【高中生物】2023-2024學(xué)年 人教版 必修一主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐 課件

第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐1.通過(guò)比較與歸納,闡明主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程和特點(diǎn)。2.通過(guò)對(duì)大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞過(guò)程的分析,理解細(xì)胞膜的流動(dòng)性與胞吞、胞吐的關(guān)系,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。目標(biāo)素養(yǎng)知識(shí)概覽一、主動(dòng)運(yùn)輸1.對(duì)概念的理解(1)跨膜運(yùn)輸?shù)姆较?物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸。(2)條件:需要相應(yīng)載體蛋白的協(xié)助;消耗能量。2.實(shí)例小腸上皮細(xì)胞對(duì)Na+、K+、葡萄糖、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)行的。3.意義通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)選擇吸收所需要的物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì),從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。微思考1從主動(dòng)運(yùn)輸條件的角度分析,與主動(dòng)運(yùn)輸有直接關(guān)系的細(xì)胞器有哪些?提示:線粒體(提供能量)、核糖體(載體蛋白的合成場(chǎng)所)。微判斷1基于對(duì)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)恼J(rèn)識(shí),判斷下列表述是否正確。1.氧氣濃度的高低不影響細(xì)胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)。(

)2.溫度影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾?也影響被動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾省?)3.主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變。()4.協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸需要細(xì)胞膜上的同一種載體蛋白。()×√××微訓(xùn)練1海帶細(xì)胞中I-的濃度比海水中高出許多,其原因是(

)A.海帶細(xì)胞膜為全透性膜 B.I-的通透性強(qiáng)C.海帶細(xì)胞膜上運(yùn)輸I-的載體蛋白多

D.海水中的I-含量高答案:C解析:海帶對(duì)I-的吸收是主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程,從分子水平解釋,是由于海帶細(xì)胞膜上運(yùn)輸I-的載體蛋白多,而載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量決定了細(xì)胞吸收離子的種類(lèi)和數(shù)量。二、胞吞與胞吐1.胞吞大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合→細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊→小囊從細(xì)胞膜上分離下來(lái),形成囊泡→進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。2.胞吐大分子先包裹在細(xì)胞內(nèi)形成的囊泡中→囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處→與細(xì)胞膜融合→大分子排出細(xì)胞。3.條件(1)消耗能量。(2)不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助。(3)需要(填“需要”或“不需要”)膜蛋白參與。微思考2胞吞、胞吐與哪些細(xì)胞結(jié)構(gòu)有關(guān)?提示:胞吞、胞吐都要通過(guò)囊泡實(shí)現(xiàn)。胞吞過(guò)程中的囊泡由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成,胞吐過(guò)程中的囊泡由高爾基體形成。胞吞形成的囊泡,在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體降解。微判斷2胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象,判斷下列表述是否正確。1.大分子有機(jī)物要通過(guò)載體蛋白的協(xié)助才能進(jìn)入細(xì)胞。()2.需要消耗ATP的運(yùn)輸方式都是主動(dòng)運(yùn)輸。()3.蛋白質(zhì)通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸方式分泌到細(xì)胞外。()4.只有大分子物質(zhì)才能以胞吞、胞吐的方式進(jìn)行運(yùn)輸。(

)××××微訓(xùn)練2下圖不能表示(

)A.腎小管細(xì)胞分泌K+B.胰島細(xì)胞分泌胰島素C.胃腺細(xì)胞分泌胃蛋白酶D.淋巴細(xì)胞分泌抗體答案:A解析:題圖表示的是胞吐過(guò)程。腎小管細(xì)胞分泌K+屬于主動(dòng)運(yùn)輸。三、細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性細(xì)胞膜的功能特性是具有選擇透過(guò)性,其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類(lèi)和數(shù)量或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化。一

主動(dòng)運(yùn)輸問(wèn)題探究甲、乙、丙三種植物對(duì)土壤中M離子的吸收情況不同,甲不能吸收M離子,乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快,據(jù)此分析回答下列問(wèn)題。(1)研究表明,甲根毛細(xì)胞膜上不具有運(yùn)輸M的載體蛋白,乙、丙根毛細(xì)胞膜上具有運(yùn)輸M的載體蛋白,而且丙的細(xì)胞膜上運(yùn)輸M的載體蛋白數(shù)量更多。這說(shuō)明影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩刂皇鞘裁?提示:載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量。

(2)研究表明,丙植物對(duì)M離子的運(yùn)輸速率與細(xì)胞能量供應(yīng)之間的關(guān)系如下圖所示。①OA段的變化說(shuō)明了什么?AB段運(yùn)輸速率不再增大的原因是什么?提示:隨能量供應(yīng)的增加,運(yùn)輸速率增大,說(shuō)明主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量。受載體蛋白數(shù)量的限制,運(yùn)輸速率不再增大。②在真核細(xì)胞中,與主動(dòng)運(yùn)輸關(guān)系最密切的兩種細(xì)胞器是什么?提示:核糖體和線粒體。(3)植物細(xì)胞需要從土壤溶液中吸收很多無(wú)機(jī)鹽,以滿(mǎn)足生命活動(dòng)的需要,可見(jiàn)植物細(xì)胞對(duì)M離子的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)方式與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別是什么?提示:主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的,需要消耗能量,需要載體蛋白的協(xié)助;被動(dòng)運(yùn)輸是順濃度梯度進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?不需要消耗能量,有的需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助。歸納總結(jié)1.幾種運(yùn)輸方式的圖解2.影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩丶跋嚓P(guān)曲線(1)載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量:決定所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量(如圖1所示)。載體蛋白的數(shù)量有限,當(dāng)細(xì)胞膜上的載體蛋白達(dá)到飽和時(shí),細(xì)胞運(yùn)輸相應(yīng)物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大(如圖2所示)。(2)O2濃度:(3)溫度:規(guī)律總結(jié)探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?1)探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸。(2)探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散。典例剖析【例1】

下圖中曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式。下列表述正確的是(

)A.脂溶性小分子物質(zhì)不能通過(guò)曲線a表示的運(yùn)輸方式運(yùn)輸B.與曲線a表示的運(yùn)輸方式有關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面C.曲線b表示的運(yùn)輸方式的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量有關(guān)D.抑制呼吸作用對(duì)曲線a和b表示的運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有影響答案:C解析:由題圖可知,曲線a表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度成正比,因此曲線a表示的是自由擴(kuò)散。曲線b表示在一定范圍內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度呈正相關(guān),而超過(guò)一定的范圍,物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率不再增高。這時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)速率主要受細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制,因此,曲線b表示的是主動(dòng)運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散。脂溶性小分子物質(zhì)以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。曲線a表示的是自由擴(kuò)散,不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與。抑制呼吸作用可能對(duì)曲線b表示的運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)運(yùn)速率有影響,而對(duì)曲線a表示的運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)運(yùn)速率無(wú)影響。方法歸納物質(zhì)出入細(xì)胞方式的判斷技巧(1)根據(jù)分子的大小、是否需要能量和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行判斷:(2)根據(jù)運(yùn)輸方向判斷:順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸方式可能是自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散,逆濃度梯度的跨膜運(yùn)輸方式一定是主動(dòng)運(yùn)輸。(不考慮胞吞、胞吐)(3)根據(jù)達(dá)到平衡時(shí)的濃度判斷:若達(dá)到平衡時(shí)細(xì)胞內(nèi)外仍存在濃度差,則是主動(dòng)運(yùn)輸,因?yàn)樽杂蓴U(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)內(nèi)外濃度相等。(不考慮胞吞、胞吐)學(xué)以致用1.下圖表示小腸絨毛上皮細(xì)胞內(nèi)外不同離子的相對(duì)濃度。下列敘述正確的是(

)A.Na+、K+通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞B.Mg2+、Cl-通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞C.Cl-、Na+通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞D.K+、Mg2+通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞答案:C解析:據(jù)題圖可知,細(xì)胞內(nèi)Na+和Cl-的濃度低于細(xì)胞外,K+和Mg2+的濃度高于細(xì)胞外,故Na+和Cl-可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞,K+和Mg2+可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞。二

胞吞和胞吐問(wèn)題探究人類(lèi)致病病毒蛋白質(zhì)外殼上的某些蛋白質(zhì)可以識(shí)別人宿主細(xì)胞的受體,之后細(xì)胞通過(guò)胞吞的方式攝入病毒。病毒還可以通過(guò)多種方式刺激人體的免疫細(xì)胞,受刺激的免疫細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體?？贵w是一種分泌蛋白,其合成、加工和分泌過(guò)程與其他分泌蛋白的形成過(guò)程基本相同。(1)病毒是如何進(jìn)入人宿主細(xì)胞的?提示:侵入人體的病毒蛋白外殼上的某些蛋白質(zhì)與人細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合后傳遞信息,細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊,包裹病毒顆粒,小囊脫離細(xì)胞膜形成囊泡。囊泡包裹病毒進(jìn)入細(xì)胞。(2)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白雖然能夠幫助許多離子和小分子物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜,但是,對(duì)于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的大分子物質(zhì)的運(yùn)輸卻無(wú)能為力。與分泌蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程有關(guān)的細(xì)胞器有哪些?線粒體在該過(guò)程中的作用是什么?提示:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。線粒體為該過(guò)程提供能量。(3)胞吞和胞吐過(guò)程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系?提示:兩者都依賴(lài)于生物膜的流動(dòng)性。歸納總結(jié)1.過(guò)程2.結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動(dòng)性。3.特點(diǎn)需要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量。4.實(shí)例(1)胞吞:變形蟲(chóng)攝取單細(xì)胞生物等食物;人體白細(xì)胞吞噬細(xì)菌等。(2)胞吐:變形蟲(chóng)排出食物殘?jiān)蛷U物;痢疾內(nèi)變形蟲(chóng)分泌蛋白分解酶等。知識(shí)拓展(1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性與選擇透過(guò)性的區(qū)別。項(xiàng)目流動(dòng)性(結(jié)構(gòu)特點(diǎn))選擇透過(guò)性(功能特點(diǎn))基礎(chǔ)磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類(lèi)和數(shù)量,或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化項(xiàng)目流動(dòng)性(結(jié)構(gòu)特點(diǎn))選擇透過(guò)性(功能特點(diǎn))意義保證細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、信息交流、分裂和融合等生命活動(dòng)的進(jìn)行控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞表現(xiàn)分泌蛋白的分泌、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)、吞噬細(xì)胞吞噬病菌等有些物質(zhì)可進(jìn)出細(xì)胞,有些物質(zhì)不能進(jìn)出細(xì)胞(2)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特性的關(guān)系。

典例剖析【例2】受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類(lèi)型的胞吞作用,主要用于攝取特殊的生物大分子,其過(guò)程如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.該過(guò)程以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)B.胞吞形成的囊泡,在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體降解C.Na+、K+等無(wú)機(jī)鹽離子也可通過(guò)此方式運(yùn)輸D.受體介導(dǎo)的胞吞過(guò)程存在細(xì)胞識(shí)別并需要內(nèi)部供能解析:Na+、K+等無(wú)機(jī)鹽離子不能以胞吞的方式運(yùn)輸。C學(xué)以致用2.下圖表示細(xì)胞對(duì)大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.a與b均要以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生B.a要有細(xì)胞表面識(shí)別和內(nèi)部供能才可能完成C.b表示細(xì)胞分泌的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜成分的更新D.b與a分別是細(xì)胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式答案:D解析:在胞吞與胞吐過(guò)程中,包裹大分子的小泡需要從細(xì)胞膜脫離或與細(xì)胞膜融合,這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。并不是所有的大分子都能被胞吞,只有一些能被細(xì)胞表面識(shí)別的大分子才能以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞,并且胞吞的過(guò)程是耗能的,需要細(xì)胞內(nèi)部供能才能完成。胞吐過(guò)程需要包裹大分子的小泡與細(xì)胞膜融合,其中小泡的膜可能來(lái)自高爾基體膜等細(xì)胞內(nèi)等生物膜,所以胞吐過(guò)程導(dǎo)致了細(xì)胞中膜成分的更新。胞吞和胞吐通常只是某些大分子、有機(jī)物顆粒進(jìn)出細(xì)胞的方式,細(xì)胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式是主動(dòng)運(yùn)輸。1.主動(dòng)運(yùn)輸不同于自由擴(kuò)散的特點(diǎn)是(

)①不需要載體蛋白②低濃度→高濃度③消耗能量④需要載體蛋白⑤高濃度→低濃度⑥不消耗能量A.②③⑤ B.②③④C.①⑤⑥ D.①④⑥答案:B解析:主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白,自由擴(kuò)散不需要載體蛋白,①錯(cuò)誤、④正確;主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度的運(yùn)輸,自由擴(kuò)散是順濃度梯度的運(yùn)輸,②正確、⑤錯(cuò)誤;主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量,自由擴(kuò)散不需要消耗能量,③正確、⑥錯(cuò)誤。2.下圖表示小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的運(yùn)輸方式(箭頭表示運(yùn)輸?shù)姆较?黑點(diǎn)的數(shù)量代表每種物質(zhì)的濃度),下列敘述正確的是(

)A.a物質(zhì)可能是氧氣,b物質(zhì)可能是葡萄糖B.a物質(zhì)可能是水,b物質(zhì)可能是甘油C.a物質(zhì)可能是膽固醇,b物質(zhì)可能是氧氣D.a物質(zhì)可能是葡萄糖,b物質(zhì)可能是氨基酸答案:A解析:a物質(zhì)由高濃度一側(cè)運(yùn)至低濃度一側(cè),不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,也不消耗能量,運(yùn)輸方式為自由擴(kuò)散,故a物質(zhì)可能是氧氣、水、甘油或膽固醇;b物質(zhì)由低濃度一側(cè)運(yùn)輸至高濃度一側(cè),需要載體蛋白、消耗能量,運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸,故b物質(zhì)可能是葡萄糖或氨基酸。3.下列物質(zhì)出入細(xì)胞的方式中,必須依賴(lài)于細(xì)胞膜上的載體蛋白才能完成的是(

)A.二氧化碳由骨骼肌細(xì)胞進(jìn)入血液B.氨基酸進(jìn)入心肌細(xì)胞C.水分子進(jìn)出細(xì)胞D.甘油進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞答案:B解析:二氧化碳通過(guò)自由擴(kuò)散由骨骼肌細(xì)胞進(jìn)入血液,甘油通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞都不需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助;氨基酸通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入心肌細(xì)胞,需要載體蛋白的協(xié)助;水分子通過(guò)自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。水分子通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞時(shí)不需要蛋白質(zhì)參與,通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞時(shí),需要細(xì)胞膜上水通道蛋白的協(xié)助,不需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助。4.下列過(guò)程可用下圖表示的是(

)A.小腸上皮細(xì)胞吸收K+B.O2進(jìn)入線粒體C.胰島B細(xì)胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素D.Na+進(jìn)入人體腎臟細(xì)胞答案:C解析:題圖所示為胞吐過(guò)程。小腸上皮細(xì)胞吸收K+的方式是主動(dòng)運(yùn)輸;O2進(jìn)入線粒體的方式是自由擴(kuò)散;胰島B細(xì)胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素的方式是胞吐;Na+進(jìn)入人體腎臟細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。5.物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都要穿過(guò)細(xì)胞膜,不同物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜的方式不同。下圖分別表示在一定范圍內(nèi)細(xì)胞外物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的三種不同情況。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)據(jù)圖指出A、B、C(M點(diǎn)以后)所表示的物質(zhì)運(yùn)輸方式:A是

,B是