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（2019）必修1

什么是渗透作用? 渗透作用的发生条件？ 渗透作用中水的扩散方向？ 哺乳动物红细胞在不同浓度的氯化钠溶液中，会发生什么变化？ 动物能发生渗透作用吗？为什么？ 当外界溶液浓度低时，红细胞一定吸水涨破吗？ 原生质层的组成？ 探究性实验的步骤？ 质壁分离实验原理？ 质壁分离的实验材料？为什么选择它？ 质壁分离实验中谁和谁分离？ 原生质层和细胞壁之间是什么物质？ 质壁分离及其复原实验中，观察什么？ 质壁分离实验结果中我们观察到紫色区域大小和颜色怎么变化？ 质壁分离实验用什么显微镜？ 怎样让质壁分离的细胞发生复原？ 细胞在什么溶液中会发生质壁分离的自动复原？什么样的细胞能发生质壁分离现象？植物能发生渗透作用吗？为什么？被动运输的定义？被动运输的分类？什么叫做自由扩散？哪些物质以自由扩散的方式进出细胞？自由扩散的特点？什么叫做协助扩散？哪些物质以协助扩散的方式进出细胞？协助扩散的特点？转运蛋白的种类？载体蛋白的作用机制？通道蛋白的作用机制？ 1 主 动 运 输 主 动 运 输 主 动 运 输 主 动 运 输 主 动 运 输 胞 吞 胞 吐 主 动 运 输 2 第二节 主动运输与胞吞、胞吐 第4章 细胞的物质输入和输出 情境视频 尿液的形成 肾脏是人体的重要器官，它由170～240 万个肾单位（肾小球、肾小囊和肾小管）组 成，肾的基本功能是生成尿液。 主动运输 一 胞吞、胞吐 二 目录 主动运输 一 水通道蛋白 事实 肾小球滤过量180L/d，尿量1.5L/d。 主动运输 一 事实2 肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g 资料1：肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 毛细血管 Na+ K+ Na+ K+ Na+ Na+ K+ ATP ADP 肾小管上皮细胞 肾小管官腔 通道蛋白 载体蛋白 探究Na+进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 主动运输 一 资料：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 （1）肾小管管腔中原尿里大量的Na+以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 （2）Na+以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 毛细血管 Na+ K+ Na+ K+ Na+ Na+ K+ ATP ADP 肾小管上皮细胞 肾小管官腔 通道蛋白 载体蛋白 主动运输 一 资料：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 协助扩散， Na+顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。 毛细血管 Na+ K+ Na+ K+ Na+ Na+ K+ ATP ADP 肾小管上皮细胞 肾小管官腔 通道蛋白 载体蛋白 （1）肾小管管腔中原尿里大量的Na+以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 主动运输 一 资料：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量，是主动运输 毛细血管 Na+ K+ Na+ K+ Na+ Na+ K+ ATP ADP 肾小管上皮细胞 肾小管官腔 通道蛋白 载体蛋白 （2）Na+以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 钠钾泵 问题：1、载体蛋白有没有特异性呢？ 主动运输 一 逆浓度梯度 特点： 1 2 3 需要载体蛋白的协助 需要能量。 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。 概念： 细胞膜 ATP→ADP+Pi+ 细胞外 细胞内 能量 结合课本P69内容，概述主动运输的过程。 任务 主动运输 一 载体蛋白具有专一性：通常只适合与一种或一类离子或分子结合！ 主动运输 一 ①轮藻细胞吸收K+（63倍） ④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。 ②甲状腺细胞吸收碘离子 ③动物细胞吸收K+和排出Na+(Na+-K+泵) 哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度 细胞内ci 血浆中co Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L K+ 约100mmol/L 约5mmol/L 主动运输其他实例 为什么细胞不惜消耗能量也要运输这些物质呢？ 普遍存在 主动运输 一 请根据资料分析主动运输的意义。 任务 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40～60mmol氢离子（H+）固定酸，这些H+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H+功能可以确保其从尿液中顺利排出。 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求。 意义 与社会的联系 囊性纤维化： 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，导致患者支气管中粘液增多，造成细菌感染。 探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 (1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别 是何种方式？ (2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响？ (3)同种物质进出细胞的方式是否相同？ 事实3 原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收 资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。 资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。 事实3 原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收 进：主动运输 出：协助扩散 探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 (1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别 是何种方式？ 事实3 原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收 有影响。葡萄糖进入细胞需要利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵。 资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。 探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 (2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响？ 事实3 原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收 不同 葡萄糖：进，主动运输 出，协助扩散 Na+ ：进，协助扩散 出，主动运输 资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。 探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 (3)同种物质进出细胞的方式是否相同？ 主动运输 一 直接型 直接消耗ATP的主动运输 （ATP驱动泵） 间接型 利用依赖ATP的Na+-K+泵活动建立的细胞膜两侧Na+的跨膜浓度梯度主动运输 类型 主动运输 一 任务 资料1：若切断肾的供氧渠道，重吸收马上停止。 资料2：载体介导的跨膜转运速率存在饱和现象，表现为载体对所转运物存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。 氧气供应和载体蛋白的数量会影响主动运输的速率。 主动运输 一 物质逆浓度进行跨膜运输 特点： 1 2 3 需要载体蛋白的协助 需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 影响因素 能量 决定所运输的物质的种类和数量。载体蛋白的数量有限，当细胞膜上的载体蛋白数量达到饱和时，细胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而加快。 凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输，如O2浓度、温度等。 载体蛋白的种类和数量 分析影响主动运输的速率的因素。 ②运输方式： ； 影响a点运输速率的因是： ；b点之后运输速率不再改变的原因是 。 分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素 运输方式： ； 影响物质运输速率的因素有： 。 自由扩散 物质浓度 协助扩散或主动运输 物质浓度 膜上转运蛋白的数量有限 /+能量的限制（主动运输） 归纳总结 ③的运输方式是 。 ④的运输方式是 。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是 ；c点之后运输速率不再改变的原因是_________________ _________。 自由扩散或协助扩散 主动运输 氧气浓度 膜上载体蛋白的 数量有限 分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素 归纳总结 1.(2023·云南昆明高一期末)Na＋－K＋泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在运输Na＋和K＋时离不开ATP的水解。下列叙述错误的是 A.Na＋－K＋泵与ATP的水解有关 B.Na＋－K＋泵可以逆浓度梯度运输Na＋和K＋ C.Na＋－K＋泵每次转运时都会发生自身构象的改变 D.抑制细胞呼吸不影响Na＋－K＋泵的工作效率 √ Na＋－K＋泵在运输Na＋和K＋时离不开ATP的水解供能，抑制细胞呼吸会影响Na＋－K＋泵的工作效率，D错误。 跟踪训练 2.(2023·湖北部分高中协作体联考高一期中)如图是Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。靠近肠腔一侧的小肠上皮细胞表面具有Na＋－葡萄糖同向运输载体，小肠上皮细胞从肠腔吸收2个Na＋的同时会吸收1个葡萄糖分子。进入小肠上皮细胞中的葡萄糖分子可通过载体运输进入组织液，而Na＋则通过Na＋－K＋泵进入组织液。下列相关叙述错误的是 A.图中葡萄糖出小肠上皮细胞的跨膜运输方式为主动运输 B.减小小肠肠腔的Na＋浓度，不利于小肠上皮细胞对肠腔中葡萄糖的吸收 C.细胞通过GLUT运输葡萄糖的速率与细胞内葡萄糖浓度有关 D.细胞通过SGLT运输Na＋的方式是协助扩散 √ 协助扩散 三种运输方式的判断： （1）是否消耗能量：只要运输耗能则为主动运输。 （2）是否顺浓度梯度：只要是低浓度到高浓度，就是主动运输。 （3）是否需要载体蛋白：不需要载体蛋白就是自由扩散。需要载体蛋白则通过浓度、能量进一步判断。 消耗能量的运输方式一定是主动运输吗？ ？ 【归纳提升】 主动运输 一 胞吞、胞吐 二 目录 胞吞、胞吐 二 请据图文和视频资料辨析大分子物质进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 资料：一些大分子物质会与细胞膜上的特定蛋白质相互识别并被“拽住”，细胞膜内陷形成小囊泡，在能量的作用下，最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中。 1.胞吞：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。 实例：变形虫摄取食物、吞噬细胞吞噬病原体等 胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 胞吞、胞吐 二 2.胞吐：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。 实例：分泌蛋白、变形虫排出食物残渣和废物等 胞吐 胞吞、胞吐 二 胞吞、胞吐 二 请据图文和视频资料辨析大分子物质进、出肾小管上皮细胞的方式 任务 （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 细胞膜的流动性 消耗能量、不需要载体（但需要膜上的蛋白质的参与） 大分子或颗粒。(注：某些小分子物质也可以通过胞吐方式运输。) 1.运输的物质： 2.运输特点： 3.结构基础： 总结胞吞、胞吐 任务 胞吞、胞吐 二 1.胞吞胞吐的实现与生物膜结构的特性有什么关系？ ？ 细胞膜结构的流动性是胞吞胞吐的基础；胞吞胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。 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。 与社会的联系 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，引发阿米巴痢疾。 课堂小结 不带电荷的小分子 离子和有机小分子 大分子物质 借助转运蛋白质通过协助扩散或主动运输进出细胞 通过胞吞或胞吐的方式进出细胞，需要蛋白质的参与，也与膜的流动性相关 自由扩散进出细胞 具有专一性，其种类和数量,或其空间结构的变化对物质的跨膜运输起决定性作用（细胞膜选择透过性的基础） 课堂小结 运输方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐 运输方向 顺浓度 顺浓度 逆浓度 外到内 内到外 能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 消耗 运输动力 浓度差 浓度差 细胞呼吸供能 细胞呼吸供能 细胞呼吸供能 转运蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要 运输实例 O2、CO2、脂溶性小分子等 葡萄糖进入红细胞等 葡萄糖进入小肠上皮细胞等 免疫细胞吞噬病菌 分泌蛋白的产生 P72:练习与应用拓展应用 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.提示: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是主动运输。 哪些物质主动运输的方式进出细胞？具体例子？ 什么是主动运输？ 主动运输的特点？ 主动运输的意义？ 大分子物质进出细胞的方式？ 胞吞的过程？ 胞吞形成的囊泡进入细胞后的变化？ 胞吞和胞吐消耗能量吗？体现了细胞膜的什么结构特性？ 游离核糖体和附着核糖体功能上的不同？ 细胞膜的功能特性？ 细胞膜具有选择透过性的结构基础？ 动物细胞内外钠离子和钾离子分布上的不同？ 3.(2023·甘肃天水高一期末)如图表示发生在细胞膜上的大分子物质“外排”和“内吞”的过程。下列对有关原理或意义的说法，错误的是 A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生 B.变形虫是以b的方式吞噬食物的 C.a与b两种运输方式只存在于大分子物质的运输中 D.b需要细胞的表面识别和内部供能才可能完成 √ 跟踪训练 胞吞和内吞也可运输小分子物质，如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等 4.(2023·湖南长沙高一期中)在适宜条件下，测得某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。下列叙述错误的是 √ A.根据实验结果确定a是通过自由扩散方式跨膜运输的 B.根据实验结果发现b是通过协助扩散方式跨膜运输的 C.根细胞对b的吸收速率不会无限增加的原因可能是转运蛋白数量有限 D.动物体内O2、乙醇的跨膜运输方式与a相同 也可能是主动运输 Lavf59.27.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37 $$