高中生物第三章第12课时物质的跨膜运输二课时作业苏教版必修1.docx
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高中生物第三章第12课时物质的跨膜运输二课时作业苏教版必修1
第12课时物质的跨膜运输
（二）
[目标导读] 1.阅读教材P55内容，结合图3－34分析主动运输的特点，并比较主动运输和被动运输的不同。
2.结合教材P56的知识海洋，识记胞吞和胞吐的特点。
[重难点击] 三种跨膜运输方式的特点。
一 主动运输
被动运输都是顺着浓度梯度进行运输的，除此以外也存在着逆浓度梯度的运输，这就是主动运输。
请阅读教材P55内容，结合提供的材料完成下面的分析：
1．在轮藻细胞中钾的含量比它所生存的水环境多63倍，而丽藻细胞中则多1065倍。
（1）你认为在这些细胞吸收钾时，钾的运输方向是怎样的？
答案 由低浓度到高浓度。
（2）如果加入细胞呼吸抑制剂，吸收过程会立即减弱，说明了什么问题？
答案 说明这些过程是需要消耗能量的。
2．观察下面主动运输示意图：
思考物质的主动运输方式除需要能量外还需要什么？
答案 物质由膜经主动运输方式进入细胞内需要载体蛋白的参与。
3．由上述探究可知，主动运输是逆浓度梯度进出细胞的运输方式，不仅需要膜上载体蛋白的参与，还需要消耗细胞代谢释放的能量。
4．影响主动运输的因素有哪些？
请结合所给的信息，思考回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快，研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。
这说明，载体蛋白的种类和数量会影响主动运输的速率。
（2）研究表明，主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：
①ab段：
随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要消耗能量。
②bc段：
受载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。
归纳提炼
1．影响主动运输的因素
（1）载体蛋白的种类和数量：
决定所运输的物质种类和数量。
（2）能量：
凡是能够影响能量供应的因素都影响主动运输的速度，如温度、氧气浓度等。
2．主动运输的意义
主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。
可见，主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。
活学活用
1．如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO
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．载体蛋白数量、能量
B．能量、载体蛋白数量
C．载体蛋白数量、离子浓度
D．能量、离子浓度
问题导析
（1）据图分析，胡萝卜细胞吸收K＋和NO
的方式为主动运输。
（2）影响主动运输的因素有载体蛋白的种类和数量、能量。
答案 B
解析 A、B两点对应的氧浓度不同，细胞呼吸产生的能量不同，导致NO
的吸收量不同。
B、C两点处于相同氧浓度下，呼吸作用产生的能量相同，但吸收量有差异，是因为膜上运输NO
的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白数量多。
二 物质跨膜运输方式的判断
三种物质跨膜运输的方式有着明显的不同，请结合下图对比分析：
1．物质A的运输方式是自由扩散，判断的理由是由高浓度到低浓度运输，不需要载体蛋白和能量。
2．物质B的运输方式是协助扩散，判断的理由是由高浓度到低浓度运输，需要载体蛋白，不消耗能量。
3．物质C的运输方式是主动运输，判断的理由是由低浓度到高浓度运输，需要载体蛋白，消耗能量。
4．三种物质的运输中，与图2曲线相符的是物质C。
与图3中甲曲线相符的是物质A，与乙曲线相符的是物质B或物质C。
5．氧气的浓度主要通过影响细胞呼吸的强度，进而影响能量的供应。
下图是物质跨膜运输方式与细胞中氧气浓度的关系：
（1）图甲中物质的运输速度与氧气浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，可能是自由扩散或者协助扩散。
（2）图乙中物质的运输在一定范围内，随着氧气浓度的增加，运输速度加快，说明这种方式消耗能量，表示的是主动运输，mn段运输速度不能继续上升，这是受载体蛋白数量的限制。
归纳总结
活学活用
2．如图是测定了某种生物的细胞对甲、乙两种物质吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线，仔细分析后，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．甲物质是主动运输，乙物质是自由扩散
B．甲物质是自由扩散，乙物质可能是主动运输
C．乙醇进入细胞的方式与乙物质相同
D．K＋进入细胞的方式与甲物质相同
问题导析
（1）分析题图，判断甲乙两种物质的运输方式。
①随物质浓度的增加，甲的吸收速率一直在增加，可判断甲为自由扩散；②乙的吸收速率增加到一定程度后，不再增加，说明此时乙的吸收速率不再受浓度的影响，最可能受到载体蛋白数量的限制，判断乙为协助扩散或主动运输。
（2）乙醇通过自由扩散进入细胞，因此与甲相同；K＋通过主动运输进入细胞，因此与乙相同。
答案 B
解析 图中甲物质随着物质浓度的增大而吸收速率加快，说明其运输方式为自由扩散；乙物质的运输方式具有载体饱和效应，为协助扩散或主动运输。
乙醇和K＋进入细胞的方式分别为自由扩散和主动运输。
三 胞吞和胞吐
载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质这样的大分子的运输却无能为力。
大分子、颗粒性的物质进出细胞要依靠胞吞和胞吐，结合教材P56内容分析：
1.
什么是胞吞？
答案 胞吞就是大分子物质被包裹在细胞膜内陷形成的囊泡中，从细胞外进入细胞内的过程。
2．什么是胞吐？
答案 胞吐就是物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
3．由图看出，胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这体现了生物膜的什么特点？
答案 流动性。
4．如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么问题？
答案 胞吞和胞吐需要消耗能量。
方法技巧
判断物质进出细胞的方式
（1）根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量
（2）根据运输方向：
逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
活学活用
3．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，错误的是（ ）
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b在细胞分泌的同时膜成分也随之更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
问题导析
（1）“胞吞”和“胞吐”即a和b过程，都需要通过膜的融合才能实现，这一过程体现了膜的流动性。
（2）“胞吞”需要通过膜的识别附着在细胞膜上，才能由细胞膜内陷形成小囊泡，进入细胞内，且胞吞需要消耗能量。
（3）胞吐的过程是一系列囊泡转移的过程，而囊泡是由高尔基体通过“出芽”形成的，囊泡在与细胞膜融合的过程中，便将高尔基体膜上的成分转移到细胞膜。
（4）主动运输能主动地选择并吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
答案 D
解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体表现，胞吞是通过膜外表面的糖蛋白识别，消耗能量进入细胞内；胞吐是高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜以被动运输、主动运输等方式进行。
当堂检测
1．主动运输不同于自由扩散，因为前者的特点是（ ）
A．必须有载体蛋白的协助
B．需要消耗能量
C．物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧
D．上述三项都具备
答案 D
2．下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。
据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为（ ）
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．被动运输
答案 C
解析 分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体蛋白协助，还消耗能量，故为主动运输。
3．大肠杆菌在繁殖时，细胞内钾离子的浓度是培养液的3000倍。
如果在培养液中加入一种叫箭毒素的药物，大肠杆菌细胞内钾离子浓度立即下降，这种药物很可能（ ）
A．使细胞膜变成全透性
B．抑制膜上载体蛋白的活动
C．加快细胞膜的流动
D．使载体蛋白运动方向改变
答案 B
解析 由于钾离子可逆浓度梯度运输进入大肠杆菌，从而在大肠杆菌细胞内大量积累钾离子，所以钾离子的运输方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，加入箭毒素后载体蛋白的活动受到抑制，吸收受到限制。
4．细胞吸收物质的方式之一是胞吞，具体过程是：
当物质吸附在细胞膜上时，细胞膜内陷，形成小囊泡，囊泡在移动的过程中在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内。
以下对胞吞的理解正确的是（ ）
A．体现了细胞膜的功能特性是选择透过性
B．这个过程不需要消耗能量
C．该过程用于吸收小分子物质
D．体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
答案 D
解析 由题意知，该物质进入细胞时，并非通过细胞膜；其原理是以细胞膜的流动性为生理基础；膜分子的运动亦需要消耗能量。
胞吞是细胞吸收大分子物质的方式。
5．某植物根系对某营养物质的吸收与该物质溶液浓度的关系如图所示。
从图中曲线可以看出，在一定浓度范围内，该植物根系对该物质的吸收速率随浓度增加而增加，当达到P点后吸收速率不再增加。
有人认为这种现象可表明该植物根系对该物质的吸收方式为主动运输，也有人认为是被动运输，请设计一个实验加以确定。
（已知细胞呼吸产生主动运输所需要的能量）
（1）设计并完善实验步骤
①取甲、乙两组生长发育状况相同的植株，放入适宜浓度的____________________的溶液中；
②甲组的根系给予正常的呼吸条件，乙组的根系__________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）预测实验结果并分析
①若两组植株的根系对该物质的吸收速率一样，说明
________________________________________________________________________；
②若________________________________________________________________________，
说明________________________________________________________________________。
答案
（1）①含有该营养物质 ②完全抑制呼吸，其他条件相同 ③一段时间后测定两组植株的根系对该物质的吸收速率
（2）①该植物的根系对该物质的吸收方式不是主动运输 ②乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或完全不吸收 该植物根系对该物质的吸收方式是主动运输
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 主动运输
1．下列生理现象中，需要由细胞提供能量的是（ ）
A．细胞吸收甘油
B．细胞排出二氧化碳
C．红细胞吸收葡萄糖
D．小肠上皮细胞吸收葡萄糖
答案 D
解析 甘油进入细胞是自由扩散，细胞排出二氧化碳是自由扩散，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输，主动运输需要消耗能量，自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，选D。
2．下图是某种物质跨膜运输方式的示意图，该运输方式是（ ）
A．自由扩散B．协助扩散C．主动运输D．被动运输
答案 C
解析 从图中可看出：
该物质从低浓度一侧运往高浓度一侧，需要载体蛋白协助，并消耗能量，可判断该物质的运输方式为主动运输。
知识点二 物质跨膜运输方式的判定
3．下图中Ⅰ～Ⅳ说明了物质和离子通过细胞膜的转运方式，下列叙述中正确的是（ ）
A．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、Ⅱ和Ⅳ为渗透作用
D．图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ为被动运输
答案 D
解析 确定是主动运输还是被动运输，要看运输的方向和是否需要载体蛋白和能量。
据此判断图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ为被动运输。
4．如图表示一种物质的跨膜运输方式，该方式最可能是（ ）
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．胞吞
答案 B
解析 据图，该方式需要载体蛋白，不需要能量，是协助扩散。
5．已知某种物质通过细胞膜的方式如图所示，则下列哪种物质的运输方式与图示不同（ ）
A．Na＋B．K＋
C．氧气D．氨基酸
答案 C
6．下列四项表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的四种情况。
若在X点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是（ ）
答案 C
解析 通过上图可以看出A、D为自由扩散，B为协助扩散；C为主动运输，需呼吸作用提供能量，所以加入有氧呼吸抑制剂，曲线就会发生明显变化。
7．在玉米的营养液中加入某种阴离子，结果发现玉米的根细胞在吸收该种阴离子的同时，对氯离子的吸收减少了，但对钾离子的吸收没有影响，最可能的原因是该种阴离子（ ）
A．妨碍了能量的形成
B．抑制了主动运输
C．与氯离子的载体相同
D．抑制了细胞呼吸
答案 C
解析 影响主动运输的因素有能量和载体蛋白。
由题干信息可知，能量供应并未受到影响。
知识点三 胞吞和胞吐
8．吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识正确的是（ ）
A．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和选择透过性
B．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能
C．不消耗能量，吞噬的动力来源于膜的流动性
D．不消耗能量，吞噬过程的实质是病原菌的入侵
答案 B
解析 吞噬细胞吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌是胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。
能力提升
9．下图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是（ ）
A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式被吸收
D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关
答案 A
解析 据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③④分别为胞吞和胞吐，⑤⑥分别为自由扩散和协助扩散。
主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助；被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收；蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡，细胞膜失去了活性。
10．将等量的NH
、PO
、K＋、Ca2＋共同置于500mL水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，几小时后，测定混合液中上述四种离子和水的含量变化如下：
项目
H2O
NH
K＋
Ca2＋
PO
减少量
0
83%
72%
98%
82%
下列分析与解释正确的是（ ）
①离子大量减少而水却没有减少，说明根对水分的吸收和对无机盐离子的吸收是两个不同的过程 ②四种离子都减少，说明根对这些离子都有吸收 ③根对四种离子的吸收量有差异，说明根对离子的吸收具有选择性 ④Ca2＋比K＋明显减少，说明水稻根细胞膜上运输Ca2＋的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白多
A．①②B．①③
C．②③D．都正确
答案 D
解析 根对水分的吸收和对无机盐离子的吸收是两个不同的过程，前者是渗透作用，后者是主动运输。
11．图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。
据图回答下列问题：
（1）图2中曲线甲代表______________，曲线乙中Q点对应时刻细胞不再吸收物质，此时限制物质进出细胞的因素是______________。
（2）已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38（浓度单位均为mol/L），由此可知，该细胞能主动地__________（吸收/排出）物质X，可用图1中的________（a、b、c…）表示。
（3）细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。
若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用________（a、b、c…）表示。
（4）若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则该过程被称为________，其依赖于细胞膜的____________的结构特点。
答案
（1）自由扩散 能量供应
（2）吸收 a （3）c （4）胞吐 流动性
解析
（1）图2中的曲线甲表明吸收物质的数量与细胞内外溶液浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于自由扩散。
分析曲线乙可知，在细胞内浓度高于细胞外浓度之后，仍能吸收该物质，可见细胞能够逆浓度梯度吸收该物质，并且在Q点出现饱和现象，此时细胞供能不足，说明细胞吸收该物质的方式为主动运输。
（2）某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38（浓度单位均为mol/L），由此可推知该细胞能主动地吸收物质X，可用图1中a表示。
需注意的是a、e两过程均为主动运输，但是a为膜外物质向膜内的运输（吸收），e为膜内物质向膜外运输（排出）。
细胞的内、外侧可依据糖蛋白的位置来判定，糖蛋白位于细胞膜外侧。
（4）胰岛素为大分子物质，只能通过胞吐作用分泌到细胞外，该过程依赖于细胞膜的流动性。
12．对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的离子浓度。
请分析回答下列问题：
（1）K＋和Cl－在细胞内积累，而Na＋等在细胞液中的含量低于海水的含量，这表明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）K＋和Cl－进入细胞的转运方向是____________。
这种吸收方式叫__________________，这种吸收方式需要的两个基本条件是____________________________。
（3）Na＋和Ca2＋排出细胞的转运方向是____________________，它们的运输方式属于________________。
（4）法囊藻细胞液中各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）细胞对矿质元素的吸收具有选择性
（2）从低浓度到高浓度 主动运输 载体蛋白、能量 （3）从低浓度到高浓度 主动运输 （4）细胞膜上载体蛋白的种类和数量
解析 法囊藻中K＋和Cl－浓度与海水中不同，说明细胞吸收矿质元素离子具有选择性。
K＋和Cl－进入细胞，以及Na＋和Ca2＋排出细胞都是从低浓度到高浓度，属于主动运输，主动运输需要两个基本条件：
载体蛋白和能量。
但从细胞膜的结构上看就是载体蛋白的种类和数量。
个性拓展
13．变形虫内伸缩泡周围有许多囊泡，囊泡周围又分布一层线粒体（如图），伸缩泡内液体浓度比细胞内其他部分低（其浓度只有细胞质的1/2）。
据研究，伸缩泡内的Na＋是细胞质的33倍，而K＋则是细胞质的0.85倍；伸缩泡周围的囊泡要不断吸收Na＋，排出K＋，才能形成比细胞质浓度低的囊泡，这些囊泡经融合把液体排入到伸缩泡内，再由伸缩泡排出体外。
（1）变形虫细胞中的伸缩泡结构与大豆叶肉细胞中的______________结构非常相似，联系变形虫的水生环境，推测伸缩泡的功能可能是______________________________________。
（2）囊泡这种吸收Na＋、排出K＋的过程属于________运输方式，需要__________________协助才能完成这一过程。
（3）图中囊泡的周围分布着一层线粒体，其原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）液泡 排出细胞内多余的水分
（2）主动 Na＋、K＋的载体蛋白 （3）囊泡从细胞质中吸收Na＋、排出K＋需要消耗大量能量
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