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

4.2 主动运输与胞吞、胞吐 必修1/第4章/细胞的物质输入和输出/ 学习目标 阐明主动运输的过程、特点和意义。 举例说明胞吞、胞吐的过程。 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？ 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。 不是。被动运输是顺着浓度梯度的。 需要 具有普遍性 在生物细胞中有很多物质的跨膜运输逆浓度梯度的，例如，， ③需要载体蛋白 1.概念 2.特点 ①低浓度→高浓度（逆浓度梯度运输） ②需要消耗能量（ATP) 一、主动运输 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。 （阅读p69-70，找出主动运输的概念、总结过程及意义3-5分钟） 3.过程 结合：离子或分子与载体蛋白(专一性)结合 构象改变：在能量的推动下，载体蛋白空间结构改变，将物质运输 到膜的另一侧 复原：载体蛋白又恢复原状。 细胞外 细胞内 细胞膜 能量 5.意义 通过主动运输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，保证细胞和个体生命活动的需要。 4.实例 ①K+、Na+、Ca+等离子逆浓度跨膜运输 ②小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质 囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞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。 Cl-转运蛋白功能异常 Cl-聚集于细胞内 导致胞内渗透压上升 黏液丢失水分变粘稠，无法及时清除 造成 细菌感染 8 6.影响因素： ①载体蛋白的数量 运输速率 物质浓度 P点 （载体蛋白饱和点） P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限。 ②温度 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 影响 影响 物质运输速率 9 6.影响因素： 载体蛋白的数量有限 O 能量 运输速率 P O O2浓度 运输速率 载体蛋白的数量有限 Q P ③能量供应（O2浓度） 无氧呼吸提供能量 PQ段，随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越高；Q点后，当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运动速率不再增加。 10 归纳小结：物质跨膜运输方式的比较 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 H2O、CO2、O2、 甘油、乙醇、苯 红细胞吸收 葡萄糖 小肠绒毛上皮细胞 吸收葡萄糖 影响因素 （载体蛋白/通道蛋白） （载体蛋白） （ ATP或离子驱动 ） 浓度差 浓度差、转运蛋白的种类和数量 能量、转运蛋白的种类和数量 （由高浓度向低浓度） （由高浓度向低浓度） （由低浓度向高浓度） —、概念检测 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。（ ） × × × √ 转运蛋白可以帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是对蛋白质和多糖等大分子有机物却无能为力。那么，大分子有机物是通过什么方式进出细胞的呢？ 如：变形虫摄取水中的有机物颗粒、分泌蛋白的释放 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，这种现象叫胞吞 概念： 实例： 变形虫摄取有机物颗粒。 二、胞吞与胞吐 2.胞吐 概念： 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，这种现象叫胞吐。 分泌蛋白（消化酶、蛋白质类激素、抗体）的释放， 乳腺细胞合成的蛋白质， 变形虫排除食物残渣。 实例： 胞吐与胞吐特点： 1.需要消耗能量； 2.不需要转运蛋白，但需要细胞膜上特定蛋白质的识别； 15 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。 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。 胞吞、胞吐过程的特点及意义 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.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。 二.胞吞与胞吐 变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。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。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。 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，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果 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 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.自由扩散 C.协助扩散 D.被动运输 A A —、概念检测 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，伸缩泡的伸缩频率加快， 放入海水中，伸缩泡的伸缩频率减慢。 2.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。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、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 预测结果：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，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。 课堂小结 转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化， 对许多物质的跨膜运输起决定作用。 复习与提高(P74) 一、选择题 1. 将发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发生的变化是( ) A.液泡的颜色逐渐变浅 B.细胞吸水直至涨破 C.原生质层逐渐增厚 D.细胞体积明显增大 2.将刚萎蔦的菜叶放入清水中，菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是( ) A.自由扩散和协助扩散 B.主动运输和胞吞 C.自由扩散和主动运输 D.协助扩散和主动运输 A A 复习与提高(P74) 一、选择题 3.下列物质通过细胞膜时需要载体蛋白的是 ( ) A.水进入根毛细胞 B.氧进入肺泡细胞 C.K+被吸收进入小肠绒毛上皮细胞 D.二氧化碳进入毛细血管 C 复习与提高(P74) 一、选择题 4.红苋菜的叶肉细胞中含有花青素。若将红蒐菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是 ( ) A.花青素在水等无机溶剂中难以溶解 B.水温升高使花青素的溶解度增大 C.加热使细胞壁失去了选择透过性 D.加热使叶肉细胞的生物膜被破坏 D 复习与提高(P74) 二、非选择题 1.完成下面有关物质进出细胞方式的概念图。 物质进出细胞的方式 方式 自由扩散 特点 举例 从高浓度到低浓度 不需要载体蛋白 不消耗能量 O2、CO2进出细胞 特点 举例 特点 举例 协助扩散 主动运输 特点 举例 胞吞、胞吐 大分子有机物 颗粒物进出细胞 消耗能量 从高浓度到低浓度 需要载体蛋白 不消耗能量 从低浓度到高浓度 需要载体蛋白 消耗能量 葡萄糖进入红细胞 红细胞吸收钾离子 细胞分泌蛋白类激素 复习与提高(P74) 二、非选择题 2.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_______________________ ________________________________________________________ 。 (2)通过主动运输排出细胞的离子是_________ ,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着浓度梯度进行。 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着浓度梯度进行。 复习与提高(P74) 二、非选择题 3.用物质的量浓度为2mol·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2mol·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 复习与提高(P74) 二、非选择题 3.用物质的量浓度为2mol·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。 (3)在2min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 Lavf55.33.100 $$