内容正文:
第2节 主动运输与胞吞,胞吐
2.1 主动运输
1.概念
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,这种方式叫作主动运输。
2.特点
(1)从低浓度一侧运输到高浓度一侧;
(2)需要载体蛋白协助;
(3)需要消耗能量。
3.实例
小肠绒毛上皮细胞对K+、Na+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收,植物根细胞吸收矿质离子等。
4.示意图:
5.影响运输的因素
(1)载体:载体蛋白具有特异性和饱和现象,对主动运输产生制约作用。
(2)能量:凡是能影响细胞内产生能量(细胞呼吸)的因素,都能影响主动运输,如O2浓度、温度等。
6.生理意义
主动运输这种物质出入细胞的方式,能保证活细胞按照生命活动的需要,主动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。由此可见,主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。
2.2 胞吞和胞吐
分泌蛋白、多糖等大分子物质以及乙酰胆碱、去甲肾上腺素等神经递质是通过胞吞和胞吐的方式进出细胞的。
1.过程
方式
方向
图解
实例
备注
胞吞
细胞外→细胞内
白细胞吞噬细菌等
①结构基础:
细胞膜的流动性②需要消耗能量,不需载体蛋白协助
胞吐
细胞内→细胞外
分泌蛋白(蛋白质类激素、消化酶、抗体等)、神经递质(乙酰胆碱、去甲肾上腺素)的分泌、释放等
※大鹏老师提示※
不能认为胞吞、胞吐只适用于生物大分子,小分子乙酰胆碱、去甲肾上腺素的分泌、释放也是胞吐。
(1)胞吞:大分子附着在细胞膜表面,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。
(2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,然后囊泡移动到细胞膜处,并与之融合,将大分子排出细胞。
2.结构基础:细胞膜的流动性。
3.条件:需要能量。
4.实例
(1)胞吞:单细胞动物(如草履虫、变形虫等)吞食食物颗粒或吞噬细菌,人体白细胞吞噬病菌、衰老的红细胞等。
(2)胞吐:细胞排出分泌蛋白(如消化酶、抗体等),如胰腺细胞分泌酶原颗粒。
本章小结
理解概念
● 细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。细胞膜既是将细胞内部与外界分隔开的屏障,也是细胞与外界进行物质交换的门户。
● 红细胞吸水和失水的现象、植物细胞质壁分离及其复原的实验,说明细胞可以通过渗透作用吸水或失水而渗透作用就是水分通过半透膜的扩散,这就说明水可以通过扩散的方式进出细胞动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。
● 细胞膜其实与半透膜是有区别的。除水以外,还有许多离子或分子也能通过细胞膜,只是通过的速率和方式不同而已。一些不带电荷的无机小分子和脂溶性的有机小分子可以通过自由扩散的方式进出细胞。离子和较大的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白。
● 转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两类。借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度运输的,不需要细胞提供能量,叫作协助扩散。水分子的跨膜运输既可以通过自由扩散,也可以借助通道蛋白进行协助扩散。
● 自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输,都不需要细胞提供能量,因此,属于被动运输。
● 借助载体蛋白逆浓度梯度运输,需要细胞提供能量的运输方式称为主动运输。
● 蛋白质和多糖等有机大分子由于分子太大,靠转运蛋白无法运输,它们进出细胞则通过胞吞或胞吐。
发展素养
通过本章的学习,应在以下几方面得到发展。
● 基于细胞膜的选择透过性,认同生命的自主性,从而更深刻地理解生命的本质。
● 能够运用物质跨膜运输的知识,解释生活中常见的生物学现象,分析和解决诸如蔬菜腌制、合理施肥等实践问题。
● 基于探究水进出植物细胞的原理这一实验,体验科学探究的般过程,提高动手操作能力和设计实验的能力,并能运用到其他类似的科学探究活动中。
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