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一轮复习
4-2 主动运输与胞吞胞吐
哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度 细胞内浓度 细胞外浓度
Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L
K+ 约100mmol/L 约5mmol/L
依靠被动运输，能不能建立起细胞内外K+、Na+的浓度差
（Na+-K+泵）
Na+-K+泵逆浓度梯度进行Na+和K+的主动运输，以建立膜两侧Na+和K+的浓度差，运输过程中需要消耗能量(ATP)以改变载体蛋白的空间结构。
一.主动运输
（1）特点：
（3）实例：
（2）影响因素：
可逆浓度梯度
能量：
需要载体
需要能量(ATP)
载体蛋白的种类和数量
能量
主动运输对于生命活动有什么意义？
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质
ATP水解\电势能\光能等
①植物根部细胞吸收无机盐离子
②甲状腺细胞吸收碘离子
③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵)
④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。
①直接消耗ATP的主动运输。
通常称为泵（ATP驱动泵）
Na+-K+泵：
H+泵：
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
（4）分类
②间接消耗ATP的主动运输。
如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度
转运蛋白
能量
举例 葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等
细胞外
细胞内
b
c
d
e
a
代表各种物质分子或离子
能量
能量
注意：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定。
二.比较三种跨膜运输方式
顺浓度梯度
不需要
不消耗
氧气、水、甘油等通过细胞膜
需要
不消耗
葡萄糖通过红细胞
水通过水通道
K+通过离子通道
逆浓度梯度
需要
需要消耗
物质 相应过程 运输方式
水 进入细胞
葡萄糖 进入红细胞、肝细胞、脑细胞等
进入小肠上皮细胞和肾小管 上皮细胞
Na+ 进入神经细胞
运出神经细胞
K+ 进入神经细胞
运出神经细胞
判断下列物质进出细胞的方式
自由扩散
协助扩散(水通道)
协助扩散(葡萄糖载体)
主动运输(Na+葡萄糖共运输)
协助扩散(Na+通道)
主动运输(钠钾泵)
主动运输(钠钾泵)
协助扩散(K+通道)
（1）浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ；
大
大
三、影响物质跨膜运输因素的分析
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
（2）协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受 的限制。
转运蛋白数量
（3）主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受 的限制。
转运蛋白数量和能量
自由扩散
协助扩散/主动运输
转运蛋白主要影响 和 。其他条件适宜的情况下，转运蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
协助扩散
主动运输
能量的限制
2.转运蛋白数量对跨膜运输的影响
自由扩散
协助扩散
主动运输
通过影响细胞呼吸进而影响主动运输速率。
（1）P点时， 为离子的吸收提供能量。
无氧呼吸
3.氧气含量对跨膜运输的影响
（2）PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率也越大。
多
（3）Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受 以及其他的限制因素运输速率不再增加。
自由扩散/协助扩散
主动运输
转运蛋白数量
4.温度
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，这种现象叫作胞吞（教材P71）
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐（教材P71）
胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解！
四.胞吞胞吐
变形虫的胞吞、胞吐示意图
完成大分子与颗粒性物质运输。
在转运过程中，物质包裹在脂双层膜的包被的囊泡运输，(膜泡运输)
运输时穿0层膜
胞吞、胞吐：
不需要转运蛋白，需要受体蛋白
需要能量
（3）影响因素：
细胞膜的流动性、温度和能量等
（1）特点：
膜具有一定流动性
（2）结构基础：
（4）实例：
新生儿吸收母乳中的抗体
分泌蛋白的合成
胞吐的特例
神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。
目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。 P选一29
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
1）同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。
2）RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，不是通过胞吞、胞吐作用。
3）通过胞吐运输的不一定都是大分子物质，如某些神经递质的释放。
4）被动运输和主动运输体现了生物膜的选择透过性；胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。
有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉 。
(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉 。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉 。
(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉 。
(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所—— 。
(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉 。
协助扩散
胞吞和胞吐
协助扩散
浓度差
核糖体
协助扩散
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
小结：实验探究
例.小麦种子萌发过程中，α－淀粉酶在糊粉层的细胞中合成，在胚乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是(　　)A.顺浓度梯度经自由扩散排出B.逆浓度梯度经协助扩散排出C.通过离子通道排出D.含该酶的囊泡与质膜融合排出
答案　D解析　α－淀粉酶的化学本质是大分子蛋白质，从糊粉层细胞排到细胞外的方式是胞吐，D正确。
例.正常细胞内K＋浓度远高于细胞外，细胞外Na＋浓度高于细胞内。钠钾泵又称钠钾ATP酶，它可将膜内的Na＋移到细胞外，将细胞外的K＋移入膜内。以下说法错误的是()
A.钠钾泵由附着在细胞膜上的核糖体合成B.钠钾泵能维持神经细胞内低Na＋高K＋的环境，维持其静息电位C.钠钾泵具有物质运输和催化功能D.Na＋和K＋进出细胞与细胞膜的选择透过性有关
答案　A解析　钠钾泵是一种跨膜蛋白，由附着在内质网上的核糖体合成，A错误；钠钾泵可将钠离子从细胞内运输到细胞外、将钾离子从细胞外运输到细胞内，从而维持神经细胞内低钠离子高钾离子的环境，静息时由于膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，进而形成外正内负的静息电位，钠钾泵可维持神经细胞的静息电位，B正确；由图分析可知钠钾泵既可运输物质，又能催化ATP水解为ADP和Pi，即钠钾泵具有物质运输和催化功能，C正确；钠离子和钾离子进出细胞与细胞膜的选择透过性有关，D正确。
例.研究表明，肾小管和集合管上皮细胞的细胞膜上含有大量的通道蛋白，如水通道蛋白、K＋通道蛋白和Na＋通道蛋白等。下列有关叙述正确的是(　　)A.通道蛋白是一类镶嵌在细胞膜磷脂双分子层外表面的转运蛋白B.上述三种通道蛋白在运输物质时需要消耗呼吸作用产生的ATPC.Na＋与K＋经通道蛋白的运输是顺浓度梯度进行的D.血浆渗透压过高时，水通道蛋白可通过主动运输重吸收水分进行调节
答案　C解析　通道蛋白是一类贯穿于细胞膜磷脂双分子层之中的转运蛋白，A错误；通道蛋白在运输物质时不需要消耗呼吸作用产生的ATP，B错误；Na＋、K＋经通道蛋白的运输过程均为顺浓度梯度运输，不需要能量，C正确；水分子经水通道蛋白运输的方式是协助扩散，不是主动运输，D错误。
例.研究发现，细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外，这种囊泡称为细胞外囊泡(EV)，如下图所示。EV能够与靶细胞发生融合，将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内。下列有关EV的叙述不正确的是(　　)
A.EV的内部环境相对稳定B.EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中C.细胞间可通过EV进行信息交流D.突触小泡属于一种EV
答案　D解析　EV为细胞外囊泡，具有膜结构，生物膜可维持膜内部环境相对稳定，A正确；EV能够与靶细胞发生融合，故EV膜上的脂质可掺入至靶细胞膜的脂质中，B正确；细胞能够将完整的囊泡直接分泌至细胞外，EV能够与靶细胞发生融合，将其中的蛋白质、mRNA等生物大分子释放到靶细胞内，可知细胞间可通过EV进行信息交流，C正确；突触小泡不能被突触前膜直接分泌到细胞外，故不属于EV，D错误。
例.下图表示高等动、植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀。下列有关叙述正确的是(　　)
A.植物细胞吸水达到渗透平衡时，都会发生质壁分离现象B.三种细胞发生渗透吸水，均以细胞膜充当发生渗透所需的半透膜C.动物细胞避免渗透膨胀，不断将离子排出时，不需要载体蛋白协助D.若将原生生物置于低渗溶液中，其收缩泡的伸缩频率会加快
答案　D解析　成熟植物细胞在失水时会发生质壁分离，吸水达到渗透平衡时不会发生质壁分离现象，A错误；植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，B错误；动物细胞避免膨胀，需要载体蛋白协助将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，C错误；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，其收缩泡的伸缩频率会加快，D正确。
例. 如图表示物质进出细胞的两种运输方式。下列叙述错误的是（ ）
A. 物质以a方式进入细胞主要依赖于细胞膜中磷脂分子和蛋白质分子的流动性B. 人体白细胞通过a方式吞噬细胞碎片及衰老红细胞的过程会消耗能量C. 经过b方式排到细胞外的物质，不全是大分子物质或颗粒性物质D. 人体细胞外液中起调节作用的物质，都通过a方式进入靶细胞并发挥作用
【答案】D【解析】A、a为胞吞过程，利用细胞膜的流动性，原因是构成细胞膜的磷脂和大多数蛋白质是可以运动的，A正确；B、人体的白细胞通过胞吞方式吞噬细胞碎片及衰老的红细胞，需要消耗能量，B正确；C、经过胞吐方式排到细胞外的物质，不全是大分子物质或颗粒性物质，也可能是小分子物质，如神经递质，C正确；D、人体细胞外液中的调节物质，如激素，大多数种类激素作用于靶细胞膜上的受体，少数种类的激素会通过自由扩散进入细胞，如性激素，D错误。故选D。
例. 图是某种物质通过细胞膜的示意图，相关叙述错误的是（ ）
A. 图中S代表载体，C代表离子或小分子B. 该物质跨膜运输的方式是主动运输C. 图中C的空间结构可能会发生变化D. 该物质运输效率受O2浓度等多种因素影响
【答案】A【解析】
A、图中S代表离子或小分子，C表示载体，A错误；B、该物质跨膜运输需要消耗能量，是主动运输，B正确；C、图中C载体的空间结构可能会发生变化，C正确；D、该物质运输需要消耗能量，受O2浓度等多种因素影响，D正确。故选A。
例．《唐本草》记录：“蓖麻，甘辛，平，有毒····”。蓖麻毒素是一种分泌蛋白，它能使真核生物的核糖体失去活性。细胞分泌蓖麻毒素过程中通过高尔基体以囊泡形式运输至液泡，在液泡中加工成成熟蓖麻毒素，再分泌至细胞外。下列分析错误的是（ ）A．蓖麻毒素的分泌过程体现了生物膜结构上具有流动性B．蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害细胞自身核糖体C．蓖麻毒素的加工需核糖体、内质网、高尔基体、液泡的参与D．蓖麻毒素可能作为抗肿瘤药物阻止肿瘤细胞蛋白质合成
【答案】C【解析】A、蓖麻毒素是分泌蛋白，通过胞吐分泌到细胞外，其分泌过程体现了生物膜结构上具有流动性，A正确；B、根据题干信息可知，蓖麻毒素能使真核生物的核糖体失去活性，故蓖麻毒素在液泡中成熟可以防止其毒害自身核糖体，B正确；C、根据题意可知，蓖麻毒素是一种分泌蛋白，其加工需要内质网、高尔基体的参与，另外蓖麻毒素的成熟还需要在液泡中加工，而核糖体是蓖麻毒素的合成场所，C错误；D、蛋白质的合成场所是核糖体，蓖麻毒素能使核糖体失去活性会阻碍细胞合成蛋白质，故蓖麻毒素可能作为抗肿瘤药物阻止肿瘤细胞蛋白质合成，D正确。故选C。
例．下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）A．相对分子质量小的物质或离子可以通过自由扩散进入细胞B．大分子有机物要通过载体蛋白才能进入细胞内，并且消耗能量C．被动运输都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量也不要转运蛋白D．主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗能量也要载体蛋白
【答案】D【解析】
A、相对分子质量小的物质或离子可以自由扩散、协助扩散、主动运输的方式进出细胞，A错误；B、大分子有机物通过胞吞的方式进入细胞内，该方式不需要载体蛋白，依赖于膜的流动性，需要消耗能量，B错误；C、被动运输都是顺浓度梯度，其中自由扩散既不消耗能量也不需要载体蛋白，协助扩散需要转运蛋白但不消耗能量，C错误；D、主动运输都是逆浓度梯度进行的，需要消耗能量，也需要载体蛋白，主动运输满足了细胞生命活动过程对物质的需要，能体现细胞的生物活性，D正确。故选D。

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