4.2主动运输与胞吞、胞吐课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第 2 节 同步教学 主动运输与胞吞胞吐 Contents 目录 主动运输 01 胞吞、胞吐 02 实验设计 03 习题检测 03 2 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高20-25倍。 甲状腺细胞关于吸碘的独白(视频) 问题1: 碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是通过被动运输吗？ 碘是从低浓度运输到高浓度，而被动运输时从高浓度到低浓度的运输方式，所以碘进入甲状腺滤泡上皮细胞不是被动运输。 情景视频一 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高20-25倍。 甲状腺细胞关于吸碘的独白(视频) 情景视频一 问题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能量？ 需要细胞提供能量。 问题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？ 具有普遍性 看视频：轮藻 实例一 实例二 实例三 小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。 问题4: 细胞如何吸收这些低浓度的离子和分子？我们把细胞这种物质运输方式称为什么呢？ Active transport 主动运输 Part 01 7 主动运输的过程(视频) 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 一、主动运输 4.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 5.主动运输的实例： 01 02 03 04 05 细胞（除红细胞）吸收葡萄糖 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 6.能量来源： 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。 6.能量来源： 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。 7.影响因素： P点 （P点后低浓度到高浓度） （1）物质浓度(在一定的范围内) 细胞外浓度 细胞内浓度 时间 0 主动运输 自由扩散 运输速率 膜两侧的浓度差 0 7.影响因素： （2）氧气浓度(哺乳动物成熟红细胞的主动运输与O2浓度无关) P点 （载体蛋白饱和点） 运输速率 氧气浓度 0 Q点 （由无氧呼吸提供能量） 主动运输 自由扩散/协助扩散 运输速率 氧气浓度 0 7.影响因素： （3）载体蛋白 P点 （载体蛋白饱和点） 主动运输/协助扩散 运输速率 膜两侧的浓度差 0 7.影响因素： （4）温度 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 影响 影响 影响 影响 物质运输速率 温度对主动运输的影响 8.意义： 桐花树的泌盐现象 海鸟（海鸥）的盐腺 盐腺 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。 生活在高盐度的海水中，通过叶片排出多余的盐盐份，维持体内低浓度的盐类，以减轻盐对植物的伤害。 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、氨基酸顺浓度梯度运输 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 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)的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。 与社会的联系 教材隐性知识 1．(必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的__________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过_____________________________来实现的。 载体蛋白　 细胞膜上载体蛋白的种类和数量 习题巩固 20 Extended Research 拓展研究 21 水 直接穿过磷脂双分子层： 自由扩散 水通道蛋白介导： 协助扩散 无机盐离子 一般为 主动运输 通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散 葡萄糖等有机小分子 一般为协助扩散，如进入红细胞 小肠上皮细胞、 肾小管上皮细胞等：主动运输 关键：是否需要 水通道蛋白 关键：转运蛋白类型、 浓度梯度 关键：浓度梯度 三类常考物质进出细胞的方式 22 ☞协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加， 原因是受 的限制。 一、浓度差对物质跨膜运输的影响 ❀浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ； 大 大 载体数量 ☞主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加， 原因是受 的限制。 载体数量和能量 O 运输速率 浓度差 自由扩散 O 运输速率 浓度差 协助扩散/主动运输 Q点 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 23 二、载体数量对跨膜运输的影响 ❀载体主要影响 和 。 其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体数量的影响。 协助扩散 主动运输 O 运输速率 转运蛋白数量 自由扩散 O 运输速率 转运蛋白数量 协助扩散 O 运输速率 载体蛋白数量 主动运输 Q点：能量的限制 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 24 三、氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响 进而影响主动运输的速率。 1.P点时， 为离子的吸收提供能量。 无氧呼吸 2.PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ， 主动运输的速率也越大。 多 3.Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量 以及其他的限制因素运输速率不再增加。 细胞呼吸 O 运输速率 氧气含量 自由扩散/协助扩散 O 运输速率 氧气含量 主动运输 P Q 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 25 四、温度对跨膜运输的影响 1.同一种植物对不同离子的吸收量不同， 取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量。 ( ) 2.不同植物对同一种离子的吸收量不同， 取决于不同植物的细胞膜上该离子载体蛋白的数量。 ( ) 3.抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止， 对其他物质运输不影响。 ( ) 4.胞吞和胞吐只能运输大分子物质或颗粒。 ( ) √ √ √ × 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 物质运输速率 影响 影响 影响 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 26 Endocytosis, Exocytosis 胞吞、胞吐 Part 03 27 将大分子吞进细胞，这种现象叫胞吞。 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。 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 不需要载体 要膜上某蛋白质参与、形成囊泡运大分子、耗能等 实例： 吞噬细胞吞噬抗原等 影响因素： 细胞膜的流动性、温度和能量等 特点： 实例： 分泌蛋白的分泌，如胰岛素、消化酶等 胞吞 细胞外 细胞内 胞吐 细胞外 细胞内 膜具有流动性 结构基础： 跨膜层数为0 课堂小结 31 ①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输， 神经递质的释放方式是胞吐。 ②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的， 如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 ③无机盐离子的运输方式不一定是主动运输， 如兴奋产生过程中的K＋外流和Na＋内流的方式均为协助扩散。 课堂小结 物质出入细胞方式的比较 运输方式 被动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需要转运蛋白 是否耗能 举例 影响因素 高→低 高→低 低→高 不需要 需要 载体/通道蛋白 需要 载体蛋白 需要 不需要 不需要 葡萄糖进入红细胞 水通道蛋白 离子通道蛋白 葡萄糖、氨基酸进入小肠细胞 绝大多数离子的运输 不需要 （需膜蛋白） 变形虫摄食 白细胞吞噬病原体 分泌蛋白的分泌 变形虫排出残渣、废物 外→内 内→外 ①少部分水 ②气体 ③脂溶性分子 ④脂质分子 浓度差 温度 浓度差 转运蛋白数量温度 载体蛋白数量能量 温度 温度 能量 需要 主动运输 课堂小结 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。 ➾膜具选择透过性的结构基础 ➾膜具流动性 胞吞、胞吐 物质跨膜运输与细胞结构的关系 教材隐性知识 2.(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被________降解。 3.(必修1 P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过________作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。 溶酶体 胞吐 胞吞 习题巩固 35 习题巩固 4.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。 试分析其中道理。 蛋白质是大分子有机物，游离的核糖体合成的蛋白质无法被动运输或主动运输排出细胞外，也只能游离在细胞质基质中，供细胞自用；而附在内质网上的核糖体，其合成的蛋白质先进入内质网加工，然后形成囊泡发送到高尔基体进一步加工，成熟的蛋白质又由囊泡包围运输到细胞膜，通过胞吐的方式分泌到细胞外。 36 Experimental Design 实验设计 Part 03 37 1.探究是主动运输还是被动运输 2.探究是自由扩散还是协助扩散 探究物质跨膜运输的实验设计 明确实验目的 分析实验原理 提出实验思路 设计实验步骤 预期结果及结论 单一变量原则 对照原则 平行重复原则 科学性原则 要解决的问题 与该实验进行或检测结果有关的生物学知识 遵循实验原则 材料分组编号 （设置对照实验） 给不同对象实施不同处理 （控制自变量） 给予相同且适宜的条件（控制无关变量） 实验结果的观察与记录 （因变量的检测） 实验结果： 观察出的实验现象 实验现象： 与实验目的相匹配 实验设计基本方法 Exercise check 习题检测 Part 04 40 习题检测 1.一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。 判断下列有关物质跨膜运输的相关表述是否正确。 (1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。 ( ) (2)大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内， 并且要消耗能量。 ( ) (3)被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量， 也不需要借助膜上的转运蛋白。 ( ) (4)主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗细胞的能量， 也需要借助膜上的载体蛋白。 ( ) ✘ ✘ ✘ ✓ 41 习题检测 2.下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是( ) A.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果 B.脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞 C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白但不消耗能量， 属于协助扩散 D.大肠杆菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白， 属于主动运输 A 42 习题检测 3.细胞内的生物大分子(如胃蛋白酶原)运出细胞的方式是( ) A.胞吐 B.协助扩散 C.自由扩散 D.被动运输 A 43 习题检测 4.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人蒸馏水或海水中， 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。 44 习题检测 5.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。 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离子为被动运输；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离子是主动运输。 45 教 学 课 件 天天开心呀 教学完毕谢谢大家聆听 格迪天 null 297346.9 Lavf58.33.100 Lavf58.76.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$