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结合图示和图表,掌握不同跨膜运输方式的特点及意义,提升比较归纳能力。(科学思维)
能运用物质跨膜运输的原理解释生活中常见的生物学现象及解决生活实践中的问题。(科学探究)
通过总结物质跨膜运输方式与细胞膜结构的关系,进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。(生命观念)
第四章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
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事实1:肾小球滤液量180L/日,尿量1.5L/日
物质出入细胞的方式 被动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输
方向
是否需要载体蛋白
是否需要消耗能量
举例
影响运输的
因素
事实2:肾小球每天滤过钠约500克,每天尿液排出3-5克
任务一:探究钠离子进、出肾小管上皮细胞的方式
肾小管上皮细胞内钠离子浓度仅为10mmol/L,远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
(1)肾小管腔中原尿里大量的钠离子以何种方式进入肾小管上皮细胞?请说出判断依据?
(2)钠离子以何种方式运出肾小管上皮细胞?请说出判断依据?
1.主动运输的概念。
2.主动运输的特点。
3.与主动运输有关的细胞器有哪些?
4.主动运输中载体蛋白的特点。
5.举例哪些物质可以通过主动运输方式进出细胞。
6.主动运输中能量的来源。
7.影响主动运输的因素。
8.主动运输的意义。
一
主动运输
问题导引:自主阅读课本P69-70相关内容,完成以下内容。
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,这种方式叫做主动运输。
(1)概念:
一
主动运输
(2)特点:
①逆浓度梯度运输
②需要载体蛋白
③需要能量
(3)相关细胞器:
①核糖体
②线粒体
(4)载体蛋白的特点:
一
主动运输
(一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合)
①具有特异性(或专一性)
③转运过程中空间结构发生变化
②与被转运的离子或分子结合
④可重复利用
⑤具有饱和性
(5)主动运输实例:
小肠上皮细胞吸收氨基酸、核苷酸等营养物质
植物细胞逆浓度梯度吸收无机盐离子等
肾小管上皮细胞排出钠离子,吸收钾离子
(6)两类主动运输能量来源:
一
主动运输
第一类:
直接消耗ATP的主动运输,通常称为泵(ATP驱动泵)。
①Na+-K+泵
②H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
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事实3:原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收
任务二:探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
肾小管上皮细胞膜表面存在两种形式的葡萄糖载体,管腔侧细胞膜上的载体为Na+依赖的葡萄糖转运体(SGLT2),基底侧细胞膜上的载体为葡萄糖转运体(GLUT-2)。
(1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式?
(2)Na*-K泵对葡萄糖的运输有无什么影响?
(6)两类主动运输能量来源:
一
主动运输
第二类:
间接消耗ATP的主动运输。
如图: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。
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(7)影响因素:
一
主动运输
问题导引:小组合作判断出以下各图分别对应哪种跨膜运输方式及图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是什么?并总结出主动运输的特点。
协助扩散或主动运输
协助扩散或自由扩散
自由扩散
主动运输
载体蛋白数量的限制
载体蛋白数量的限制
能量的限制
③载体蛋白的数量
②能量
温度
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。
(8)意义:
一
主动运输
问题导引:通过以上的学习,请小组合作比较跨膜运输三种方式有何异同。
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输方向
是否需要载体蛋白
是否需要消耗能量
举例
影响运输的因素
(8)意义:
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输
方向
是否需要载体蛋白
是否需要消耗能量
举例
小结:小分子物质跨膜运输三种方式的比较
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
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
影响运输的因素
水分子、气体(氧气、二氧化碳)、脂溶性小分子(甘油、乙醇、苯等)
水分子、离子、葡萄糖进入红细胞、
离子或其他物质逆浓度梯度运输
浓度差
浓度差、转运蛋白
载体蛋白、能量
一
主动运输
与社会的联系
一
主动运输
病因:是一种常染色体隐性遗传病
患者肺部气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白(CFTR