4.2 主动运输与胞吞、胞吐-2024-2025学年高一生物爱上课堂优质课件（人教版2019必修1）

第4章 细胞的物质输入与输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 问题探讨 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、联想逆水行舟的情形，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，被动运输是从高浓度到低浓度运输。 需要细胞提供能量。 具有普遍性。 一、主动运输 小肠上皮细胞中的氨基酸、葡萄糖浓度远高于小肠液中的浓度，小肠上皮细胞仍然能吸收氨基酸、葡萄糖； 人红细胞中的K+的浓度比血浆高30倍，人红细胞仍然吸收K+； 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍，轮藻细胞仍然能吸收K+。 这些物质为什么能逆浓度梯度运输呢？ 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的化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 2.举例：Na+ 、K+等离子通过细胞膜 ；葡萄糖进入小肠上皮细胞。 细胞外 细胞内 ATP水解 一、主动运输 4 3.特点： ②需膜上载体蛋白的协助 ③需要消耗能量 ①逆浓度梯度运输 4.影响因素: 载体蛋白的数量、能量供应 b C 运输速率 O2浓度 0 a 注：一定范围内，O2浓度越高，有氧呼吸越强，产生的能量越多。 b点限制因素：载体蛋白的数量 a点由无氧呼吸提供能量 一、主动运输 5.载体蛋白的特点 6.主动运输的意义 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。 ①具有特异性（或专一性）； ②与被转运的离子或分子结合； ③转运过程中空间结构发生变化，运输前和运输后结构不变； ④具有饱和性； ⑤可重复利用。 一、主动运输 小分子物质跨膜运输三种方式的比较 小分子物质跨膜运输三种方式的比较 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 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 浓度差的大小 浓度差大小、载体的种类和数量 载体的种类和数量、氧浓度、温度等 水、气体、脂溶性小分子 水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度运输 离子或其他物质逆浓度梯度运输 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 载体蛋白数量的限制 能量的限制 自由扩散 主动运输 小分子物质跨膜运输三种方式的比较 二、胞吞胞吐 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。大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。 1.胞吞 （1）含义：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，这种现象叫做胞吞。 （2）举例 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。 二、胞吞胞吐 2.胞吐 （2）举例 乳腺细胞分泌乳腺蛋白，消化腺细胞分泌消化酶；免疫细胞分泌抗体；胰岛细胞分泌胰岛素等。 （1）含义：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，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。 二、胞吞胞吐 思考与讨论 1、胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？ 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。 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。由于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。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可以胞吐的方式分泌到细胞外。 细胞膜的结构特点：细胞膜具有流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中体现了细胞膜的流动性。 (1)在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 3.胞吞和胞吐的特点 (2)通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上的蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 二、胞吞胞吐 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，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，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。 说明载体蛋白具有特异性 P72拓展应用 1、放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。 2、主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量，而能量来自细胞呼吸，故可通过抑制根细胞呼吸，并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。 具体步骤：取甲、乙两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有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；一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输。 $$