2024-2025版高中生物第三章細胞的代謝第二節(jié)第2課時物質出入細胞的方式及影響因素教案浙科版必修1

PAGEPAGE14第2課時物質出入細胞的方式及影響因素學問內容學考要求選考要求被動轉運和主動轉運bb胞吞和胞吐aa學習導航(1)舉例說明物質的被動轉運和主動轉運。(2)描述胞吞、胞吐的過程。方式一師：這是洋蔥鱗片葉的外表皮細胞，它在什么狀況下吸水，又在什么狀況下失水呢？生：當洋蔥細胞的細胞液濃度高于外界溶液濃度時，細胞吸水；小于外界溶液濃度時，細胞失水。師：對。細胞要進行正常的生命活動，不僅要汲取水，還要汲取很多其他的物質，這些物質進出細胞是不是也像水一樣取決于細胞內外溶液的濃度差呢？科學家對此已經進行了大量的探討，并已經弄清了很多物質的跨膜方式。今日，我們就來共同學習——物質出入細胞的方式及影響因素。方式二植物細胞的質壁分別和復原反映出水分進出細胞的現(xiàn)象，生活在海水中的魚要不斷的通過鰓上的泌鹽細胞將體內多余的無機鹽排出體外，糖尿病患者的尿中含糖，以上這些例子說明很多物質都能進出細胞。物質進出細胞的方式有哪些？有什么不同？一、被動轉運1．擴散(1)概念：氧、二氧化碳、甘油等小分子的擴散以及水的滲透。(2)特點：由高濃度到低濃度；不須要載體蛋白；不消耗能量。2．易化擴散(1)概念：某些小分子或離子須要借助于細胞膜中的一類載體蛋白才能轉運至膜另一側的擴散方式，叫做易化擴散。(2)特點：由高濃度到低濃度；須要載體蛋白；不消耗能量。歸納總結(1)擴散的轉運速率主要取決于物質的濃度差，易化擴散的轉運速率不僅受濃度差影響，還受到載體蛋白數量的限制；(2)二者都不消耗能量。水、氣體、脂質小分子等物質以擴散的方式跨膜轉運，小分子有機物、某些離子以易化擴散的方式跨膜轉運。例1膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質能以擴散的方式優(yōu)先通過細胞膜，這是因為()A．細胞膜具有肯定的流淌性B．細胞膜是選擇透性膜C．細胞膜的結構以脂雙層為基本支架D．細胞膜上鑲嵌有各種形態(tài)的蛋白質分子答案C解析膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D屬于脂質小分子，一般能溶于脂雙層中，以擴散方式穿過細胞膜。例2影響被動轉運的因素有很多，下面A、B是兩種被動轉運方式的轉運速率和被轉運物質的濃度之間的關系曲線：(1)圖A表示的轉運方式是哪種？其轉運速率主要取決于什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)圖B表示的方式若是易化擴散，那么ab段的限制因素是什么？bc段的限制因素又是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)請在C圖中畫出被動轉運的轉運速率和細胞能量供應的關系曲線。(4)下列物質中，以方式A和方式B轉運的分別是哪些？①O2和CO2進出肺泡②甘油和乙醇被小腸上皮細胞汲取③紅細胞汲取血液中的葡萄糖④水分進出根毛細胞⑤膽固醇進入肝細胞________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)是擴散；其轉運速率主要取決于物質的濃度差。(2)濃度差；載體蛋白的數量。(3)如圖所示(4)以方式A(擴散)轉運的有①②④⑤；以方式B(易化擴散)轉運的有③。二、主動轉運、胞吞和胞吐1．主動轉運(1)概念：細胞把離子或分子從低濃度處運到高濃度處，這類逆濃度梯度的轉運稱為主動轉運。(2)特點①須要消耗能量：主動轉運所需的能量來自于細胞中的ATP。②須要載體蛋白。(3)與易化擴散的比較①相同點：都須要載體蛋白的參加，在轉運過程中載體蛋白都發(fā)生形態(tài)變更。②不同點：主動轉運須要ATP供應能量，而易化擴散不須要能量。(4)意義：主動轉運能夠依據細胞的須要轉運分子或離子，是細胞最重要的汲取或排出物質的方式。2．胞吞和胞吐項目胞吞胞吐條件細胞攝取或排出大分子和顆粒物質的方式原理生物膜的流淌性特點物質通過囊泡轉移，須要消耗能量，不須要載體方向細胞外→細胞內細胞內→細胞外實例變形蟲攝食、白細胞吞噬病菌等胰島β細胞分泌胰島素、消化腺分泌消化酶歸納總結物質出入細胞方式的比較(1)大分子物質如蛋白質進出細胞，只能通過胞吞或胞吐方式進行，不能通過擴散、易化擴散或主動轉運方式進行。胞吞、胞吐過程均不須要載體蛋白，但消耗ATP。(2)假如進行跨膜轉運的物質是小分子物質或離子，則通過擴散、易化擴散或主動轉運方式進行。(3)小分子物質，假如是脂溶性強的物質(如乙醇和很多氣體分子)，則通過擴散方式進出細胞。水分子雖然極性較強，但分子較小，也主要通過擴散進出細胞。擴散不須要載體蛋白幫助，順濃度梯度進行，也不消耗ATP。(4)各種離子和脂溶性差的小分子物質如葡萄糖、氨基酸等，在通過細胞膜時需載體蛋白幫助。這些物質進出細胞時，假如順濃度梯度發(fā)生則為易化擴散，假如逆濃度梯度發(fā)生則為主動轉運。例如，K＋由組織液進入神經細胞以主動轉運的方式進行。例3如圖中曲線a、b表示物質跨膜運輸的兩種方式，下列表述正確的是()A．脂溶性小分子物質不通過方式a運輸B．與方式a有關的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面C．方式b的最大轉運速率與載體蛋白數量有關D．抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響答案C解析據圖分析，曲線a表示被轉運分子的轉運速率與其濃度成正比，符合擴散的特點。曲線b表示被轉運分子隨著濃度上升，轉運速率增加，濃度較高時出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，符合易化擴散和主動轉運的特點。脂溶性小分子的跨膜運輸方式是擴散，所以能通過方式a運輸，A項錯誤；方式a是擴散，不須要載體蛋白幫助，B項錯誤；抑制細胞呼吸，停止能量供應，影響主動轉運，但對擴散和易化擴散無影響，D項錯誤。拓展提升影響物質跨膜運輸的因素分析(1)物質濃度(在肯定的濃度范圍內)(2)氧氣濃度例4(2024·嘉興期末)圖甲表示四種不同物質在一個動物細胞內外的相對濃度差異。其中通過圖乙所示過程來維持細胞內外濃度差異的物質是()A．Na＋ B．K＋C．胰島素 D．CO2答案B解析圖乙所示過程中細胞通過主動轉運汲取該物質，細胞內濃度較高。據圖甲可知，K＋需通過乙過程維持細胞內外的濃度差，B項正確。方法技巧物質出入細胞方式的推斷方法(1)結合實例干脆進行推斷運輸方式實例擴散水、氣體(O2、CO2等)、脂溶性物質(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜運輸易化擴散葡萄糖進入紅細胞等主動轉運無機鹽離子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖逆濃度梯度進出細胞胞吞、胞吐巨噬細胞吞噬抗原及細胞碎片等、分泌蛋白的分泌(2)依據分子大小與對載體蛋白、能量的需求進行推斷(3)依據運輸方向推斷：逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動轉運。1．如圖是植物從土壤中汲取某礦質離子的示意圖。據圖推斷，該離子跨膜進入根毛細胞的方式為()A．擴散 B．易化擴散C．主動轉運 D．被動轉運答案C解析由題圖可知，該離子進入細胞為逆濃度梯度運輸，且消耗能量，故為主動轉運。2．(2024·湖州期末)下圖為細胞的幾種物質轉運方式，據圖分析，相關敘述正確的是()A．圖a中物質的轉運經過了兩層膜B．圖a和圖b的轉運方式都須要消耗ATPC．圖a和圖b的轉運方式都須要依靠膜的流淌性，都涉及膜成分的更新D．圖b中轉運的物質可以是固體，但不行以是液體答案B解析圖a中物質的轉運經過了單層膜，兩層磷脂分子，A項錯誤；圖a為主動轉運，須要消耗能量，圖b為胞吞，也須要消耗能量，B項正確；圖a為主動轉運，該過程不涉及膜成分的更新，C項錯誤；圖b中轉運的物質可以是固體，也可以是液體，D項錯誤。3.如圖是胡蘿卜在含氧量不同的狀況下從KNO3溶液中汲取K＋和NOeq\o\al(－,3)的曲線圖。則影響A、B兩點和B、C兩點汲取量不同的因素分別是()A．載體蛋白數量、能量B．能量、載體蛋白數量C．載體蛋白數量、離子濃度D．能量、離子濃度答案B解析胡蘿卜對K＋和NOeq\o\al(－,3)的汲取方式都是主動轉運，主動轉運須要載體蛋白和能量，A、B兩點對應的氧濃度不同，A點高于B點，且A點時汲取NOeq\o\al(－,3)多，可見能量是影響因素；B點與C點是同一氧濃度，而B點汲取量高于C點，說明能量供應相同的條件下，運輸K＋和運輸NOeq\o\al(－,3)的載體蛋白數量不同。4．(2024·杭州地區(qū)高一期中)下列關于物質轉運的敘述，錯誤的是()A．易化擴散和主動轉運過程中，載體蛋白的形態(tài)會發(fā)生變更B．胞吞、胞吐的對象可以是液體和固體，也可以是大分子和小分子C．大分子物質通過生物膜的方式是胞吞和胞吐D．主動轉運是細胞最重要的汲取和排出物質的方式答案C解析載體蛋白的化學本質是蛋白質，易化擴散和主動轉運時，載體蛋白會發(fā)生形變，體現(xiàn)了蛋白質的運輸功能，A正確；被胞吞或胞吐的物質可以是固體，可以是液體，也可以是生物大分子或小分子，B正確；胞吞和胞吐不通過質膜，C錯誤；主動轉運是細胞最重要的汲取或排出物質的方式，體現(xiàn)了生命活動的主動性，D正確。5．(2024·臺州2月模擬)下列有關易化擴散的敘述，正確的是()A．細胞最重要的汲取或排出物質的方式B．載體蛋白形態(tài)變更須要由ATP供應能量C．一般而言轉運物質的速率比擴散要快D．可實現(xiàn)物質逆濃度梯度的跨膜運輸答案C解析主動轉運能夠保證細胞依據生命活動的須要，主動地選擇汲取所須要的物質，排出代謝所產生的廢物和對細胞有害的物質，是一種對生命活動最重要的物質轉運方式，A錯誤；易化擴散時，載體蛋白會發(fā)生形變，但不消耗ATP，B錯誤；易化擴散是一種由載體蛋白幫助的擴散作用，其轉運物質的速率在肯定范圍內比一般的擴散要快，C正確；主動轉運可實現(xiàn)物質逆濃度梯度的跨膜運輸，D錯誤。

[基礎達標]1．如圖為物質進出細胞的兩種方式，對該圖的理解正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ分別表示易化擴散和主動轉運B．Ⅰ和Ⅱ分別表示胞吞和胞吐C．氧、性激素是以Ⅱ方式進入細胞的D．水、二氧化碳、氧氣是以Ⅰ方式進入細胞的答案D解析Ⅰ為擴散，Ⅱ為主動轉運；水、氣體、性激素的跨膜轉運方式是擴散。2．巨噬細胞能夠吞噬蒼老的細胞以及侵入人體的病原菌，下列對這一過程的相識正確的是()A．消耗ATP，體現(xiàn)了細胞膜的流淌性和選擇透性B．消耗ATP，體現(xiàn)了細胞膜的流淌性和識別功能C．不消耗ATP，吞噬的動力來源于膜的流淌性D．不消耗ATP，吞噬過程的實質是病原菌的入侵答案B解析巨噬細胞能夠吞噬蒼老的細胞以及侵入人體的病原菌，屬于胞吞，須要消耗能量，體現(xiàn)了細胞膜的流淌性和識別功能。3．(2024·浙江“9＋1”聯(lián)盟高三期中)下列屬于主動轉運的是()A．人體肺泡細胞釋放CO2B．蔗糖通過植物細胞的細胞壁C．甘油分子進入人的皮膚細胞D．水稻根毛細胞汲取NOeq\o\al(－,3)答案D解析CO2的運輸方式是擴散，動力是濃度差，A錯誤；“蔗糖通過植物細胞的細胞壁”不須要進行跨膜運輸，通過蔗糖擴散就能完成，B錯誤；甘油出入細胞的運輸方式是擴散，C錯誤；NOeq\o\al(－,3)進入水稻根毛細胞的運輸方式是主動轉運，D正確。4．(2024·杭州測試)某種物質轉運方式的示意圖如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．該轉運方式是細胞中最重要的汲取或排出物質的方式B．該轉運方式為主動轉運，可從低濃度一側向高濃度一側轉運物質C．載體蛋白與被轉運的物質結合后會發(fā)生形變，這種變更須要消耗能量D．根汲取土壤中的離子屬于該轉運方式，而海水魚的鰓向體外排鹽不屬于答案D解析分析題圖可知，該物質進出細胞是從低濃度向高濃度轉運，且須要消耗ATP和載體蛋白幫助，其方式是主動轉運，主動轉運是細胞中最重要的汲取或排出物質的方式，A、B正確；由題圖可知，載體蛋白與被轉運的物質結合后會發(fā)生形變，且須要消耗能量，C正確；根汲取土壤中的離子和海水魚的鰓向體外排鹽都屬于主動轉運過程，D錯誤。5．(2024·浙江綠色聯(lián)盟聯(lián)考)如圖①～④表示物質出入細胞的不同方式，下列敘述正確的是()A．O2和甘油通過圖①方式轉運B．圖②是細胞最重要的汲取或排出物質的方式C．溫度對圖③方式不會造成影響D．圖④被細胞攝入的物質可以是固體也可以是液體答案D解析O2和甘油通過圖②擴散方式轉運；圖③主動轉運是細胞最重要的轉運方式；溫度影響分子的運動和酶的活性，對圖③方式會造成影響；通過圖④胞吞方式被細胞攝入的物質可以是固體也可以是液體。6．如圖表示物質P和Q跨膜出細胞，下列敘述正確的是()A．物質P可能是氧氣B．物質Q肯定是水分子C．物質P和Q出細胞都須要載體D．物質P和Q出細胞不都消耗能量答案D解析物質P從細胞內低濃度向細胞外高濃度轉運，為主動轉運，而氧氣的轉運方式為擴散，A錯誤；物質Q從細胞內高濃度向細胞外低濃度擴散，為擴散或易化擴散，可能為水分子、二氧化碳、脂質小分子等，B錯誤；主動轉運須要載體蛋白，擴散不須要，C錯誤；物質P運出細胞為主動轉運，須要消耗能量，而物質Q運出細胞為順濃度梯度運輸，不須要消耗能量，D正確。[實力提升]7．(2024·湖州模擬)如圖表示物質進出細胞的不同過程，相關敘述錯誤的是()A．甲可以表示胞吞，乙可以表示胞吐B．甲、乙兩種物質轉運過程都須要消耗ATPC．這兩種物質的轉運過程都是從低濃度向高濃度進行的D．甲和乙兩種物質的轉運過程說明生物膜具有肯定的流淌性答案C解析甲過程顯示膜包袱物質，并形成小泡進入細胞中，是胞吞，乙過程相反，是胞吐過程，A正確；胞吞和胞吐過程耗能，需ATP為之供應能量，B正確；胞吞和胞吐的轉運方向與濃度無關，C錯誤；胞吞和胞吐的結構基礎是細胞膜具有肯定的流淌性，D正確。8．(2024·浙江吳越聯(lián)盟二模)如圖為質膜結構及其部分功能的示意圖，圖中E、F、G和H表示膜的組分，①和②表示物質跨膜轉運方式。下列相關敘述錯誤的是()A．物質E起著細胞標記物的作用B．與H分子一樣，G分子有水溶性部分和脂溶性部分C．②過程中，被轉運物質與載體蛋白結合后的形態(tài)變更，須要消耗能量D．甘油以①方式進入小腸上皮細胞答案D解析E是糖蛋白，對于細胞識別起重要作用，A正確；G是鑲在細胞膜中的蛋白質，具有水溶性部分和脂溶性部分，B正確；②表示主動轉運，被轉運物質與載體蛋白結合后的形態(tài)變更，須要消耗能量，C正確；甘油進入小腸絨毛上皮細胞的方式是擴散，不是易化擴散，D錯誤。9．(2024·浙江“七彩陽光”新高考探討聯(lián)盟聯(lián)考)圖1、2為各種物質通過細胞膜的方式示意圖，圖3表示葡萄糖出入小腸絨毛上皮細胞的過程示意圖。下列敘述錯誤的是()A．圖1中B代表膜上的載體蛋白，在轉運過程中要變形B．甘油的跨膜方式可用圖2中的甲表示C．圖3中①處葡萄糖的跨膜方式是主動轉運D．圖3中②處Na＋的跨膜方式可用圖2中的乙表示答案C解析圖1中B代表的是細胞膜上的載體蛋白，載體蛋白在轉運A的過程要變形；圖2中甲所示的物質轉運速率與細胞外濃度呈正相關，說明轉運方式是擴散，甘油跨膜方式為擴散，可用甲表示；圖3中①處葡萄糖的跨膜須要載體蛋白幫助，不消耗能量，為易化擴散；圖3中②處Na＋的跨膜轉運須要消耗能量，轉運方式是主動轉運，可用圖2中的乙表示。10．下圖為細胞膜結構圖，其中a和b分別代表不同分子或離子進出細胞的方式。據圖分析，下列敘述正確的是()A．不同膜結構③的排列方式不同B．Na＋通過②進入細胞的過程不消耗ATPC．b可表示組織細胞從組織液中汲取氧氣D．將③分子制成微球體用來包袱大分子藥物，送入到相應的細胞中，該過程體現(xiàn)了細胞膜的功能特點答案B解析題圖③是磷脂分子，不同生物膜的磷脂分子排列方式相同，A項錯誤；Na＋內流通過②進入細胞是易化擴散，不消耗能量，B項正確；據糖蛋白可推斷，Ⅰ為細胞膜外側，氧氣應從細胞外側向細胞內側擴散，C項錯誤；將③分子制成微球體用來包袱大分子藥物，送入到相應的細胞中，是通過膜融合，體現(xiàn)了細胞膜具有肯定流淌性的結構特點，D項錯誤。11．下列關于圖中序號的描述，正確的是()A．①和②所示的過程都須要消耗能量B．只有①所示的過程能逆濃度梯度轉運物質C．大分子物質只有通過①過程才能進入細胞D．氨基酸進入組織細胞與過程②有關答案B解析由題圖分析可知，①為主動轉運，②為易化擴散，主動轉運須要消耗能量，易化擴散不須要消耗能量，A項錯誤；大分子物質進入細胞須要通過胞吞，不能通過主動轉運，C項錯誤；氨基酸進入組織細胞屬于主動轉運，與①有關，D項錯誤；只有主動轉運能逆濃度梯度轉運物質，B項正確。12．下圖1是物質出入細胞的示意圖，圖2中曲線甲、乙分別代表物質進出細胞的兩種方式。據圖回答下列問題：(1)①圖2中曲線甲代表________，曲線乙中Q點對應時刻細胞不再汲取物質，此時限制物質進出細胞的因素是______________________。②已知某海洋生物的細胞中物質X、物質Y濃度分別為0.60和0.14，而海水中物質X、物質Y濃度分別為0.29和0.38(濃度單位均為mol/L)，由此可知，該細胞能主動地________(填“汲取”或“排出”)物質X，可用圖1中的________(a、b、c……)表示。③細胞膜中水通道、離子通道是普遍存在的。若腎集合管管壁細胞膜受刺激后發(fā)生興奮時，水通道開放，大量水被腎集合管管壁細胞重汲取，則代表此過程中水的流淌可用________(a、b、c……)表示。(2)若圖1代表某生物的細胞膜，該細胞能夠分泌胰島素，則該過程被稱為________，其依靠于細胞膜的________的結構特點。答案(1)①擴散能量供應或載體蛋白數量②汲取a③c(2)胞吐流淌性解析(1)圖2中的曲線甲表明汲取物質的數量與細胞內外溶液濃度差成正比，沒有飽和現(xiàn)象，說明細胞汲取該物質的方式屬于擴散。分析曲線乙可知，在細胞內濃度高于細胞外濃度之后，仍能汲取該物質，可見細胞能夠逆濃度梯度汲取該物質，并且在Q點出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，此時細胞供能不足或細胞膜上轉運該物質的載體蛋白數量有限，說明細胞汲取該物質的方式為主動轉運。某海洋生物的細胞中物質X、物質Y的濃度分別為0.60和0.14，而海水中物質X、物質Y濃度分別為0.29和0.38(濃度單位均為mol/L)，由此可推知該細胞能主動地汲取物質X，可用圖1中a表示。需留意的是a、e兩過程均為主動轉運，但是a為膜外物質向膜內的轉運(汲取)，e為膜內物質向膜外轉運(排出)。細胞的內、外側可依據糖蛋白的位置來判定，糖蛋白位于細胞膜外側。(2)胰島素為大分子物質，只能通過胞吐作用分泌到細胞外，該過程依靠于細胞膜的流淌性。13．如圖是生物膜的流淌鑲嵌模型及物質跨膜轉運方式示意圖，其中離子通道是一種通道蛋白，通道蛋白是橫跨細胞膜的親水性通道，具有離子選擇性。請細致視察圖示回答下列有關問題：(1)很多探討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[]________(方框里填標號)。(2)鯊魚體內能積累大量的鹽，當鹽分過高時就要剛