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第四章 细胞的物质输入和输出
第4.2节
主动运输与胞吞、胞吐
本节目标
胞吞与胞吐
01
主动运输
02
课堂导入
1
人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。
讨论：
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
2.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？
不是
具有普遍性
3.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？
需要细胞提供能量
可以推断： 红细胞 主要吸收___主要排出___
K+
Na+
Ca2+ Cl-
70.1 74
3.2 111
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外（血浆）
人的红细胞和血浆的各种离子浓度(mmol/l)如下：
排出
吸收
排出
吸收
红细胞之所以能保持细胞内外离子浓度差恒定，是因为这些离子是____浓度梯度运输。
逆
一、主动运输
细胞膜
外
能量
载体蛋白
低浓度 高浓度
细胞不需要你，我不能将你运输进去！
细胞需要你，快进来！
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、离子等
内
主动运输
从低浓度到高浓度
实例：细胞吸收氨基酸、无机盐等，植物吸收矿质元素等。
小肠上皮细胞或肾小管上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输，其余细胞吸收葡萄糖是协助扩散。
影响因素:
载体蛋白的种类和数量、能量供应
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内的化学反应所释放的能量。
载体蛋白的特点
（1）一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
（2）载体蛋白在运输完成后形态与运输前相同
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
每次转运时都会发生自身构象的改变。
具有专一性（葡萄糖进入红细胞）
分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道结合。
专一性（如水通道、钾离子通道）
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
能量
主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地从周围环境中社区必要的营养物质，排出细胞内产生的各种代谢废物及对细胞有害的物质，对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。
主动运输的意义
被动运输与主动运输的比较
物质跨膜运输的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散 运输方向
转运蛋白
消耗能量
实例
√
√
×
×
√
离子或其他物质逆浓度梯度运输
水、气体、
脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度运输
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
科学探究——物质跨膜运输方式的实验探究
1．实验原理
根据主动运输和被动运输的条件：能量和转运蛋白，确定实验的自变量。
2．实验方法
(1)探究是主动运输还是被动运输的方法
(2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法
对主动运输的认识和理解，判断有关表述的正误
(1)氧气浓度的高低对细胞逆浓度梯度吸收物质不造成影响 ( )
(2)温度影响主动运输的速率，也影响被动运输的速率 ( )
(3)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变 ( )
×
√
×
主动运输
Active transport
囊性纤维病
肺
黏液阻塞了气道
囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。
与社会的联系
影响物质运输速率的因素及曲线分析
(1)物质浓度
①图甲的运输速率只与物质浓度有关：自由扩散。
②图乙运输速率与物质浓度、膜上转运蛋白数量的影响，
协助扩散或主动运输。
(2)O2浓度
①图丙运输速率与O2浓度大小无关，自由扩散或协助扩散。
②图丁运输速率与O2浓度大小相关，主动运输
a点时，物质运输所需的能量由无氧呼吸提供；
b点之后运输速率不变的主要原因是膜上载体蛋白数量有限。
(3)温度
【检测】下图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图,下列与此图相关的叙述中,正确的是(　　)
A. 与氧气进出细胞相符的图有①③⑤
B. 与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥
C. 与K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤
D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥
A
②③
②④⑥
胞吐或胞吞
自由扩散
协助扩散或主动运输
自由扩散或协助扩散
主动运输
自由扩散
主动运输或协助扩散
自由扩散
协助扩散或主动运输
自由扩散或协助扩散
主动运输
自由扩散
主动运输
协助扩散
C
1．物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的是 (　　)
A．用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输
B．图中膜结构一定是细胞膜
C．这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质
D．膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变
【检测】右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
B
下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收的曲线。影响 A、B 两点和 B、C 两点吸收量不同的因素分别是（ ）
A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
B
【检测】
下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图完成下列问题：
（1）A代表 B代表 。
（2）在a～e的五种过程中，代表细胞主动运输吸收物质的是 。
（3）可能代表氧气转运过程的是图中编号 ；代表饭后1小时葡萄糖从血浆进入红细胞的过程是图中编号 。
蛋白质
磷脂双分子层
a
b
d
【检测】
像唾液腺细胞能分泌淀粉酶、胰岛细胞能分泌胰岛素、这些分泌蛋白能通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞
2
胞吞胞吐
细胞膜
大分子或颗粒物
胞吞大分子
白细胞吞噬病菌
太阳虫胞吐现象
乳腺细胞合成的蛋白质
内分泌腺合成的蛋白质类激素
消化腺细胞分泌的消化酶
吞噬的细菌、病毒
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
举例: 白细胞吞噬病菌、 变形虫吞食细菌等食物颗粒。
包围着大分子
从细胞膜分离
大分子物质
小囊
囊泡
进入
接触
包围
凹陷
分离
需要能量
1.胞吞的过程
2
胞吞胞吐
举例: 内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。
大分子物质
在细胞内形成
囊泡
排出
移动到细胞膜处，
与其融合
需要能量
2.胞吐的过程
2
胞吞胞吐
①转运时物质包裹在囊泡（脂双层膜）
②消耗能量
③不需要载体（需要膜上的蛋白质的参与）
变形虫的胞吞、胞吐示意图
胞吞、胞吐属于跨膜运输，但穿过的膜层数为0层。
胞吞、胞吐原理：细胞膜具有流动性
2
胞吞胞吐
(运输大分子)
B
1．(2021·湖北宜昌期末)如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述正确的是 (　　)
A．a与b过程均以膜的选择透过性为基础
B．a过程不需要载体蛋白协助
C．b过程不需要细胞供能
D．b是细胞排泄所有废物的基本方式
A
2．如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞
的几种方式，下列叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开
D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
自由扩散
主动运输
协助运输
胞吞
自由扩散
协助扩散
主动运输
主动运输
课后习题：
自由扩散
协助扩散
或主动运输
自由扩散
或协助扩散
主动运输
自由扩散
主动运输
协助扩散
B
1．下列过程属于主动运输的是(　　)
A．氧气进入红细胞
B．根细胞吸收无机盐离子
C．酒精进入胃黏膜细胞
D．消化腺细胞分泌消化酶
D　
2．LDL受体广泛分布于肝、动脉壁细胞等全身各组织的细胞膜表面，能特异性识别与结合apoE或apoB100的脂蛋白，当apoE等物质与LDL受体结合后可引起细胞膜的形变，产生小泡，将apoE等物质转运进入细胞内部。LDL受体参与的物质运输方式为 (　　)
A．自由扩散　　　　　　　 B．协助扩散
C．主动运输 D．胞吞
C
3．如图表示两种细胞输入和输出物质的方式。
下列相关叙述中，错误的是 (　　)
A．甲表示胞吞，乙表示胞吐
B．甲和乙两种物质运输方式说明生物膜具有一定的流动性
C．甲需要消耗能量，而乙不需要
D．抗体和胰岛素的释放方式均与乙图中的方式相同
胞吞
胞吐
D　
4．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的
示意图。下列选项中正确的是 (　　)
A．①过程为协助扩散
B．②过程需要消耗能量
C．③过程为主动运输
D．Na＋进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
主动运输
协助扩散
协助扩散
主动运输
C
5．下图曲线表示土壤溶液中K＋进入植物根细胞的过程中，细胞内K＋浓度随时间变化的情况，下列说法错误的是 (　　)
A．在ab段时K＋的跨膜运输方式为协助扩散
B．在bc段时K＋的跨膜运输方式为主动运输
C．限制ab段运输速率的因素是膜内外浓度差和能量供应
D．限制bc段运输速率的因素是载体蛋白的数量和能量供应
C　
8．下图表示葡萄糖进入人体红细胞的过程，下列说法不正确的是 (　　)
A．图示表明葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散
B．此过程的动力来自细胞膜两侧葡萄糖的浓度差
C．图示载体蛋白也能运输氧气进入红细胞
B
9．以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是(　　)
A．正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱
B．正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深
C．发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同
D．该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作为材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离
A
10．为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应 (　　)
浓度(mol/L) 0．15 0．2 0．25 0．3
质壁分离状态 不分离 刚分离 显著分离 显著分离
A．≤0．15 mol/L B．≤0．2 mol/L
C．≥0．2 mol/L D．≥0．3 mol/L
A
15．(2021·湖北襄阳期末)如图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种转运的方向由箭头标明，黑点的数量代表每种物质的浓度)，下列叙述正确的是 (　　)
A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
24．(13分)如图甲是人工膜的结构示意图，图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1 mg/mL的葡萄糖(C6H12O6)溶液，B为1 mg/mL的乳酸(C3H6O3)溶液，请据图回答以下问题：
(1)图甲的主要成分是_________，可通过自由扩散进出图甲所示的人工膜的物质有____________(写出两种)；图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_________。
磷脂分子
氧气和甘油
原生质层
(2)图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的方式分别是_________、_________；二者的区别主要是__________。
协助扩散
主动运输
是否耗能
(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面_____(填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面；
低于
(4)某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有_____性。
流动
(5)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差，K＋不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，K＋即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其他离子不能通过，推测缬氨霉素的化学本质是________。
蛋白质

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