4.2 主动运输与胞吞、胞吐课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

情景视频 甲状腺的独白 2 胞吞 细胞外 细胞内 胞吐 细胞外 细胞内 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 地理位置 地形特征 气候特征 众多河流 国家人口 3 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。 甲状腺 甲状腺滤泡上皮细胞 问题探讨： 1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？为什么？ 2.联想逆水行舟情形甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？ 3.这种逆浓度运输是特例还是具有一定的普遍性？ 需要能量 有普遍性 人红细胞吸收K+（30倍） 轮藻细胞吸收K+ （63倍） 主动运输普遍存在 K+ 30x Na+ 6x 人红细胞中 血浆 5 材料1 胡萝卜植株对磷酸盐吸收从低浓度到高浓度，为探究胡萝卜对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验： 细胞完成逆浓度梯度运输需要__________，______________提供能量 ，有氧呼吸的主要场所是________________。 结论： 能量 有氧呼吸 线粒体 对照组 实验组 对照组 实验组 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 6 磷酸盐离子 磷酸盐离子载体模式图 探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白 ①将人工合成的脂双层膜置于磷酸盐溶液中，提供能量，后发现实验前后浓度几乎没改变。 ②后在脂双层膜中镶嵌入某种蛋白质，置于磷酸盐溶液中，提供能量，一段时间后实验前后磷酸盐浓度降低了 材料2 细胞完成逆浓度梯度运输需要载体蛋白 结论： 2017年诺贝尔化学奖：冷冻电镜技术 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 7 一、主动运输 物质_________________跨膜运输，需要________________的协助，同时消耗细胞内化学反应所释放的______________。 载体蛋白 能量 逆浓度梯度 (1)概念： 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 8 (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（载体蛋白） ②线粒体（能量） 一、主动运输 ATP (4)载体蛋白的特点： 一 (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 图1：H+载体模式图 H+ H+ 一、主动运输 图2 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驱动泵既是载体蛋白同时也是催化ATP水解的酶。 （1）原发性主动运输 (5)两类主动运输： 一、主动运输 照射蓝光 11 （2）继发性主动运输 (5)两类主动运输： ：间接消耗ATP的主动运输 主动运输 协助扩散 电化学势能，离子浓度梯度 如:肾小管上皮细胞和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。 主动运输 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 12 肠道中最后一个葡萄糖分子也能被吸收。葡萄糖、氨基酸等物质进入小肠上皮细胞的运输方向是怎样的？ 例1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是 A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输 B.Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输 C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随 D.Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输 钠离子电化学梯度势能 √ 同向协同转运 协助扩散 主动运输 协助扩散 主动运输 ① ② ③ ④ 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 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。 14 扩散速率 (V) 细胞外浓度 扩散速率 (V) O2浓度/氧分压 O O P Q A C B B点之后运输速率不变的原因是：_____________________ 膜上载体蛋白数量有限 由无氧呼吸提供能量 P点后运输速率受______________制约 载体蛋白数量 数学模型构建 载体蛋白数量、能量（O2）、温度 (6)影响因素： 一、主动运输 15 细胞内 浓度 时间 · · a F 细胞外 浓度 C E 一、主动运输 （D点后低浓度到高浓度） D 数学模型构建 a 运输速率 温度 0 c b 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 影响 影响 物质运输速率 影响 影响 请单击此处 添加标题文本内容 以上各图分别对应哪种跨膜运输方式？ 图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是什么？ 协助扩散 或 主动运输 协助扩散 或 自由扩散 载体蛋白数量的限制或？ 载体蛋白数量的限制 能量的限制 自由扩散 主动运输 巩固练习 17 （1）物质浓度 物质浓度 自由扩散 物质运输速度 物质浓度 · · a b c 载体蛋白 数量有限 协助扩散或主动运输 细胞内 浓度 时间 · a b c 细胞外浓度 主动运输 物质运输速度 影响物质跨膜运输的因素： 主动运输 Active transport 主动运输 Active transport （2）O2的浓度 O 氧气浓度 主动运输 O 氧气浓度 自由扩散或协助扩散 物质运输速度 物质运输速度 主动运输 Active transport （3）载体蛋白数量 自由扩散 协助扩散 主动运输 例.如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO-的曲线图。则影响a、b两点和b、c两点吸收量不同的因素分别是 (　　) A．载体蛋白数量、能量 B．能量、载体蛋白数量 C．载体蛋白数量、离子浓度 D．能量、离子浓度 B 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 意义：通过主动运输____________________，排出________________和对_____________________， 。 例： 分布：主动运输普遍存在于_____________________________中； 动植物和微生物细胞 选择吸收所需的物质 代谢废物 细胞有害的物质 红树林 一、主动运输 (7)分布和意义： 盐腺 盐液 桐花树的泌盐现象 海鸥的盐腺 从而保证细胞和个体生命活动的需要 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 22 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蛋白)功能发生异常，致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。 囊性纤维病 案例分析： 正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过_____________转运至细胞外，随氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度____________，使覆盖于肺部细胞表面黏液被稀释。 主动运输 加快 水往“高”处流 与社会的联系 肺 黏液阻塞了气道 Ca2+通过细胞膜进入神经细胞引起肌肉收缩。重症肌无力患者Ca2+无法进入神经细胞，导致眼肌、吞咽肌、呼吸肌以及四肢骨骼肌无力。临床表现：眼睑下垂，复视，斜视，表情淡漠，苦笑面容，进食苦难，四肢肌无力等 联系生活 重症肌无力 与社会的联系 主动运输（如a、e） 协助扩散（如c、d） 自由扩散（如b） 细胞外 细胞内 b c d e a 代表各种物质分子或离子 能量 能量 小结： 25 运输 方式 浓度 方向 转运蛋白 能量 实 例 图例 小分子或离子 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 高→低 高→低 低→高 × √ √ × × √ ①气体：氧气、二氧化碳 ②脂溶性小分子：甘油、 脂肪酸、乙醇、苯 ③少数水 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子 三种物质跨膜运输方式异同 葡萄糖进入红细胞、 肾小管对水的重吸收 下图是几种物质进出细胞方式，运输速率与影响因素间关系曲线图,相关的叙述中,正确的是(　　) A. 与氧气进出细胞相符的图有①③⑤ B. 与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥ C. 与K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤ D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥ A ②③⑥ ②④⑥ 胞吐或胞吞 自由扩散 协助扩散或主动运输 自由扩散或协助扩散 主动运输 自由扩散 协助扩散或主动运输 【课堂检测】 （1）A代表 __分子；B代表 ___ ； D代表 。 （2）细胞膜从功能上来说，它是一层 膜。 转运蛋白 磷脂双分子层 选择透过性 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： 糖蛋白 【课堂检测】 离子直径 0.02~0.5 nm 分子直径 0.3~0.4 nm 脂蛋白直径 20~50 nm 小分子物质 大分子物质 大分子是怎么样进出细胞的呢？ 一些大分子或颗粒物质的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 29 物质跨膜运输的方式——胞吞 二、胞吞与胞吐 1、胞吞过程： 与膜上的蛋白质结合 细胞膜内陷 包围着大分子 从细胞膜分离 大分子物质 小囊 囊泡 进入 ①接触 ③包围 ②凹陷 ④分离 需要识别 需要能量 胞吞过程需要能量吗？ 二、胞吞与胞吐 31 地理位置 地形特征 气候特征 众多河流 国家人口 32 物质跨膜运输的方式——胞吐 二、胞吞与胞吐 2.胞吐过程： 举例: 内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。 大分子物质 在细胞内形成 囊泡 排出 移动到细胞膜处，与其融合 需要能量 ①移动 ③排出 ②融合 二、胞吞与胞吐 穿过0层生物膜 1.胞吞，胞吐穿过了几层磷脂双分子层？ 2.胞吞，胞吐过程依赖膜的什么特点? 原理：生物膜具有一定的流动性 思考·讨论 3.温度是否影响跨膜运输和囊泡运输？ 酶活性 细胞呼吸 物质运输速率 温度 生物膜的流动性 P71图 P71图 (1)不需要转运蛋白 (2)胞吞需要细胞膜上特定蛋白质的识别 (3)需要细胞呼吸所释放的能量。 (4)依赖膜的流动性 P71上 4.胞吞与胞吐的例外： 1、神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐 2、通过核孔运输的大分子物质有mRNA、蛋白质等 3.胞吞与胞吐的特点 请单击此处 添加标题文本内容 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一一痢疾内变形虫，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。这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。 痢疾内变形虫 与社会的联系 柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。 1.取材、分组、编号 2.控制自变量 3.检测因变量 取生长状况基本相同的柽柳幼苗，随机分为甲乙两组，放置在适宜浓度的含有Ca2+，K+的溶液中； 甲组给予正常的细胞呼吸条件；乙组________________； 抑制细胞呼吸 一段时间后，检测______________________________________； 两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率 拓展应用 呼吸 抑制剂 4.预测实验结果与结论 若_____________________________________________， 则柽柳的根部吸收无机盐离子是被动运输； 若_______________________________________________， 则柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输 甲乙两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率相同 甲组植株根对Ca2+，K+的吸收速率大于乙组 植株+培养液 影响 不影响 主动运输 被动运输 或加入蛋白抑制剂 加入蛋白酶 协助扩散 自由扩散 影响 不影响 巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式 协助扩散 自由扩散 小分子和离子 （物质跨膜运输方式） 主动运输 大分子物质、颗粒物质 （物质非跨膜运输方式或囊泡运输） 胞吞 胞吐 消耗能量 顺浓度梯度 被动运输 转运蛋白 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.33.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37 Lavf57.58.101 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$