2019-2020学年新教材高中生物 第4章 细胞的物质输入和输出 4-2 主动运输与胞吞、胞吐课件

细胞的物质输入和输出第四章第2节主动运输与胞吞、胞吐1．掌握区分被动运输和主动运输的方法。2．结合实例理解主动运输与胞吞、胞吐对细胞生活的意义。3．通过转运蛋白的种类、数量及结构，从分子水平上理解细胞膜具有选择透过性，认识到生命的自主性，从而更深刻地理解生命的本质。4．能够运用物质跨膜运输的知识，了解与之相关的疾病，从而关注人体健康。1．不是。2．需要。3．有一定的普遍性。课前自主预习知识点1主动运输请仔细阅读教材第69～70页，完成下面的问题。1．基本条件(1)方向：_____________浓度→_____________浓度(即_____________浓度梯度)。(2)需要细胞膜上相应_____________的协助。低高逆载体蛋白(3)载体蛋白具有专一性的体现不同载体蛋白的空间结构_____________，所以一种载体蛋白通常只适合与_____________离子或分子结合。发挥作用时，载体蛋白的空间结构_____________(是，否)发生改变。(4)需要消耗细胞化学反应释放的_____________。2．实例：_____________等离子通过细胞膜。3．生理意义：保证活细胞按照生命活动的需要，通过主动运输选择吸收所需要的_____________，排出_____________和对细胞_____________的物质。差别很大一种或一类是能量K＋、Ca2＋、Na＋物质代谢废物有害知识点2胞吞与胞吐请仔细阅读教材第70～72页，完成下面的问题。1．胞吞：当细胞摄取_____________物质时，首先是_____________与膜上的_____________结合，从而引起这部分细胞膜_____________形成小囊，包围着_____________物质。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成_____________，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。大分子大分子蛋白质内陷大分子囊泡实例：蛋白质和多糖等大分子物质。2．胞吐：细胞需要_____________的_____________物质，先在细胞内形成_____________，然后移动到_____________处，并与之融合，将_____________排出细胞，这种现象叫胞吐。3．胞吞、胞吐_____________(需要、不需要)消耗细胞呼吸所释放的能量。外排大分子囊泡细胞膜大分子需要课堂互动探究要点一物质出入细胞方式的比较【典例1】下图表示某生物膜的部分结构，图中A、B、C、D表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是()A．若是癌细胞的细胞膜，则物质D比正常细胞少B．若是肝细胞的细胞膜，则b、c运输的气体分别是O2、CO2C．若是肠腺细胞膜，则胰蛋白酶以d方式分泌D．若是小肠绒毛上皮细胞膜，则甘油以b方式进入细胞[解析]图中物质D表示糖蛋白，癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少；根据D糖蛋白的位置可以判断上面为膜的外侧，下面为膜的内侧，O2、CO2以自由扩散方式穿过生物膜，其中O2进入细胞即图中的b，CO2运出细胞即图中的c。甘油以b方式即自由扩散进入细胞；d方式表示主动运输，胰蛋白酶是分泌蛋白，是通过胞吐方式被分泌出细胞的。[答案]C[针对训练1]如图中Ⅰ～Ⅳ示意物质和离子通过细胞膜的过程，下列相关叙述中，正确的是()A．所有图均为主动运输B．图Ⅱ和图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ和图Ⅳ为被动运输C．图Ⅰ、图Ⅱ和图Ⅲ为渗透作用D．图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ、图Ⅱ、图Ⅳ为被动运输[解析]所有主动运输必须是依赖于蛋白，并且逆浓度梯度。所以图中只有Ⅲ是主动运输。而渗透作用是指水分子通过膜的扩散，而图Ⅲ中物质逆浓度梯度运输，不能表示渗透作用。[答案]D要点二影响物质跨膜运输的因素及曲线分析1.影响跨膜运输的因素(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素：①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上相应转运蛋白的种类和数量。(3)影响主动运输的因素：①细胞膜上相应转运蛋白的种类和数量；②能量。2．影响物质运输速率的曲线分析(1)物质浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线①自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率越大。②协助扩散或主动运输的共同特点是都需要转运蛋白协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上转运蛋白数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。(2)O2浓度对物质运输速率的影响曲线①自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与O2浓度无关，运输速率不随O2浓度增大而改变。②主动运输方式既需要载体蛋白协助又需要消耗能量，在O2浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少，所以运输速率较低，在一定范围内随O2浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当O2浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到转运蛋白数量的限制，运输速率不再随O2浓度增大而加快。(3)温度对物质运输速率的影响温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。【典例2】图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析不正确的是()A．曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输B．曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要转运蛋白C．曲线b运输速率达到饱和的原因可能是细胞膜上载体蛋白数量有限D．温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响[解析]曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关，不消耗能量；而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关，消耗能量，所以曲线a可代表被动运输，曲线b可代表主动运输，主动运输与载体和能量有关，所以曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限；曲线a如果是协助扩散，则需要转运蛋白；由于细胞膜的流动性与温度有关，所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响。[答案]B[针对训练2]下列有关物质进出细胞方式的分析，不正确的是()A．低温对物质跨膜运输的速率和所运输物质种类都有很大影响B．载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著C．受细胞内外物质浓度差影响最大的运输方式是被动运输D．土壤通气状况对陆生植物根系的主动运输有很大影响[解析]低温仅影响物质跨膜运输的速率，载体蛋白的种类对所运输物质种类有很大影响；协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助，因此载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著；被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者均是顺浓度梯度跨膜运输的，受细胞内外物质浓度差影响大；土壤通气状况通过影响植物根系的有氧呼吸来影响主动运输过程。[答案]A要点三结构特点和功能特性的关系提醒：(1)细胞膜的流动性是其选择透过性的基础。(2)只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性。(3)流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。(4)细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白的作用，其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。【典例3】盐碱地中生活的某种植物细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，从而减轻Na＋对细胞质中酶的伤害。下列叙述错误的是()A．Na＋进入液泡的过程要消耗细胞的能量B．Na＋进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水力D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性[解析]本题考查物质跨膜运输的方式和植物细胞的吸收。根据题目信息Na＋是逆浓度梯度运入液泡，因此Na＋是通过主动运输方式进入液泡的，主动运输过程有载体蛋白参与，要消耗细胞的能量。液泡通过主动运输方式从细胞质基质中吸收Na＋，体现了液泡膜的选择透过性。载体蛋白通过主动运输Na＋，增加了细胞液的浓度，有利于增强细胞的吸水力，提高了植物的耐盐性。[答案]C[针对训练3]海带细胞中的碘离子浓度比海水中的碘离子浓度高许多倍，但仍可以从海水中吸收碘离子，而海带中铅离子的浓度很低。这说明海带细胞吸收碘离子具有()A．选择性B．独立性C．专一性D．高效性[解析]海带细胞对碘离子的需求量高，即使海带细胞中的碘离子浓度比海水中的碘离子浓度高许多倍，也会根据生命活动需求继续吸收，这体现了细胞膜的选择透过性。[答案]A附：练习与应用参考答案一、概念检测1．(1)×(2)×(3)×(4)√2.A3.A二、拓展应用1．如果将草履虫放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快，而在海水中伸缩频率减慢。2．主动运输。实验思路：①取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的无机盐溶液中。②甲组给予正常呼吸条件，乙组加入呼吸酶抑制剂完全抑制细胞呼吸。③在相同且适宜条件下培养一段时间后，测定两组植株根吸收无机盐离子的速率。