内容正文:
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第4章 细胞的物质输入和输出
S z L w h
人体甲状腺分泌的甲状腺激素,在生命活动中起着重要的作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内的碘浓度比血液高20~25倍。
血液中的I-是250mg/L
甲状腺滤泡上皮细胞I-是血液中的20-25倍
1. 甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?
2. 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?
高浓度
低浓度
不是
是需要
有一定的普遍性
逆浓度梯度运输
问题·探讨
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人红细胞吸收K+(30倍)
轮藻细胞吸收K+
(63倍)
低浓度梯度
小肠上皮细胞吸收
氨基酸,葡萄糖
高浓度梯度
主动运输
考点一
一
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1
概念:
物质逆浓度梯度跨膜运输,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。
主动运输
考点一
一
S z L w h
1
概念:
物质逆浓度梯度跨膜运输,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。
2.特点:
① 逆浓度梯度运输
② 需载体蛋白(通道蛋白×)
③ 需能量(ATP)
3.实例:
Na+、K+、 Ca2+等离子跨膜运输;
葡萄糖、氨基酸等进入小肠上皮细胞
4.主要影响因素:
载体蛋白的种类和数量
能量
(O2浓度、温度)
主动运输
考点一
一
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5.曲线图
载体蛋白数量有限
物质浓度
运输速率
0
.
P
O2浓度
运输速率
0
(Q点由无氧呼吸提供能量)
载体蛋白数量有限
.
P
Q
.
主动运输
考点一
一
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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要。
主动运输
考点一
一
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与社会的联系
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。
主动运输
考点一
一
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协助扩散
主动运输
被动运输
自由扩散
变形虫的胞吞、胞吐示意图
一些生物大分子物质的运输,是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
二
胞吞与胞吐
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1. 胞吞
(1)概念:
(2)实例:
变形虫摄食、白细胞吞噬细菌
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,小囊从细胞膜分离,形成囊泡,进入细胞内部。
二
胞吞与胞吐
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2.胞吐
(1)概念:
(2)实例:
分泌蛋白的分泌
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。
特点:
① 需膜上蛋白质(转运蛋白×)
原理:
依赖细胞膜的流动性
胞吞胞吐
② 需能量
二
胞吞与胞吐
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思考·讨论: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。
细胞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。
参考答案:因为游离于细胞质基质的核糖体,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,包裹在囊跑中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。
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
(物质非跨膜运输方式或囊泡运输)
胞吞
胞吐
被动运输
课堂小结
不同运输方式的比较
同一物质的不同运输方式
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判断下列曲线所代表的物质运输方式
②协助扩散或主动运输
③自由扩散或协助扩散
⑤自由扩散
⑥协助扩散或主动运输
①自由扩散
④主动运输
⑦自由扩散或协助扩散
或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
⑧主动运输
初始浓度
0 Mg2+ Ca2+ SiO44- 离子
培养液中的离子浓度
水稻
番茄
水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高?
水稻吸收水分的相对速率比吸收Ca2+和Mg2+快,
造成培养液中的Ca2+和Mg2+相对浓度上升。
植物吸收水分和吸收离子是两个相对独立的过程。
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知识拓展
两类主动运输
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
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+浓度梯度的能量。但是Na+浓度梯度的建立是依靠Na+-K+泵的,而Na+-K+需要消耗ATP。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
知识拓展
两类主动运输
考向突破
(1)被动运输都是顺浓度梯度进行的,不需要载体和能量( )
(2)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等( )
(3)离子进出细胞的方式都是主动运输( )
(4)温度不会影响物质跨膜运输( )
(5)需要消耗能量的运输方式一定是主动运输( )
(6)与主动运输有关的细胞器有核糖体和线粒体( )
(7)胞吞形成的囊泡在细胞内可被溶酶体降解( )
(8)物质运输过程中的囊泡只能来自内质网、高尔基体( )
(9)只有协助扩散和主动运输受细胞膜上蛋白质的影响( )
(10)胞吞、胞吐过程会导致膜成分的更新( )
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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。
考点三
三
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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。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。
植株+培养液
呼吸
抑制剂
对某物质吸收减弱或停止
不影响物质吸收
主动运输
被动运输
具体步骤:取甲、两组⽣⻓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,乙组完全抑制细胞呼吸;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,说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。
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