4.2 主动运输与胞吞、胞吐-人教版2019高中生物学必修1教学

第2节主动运输与胞吞、胞吐第4章

细胞的物质输入和输出生物学习目标①通过阅读教材内容及资料，归纳概括并掌握主动运输的概念、特点及影响因素；通过分析曲线图，依据各物质运输方式的特点判断运输方式及影响运输速率的因素。（生命观念、科学思维）②通过分析图示，说出胞吞、胞吐的具体过程，归纳胞吞、胞吐的特点，培养结构与功能相适应的生物学观点。（生命观念、科学思维）③通过表格归纳不同物质运输方式的特点；通过设计简单的实验方案探究、解决与物质运输相关的实际问题，提高利用所学知识解决实际问题的能力，同时培养科学探究能力。（科学思维、科学探究）学习重难点重点：1.理解主动运输的过程及其与协助扩散的异同。2.掌握胞吞、胞吐在跨膜运输中的机制与特点。难点：1.理解主动运输的能量来源与影响因素的图示解读。2.准确认知胞吞、胞吐过程中的膜结构变化与能量依赖特征。导入新课成人每昼夜生成的原尿量可达180L，但每日排出的终尿量仅1～2L，可见原尿经过肾小管和集合管时，约有99%的水分被重吸收回血液。从成分比较，终尿与原尿也有很大差别，例如，原尿含葡萄糖，终尿无葡萄糖，肾小管上皮细胞如何对原尿中的物质进行重吸收的？人红细胞吸收K+（30倍）轮藻细胞吸收K+（63倍）小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖生活中的例子低浓度梯度高浓度梯度这些物质进入细胞的方式是什么？我们将通过分析来探究。导入新课主动运输新课讲授任务一阅读教材P69-70“主动运输”部分，结合资料，思考学案中的问题。资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出钠3～5g。（肾小管上皮细胞内的Na＋浓度仅为10mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质，可提供能量）新课讲授[任务一]主动运输提示：协助扩散；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。1.主动运输的条件及意义（1）①肾小管管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出钠3～5g。（肾小管上皮细胞内的Na＋浓度仅为10mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质，可提供能量）新课讲授[任务一]主动运输提示：逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量；主动运输。1.主动运输的条件及意义（1）②Na＋运出肾小管上皮细胞需要哪些条件？是何种运输方式？资料2：原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收。肾小管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钠钾泵的，而钠钾泵需要消耗ATP。新课讲授[任务一]主动运输提示：葡萄糖进入肾小管上皮细胞为主动运输；出肾小管上皮细胞为协助扩散。1.主动运输的条件及意义（2）①图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是哪种方式？②钠钾泵对葡萄糖的运输有无影响？提示：有影响。逆浓度梯度运输需要载体蛋白需要消耗能量1.主动运输的特点新课讲授[任务一]主动运输【归纳总结】新课讲授[任务一]主动运输【归纳总结】2.请列表比较协助扩散和主动运输。比较项目协助扩散主动运输相同运输物质是否需要转运蛋白不同运输方向是否消耗能量离子或小分子需要顺浓度梯度逆浓度梯度不消耗消耗资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60mmol氢离子(H＋)固定酸，这些氢离子必须被中和并由肾排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。新课讲授[任务一]主动运输提示：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。1.主动运输的条件及意义（3）结合资料，尝试总结主动运输对人体细胞有什么意义。资料4：若切断肾的供氧渠道，重吸收速率降低。资料5：载体介导的跨膜运输速率存在饱和现象，表现为载体对所转运物质存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。新课讲授[任务一]主动运输提示：氧气供应(或能量供应)和载体蛋白的数量。2.影响主动运输速率的因素根据以上资料，请总结影响主动运输速率的因素有哪些。请在学案中完成影响主动运输速率的图像绘制。运输速率氧气浓度运输速率转运蛋白数量(1)①的运输方式是

，影响物质运输速率的因素是

。(2)②的运输方式是

。影响a点运输速率的因素是

；b点之后运输速率不再改变的原因是

。(3)③的运输方式是

。(4)④的运输方式是

。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是

；c点之后运输速率不再改变的原因是

。新课讲授[任务一]主动运输【迁移应用】分析下列曲线所代表的物质跨膜运输方式及物质运输速率的影响因素。自由扩散协助扩散或主动运输物质浓度膜上转运蛋白的数量有限(主动运输还受能量限制)自由扩散或协助扩散物质浓度主动运输氧气浓度膜上载体蛋白的数量有限原尿中每天滤出的蛋白质可达1.8g左右，但尿液中几乎无蛋白质，这是为什么呢？新课讲授胞吞与胞吐新课讲授任务二新课讲授[任务二]胞吞与胞吐1.阅读教材P70-71，大分子物质进、出肾小管上皮细胞的方式是什么？其过程是怎样的？提示：胞吞、胞吐。胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部（教材P71）。胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞（教材P71）。新课讲授[任务二]胞吞与胞吐提示：细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础，胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。2.分析教材图4-8，回答以下问题：（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？胞吞、胞吐穿过了几层生物膜？提示：需要消耗能量和膜上特定蛋白质的识别；0层。新课讲授新课讲授提示：因为游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质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膜外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身利用。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，借助囊泡进入高尔基体，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。思考讨论：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利用，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。[任务二]胞吞与胞吐新课讲授【归纳总结】比较物质进出细胞的多种方式比较类型

自由扩散

协助扩散

主动运输

胞吞、胞吐运输方向

运输动力

转运蛋白

举例

顺浓度顺浓度逆浓度胞吞—进细胞胞吐—出细胞浓度差浓度差能量能量不需要不需要需要需要氧气、二氧化碳、水、甘油等葡萄糖进入红细胞离子大分子物质[任务二]胞吞与胞吐新课讲授[任务二]胞吞与胞吐【迁移应用】如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(

)A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞的方式不同B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞C．多肽以方式⑤进入小肠上皮细胞，以方式②离开小肠上皮细胞D．口服维生素D通过方式⑤被吸收A【练习1】当堂训练物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的是(

)A．用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输B．图中膜结构一定是细胞膜C．这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质D．膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变C【练习2】如图①~④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是（

）A．图④过程主要依靠膜的选择透过性，并且需要消耗能量B．温度对图③方式不会造成影响C．核苷酸和苯可以通过图①方式运输D．图②方式不需要细胞呼吸提供能量D当堂训练【练习3】由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。其过程如下图所示，下列有关叙述错误的是(

)A．该过程以膜的流动性为基础B．由受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式运输D．该过程不能体现细胞膜的选择透过性C当堂训练当堂训练【练习4】(不定项)主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度)，如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图，其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析，下列叙述错误的是(

)A．载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能B．在载体蛋白c的协助下，细胞内外的Na＋浓度趋于相同C．肠腔中的Na＋浓度降低，会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖D．机体短暂的供氧不足，会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液ABD(1)图中

(填“M侧”或“N侧”)表示细胞膜外侧，原因是_____________________。(2)土壤中Na＋浓度过高时，耐盐植物将根细胞内过多的Na＋转运出细胞时的运输方式为_________，该过程对根细胞的意义是________________________________________。(3)载体B可同时转运两种离子，某同学认为载体B不具有特异性。请判断该同学的观点是否正确，并说明原因。当堂训练【练习5】土壤盐渍化是目前主要的生态问题之一。土壤中Na＋浓度过高时，Na＋可通过载体A进入根细胞，对植物的生长发育形成胁迫，耐盐植物能通过载体B将根细胞内