第11讲 主动运输与胞吞、胞吐-【暑假自学课】2022年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第11讲 主动运输与胞吞、胞吐 【学习目标】 1.掌握主动运输的特点及其与被动运输的区别。 2.掌握胞吞和胞吐的过程和特点，理解主动运输及胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义。 3.阐明物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。 【基础知识】 一、主动运输 1.主动运输 主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输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。 归纳总结 一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，载体蛋白具有专一性。 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来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。 2.主动运输的类型 特别提醒 ①协同转运所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。 ②协同转运分同向协同转运和反向协同转运，分别由同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白协助完成。如下图： 3.主动运输与被动运输类型的识别 特别提醒： ①主动运输不一定都是逆浓度梯度，如饭后小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输，但是细胞外的葡萄糖浓度可能高于细胞内。 ②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。 ③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。 ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要能量。 bc段：受转运蛋白数量的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。 4.影响物质跨膜运输因素的分析 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；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，原因是受转运蛋白数量的限制。 (2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响 转运蛋白主要影响协助扩散和主动运输。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，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 (3)氧气含量对跨膜运输的影响 氧气通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 ①P点时：细胞通过无氧呼吸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多，主动运输的速率越大。 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。 (4)温度 二、胞吞、胞吐 1.胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质结合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，进入细胞内部的现象； 2.胞吐是细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。 3.胞吞和胞吐不需要载体协助，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 总结归纳 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，这种现象叫胞吞。 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，将大分子排除细胞，这种现象叫胞吐。 【特别提醒】 ①离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。 ②胞吞和胞吐不需要载体，需要消耗能量。 3.变形虫的胞吞与胞吐 胞吞形成的囊泡会被细胞内的溶酶体降解。胞吞与胞吐也需要细胞呼吸释放的能量，也需要蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。胞吞、胞吐会导致膜成分的更新。 三、物质输入和输出的结构基础 1.离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白，一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，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。 2.胞吞或胞吐过程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。 3.物质出入细胞方式比较 物质跨膜运输的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 物质运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 是否需要载体 不需要 需要 需要 不需要 不需要 运输动力 浓度差 浓度差 消耗能量 消耗能量 消耗能量 图　例 模　型 举　例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等