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第2讲
主动运输与胞吞、胞吐
考点 由高考知核心知识点 预测
主动运输胞吞胞吐 （2023·湖南）主动运输 （2023·山东）主动运输（2023·天津）主动运输（2023·浙江）主动运输 （2023·湖北）主动运输 （2022重庆）主动运输（2022山东）主动运输
①主动运输；
②常和兴奋在神经纤维上的传导或光合作用结合来考。
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主动运输
胞吞胞吐
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主动运输
【资料1】小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮吸收。
【资料2】人红细胞中K＋的浓度比血浆高30倍。轮藻细胞中的K＋浓度比周围水环境高63倍。轮藻依然从水环境吸收K＋。
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主动运输
【资料3】为探究大蒜治理水体富营养化的效果，科研人员配制了一系列浓度梯度的磷酸盐（KH2PO4）溶液，将大蒜的根系分别完全浸入200ml的上述溶液中，其他培养条件相同且适宜，4h后取出植株，测得大蒜根系吸收磷酸盐的速率如图所示。
（1）请根据图中磷酸盐浓度和吸收速率的关系推测大蒜根细胞吸收磷是哪一种运输方式？
（2）在0.01mmol/L和0.025mmol/L的KH2PO4组中，大蒜根细胞中磷酸盐浓度为0.04~0.12mmol/L，这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗？
可能是协助扩散，因为吸收速率与磷酸不是线性正相关的。
不符合。
（3）存在逆浓度梯度运输既然能发生，那么抵消化学势能障碍的力量是什么？
细胞内的能量。
磷酸盐离子
【资料4】观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构，当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。
磷酸盐载体结构示意图
（1）磷酸盐载体如何能特异性的识别磷酸盐离子呢？
与蛋白质的特定空间结构有关联。
（2）结合资料3和资料4，分析植物吸收磷酸盐需要的条件有哪些？
载体和能量。
（3）在资料3中磷酸盐浓度为0.8mmol/L以后，吸收速率不再增加的原因是什么？
载体数量和能量限制了吸收速率。
（4）细胞吸收磷了之后有什么用途？
用于合成核酸、磷脂分子等。
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主动运输
主动运输的概念
逆浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫作主动运输。
ATP
ADP＋Pi＋能量
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主动运输
①对象：
Na＋、K＋和Ca＋等离子和其他物质。
③需要载体：
不同离子或分子的大小和性质不同，所以不同蛋白质的空间结构差别也很大，一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+
H+
H+载体模式图
②需要能量：
ATP
ADP＋Pi＋能量
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主动运输
协助扩散
主动运输
能量
比较协助扩散的载体蛋白和主动运输的载体蛋白的不同。
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主动运输
主动运输影响因素：
P点
（P点后低浓度到高浓度）
①物质浓度(在一定的范围内)
细胞外浓度
细胞内浓度
时间
0
主动运输
自由扩散
运输速率
膜两侧的浓度差
0
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主动运输
主动运输影响因素：
P点
（载体蛋白饱和点）
②氧气浓度(哺乳动物成熟红细胞的主动运输与O2浓度无关)
运输速率
氧气浓度
0
Q点
（由无氧呼吸提供能量）
主动运输
自由扩散/协助扩散
运输速率
氧气浓度
0
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主动运输
主动运输影响因素：
P点
（载体蛋白饱和点）
③载体蛋白
主动运输/协助扩散
运输速率
膜两侧的浓度差
0
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主动运输
主动运输影响因素：
温度
生物膜的流动性
酶活性
呼吸速率
影响
影响
影响
影响
物质运输速率
温度对主动运输的影响
④温度
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主动运输
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胞吞胞吐
主动运输的意义
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。
囊性纤维病的主要病因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运Cl-的载体蛋白的结构和功能发生异常。 类似的疾病还有很多，解析这些转运蛋白的结构，将有助于找到治疗疾病的办法。
我们在上一单元学习的分泌蛋白的形成过程，分泌蛋白是通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？
分泌蛋白是生物大分子，因此无法像H2O或CO2这样通过自由扩散穿过细胞膜的脂双层。协助扩散和主动运输都是需要细胞膜上的转运蛋白的运输方式，是用来运输离子和小分子的，也无法转运这些大分子。
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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
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胞吞胞吐
大分子
膜蛋白
胞吞
①大分子与膜上的蛋白质结合
②从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围这大分子。
③小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。
胞吐
将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
胞吞胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
可被溶酶体降解
体现了细胞膜的流动性
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胞吞胞吐
除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞；离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白。
体现了蛋白质是生命活动的承担者
细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用
体现了细胞膜的功能特点：具有选择透过性
像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜蛋白质的参与，更离不开磷脂双分子层的流动性。
体现了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性
（1）模式图中物质跨膜运输方式的判断
磷脂双分子层
ATP
转运蛋白
转运蛋白
先看运输方向
逆浓度
顺浓度
被动运输
再看转运蛋白
协助扩散
主动运输
自由扩散
需要
不需要
物质跨膜运输
影响因素
载体蛋白的种类和数量
物质的浓度、影响呼吸作用强度的因素（氧气浓度、温度等）
内部因素
外部因素
（1）模式图中物质跨膜运输方式的判断
(2)曲线分析。
(2)曲线分析。
（3）探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
②探究是自由扩散还是协助扩散。
①探究是主动运输还是被动运输。
(4)归纳概括同一物质的不同运输方式
物质 相应过程 运输方式
葡萄糖 进入红细胞
进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管重吸收葡萄糖
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
主动运输
协助扩散
协助扩散
协助扩散
主动运输(钠—钾泵)
主动运输(钠—钾泵)
①胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。
②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
③消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
(4)物质运输方式的几个“不一定”
【答案】BD
（2023·湖南·统考高考真题）盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞，也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化B．GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
【答案】D
（2023·山东·高考真题）溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是（ ）
A．H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
【答案】B
（2023·天津·统考高考真题）下图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是( )
A．HCO3-经主动运输进入细胞质基质B．HCO3-通过通道蛋白进入叶绿体基质C．光反应生成的H+促进了HCO3-进入类囊体
D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应
【答案】B
（2023·浙江·统考高考真题）植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是（　　）
A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化
B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降
C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D．培养基的pH值高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
【答案】C
（2023·湖北·统考高考真题）心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体（转入Na+的同时排出Ca2+），两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是（　　）
A．心肌收缩力下降
B．细胞内液的钾离子浓度升高
C．动作电位期间钠离子的内流量减少
D．细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
【答案】C
（2022·重庆·统考高考真题）如图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述，错误的是（ ）
A．进入细胞需要能量
B．转运具有方向性
C．进出细胞的方式相同
D．运输需要不同的载体
【答案】A
（2022山东卷）3. NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（ ）
A. NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B. NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C. 铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D. 载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【答案】D
（2023·深圳一模）图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是（ ）
A．K+通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性
C．此通道的运输速率受到K+浓度差的影响D．此通道蛋白对K+的运输可以双向进行
【答案】A
（2023·汕头一模）细胞质基质是低浓度Ca2+的环境，其中短暂的Ca2+浓度增加具有非常重要的生理意义，细胞会根据Ca2+浓度增加的幅度、频率等作出相应的生理应答。内质网是细胞中非常重要的钙库，具有储存Ca2+的作用。下列说法错误的是（　　）
A．组织液中的Ca2+进入组织细胞的方式为主动运输
B．哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低会使动物抽搐
C．内质网膜上可能有运输Ca2+的通道蛋白和载体蛋白
D．Ca2+与激素、mRNA一样等可以作为传递信息的物质
【答案】A
（2023·梅州一模）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如下图所示，①-⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（ ）
A．该细胞内的蛋白质在合成时都需要内质网和高尔基体参与
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量D．成熟红细胞表面的糖蛋白在细胞间的信息交流中起重要作用
【答案】B
（2023·茂名一模）线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白，丙酮酸可以经此通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低，丙酮酸需通过与H+协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．线粒体内膜的蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜
B．丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散
C．H+通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输D．加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H+的运输速率

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