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  • 2021-09-26 发布

2020_2021学年新教材高中生物第4章细胞的物质输入和输出第2节主动运输与胞吞胞吐课件新人教版必修1

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第 2 节 主动运输与胞吞、胞吐 课标要求 核心素养 1. 掌握区分被动运输和主动运输的方法。 2. 理解主动运输对细胞生活的意义。 3. 掌握胞吞、胞吐的特点及对细胞的生命活动的意义。 1. 生命观念 —— 结构与功能观:细胞膜结构与物质运输功能的适应性。 2. 科学思维 —— 分析与综合:对比分析物质运输方式的特点,归纳异同点。 3. 科学探究 —— 根据物质运输方式的差异,设计实验探究某种物质的运输方式。 新知预习 · 双基夯实 一、主动运输 1 . 概念: 物质从 __________ 一侧运输到 __________ 一侧,需要 ____________ 的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ________ 。 2 . 特点: ______( 填 “ 顺 ” 或 “ 逆 ” ) 浓度梯度, ________( 填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ” ) 载体, ________( 填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ” ) 能量。 低浓度 高浓度 载体蛋白 能量 逆 需要 需要 3 . 举例: __________________________________________________ ______________________ 。 4 . 意义: 主动运输方式保证了活细胞能够按照 ____________ 的需要,主动选择吸收所需要的 ____________ ,排出 ____________ 和对细胞有害的物质。 小肠上皮细胞吸收离子、氨基酸、葡萄糖,肾小管上皮 细胞吸收无机盐离子等 生命活动 营养物质 代谢废物 二、胞吞与胞吐 项目 方式名称 过程 进细胞方式 ________ 大分子 → 细胞膜表面 → 细胞膜内陷形成 ________ → 小囊从细胞膜上分离下来,形成 ________ → 进入细胞内部 出细胞方式 ________ 大分子先在细胞内形成 ________ → 囊泡移动到 __________ 处 → 与细胞膜融合 → 大分子排出细胞 胞吞 小囊 囊泡 胞吐 囊泡 细胞膜 三、物质运输的特点及与生物膜的关系 除一些不带电荷的小分子可以 ____________ 的方式进出细胞外,离子和较小的有机分子 ( 葡萄糖和氨基酸等 ) 的跨膜运输必须借助于 ____________ ,这体现了蛋白质是 ____________________ 。一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,因此,细胞膜上转运蛋白的 _____________ ,或 ___________________ 的变化,对许多物质的跨膜运输起着 __________ 的作用,这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。像蛋白质这样的生物大分子,通过 ______________ 进出细胞,其过程也需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的 __________ 。 自由扩散 转运蛋白 生命活动的承担者 种类和数量 转运蛋白空间结构 决定性 胞吞或胞吐 流动性 (1) 主动运输过程中,需要载体蛋白协助和 ATP 提供能量。 (    ) (2) 植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同。 (    ) (3) 大分子有机物要通过载体蛋白的协助才能进入细胞内。 (    ) (4) 需要消耗 ATP 的运输方式都是主动运输。 (    ) (5) 胞吞、胞吐过程体现了细胞膜的选择透过性。 (    ) (6) 低温不影响矿质离子的吸收速率。 (    ) (7) 同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同。 (    ) √ × × × × × √ 思考: 1 .主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土? 提示: 松土可增加土壤中 O 2 含量,促进有氧呼吸,有利于植物主动吸收各种无机盐离子。 2 . 从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些? 提示: 提供能量的细胞器是线粒体,提供载体蛋白的细胞器是核糖体。 学霸记忆 · 素养积累 1 .主动运输既需要消耗能量,又需要载体蛋白,无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。 2 .大分子物质或颗粒性物质进出细胞依赖于胞吞或胞吐。 3 .物质跨膜运输与细胞膜的选择透过性和流动性有关。 课内探究 · 名师点睛 影响主动运输的因素 (1) 载体蛋白的种类和数量: ①载体具有特异性:不同物质的运输所需的载体蛋白不同;不同生物膜上的载体蛋白的种类和数目不同。 ②载体具有饱和性:当细胞膜上的载体运输某物质已达饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 ③载体在运输过程中不被 “ 消耗 ” ,可以反复利用。 (2) 能量供应:凡是能够影响能量供应 ( 呼吸作用 ) 的因素都影响主动运输的速率,如温度、氧气浓度等。 一 主动运输 甲、乙两种物质在细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时,下列说法正确的是 (    ) A .甲运出细胞一定有载体蛋白的参与 B .甲进入细胞一定需要能量 C .乙运出细胞一定有载体蛋白的参与 D .乙进入细胞一定不需要能量 典例剖析 典例 1 A 解析: 甲物质在细胞外浓度高,细胞内浓度低,所以甲物质运出细胞是由低浓度一侧到高浓度一侧,只有主动运输才能实现,此运输方式既需要能量又需要载体;甲物质进入细胞是从高浓度一侧向低浓度一侧,即顺浓度梯度进行的,不一定需要能量。乙物质细胞内浓度高,细胞外浓度低,进细胞时是主动运输,需要能量和载体蛋白,出细胞时是顺浓度梯度进行的,不一定需要载体蛋白。 1 .如图是某植物在不同 O 2 浓度下,从培养液中吸收 Ca 2 + 和 Si 2 + 的曲线图。造成 A 、 B 两点吸收量差异与 B 、 C 两点吸收量差异的主要因素分别是 (    ) A .离子浓度、载体数量 B .离子浓度、呼吸作用强度 C .载体数量、离子浓度 D .载体数量、呼吸作用强度 变式训练 D 解析: 随着 O 2 浓度的增加,植物细胞有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,两种离子的吸收量均增加,因此这两种离子进入细胞的方式均为主动运输。主动运输与载体和能量密切相关。 A 、 B 两点对应的 O 2 浓度相同,表示能量供应相同,但无机盐离子的吸收量不同,因此影响吸收量的因素是载体数量。 B 、 C 两点涉及的都是吸收 Ca 2 + 的量,因此载体蛋白相同,但是 B 、 C 两点对应的 O 2 浓度不同,所以 B 、 C 两点吸收量差异的影响因素主要是能量,即与植物细胞呼吸作用强度有关。 转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜,但是,对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。 1 . 胞吞 (1) 含义:当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。 二 胞吞和胞吐 (3) 举例:胰岛 B 细胞分泌胰岛素、浆细胞分泌抗体等。 3 . 特点: 胞吞和胞吐都依赖于细胞膜的流动性。 拓展 (1) 胞吞和胞吐的实质:物质没有从膜的一侧穿过膜到膜的另一侧。 (2) 胞吞和胞吐是一些不能穿过细胞膜的物质进出细胞的方式,通过胞吞进入细胞的物质可以被细胞利用,若不被利用,则可通过胞吐再将其排出细胞,这样既能维持细胞内环境的稳定,防止疾病的发生,又能满足细胞对营养物质的需求。 (2019 · 山东潍坊高一期中 ) 下列物质进出细胞的方式中,最能说明细胞膜具有流动性的是 (    ) A .自由扩散      B .主动运输 C .协助扩散 D .胞吞和胞吐 解析: 胞吞和胞吐依赖于细胞膜的流动性, D 正确。 典例剖析 典例 2 D 2 .下图图甲中曲线 a 、 b 表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是 (    ) 变式训练 A .图甲中 a 表示自由扩散, b 表示协助扩散或主动运输 B .图甲中 b 曲线达到最大转运速率后的限制因素是转运蛋白的数量 C .图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性 D .图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗 ATP 答案: C 解析: 方式 a 只与浓度有关,且与浓度呈正相关,属于自由扩散;方式 b 除了与浓度相关外,还与转运蛋白的数量有关,属于协助扩散或主动运输, A 、 B 正确;题图乙中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有一定的流动性, C 错误;胞吞和胞吐是耗能过程,需要细胞内部提供能量, D 正确。 指点迷津 · 拨云见日 一、物质运输方式的判断 1 . 结合实例直接进行判断 运输方式 实例 自由扩散 小部分水、气体 (O 2 、 CO 2 等 ) 、脂溶性物质 ( 甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等 ) 进出细胞 协助扩散 葡萄糖进入红细胞、大部分水进出细胞 主动运输 无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖 ( 进入红细胞除外 ) 进出细胞 胞吐、胞吞 蛋白质的分泌、吞噬细胞吞噬抗原和细胞碎片等 2. 根据分子大小及对转运蛋白、能量的需要情况进行判断 ( 如图 ) 3 . 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和协助扩散,逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。 4 . 根据达到平衡时的浓度判断 若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差,则是主动运输,因为自由扩散和协助扩散达到平衡时,细胞内外浓度相等。 (2019 · 武汉外国语学校期末 ) 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 (    ) A .生物膜上存在着协助 H 2 O 通过的物质 B .生物膜对 K + 、 Na + 、 Cl - 的通透具有选择性 典例 3 C C .离子以协助扩散方式通过人工膜 D .分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 解析: 生物膜对 H 2 O 的通透性要远大于人工膜,说明生物膜上存在着协助 H 2 O 通过的物质, A 正确;生物膜对 K + 、 Na + 、 Cl - 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;人工膜对不同离子的通透性相同,说明离子通过人工膜时不需要载体协助,不属于协助扩散, C 错误;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。 二、影响物质跨膜运输的因素 1 . 影响自由扩散和协助扩散的因素: 2. 影响主动运输的因素: (1) 载体蛋白的种类和数量:决定所运输的物质的种类和数量 ( 如图 ) 。载体蛋白的数量有限,当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增加。 (2) 能量:凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输,如 O 2 浓度、温度等 ( 如图 ) 。 注意: 与 O 2 浓度没有关系的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散,这两种方式都不需要细胞呼吸提供能量。 如图中曲线 a , b 表示物质跨 ( 穿 ) 膜运输的两种方式,下列表述正确的是 (    ) A .脂溶性小分子物质不能通过方式 a 运输 B .与方式 a 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C .方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D .抑制细胞呼吸对方式 a 和 b 的转运速率均有影响 典例 4 C 解析: 由题图可知, a 为自由扩散, b 为协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进行运输,该过程不需要载体蛋白,载体蛋白不是覆盖在细胞膜表面,而是嵌入或贯穿磷脂双分子层;当载体蛋白达到饱和时, b 过程的转运速率达到最大;细胞呼吸影响主动运输而不影响自由扩散。  问题探讨 ⇨ P69 1 . 提示: 不是被动运输,甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是逆浓度梯度运输,因此不是被动运输。 2 . 提示: 需要细胞提供能量。 3 . 提示: 具有一定的普遍性。如:人的红细胞内钾离子浓度比血浆高 30 倍,轮藻细胞中钾离子浓度比周围水环境高 63 倍。  思考 · 讨论 ⇨ P71 1 . 提示: 胞吞和胞吐与生物膜具有一定的流动性有关。 2 . 提示: 核糖体是细胞内合成蛋白质的场所。附着于内质网上的核糖体,主要是合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质,如抗体、酶原或蛋白质类的激素等,最后以胞吐的方式分泌到细胞外发挥作用;游离核糖体所合成的蛋白质,多半是分布在细胞质基质中或供细胞本身生长所需要的蛋白质分子,此外还合成某些特殊蛋白质,如红细胞中的血红蛋白等,在细胞内发挥作用,不通过胞吐方式排出。  练习与应用 ⇨ P72 一、概念检测 1 . (1)×   提示: 相对分子质量小的物质或离子也可以通过协助扩散方式进入细胞。 (2) ×   提示: 大分子有机物一般通过胞吞的方式进入细胞。 (3) ×   提示: 被动运输中的协助扩散需要转运蛋白的协助。 (4) ×   提示: 主动运输的本质在于是否需要载体蛋白和消耗能量,而不在于浓度差。 2 . A   提示: 果脯在腌制过程中,细胞已经死亡,细胞膜失去选择透过性。 3 . A   提示: 细胞内生物大分子运出细胞的方式为胞吐。 二、拓展应用 1 . 提示: 如果把草履虫放入蒸馏水中,伸缩泡伸缩频率加快,从而加快排出草履虫体内多余水分防止细胞过度吸水而涨破;如果把草履虫放入海水中,伸缩泡的伸缩频率减慢,减少水分的排出,从而维持细胞渗透压的平衡。 2 . 提示: 主动运输。 实验思路:取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有无机盐的溶液中,甲组给予正常的呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸,一段时间后测定两组植株根系对无机盐的吸收速率。