主动运输与胞吞、胞吐 高一上学期生物人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出

第2节

主动运输与胞吞、胞吐问题探讨

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。1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？2.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？不是，被动运输是顺浓度梯度的。需要细胞提供能量讨论：一、主动运输看视频，思考小肠上皮细胞如何吸收葡萄糖？Q1：该过程还是被动运输吗？判断理由？Q2:该过程是否需要载体蛋白的协助？葡萄糖是逆浓度梯度进入细胞的不是需要载体蛋白Q3：科学家在体外培养小肠上皮细胞时发现，加入呼吸作用抑制剂后，葡萄糖的吸收速率大大降低，这说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖还需要什么？需要能量一、主动运输看视频，思考小肠上皮细胞如何吸收葡萄糖？一、主动运输(1)特点：逆浓度梯度运输（低浓度→高浓度）1.2.需要载体蛋白的协助3.需要消耗能量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化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。(2)实例：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；氨基酸和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管上皮细胞载体蛋白能量（1）离子和其他物质与膜上载体蛋白特定部位结合。

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）在细胞内化学反应释放的能量推动下，

载体蛋白的空间结构发生变化。（3）将它所结合的离子或分子从膜一侧转运到

另一侧释放出来，载体蛋白随后又恢复原状。特异性结合可重复利用空间结构发生变化载体蛋白的特点主动运输的过程一、主动运输运输物质结合位点载体蛋白ATPATP结合位点p磷酸化p去磷酸化ADP

(一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子、分子结合)

(1)具有特异性（或专一性）；(3)转运过程中空间结构发生变化；(2)与被转运的离子或分子结合；(4)可重复利用；（3）载体蛋白的特点(5)具有饱和性。一、主动运输磷酸盐离子载体模式图磷酸盐离子H+载体模式图H+H+一、主动运输(4)影响因素：载体蛋白的数量、能量（影响能量产生的因素，如温度、O2浓度）载体数量运输速率能量运输速率O2浓度/氧分压运输速率由无氧呼吸提供能量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载体蛋白的数量有限P（5）意义：普遍存在于动植物和微生物细胞中，主动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要。一、主动运输桐花树的泌盐现象盐腺盐液🔺与社会的联系囊性纤维病患者肺部支气管上皮细胞表面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。肺黏液阻塞了气道一、主动运输拓展:主动运输的类型PiATPADP光H+H+H+H+ATP驱动协同转运光驱动1、ATP驱动泵型Na+-K+泵H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。拓展:主动运输的类型细胞外Na+浓度高Na+顺浓度内流为其他物质逆浓度运输提供能量细胞外细胞内细胞外细胞内同向转运逆向转运Na+Na+葡糖糖H+2、协同转运型拓展:主动运输的类型如图：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。Na+-葡萄糖同向转运载体存在于小肠和肾小管的上皮细胞主动运输协助扩散葡萄糖的主动运输钠离子协助扩散拓展:主动运输的类型ATPADP+PiH+H+植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体液泡腔(pH=3~6)H+Ca2+蔗糖蔗糖的主动运输Ca2+的主动运输H+驱动蔗糖逆向转运，使得液泡在白天将叶绿体光合作用合成的多余蔗糖储存在液泡中，夜间再将这些蔗糖运到细胞质基质。H+Na+的主动运输Na+细胞质基质(pH=7.0)H+的主动运输拓展:主动运输的类型光H+H+H+H+一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差驱动被运输物质主动进入细胞。H+H+ATPADP+Pi细胞外细胞内ATP合酶细菌视紫红质光能H+浓度差(势能)ATP中的化学能3、光驱动拓展:主动运输的类型1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输B.Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随D.Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输离子电化学梯度√提醒：

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学以致用钠钾泵吸K+排Na+，使膜外

Na+浓度高于膜内，膜内外Na+浓度梯度相当于储存了电势能。Q1：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式是，能量来自；Q2：小肠绒毛上皮细胞运出葡萄糖的方式是；主动运输协助扩散2、材料分析题：Na+浓度梯度形成的电势能主动运输协助扩散葡萄糖浓度学以致用项目自由扩散协助扩散主动运输运输方向转运蛋白能量举例细胞外细胞内bcdea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。物质跨膜运输小结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顺浓度梯度葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等思考：判断下列曲线所代表的物质运输方式②协助扩散(载体介导)③自由扩散或协助扩散⑤自由扩散⑥协助扩散或主动运输①自由扩散④主动运输①大分子与膜上的

结合；蛋白质②细胞膜

，包围着大分子；内陷形成小囊③小囊从细胞膜

下来，形成

，

进入细胞内部。分离囊泡例子:白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。特点：不需要转运蛋白、需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要细胞呼吸所释放的能量。也需要蛋白质的参与（不是转运蛋白，是受体蛋白，起识别作用）1、胞吞过程二、胞吞与胞吐通过胞吞作用将胞外的__________摄取到细胞内，最后在____________中消化降解成_____________________供细胞利用。如发生在吞噬细胞中，其作用不仅仅是____________________，主要是清除______________________及________________________。单细胞真核生物（如变形虫）：营养物溶酶体小分子有机物高等多细胞生物：摄取营养物质侵染机体的病原体衰老或凋亡的细胞一些病毒就是借助胞吞侵入机体的。2.作用二、胞吞与胞吐①细胞需要外排的大分子，

先在细胞内形成

；②囊泡移到细胞膜处，

与细胞膜

；

③大分子排出到细胞外。囊泡融合例:分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等内质网合成的蛋白质高尔基体囊泡分泌蛋白的分泌3、胞吐过程二、胞吞与胞吐

变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫---痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。痢疾内变形虫吞噬人体细胞通过饮食传播，注意个人卫生、加强公共卫生建设是预防该病的关键措施🔺与社会的联系二、胞吞胞吐思考讨论1：变形虫的胞吞胞吐示意图（1）胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？（2）物质通过胞吞、胞吐进出细胞的方式有何特点？（3）胞吞，胞吐穿过了几层生物膜？生物膜的流动性是胞吞、胞吐的基础需要消耗能量和特定蛋白质的识别0层二、胞吞与胞吐2024/10/4思考讨论2：游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多是供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。因为游离于细胞质基质中的核糖体，所合成的蛋白质大多也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。补充：大分子物质也通过核孔运输，如RNA、蛋白质等。某些小分子物质运输也通过胞呑胞吐，如神经递质等

胞吞胞吐①都产生小囊泡,都体现细胞膜的_______②运输分子一般为__________③都需要_______________________相同进入细胞排出细胞不同④都不需要_________⑤穿越膜层数都为________流动性大分子消耗能量载体蛋白0⑥影响因素:

等温度和能量小结二、胞吞胞吐1.一些不带电荷的小分子：

自由扩散(直接通过磷脂双分子层)2.离子和有机小分子:

协助扩散(转运蛋白)、主动运输(转运蛋白)3.大分子物质：

。依赖膜的流动性转运蛋白:专一性，其种类和数量对物质的跨膜运输起决定性作用膜具选择透过性

胞吞(囊泡)、胞吐(囊泡)三、物质进出细胞的方式总结运输方式浓度方向转运蛋白能量实例图例小分子一般是大分子

被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散高→低高→低低→高进入细胞排出细胞×××载体蛋白通道蛋白载体蛋白①气体：氧气、二氧化碳②脂溶性小分子：甘油、脂肪酸③水葡萄糖进入红细胞、Na+进细胞、K+出细胞、水

葡萄糖进入小肠与肾小管细胞、

氨基酸/K+进细胞、Na+出细胞

白细胞吞噬病菌、变形虫摄取食物分泌蛋白的外排(蛋白类激素、抗体、消化酶)

××√√√注意：1、神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐2、通过核孔运输的大分子物质有mRNA、蛋白质等3、需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性根据分子大小胞吞（吐）跨膜运输被动运输主动运输协助扩散自由扩散大分子小分子离子是否消耗能量消耗不消耗是否需要转运蛋白不需要需要三、物质进出细胞的方式总结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呼吸抑制剂主动运输被动运输蛋白质抑制剂协助扩散自由扩散四、

设计实验探究物质跨膜运输方式1.取材、分组、编号2.控制自变量3.检测因变量4.预测实验结果与结论1.取生长状况基本相同的柽柳幼苗，随机分为甲乙两组，放置在适宜浓度的含有Ca2+，K+的溶液中；2.甲组给予正常的细胞呼吸条件；乙组

；3.一段时间后，检测

；4.若

，则柽柳的根部吸收无机盐离子是被动运输；若

，则柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输抑制细胞呼吸甲乙两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率相同甲组植株根对Ca2+，K+的吸收速