4.2 主动运输与胞吞、胞吐-2024-2025学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修1）

转运蛋白类型 特点 实例 载体蛋白 通道蛋白 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。 每次转运时都会发生自身构象的改变。 分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。 只容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 运输物质通过通道时，不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。 水通道 离子通道 载体蛋白和通道蛋白 转运蛋白： 转运蛋白具有特异性 水分子的进出细胞的方式有哪些？ 水分子 的运输方式 协助扩散（水通道蛋白） 自由扩散（磷脂分子的缝隙） 主要 总结：被动运输(自由扩散+协助扩散） 1.顺浓度梯度运输； 2.不消耗细胞内化学物质所释放的能量 不是 需要细胞提供能量 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？ 小肠上皮细胞 小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度。 红细胞 人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。 轮藻 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 无论是植物细胞、动物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的。 第4章　细胞的物质输入和输出 第2节　主动运输与胞吞、胞吐 学习目标 1.举例说明主动运输的特点和意义（重点） 2.举例说明胞吞、胞吐过程的特点和意义（重点） 3.解释物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系（难点） 自学指导1 阅读课本P69-P70的内容，思考并回答以下问题。（3min） 1.什么是主动运输？有何特点？主动运输与被动运输的区别是什么？ 2.结合课本P69第2段，讨论主动运输的过程。 3.有哪些物质是通过主动运输跨膜？主动运输对于细胞的生命活动有什么意义？ 4.影响主动运输速率的因素有哪些？ 一、主动运输 1.定义： 物质逆浓度梯度跨膜运输，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。 2.特点 （1）方向： （2）条件： 逆浓度梯度 需要消耗能量 需要载体蛋白、 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 一、主动运输 ①离子与膜上载体蛋白特定部位结合。 一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 ②在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化。 ③将它所结合的离子或分子从膜一侧转运到另一侧释放出来,载体蛋白随后又恢复原状。 特异性 可重复利用 3.主动运输的过程 ATP 一、主动运输 ①离子与膜上载体蛋白特定部位结合。 一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 ②在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化。 ③将它所结合的离子或分子从膜一侧转运到另一侧释放出来,载体蛋白随后又恢复原状。 特异性 可重复利用 3.主动运输的过程 载体蛋白 能量ATP 一、主动运输 4.实例： 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸； K+、Ca2+、Na+等离子逆浓度梯度进行跨膜运输; 甲状腺细胞吸收碘离子; 植物根部细胞吸收无机盐离子。 5.意义： 主动选择吸收所需营养物质，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。 主动运输是细胞最重要的吸收和排除物质的方式。 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。 11 一、主动运输 5.影响因素： P点后受载体蛋白数量限制 P点后受载体蛋白数量限制 因素1：物质的浓度 因素2：氧气浓度 因素3：温度 酶活性 细胞呼吸 物质运输速率 温度 Q点由无氧呼吸供能 细胞膜的流动性 载体蛋白的数量和种类、能量、物质浓度、温度。 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 判断下列曲线所代表的物质运输方式 ②协助扩散 ③自由扩散或协助扩散 ⑤自由扩散 ⑥协助扩散(载体介导) 或主动运输 ①自由扩散 ④主动运输 一、主动运输 与社会的联系 囊性纤维病 患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多。 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。 14 1.大分子物质是通过什么方式进出细胞的？具体过程是怎样的？这个过程需要转运蛋白的协助吗？需要消耗能量吗？ 2.该过程的实现依赖于生物膜的什么特点？ 3.胞吞形成的囊泡最终被细胞的什么结构降解？ 自学指导2 阅读课本P70-P71的内容，思考并回答以下问题。（3min） 二、胞吞与胞吐 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。 16 变形虫的胞吞、胞吐示意图 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 进入细胞内 需要消耗能量 举例: 白细胞吞噬病菌、 变形虫吞食细菌等食物颗粒。 胞吞形成的囊泡在细胞内可以被溶酶体降解 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。 17 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 排出细胞 移动到细胞膜处， 与其融合 变形虫的胞吞、胞吐示意图 分泌蛋白的分泌过程 需要消耗能量 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。 18 变形虫的胞吞、胞吐示意图 二、胞吞与胞吐 主要运输大分子 ③结构基础： ④意义： ②运输特点： ①运输的物质： 胞吞不需要载体蛋白的协助，但需要细胞膜上特定蛋白质的识别，需要消耗细胞呼吸释放的能量。 细胞膜具有一定的流动性 保证生命活动的正常进行。 0层 1.胞吞，胞吐穿过了几层磷脂双分子层？ 思考·讨论 2.影响胞吞、胞吐物质运输速率的因素有哪些？ 氧气浓度、温度 3.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。 蛋白质是大分子有机物，无法通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质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以胞吐的方式分泌到细胞外。 三.物质跨膜运输方式的比较 运输方式 运输方向 是否需要 转运蛋白 是否消耗能量 举例 被动运输 顺浓度梯度 自由扩散 协助扩散 顺浓度梯度 不需要 主动运输 胞吞 胞吐 需要（载体蛋白或通道蛋白） 不消耗 不消耗 消耗 消耗 消耗 不需要 逆浓度梯度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 不需要 需要（载体蛋白） 分泌蛋白的分泌 变形虫摄取食物 小肠上皮细胞吸收氨基酸 红细胞吸收葡萄糖、水分子通过水通道蛋白等 二氧化碳、 等气体分子，甘油、性激素等脂溶性物质等 需要膜蛋白 ‹#› 21 四、物质跨膜运输方式的判断方法 跨膜运输的方式 根据是否 需要能量 被动运输 主动运输或胞吞、胞吐 需要 不需要 根据是否 需要转运蛋白 根据是否 需要载体蛋白 需要 需要 不需要 不需要 协助扩散 胞吞胞吐 主动运输 自由扩散 22 例1 下图表示小肠上皮细胞中的细胞膜对不同物质的运输（每种运输的方向由箭头标明，黑点的数量代表每种物质的浓度），下列叙述正确的是( @20@ )。 A A. <m></m> 物质可能是氧气， <m></m> 物质可能是葡萄糖 B. <m></m> 物质可能是水， <m></m> 物质可能是甘油 C. <m></m> 物质可能是胆固醇， <m></m> 物质可能是氧气 D. <m></m> 物质可能是葡萄糖， <m></m> 物质可能是氨基酸 导学案P62 对点练1.某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有如下图所示的四种关系，分别用四种曲线表示，在研究具体的物质 时，发现其运输速率与各因素的关系与曲线②和④相符，则细胞膜运输物质 的方式是( @22@ )。 A.主动运输 B.自由扩散 C.协助扩散 D.无法判断 A 导学案P63 例2 下图为细胞对大分子物质进行“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述，<zzd>错误</zzd>的是( @27@ )。 D A. <m></m> 与 <m></m> 均要以膜的流动性为基础才可能发生 B. <m></m> 要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C. <m></m> 在细胞分泌的同时导致膜成分的更新 D. <m></m> 与 <m></m>分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式 导学案P64 对点练2.下图所示为胞吞的一种特殊形式——受体介导的胞吞，当专一的分子与受体结合，会引起细胞膜内凹形成有被小窝，进而与细胞膜脱离形成有被小泡，将物质转运入细胞内。下列相关分析<zzd>错误</zzd>的是( @29@ )。 A.受体介导的胞吞依赖于膜的流动性 B.该过程进行伴随着能量的释放 C.该过程可以让细胞获得大量专一物质 D.温度变化不影响受体介导的胞吞 D 导学案P64 四、知识拓展一 探究某种跨膜运输方式是主动运输还是被动运输 【情境设置】柽柳的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。 （1） 实验原理：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________________________________________________________________________________________________。 通过控制细胞呼吸来观察无机盐离子的吸收速率是否受影响，从而来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输 （2） 实验步骤 ①取甲、乙两组_______________的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有 、 的溶液中。 ②甲组给予正常的细胞呼吸，乙组抑制细胞呼吸。 ③一段时间后测定______________________________________。 生长发育相同 两组植株根系对 <m></m> 、 <m></m> 的吸收速率 （3） 实验结论 柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输 柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输 ① 若两组植株对 、 的吸收速率相同，说明__________________________________________； ② 若甲组对 、 的吸收速率明显大于乙组吸收速率，说明__________________________________________。 四、拓展应用一 四、知识拓展二： 两类主动运输 第一类：直接消耗ATP的主动运输。 ①Na+-K+泵 ②H+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。 ATP ADP+Pi H+ H+ 液泡或溶酶体 四、知识拓展二： 两类主动运输 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。 肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。 $$