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一

方式 自由扩散 协助扩散 条件 能量 转运蛋白 速率影响因素 实例 运输方向 不需要 不需要 不需要 需要 O2、CO2、脂溶性小分子 离子、一些小分子有机物 被运物质浓度高的一侧→浓度低的一侧（顺梯度） 浓度差 浓度差、转运蛋白 温故知新：被动运输 思考：生命活动需要的各种物质都可以通过被动运输完成吗？ 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。 问题探讨 不是，被动运输的条件是高浓度到低浓度的运输， 而甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是低浓度到高浓度的运输。 1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？ 需要细胞提供能量 2.联想骑车上坡的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？ 问题探讨 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？ 实例三 轮藻细胞中K+的 浓度比周围水环境高63倍。 实例一 实例二 红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是_____浓度梯度运输。 小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是_____浓度梯度运输。 轮藻细胞从周围环境中吸收K+是______浓度梯度运输。 逆 逆 逆 低浓度梯度转运的跨膜运输具有普遍性 第四章 细胞的物质输入与输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 S z L w h 学习目标 1、阐明主动运输的过程、特点和意义； 2、指出被动运输与主动运输的异同点； 3、举例说出大分子物质进出细胞的方式并说明其过程； 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。 一、主动运输 结合 形变 复原 ①被运输的物质与 膜上的载体蛋白结合。 ②载体蛋白与物质结合后，在能量的推动下，载体蛋白的空间结构发生变化。 ③将物质运输到膜的另一侧并释放出来，载体蛋白恢复原状。 一、主动运输 载体蛋白的特点 具有特异性（或专一性） 与被转运的离子或分子结合 转运过程中空间结构发生变化 可重复利用 具有饱和性 既能进行主动运输，又能进行被动运输 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的化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 逆浓度梯度运输 需要载体蛋白协助 需要消耗能量 2、特点 3、实例 ①离子逆浓度梯度运输（植物根部细胞吸收无机盐离子） ②小肠上皮细胞、肾小管细胞吸收氨基酸、葡萄糖等 一、主动运输 4、影响因素 载体蛋白的数量、能量供应、温度 O 能量 运输速率 P 限制因素： 载体蛋白 的数量有限 限制因素： 能量 O 载体蛋白的数量 运输速率 限制因素： 能量 限制因素： 载体蛋白的数量 P 特别提醒：凡是能影响能量供应的因素，都会影响主动运输的速度，如氧气、温度等。 一、主动运输 4、影响因素 无氧呼吸提供能量 P点后，运输速率受载体蛋白数量限制 a点后，胞外<胞内 逆浓度梯度运输 运输速率 (V) O2浓度 P 细胞内浓度 时间 细胞外浓度 a 一、主动运输 5、类型： ATP驱动 协同转运 光驱动 5、类型： （1）直接消耗ATP的主动运输 通常称为泵（ATP驱动泵） 例：Na+-K+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。 5、类型： （2）、间接消耗ATP的主动运输（协同运输） 5、类型： （2）、间接消耗ATP的主动运输（协同运输） 同向转运 逆向转运 细胞外 Na+浓度高 Na+顺浓度内流 为其他物质逆浓度运输提供能量 （2）、间接消耗ATP的主动运输（协同运输） 例1：Na+-葡萄糖同向转运载体存在于小肠和肾小管的上皮细胞 肾小管上皮细胞和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+泵，需要消耗ATP。 （2）、间接消耗ATP的主动运输（协同运输） 例2：植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体 （3）、光驱动泵 例：一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。 光能 H+浓度差(势能) ATP中的化学能 一、主动运输 6、意义： 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求。 桐花树的泌盐现象 生活在高盐度的海水中，通过叶片排出多余的盐份，维持体内低浓度的盐类，以减轻盐对植物的伤害。 维持细胞内外浓度差 结果: 一、主动运输 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，造成细菌感染。 7、与社会的联系 ：囊性纤维病 肺 黏液阻塞了气道 治疗思路: 从载体蛋白的特异性入手，增加载体蛋白的数量 归纳总结 小分子物质三种跨膜运输方式比较 自由扩散 协助扩散 主动运输 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 转运蛋白 不需要 需要 需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 举例 水、CO2、O2、 甘油、乙醇、苯 水、离子 红细胞吸收葡萄糖 离子、氨基酸 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 （载体蛋白/通道蛋白） （载体蛋白） 细胞外 细胞内 b c d e a 代表各种物质分子或离子 能量 能量 当堂检测 (1) 在a-e的五种过程中，代表被动运输的是________________。 (2) 可能代表氧气运输过程的是图中编号___________________； 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号__________。 b、c、d b a 2.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列正确的是 (　　) A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 C 当堂检测 C、动物CO中毒会导致O2供应不足，抑制有氧呼吸，导致ATP产生不足，进而降低运输效率 3.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是( ) A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞 是不需耗能的主动运输 B.Na＋从小肠上皮细胞进入组织液 是需要消耗ATP的主动运输 C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随 D.Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为 被动运输 A 当堂检测 提醒：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定 4.如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO-的曲线图。则影响a、b两点和b、c两点吸收量不同的因素分别是(　　) A．载体蛋白数量、能量 B．能量、载体蛋白数量 C．载体蛋白数量、离子浓度 D．能量、离子浓度 B 当堂检测 5.表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是 (　　) A、脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B、与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C、方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D、抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响 C 当堂检测 二、胞吞与胞吐 二、胞吞与胞吐 1、胞吞： 大分子 膜蛋白 实例： 白细胞吞噬病菌、衰老死亡的细胞、癌细胞； 变形虫摄取食物。 特点： 不需要载体蛋白(但需要与特定的膜蛋白识别)； 消耗能量 二、胞吞与胞吐 2、胞吐： 1 大分子物质 2 囊泡 在细胞内形成 3 排出细胞 移动到细胞膜处，与其融合 乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶排出细胞外等 二、胞吞与胞吐 胞吞与胞吐特点 运输对象一般为大分子物质 【注意】神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐。 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 【思考】 1. 胞吞，胞吐穿过了几层磷脂双分子层？ 2. 温度是否影响跨膜运输和囊泡运输？ 0层 会，温度不仅影响呼吸作用，从而影响能量的供给， 还会影响膜的流动性。 二、胞吞与胞吐 在人体肠道内寄生的一种变形虫:痢疾内变形虫，能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，并引发阿米巴痢疾。 痢疾内变形虫吞噬人体细胞 这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。 物质跨膜运输方式的判断 提醒：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定 1、下图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图,下列与此图相关的叙述中,正确的是(　　) A. 与氧气进出细胞相符的图有①③⑤ B. 与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥ C. 与K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤ D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥ A ②③ ②④⑥ 自由扩散 协助扩散或主动运输 自由扩散或协助扩散 主动运输 自由扩散 主动运输或协助扩散 当堂检测 当堂检测 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 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。 思路 预期结果 （1）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。 （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+、K+ 的吸收速率。 （1）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。 （2）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。 当堂检测 小结 探究物质跨膜运输的实验设计 1.探究是主动运输还是被动运输 主动运输 被动运输 2.探究是自由扩散还是协助扩散 协助扩散 自由扩散 2、水存在两种跨膜运输机制:一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道一水孔蛋白跨膜运输。研究者据此提出的实验思路如下： ①实验分组： 甲组：肾小管上皮细胞+生理盐水配制的蛋白酶液 乙组：肾小管上皮细胞+X ②将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察破裂的细胞数目。 （1）实验目的:_____________________________。 （2）题中X是____________________。 （3）若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明___________________________________；若甲组极少的细胞发生破裂，说明__________________________________ ；若出现_______________________________________________________________，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。 探究肾小管上皮细胞的吸水方式 等量的生理盐水 肾小管上皮细胞主要通过自由扩散吸水 肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水 甲乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少 当堂检测 3.下图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图回答问题。 （1）通过主动运输进入细胞的离子是__________，你作出判断的依据是 K+和Mg2+ 这两种离子的浓度细胞内大于细胞外，细胞若要吸收这两种离子必须逆浓度梯度进行 （2）通过主动运输排出细胞的离子是__________，你作出判断的依据是 _________________________。 Na+和Cl- 这两种离子的浓度细胞内小于细胞外，细胞若要排出这两种离子必须逆浓度梯度进行 当堂检测 4.用物质的量浓度为2 mol • L-1的乙二醇溶液和2 mol•L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。回答问题。 (1)原生质体体积A-B段的变化说明：在该段时间内水从原生质体______ ，细胞液的浓度_______ 。 (2)在1min后，处于2 mol• L-1蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将_________________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_______ 溶液。要使该细胞快速复原，应将其置于______ 中。 渗出 增大 缓慢增大后趋于稳定 蔗糖 清水 当堂检测 (3)在2 min后，处于2mol • L-1乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化是由于_______ 逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度______ 。 (4)并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有______等结构特点。 乙二醇 增大 大液泡 5.用物质的量浓度为2 mol • L-1的乙二醇溶液和2 mol•L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。回答问题。 当堂检测 流动性 体现 选择透过性 体现 课堂小结 Lavf58.33.100 Microsoft Game DVR 【生物大师 高中】主动运输和胞吞胞吐——千与千寻_哔哩哔哩_bilibili — Mozilla Firefox Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 $$