋白达到饱和状态 C外界溶液中 K 减少 D氧分压高影响载体蛋白运动 答案

15、 B 解析 K 进入细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白协助和消耗能量；随着氧分压的增加， 呼吸作用增强，ATP 产生增多，K 吸收速率也随之增加；氧分压到达一定浓度范围内，呼吸 速率已经达到最大值，就算增加氧分压，也不会使呼吸加快，因而 K 的吸收速率也不会再增 加，这里限制 K 吸收速率的主要原因是载体蛋白的数量有限。 6(2019 北京高一期中)如图为肝细胞质膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答下列相关问题： (1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是_。 (2)据图可知，载体蛋白的两种状态是蛋白质的_发生改变的结果。 (3)该载体蛋白不能运送氨基酸分子进入肝细胞，体现了载体蛋白具有高度的_性。 (4

16、)已知木糖比葡萄糖的分子质量小，两者都溶于水。在动物消化道中，小肠绒毛吸收大量的 葡萄糖， 却很难吸收木糖， 这个事实说明， 细胞质膜具有_。 细胞质膜具有的这种功能特性，主要与物质跨膜运输的_方式有关，这种运输方式能 够保证细胞按照生命活动的需要控制物质进出细胞。 答案 (1)协助扩散 (2)空间结构 (3)特异 (4)选择透过性 主动运输 解析 (1)据图可知，葡萄糖顺浓度梯度进入肝细胞，且需要载体蛋白协助，其运输方式为协 助扩散。 (2)据图可知，载体蛋白有两种状态，二者的不同是蛋白质的空间结构发生改变的结果。 (3)载体蛋白对所运输的物质具有选择性，体现了载体蛋白具有高度的特异性。 (4)细胞质膜具有选择透过性，可以选择吸收细胞代谢所需要的物质，而其他物质不能通过。 这一特性主要体现在物质跨膜运输的主动运输方式上。