人教版高中生物必修 主动运输与胞吞、胞吐2

所需要的物质
代谢废物和对细胞有害的
择吸收_____________,排出_______________________
物质
_____。
【激疑】 动物细胞吸收葡萄糖的方式一定相同吗? 提示:不一定相同。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是 主动运输,红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散。
二、胞吞与胞吐
结合胞吞和胞吐的运输特点,判断下列说法的正误: 1.大分子物质进出细胞的方式为胞吞、胞吐。 ( √ )
对ATP的水解,降低了离子泵跨膜运输离子的速率,故正 确。D项,加入蛋白质变性剂后,离子泵会变性从而失去 转运离子的功能,降低了离子泵跨膜运输离子的速率, 故错误。
【素养·探究】——母题追问 (1)生命观念——结构与功能观 上题D项加入蛋白质变性剂后,会影响小肠上皮细胞吸 收氨基酸吗? 提示:小肠上皮细胞吸收氨基酸需要载体蛋白协助,加 入蛋白质变性剂,会影响载体蛋白的功能,所以影响小 肠上皮细胞吸收氨基酸。
组织细胞运输离子甲的转运蛋白数量比运输离子乙的 数量多,B正确;两种离子可以从低浓度的一侧运输到高 浓度的一侧,表明该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方 式均为主动运输,C错误;综上分析,图中的两条曲线能 体现细胞膜的选择透过性,D错误。
2.小鼠细胞在浓度为100 mmol·L-1和300 mmol·L-1的 物质N溶液中,某时刻吸收物质N的速率依次是 10 mmol·min-1和20 mmol·min-1,下列相关叙述正确 的是( )
(2)科学思维——演绎与推理 限制了细胞内线粒体的功能之后,哪些跨膜运输会受到 影响?为什么? 提示:主动运输、胞吞、胞吐。因为这些跨膜运输是耗 能的。
【素养·迁移】 如图表示胰岛B细胞对不同物质的运输情况,下列叙述 与图中相符的是 ( )
A.运输Ca2+的载体蛋白也可以运输其他金属离子 B.K+通道结构改变可导致细胞无法吸收K+ C.胰岛素的释放以细胞膜的选择透过性为基础 D.葡萄糖都是通过图中的运输方式进入各种细胞
【素养·迁移】 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,定期测得细胞中两种离子的含量,得到如图所 示曲线。据图分析下列叙述中正确的是 ( )
A.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一 侧 B.该组织细胞运输离子甲的转运蛋白数量比运输离子 乙的数量多 C.该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由 扩散和主动运输
【解题导引】 (1)审题关键:“SGLT1——主动运输的转运蛋 白”“GLUT2——协助扩散的转运蛋白”“横坐标—— 葡萄糖浓度”。 (2)曲线关键:随着葡萄糖浓度的变化,关注两条曲线的 变化趋势差异。
【解析】选D。由图可知,细胞运输葡萄糖时,协助扩散 最高速率是30左右,主动运输是10左右,故A正确;在较 低浓度下主动运输先达到饱和状态,故B正确;小肠绒毛 细胞对葡萄糖的两种运输方式是同时进行的,故C正确; 在较高浓度下,细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率, 故D错误。
【素养·探究】——母题追问 (1)生命观念——物质与能量观 小肠绒毛的微绒毛中有两种运输葡萄糖转运蛋白的意 义是什么? 提示:总体来说提高对葡萄糖的吸收能力。既有协助扩 散的转运蛋白,也有主动运输的转运蛋白,可以在吸收
(2)科学思维——推理与分析 本题中两种运输的速度都不会随着葡萄糖浓度的增加 一直增加,两种运输方式都有最大速度的原因完全相同 吗?为什么? 提示:不完全相同。本题中协助扩散的速度受限于转运 蛋白的数量。主动运输的速度不仅会受限于转运蛋白
()
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速 率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速 率
【解题导引】 (1)审题关键:“ATP水解供能”“离子泵”“ATP水解 酶活性”是题目的关键信息。 (2)判断技巧:不耗能、不需要转运蛋白→自由扩散;不 耗能、需要转运蛋白→协助扩散;耗能、需要载体蛋白 →主动运输。
【解析】选C。本题主要考查物质进出细胞的方式。A 项,由题干“具有ATP水解酶活性的载体蛋白”“能利 用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知,这种跨膜 运输方式属于主动运输,故错误。B项,主动运输可以逆 浓度梯度进行,故错误。C项,动物一氧化碳中毒后会使 细胞呼吸受抑制,细胞产生的ATP减少,影响了载体蛋白
【素养案例】 研究发现,在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄 糖的载体——SGLT1和GLUT2,前者是主动运输的转运蛋 白,后者是协助扩散的转运蛋白。科学家根据不同葡萄 糖浓度下的运输速率绘制出如图曲线,下列说法中不正 确的是 ( )
A.细胞运输葡萄糖时,协助扩散最高速率约为主动运输 最高速率的3倍 B.在较低浓度下,主动运输的载体先达到饱和状态 C.小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行 D.在较高浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速 率
提示:生物对营养物质有一个量的要求,如果相关的营 养物质在外界太少,无论如何进行主动运输都不能满足 生物的需求。例如:缺碘的山区,由于营养缺乏,该地区 的人多患“大脖子病”。植物缺镁,叶片会变黄。
2.线粒体内膜含有一种蛋白质,H+可以顺浓度差通过这 种蛋白质,该过程体现了该蛋白质的什么功能?(生命观 念) 提示:作为转运蛋白,体现了蛋白质的运输功能。
(3)由于主动运输可以逆浓度梯度运输物质,所以当细 胞内浓度大于细胞外浓度时,物质仍可以被吸收进入细 胞。
2.O2浓度:
(1)甲图代表的物质运输方式为自由扩散或协助扩散。 (2)乙图代表主动运输方式。 ①A点时,物质运输所需的能量由无氧呼吸提供; ②AP段表明随着O2浓度的增加,有氧呼吸产生的能量增 多,主动运输的速率增大。 ③P点以后,当O2浓度达到一定程度后,受转运蛋白数量 等因素的限制,运输速率不再增加。
【解析】选B。载体蛋白具有专一性,运输Ca2+的载体蛋 白不能运输其他金属离子,A错误;K+通道是由膜上的蛋 白质构成的,组成通道的蛋白质结构改变导致通道结构 改变,进而导致细胞无法吸收K+,B正确;胰岛素是以胞 吐的方式释放的,以细胞膜的流动性为基础,C错误;题 图中的葡萄糖是以协助扩散的方式进入细胞,小肠上皮 细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输,D错误。
【课堂回眸】
附赠 第4章 细胞的物质输入和 输出
第1节 被 动 运 输
一、水进出细胞的原理
1.渗透作用:
(1)含义:水分子(或其他溶剂分子)通过_半__透__膜__的扩散。
水相对含量高
相对含量低
(2)方向:从_____________的一侧向___________的一
侧渗透。
2.水进出动物细胞(以哺乳动物红细胞为例):
(2)浓度差:细胞液与外界溶液之间的浓度差。
二、探究植物细胞的吸水和失水
1.探究过程: 提出问题→_作__出__假__设__→实验设计思路→_进__行__实__验__→
(1)动物细胞所形成的“渗透装置”。 ①半透膜:_细__胞__膜__。
细胞质与外界溶液之间的浓度差 wenku.baidu.com浓度差:_____________________________。
(2)现象。
①当外界溶液浓度_大__于__细胞质的浓度时,细胞失水。 ②当外界溶液浓度_等__于__细胞质的浓度时,水分进出平
衡。
3.温度: (1)从细胞膜的结构特点分析,温度会影响细胞膜的流 动性进而影响物质运输速率。 (2)从代谢的角度分析,高温或低温均会影响酶的活性, 进而影响细胞的能量供应,影响物质运输速率。
【思考·讨论】 1.虽然主动运输可以逆浓度吸收生物所需要的物质,但 是如果外界营养物质浓度太低对细胞正常的生命活动 也会有影响。试举例进一步说明。(生命观念)
【思考·讨论】 细胞膜和细胞器膜吸收物质时都具有选择性,但因其功 能不同,所选择吸收的物质不同,试结合膜的组成成分 分析二者选择性差异的原因是什么。(科学思维) 提示:蛋白质是生命活动的主要承担者,由于膜蛋白的 差异导致选择性出现差异。
【素养案例】 (2016·全国卷Ⅰ改编)已知线粒体能够合成一种高能 物质ATP,该物质水解的过程中能为生命活动供能。离 子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水 解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是
【方法规律】判断物质出入细胞的方式的两种方法 (1)根据分子的大小、是否需要能量和转运蛋白进行判 断:
(2)根据运输方向判断:顺浓度梯度的跨膜运输方式是 自由扩散或协助扩散,逆浓度梯度的跨膜运输方式一定 是主动运输。
知识点二 影响物质运输速率的因素 1.浓度差:
(1)由于自由扩散不需要转运蛋白和能量,所以物质运 输速率与物质浓度成正比。 (2)由于协助扩散和主动运输需要转运蛋白,所以当所 有的转运蛋白都被利用了之后,物质的运输速率将达到 最大(P点),此时限制物质运输速率的因素主要是转运 蛋白的数量。
1.主动运输与胞吞、胞吐的比较:
方式 运输方向
主动运输 低浓度→高浓度
是否 需要
载体蛋 白
能量
需要 消耗
胞吞、胞吐
不需要 消耗
方式
主动运输
胞吞、胞吐
模型
实例
小肠吸收葡萄糖、无机 盐等
胞吐:分泌蛋白的分泌
2.载体蛋白的特性: (1)专一性:一种载体蛋白在对细胞内外物质进行运输 时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类 物质。 (2)饱和性:细胞膜上的载体蛋白数量有限,在运输过程 中当所有载体蛋白都已承担相应的运输任务时,运输的
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
一、主动运输 1.运输方向:从_低__浓__度__→_高__浓__度__。
2.运输条件: 需要载体蛋白协助
(1)_________________。
(2)需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3.实例:小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
4.意义:保证活细胞能够_按__照__生__命__活__动__的__需__要__,主动选
√ 2.细胞胞吞的过程中要依赖细胞膜的流动性。 ( )
3.胞吞、胞吐过程主要依靠膜的变形,是不需要消耗能 量的。 ( × )
提示:胞吞、胞吐需要消耗能量。
4.细胞在不断胞吞的过程中,细胞膜的面积会越来越小。 ×
()
提示:生物膜之间是可以相互转化的,细胞膜的面积大
小存在着动态平衡。
知识点一 主动运输与胞吞、胞吐
小于
③当外界溶液浓度_____细胞质的浓度时,细胞吸水。
【激疑】 动物细胞长时间处于低渗溶液中细胞形态会发生什么 变化? 提示:细胞膨胀,有可能涨破。
3.水进出植物细胞(以成熟植物细胞为例):
植物细胞所形成的“渗透装置”。 (1)半透膜(原生质层):_细__胞__膜__、__液__泡__膜__以__及__两__层__膜__之__ 间的细胞质 ___________。
【解析】选B。图示显示:初始阶段,两种离子在细胞内 的浓度均低于细胞外,随着时间的推移,两种离子在细 胞内的浓度逐渐升高并且高于细胞外浓度,说明两种离 子既可从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧,也能从低 浓度的一侧运输到高浓度的一侧,A错误;在相同的时间 内,细胞内的离子甲的浓度高于离子乙的浓度,说明该
A.持续增加物质N的浓度,其进入细胞的速率会持续增 大 B.增加氧气的浓度,物质N进入细胞的速率会持续增大 C.增加转运蛋白的数量,物质N进入细胞的速率会持续 增大 D.无法确定物质N进入细胞的方式
【解析】选D。若小鼠细胞吸收物质N的方式是协助扩 散或主动运输,则随物质N的浓度持续增加,吸收速率不 会持续增大,A项错误;若细胞吸收物质N的方式是自由 扩散或协助扩散,则吸收速率与氧气浓度无关,若是主 动运输,受转运蛋白数量限制,吸收速率也不会随氧气 浓度的增加而持续增大,B项错误;若细胞吸收物质N的
方式是自由扩散,吸收速率与转运蛋白数量无关,若是 主动运输,吸收速率也不会随转运蛋白数量的增加而持 续增大,C项错误;题干中仅给出了物质N溶液浓度不同 时,小鼠细胞吸收物质N的速率不同,没有给出物质N在 细胞内的浓度及吸收物质N是否需要能量和载体蛋白的 信息,因此不能确定物质N进入细胞的具体方式,D项正 确。