4.2 主动运输与胞吞、胞吐-2024-2025学年高一生物上学期同步授课课件（2019人教版必修1）

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 课 型： 授课人： likezhisheng 问题探讨 【学习目标】 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。 2.分析主动运输的影响因素。 3.举例说明胞吞和胞吐的过程。 4.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。 likezhisheng 不是，被动运输是从高浓度到低浓度。 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。 讨论 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？ 需要能量 likezhisheng 问题探讨 人红细胞吸收K+（30倍） 轮藻细胞吸收K+（63倍） 小肠上皮细胞吸收 氨基酸,葡萄糖 生活中的例子 低浓度梯度 高浓度梯度 这些物质为什么能逆浓度梯度运输？ 低浓度梯度转运的跨膜运输具有普遍性。 likezhisheng 一、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，这种方式叫做主动运输。 特点 逆浓度梯度运输 1 需要载体蛋白 2 需要能量 3 2.特点： 3.有关细胞器： ①核糖体 ②线粒体 likezhisheng 一、主动运输 1. 逆浓度梯度跨膜运输的离子或分子与膜上载体蛋白的特定部位结合。 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，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。 载体蛋白恢复原状，去转运同种物质的其他离子或分子。 4.主动运输的过程 likezhisheng 一、主动运输 5.载体蛋白特点 01 具有特异性（或专一性） 02 与被转运的离子或分子结合 03 转运过程中空间结构发生变化 04 可重复利用 但具有饱和性 6.主动运输的实例 01 02 03 04 05 葡萄糖进入小肠上皮细胞 小肠上皮细胞吸收氨基酸、核苷酸等营养物质 植物细胞吸收矿质元素等 吸收无机盐离子(顺浓度梯度运输除外) 肾小管对葡萄糖的重吸收 likezhisheng 一、主动运输 资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mmol氢离子(H＋)固定酸，这些氢离子必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。 主动运输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。 7.主动运输的意义 likezhisheng 一、主动运输 影响主动运输速率的因素 （1）载体蛋白的种类和数量 （2）能量供应(氧气浓度、温度等) 载体蛋白数量的限制 能量的限制 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 likezhisheng 一、主动运输 温度是怎么影响物质跨膜运输的？ 流动性 likezhisheng 氯离子 稀薄的黏液 正常功能的CFTR蛋白 与社会的联系 转运 的载体蛋白的功能发生异常，支气管中黏液增多。 囊性纤维化 病因： 氯离子 分解粘液或扩张气道的药物可以治疗气道阻塞。 一、主动运输 likezhisheng 大分子物质能通过主动运输进入细胞吗？ 二、胞吞、胞吐 likezhisheng 二、胞吞、胞吐 将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。 1.胞吞： 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 包围 凹陷 分离 （1）特点 ①不需要载体蛋白 ②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。 （2）实例 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。 likezhisheng 二、胞吞、胞吐 白细胞消灭病菌 likezhisheng 二、胞吞、胞吐 2.胞吐： 1.特点 ①不需要载体蛋白 ②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。 2.实例 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 移动 排出 融合 likezhisheng 二、胞吞、胞吐 （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）物质通过胞吞、胞吐进出细胞的方式有何特点？ 生物膜的流动性是胞吞、胞吐的基础 需要消耗能量和特定蛋白质的识别 思考讨论： likezhisheng 二、胞吞、胞吐 特点： 运输对象一般为大分子物质； 都需要消耗细胞代谢所释放的能量； 胞吞、胞吐过程中都会发生膜的弯曲、折叠、融合，这体现了生物膜流动性的特点。 likezhisheng (1)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。 (2)胞吞和胞吐也需要膜上 蛋白质 的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性 。 物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系 likezhisheng （1）要确定某种物质的运输方式，必须“三看”：一看是否为小分子物质跨膜运输；二看是否需要能量；三看是否需要转运蛋白。 根据 分子 大小 大分子物质 小分子、离子 运输方向 向外 胞吐 向内 胞呑 是否需要 能量 需要 主动运输 不需要 被动运输 是否需要 转运蛋白 需要 协助扩散 不需要 自由扩散 （2）根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。 （3）脂质类物质进出细胞的方式都是自由扩散。 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由 扩散 协助 扩散 图例         物质出入细胞方式的比较 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由 扩散 协助扩散 运输方向 浓度：高→低 浓度：低→高 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要转运蛋白 否 ____ ____ ___ 是否消耗能量 否 ___ ____ ____ 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 是 否 是 是 否 是 是 否 (1)需要消耗ATP的运输方式都是主动运输。( ) (2)蛋白质通过主动运输方式分泌到细胞外。( ) (3)性激素都通过主动运输分泌到细胞外。( ) (4)主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。( ) (5)细胞胞吞、胞吐大分子物质不消耗能量。( ) (6)只有大分子物质才能进行胞吞、胞吐的运输。( ) (7)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解(　　) 判断题 × × × × × × √ 易错提示 likezhisheng (1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。 (2)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质(乙酰胆碱)。 (3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。 likezhisheng 课堂检测 1.下图是三种物质进入细胞的示意图。下列叙述错误的是(　　) A.物质甲进入细胞不需要消耗能量 B.物质乙进入细胞的方式为主动运输 C.物质丙进入该细胞的方式可表示哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖 D.相对分子质量小的物质或离子都可以通过与甲相同的方式进入细胞内 √ likezhisheng 2.如图所示为细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．a与b过程的实现与生物膜的流动性有关 B．a与b是普遍存在的物质运输的方式 C．a过程形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 D．细胞通过a过程摄取大分子时不需要膜上的蛋白质识别 √ 二、拓展应用 1. 淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？ 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。 练习与应用 课本P72 2.柽柳(见下图)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。轻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。 实验思路：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是属于主动运输还是被动运输。 具体步骤： ①取甲、乙组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+的溶液中； ②甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸； ③一段时间后测定两组植株根系对Ca2+的吸收速率； ④若两组植株对Ca2+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，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。 课堂小结 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 （跨膜运输或囊泡运输） 胞吞 胞吐 消耗能量 顺浓度梯度 被动运输 载体蛋白 物质的运输方式 下节提示：细胞的能量供应和利用 本课结束 likezhisheng 问题探讨 FormatFactory : www.pcfreetime.com $$