主动运输与胞吞、胞吐-高一上学期必修1

第2节主动运输与胞吞、胞吐第四章细胞的物质输入和输出(一)教学目标1.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.举例说明胞吞和胞吐的过程。3.利用细胞膜的流动镶嵌结构模型解释各种物质跨膜运输的方式。(二)教学重点和难点2.教学难点1.教学重点(1)主动运输的过程和特点。(1)主动运输的过程和特点。(2)胞吞、胞吐的过程。(2)胞吞、胞吐的过程。【生物世界】变形虫摄取食物颗粒（胞吞）【生物世界】变形虫吞食草履虫（胞吞）【生物世界】白细胞吞噬病菌（胞吞）甲状腺滤泡上皮细胞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.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？不是，被动运输是顺着浓度梯度的。需要1.丽藻细胞液与池水各离子浓度比离子细胞液浓度/池水浓度(H2PO4)-18050K+1065Cl-100Na+46SO42-25Ca2+13Mg2+10资料分析①.水生植物丽藻的细胞液中的K+浓度比它们所生活的池水中K+高1065倍。②.水生植物丽藻的细胞液中图示中的离子浓度比它们所生活的池水中离子浓度高。

细胞内离子的浓度远大于细胞外的逆浓度梯度运输进入细胞2.轮藻细胞中的K+浓度比它所生存的环境中K+

高63倍。为什么这些离子能够逆浓度运输？资料分析4.人的红细胞中的K+比血浆高30倍，而红细胞中的Na+

浓度却是血浆中的浓度的1／6。3.海带细胞中的I-

比海水高出40倍。一.主动运输一.主动运输1.定义物质逆浓度（从低浓度一侧运输到高浓度的一侧）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。一.主动运输2.主动运输的解释：Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，①首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。不同蛋白质的空间结构差别也很大，一.主动运输2.主动运输的解释：②离子或分子与载体蛋白结合后，③将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，在细胞内化学反应释放的能量推动下，④载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。载体蛋白的空间结构发生变化，一.主动运输3.意义：通过主动运输来选择吸收的需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和人体生命活动的需要。4.特征：a.逆浓度梯度运输b.需要载体（具有特异性）c.需要消耗能量（ATP）一.主动运输消耗细胞内化学反应所释放的能量5.实例：一.主动运输①Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；6.影响运输速率的因素:a.氧气浓度b.载体数量c.温度Q点由无氧呼吸提供能量②葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞。P点之后运输速率不变原因是：膜上载体蛋白数量有限（在一定温度范围内）Cl-与社会的联系囊性纤维化发生的一种主要原因是:在健康人体内，支气管上皮细胞的CFTR蛋白通过主动运输将氯离子从细胞内转运至细胞外。这一过程消耗ATP，使细胞外氯离子浓度升高，形成渗透压梯度，驱动水分子通过水通道蛋白向膜外扩散，从而稀释覆盖在细胞表面的黏液，维持其正常流动性。细胞膜外Cl-浓度高

细胞膜内Cl-浓度低与社会的联系囊性纤维化发生的一种主要原因是:请你通过搜集资料，了解与物质跨膜运输有关的疾病的研究进展。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，造成细菌感染。这一发现给囊性纤维化的治疗带来了新的希望。Cl-细胞膜外Cl-浓度高

细胞膜内Cl-浓度低7.三种物质跨膜运输方式的比较自由扩散协助扩散主动运输运输方向载体能量举例不需要需要需要不消耗不消耗消耗

顺浓度梯度高浓度低浓度

顺浓度梯度高浓度低浓度

逆浓度梯度低浓度高浓度O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞Na+、K+、Ca2+等离子；小肠吸收葡萄糖、氨基酸8.物质跨膜方式图解方法点拨8.判断下列物质跨膜运输方式a、b、c、d代表物质跨膜方式，自由扩散b代表：c代表：d代表：A代表细胞膜外，B表示磷脂分子，C表示被运输的物质，D表示糖蛋白。

a代表：主动运输自由扩散主动运输9.影响物质跨膜运输的因素:包括物质浓度、氧气、温度等a.物质浓度对运输速率的影响运输速率物质浓度自由扩散运输速率物质浓度膜上转运蛋白数量有限此点之后运输速率不变原因是：协助扩散运输速率氧气浓度b.氧气浓度对运输速率的影响或协助扩散c.温度对运输速率的影响9.影响物质跨膜运输的因素:P点之后运输速率不变原因是：自由扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输运输速率氧气浓度主动运输该点由无氧呼吸提供能量膜上载体蛋白数量有限或胞吞、胞吐下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是（）A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输B．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞C．ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞A典型例题二.胞吞和胞吐转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。①.变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。1.举例：核糖体（初步合成）②.分泌蛋白的合成与分泌内质网（加工）高尔基体（进一步加工）细胞膜（融合、分泌）线粒体（供能）囊泡囊泡如：a.乳腺细胞合成的蛋白质、其实，大部分细胞都能够摄入和排出特定的大分子物质。b.内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、都需要排出细胞外。c.消化腺细胞分泌的消化酶，这些大分子是怎样进出细胞的呢?②.分泌蛋白的合成与分泌当细胞摄取大分子时，2.胞吞②然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，①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。这种现象叫胞吞。相关信息:胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。①先在细胞内形成囊泡，3.胞吐细胞需要外排的大分子，②囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。胞吞：附着内陷、包围分离、进入胞吐：囊泡移动细胞膜融合排出细胞外4.胞吐与胞吞的图解运输方式运输方向运输特点实例胞吞胞吐5.胞吐与胞吞比较细胞外→细胞内细胞内→细胞外需要能量，不需要载体蛋白，依赖生物膜一定的流动性白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬食物颗粒胰腺细胞分泌胰岛素1.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系?细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础;6.思考与讨论胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。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。①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。因为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方式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。②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能以胞吐的方式分泌到细胞外。7.与社会的联系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，这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。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。综上所述，除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外，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转运蛋白，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，像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。其过程也需要膜上蛋白质的参与，跨膜运输（膜泡运输）课堂总结典型例题1.自由扩散2.协助扩散3.主动运输4.胞吞和胞吐自由扩散协助扩散自由扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐自由扩散协助扩散主动运输典型例题或协助扩散自由扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输主动运输胞吞和胞吐2.下列甲、乙两图表示真核细胞进行交换的某些过程。下列叙述正确的是（

）A.甲图中a表示自由扩散，b表示主动运输B.甲图中b达到最大转运速率后的主要限制因素是载体蛋白数量C.乙图中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有选择透过性D.乙图中的胞吞和胞吐两种跨膜运输都不需要消耗ATPB1.小肠上皮细胞含有大量的线粒体，与这一结构特征相适应的细胞膜功能是（）A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.渗透作用2.将萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞中的水分能够得到恢复的原因，属于（）A.主动吸水B.主动运输C.自由扩散和主动运输D.自由扩散CD课堂练习3.下列物质进出细胞的过程与核糖体密切相关的是（）①酒精被胃黏膜吸收②红细胞吸收葡萄糖③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的Na+④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸A①②B③④

C②③④D①②③④C4.图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K+和NO3－的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不