4.2 主动运输与胞吞、胞吐 课件高一上学期生物人教版必修1

第2节

主动运输与胞吞胞吐任务1：探究碘进入细胞的方式资料一：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高20-25倍。不是2.联想逆水行舟的情形，碘逆浓度梯度进入细胞的方式可能需要什么条件？1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？碘浓度高碘浓度低

逆浓度梯度能量甲状腺被动运输是顺浓度梯度进行碘离子进入细胞的浓度方向提出问题：I-进入细胞时需要能量吗？

做出假设：实验设计思路：I-进入细胞时需要能量预测结果及结论：若两组培养液中I-浓度（对I-的吸收速率）相同，（实验材料：离体的甲状腺滤泡上皮细胞、含适宜浓度的I-培养液）细胞哪种生命活动？呼吸作用1、取甲、乙两组等量的细胞，放入I-培养液；2、甲组细胞正常呼吸作用，乙组抑制呼吸作用；3、一段时间后，测定培养液中I-浓度（或细胞对I-的吸收速率）检测指标任务1：探究碘进入细胞的方式对照若乙组培养液中I-浓度大于甲组（对I-的吸收速率明显小于甲组），说明不需要能量；说明需要能量来源资料二：科学家先向离体的甲状腺滤泡上皮细胞周围溶液注入微量的放射性同位素131I-，并做了如下图所示处理，不久测得细胞中存在131I-证明：碘逆浓度梯度进入细胞需要能量同位素标记法1.实验巧妙运用何种方法检测131I-的去向？4.说明了131I-运输时需要什么？抑制呼吸作用解除呼吸作用抑制任务1：探究碘进入细胞的方式2.曲线变化趋势是？3.据图分析，引起曲线变化的原因是？无能量有能量资料三：科学家用蛋白酶将甲状腺滤泡上皮细胞膜上的蛋白质水解，发现碘离子无法进入甲状腺滤泡上皮细胞，这说明：碘进入细胞需要借助膜上的转运蛋白碘泵属于哪种转运蛋白？原因？资料四：研究发现，甲状腺滤泡上皮细胞摄取碘时需要碘泵这种蛋白质。载体蛋白任务1：探究碘进入细胞的方式？碘逆浓度梯度进入细胞需要载体蛋白小结：碘进入细胞的方式

主动运输：

2、特点①逆浓度梯度运输②需载体蛋白③消耗能量1.概念物质

浓度梯度进行跨膜运输，需要

的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的

，这种方式叫

。逆载体蛋白能量主动运输课本P70知识链接：ATP水解放能，供主动运输利用ATP是一种直接能源物质（ATP）人红细胞吸收K+轮藻细胞吸收K+小肠上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖实例1：小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于小肠上皮细胞的浓度，但仍可吸收。实例2：人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。实例3：轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。1.Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在__________跨膜运输时，先要与膜上的

的特异性结合。2.在细胞内化学反应所释放的______的推动下，载体蛋白的空间结构发生

，3.从而将物质转运到膜的另一侧，随后载体蛋白

，说明载体蛋白可以

。一种载体蛋白只适合与

或

离子或分子结合，说明载体蛋白具有

。逆浓度梯度载体蛋白能量改变恢复原状重复利用一种一类特异性（5）过程：3.过程：以Na-K离子泵主动运输钠、钾离子为例（吸钾排钠）结合

能量（ATP分解）构象改变恢复1.运输Na+、K+的钠钾泵能转运I-吗？

不能一种载体蛋白通常只能与一种或一类离子或分子结合（特异性）

2.钠钾泵既转运Na+也转运K+是否说明它不存在特异性？钠钾泵

（维持细胞内高钾低钠状态）

存在特异性，只是Na+、K+结合的部位不同①直接消耗ATP的主动运输

②间接消耗ATP的主动运输如：肾小管对氨基酸、葡萄糖的重吸收2.主动运输的不同类型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。可驱动特定离子逆电化学梯度穿过质膜通常称为泵（ATP驱动泵）一、主动运输浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越

，运输速率越

；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受

的限制。主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受

的限制。大大转运蛋白数量（6）影响物质运输的因素①膜两侧物质浓度差载体蛋白数量或能量自由扩散协助扩散或主动运输转运蛋白主要影响

和

。其他条件适宜的情况下，协助扩散中转运蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受

限制。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。协助扩散主动运输②载体蛋白数量（6）影响物质运输的因素能量供应通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。①P点时：

为物质的运输提供能量。②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越

，主动运输的速率越

。③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。无氧呼吸多大③氧气含量对跨膜运输的影响（6）影响物质运输的因素该图表示

，虚线下表示物质从

浓度到

浓度运输，虚线上表示物质从

浓度到

浓度运输，P点后限制因素是

。高高低低主动运输载体蛋白的数量或能量思考：1.主动运输过程中既需要消耗氧气，又需要载体蛋白，那么与该过程有关的细胞器有哪些呢？2.主动运输有什么意义？如果机体主动运输功能障碍，会有什么危害？线粒体、核糖体、内质网、高尔基体保证活细胞能够按照

的需要，

选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。生命活动主动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。Cl-转运蛋白功能异常聚集于细胞内导致胞内渗透压上升粘液丢失水分变粘稠，无法及时清除细菌感染(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实验探究柽柳（见下图）是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。轻柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。思考：主动运输和被动运输区别？是否需要细胞供能对照实验设计思路①将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组②甲组：幼苗+溶液（K+）+正常呼吸条件

乙组：幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率③若两组吸收速率相同，被动运输；若甲组＞乙组，则主动运输。拓展应用P72柽柳（见下图）是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。轻柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。③一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。拓展应用P72①取甲、两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中；②甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸；实验预期：若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。项目自由扩散协助扩散主动运输运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度转运蛋白不需要需要需要（载体蛋白）细胞内的能量不消耗不消耗需要消耗代表例子氧气、水、甘油等通过细胞膜葡萄糖通过红细胞水通过水通道K+通过离子通道葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等细胞外细胞内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A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问：分泌蛋白释放到细胞外的运输方式是被动运输或主动运输吗？对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子是通过胞吞、胞吐的方式进出细胞的。不是自主学习二、

胞吞与胞吐1.胞吞与膜上的蛋白质结合细胞膜内陷大分子物质

包围着大分子小囊进入细胞囊泡例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。特点：①需要能量囊泡可以在细胞内可以被溶酶体溶解②需要蛋白质的识别2.胞吐大分子物质在细胞内形成囊泡排出细胞移动到细胞膜处，与其融合例：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。特点：①需要能量②需要蛋白质的识别特点：②需要消耗能量

③不需要转运蛋白，但需要特定的膜蛋白参与④依赖膜的流动性①主要运输生物大分子，如蛋白质、多糖等大分子注：胞吞、胞吐主要运输蛋白质、多糖等生物大分子，有时也会运输小分子物质（如神经递质的释放）胞吞、胞吐思考讨论1.胞吞、胞吐跨过几层磷脂双分子层？2.胞吞或胞吐过程中是否需要消耗能量？有无蛋白质的参与？3.物质通过转运蛋白运输与胞吞、胞吐运输大分子物质分别体现了生物膜的什么特点？0层需要能量需要膜上蛋白质的识别参与物质通过转运蛋白运输——细胞膜的选择透过性胞吞、胞吐运输大分子物质——细胞膜的流动性细胞膜结构特性流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜形态、结构的变化也体现了膜的流动性。

除一些不带电荷的小分子可以

的方式进出细胞外，离子和较小的有机分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜运输必须借助于

，这又一次体现了蛋白质是生命活动的承担者。

一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转运蛋白的

，或转运蛋白

的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有

的结构基础。像蛋白质这样的生物大分子，通过

或

进出细胞，其过程也需要

的参与，更离不开膜上

的流动性。选择透过性自由扩散转运蛋白1.一些不带电荷的小分子：

;自由扩散2.