4.2 主动运输与胞吞胞吐课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第4章　细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 人教版高中生物 必修1 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的浓度比血液中高20-25倍。 讨论 1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？ 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？ 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？ 不是 需要细胞提供能量 具有普遍性 甲状腺滤泡上皮细胞 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 ①轮藻细胞吸收K+（63倍） ③小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。 ②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 普遍存在 细胞能保持内外离子浓度差恒定， 是因为这些离子是逆浓度梯度运输。逆浓度梯度运输是如何进行的呢？运输方式是什么呢? 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 任务：阅读P69-70并结合图4-6找出主动运输的概念、运输方向、特点、实例及影响因素 1.概念： 2.运输方向： 3.特点： 4.实例： 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。 （低浓度→高浓度） 逆浓度梯度运输 ①需要载体蛋白 ②消耗能量 外 内 细胞膜 载体蛋白 能量 小分子物质 离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞 (具有专一性/特异性) 原因：一种载体蛋白通常只适合与一种或一类的离子或分子结合 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 4.实例分析： 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。图中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 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 4.实例分析： 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。图中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 以协助扩散进入肾小管上皮细胞；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。 （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。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 4.实例分析： 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。图中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 以主动运输运出肾小管上皮细胞；逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且需要消耗能量。 （2）Na+以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 同一物质进入不同组织细胞的方式可能不同。 同一物质进出同一细胞的方式也可能不同 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 5.类型： 第一类：直接消耗ATP的主动运输。通常称为“泵”(ATP驱动泵) ②Na+ - K+泵 ①H+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 5.类型： 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+浓度差所产生的电化学势能。但是Na+浓度差的建立是依靠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。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 6.意义：请根据资料分析主动运输的意义 资料：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。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 7.影响因素：据资料分析影响主动运输的速率的因素 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。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 物质逆浓度进行跨膜运输 概念模型 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 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 7.影响因素： (1)载体蛋白的种类和数量 (2)能量(氧气) （载体蛋白饱和点） 运输速率 O2浓度 P点 Q点 （由无氧呼吸提供能量） 运输速率 载体蛋白数量 P点 （载体蛋白饱和点） 主动运输中，载体蛋白数量达到一定程度后，转运速率不再增加（如图P点），原因是受能量供应限制。 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。 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 7.影响因素： 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 (3)物质的浓度 P P点之后 限制因素： 载体蛋白 数量有限 P点之前 限制因素： 物质的 浓度 物质的浓度 (4)温度 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 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 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 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 课堂训练 1.分析下列曲线所代表的物质跨膜运输方式及物质运输速率的影响因素 (1)①代表的运输方式是 ， 影响物质运输速率的因素是 。 (2)②代表的运输方式是 。 影响a点运输速率的因素是_________；b点之后运输速率不再改变的原因是_______________________________。 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 (3)被动运输可以用③表示，主动运输可以用④表示，这说明_____________________ ___________________；④图示中，c点之后运输速率不再改变的原因是 。 被动运输不需要能量， 主动运输需要能量 膜上载体蛋白的数量有限 人教版高中生物 必修1 一 主动运输 课堂训练 2.下面是胡萝卜在不同氧气浓度情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲线图，导致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 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 淀粉酶和胰岛素都是蛋白质，是生物大分子，因此无法像CO2这样通过自由扩散穿过细胞膜的磷脂双分子层。协助扩散和主动运输都是需要细胞膜上的转运蛋白的运输方式，是用来运输离子和小分子的，也无法转运这些大分子。 【思考】：唾液腺细胞能分泌淀粉酶，胰岛细胞能分泌胰岛素。淀粉酶和胰岛素能通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？请你根据细胞膜的结构组成做出分析。 转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小分子通过细胞膜，但是，对于蛋白质和多糖等生物大分子的运输却无能为力——这就要依靠胞吞和胞吐运输方式。 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 看视频和阅读P70-71并结合图4-8找出胞吞胞吐的概念、运输方向、特点、实例及影响因素 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 (1)概念： (2)运输方向： (3)特点： (4)实例： 细胞外 细胞内 当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上蛋白质结合，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，这种现象叫做胞吞。 细胞外→细胞内 ①不需要转运蛋白 ②消耗能量 ①白细胞吞噬病菌 ②变形虫吞食食物颗粒 (5)影响因素： 能量、温度 1.胞吞 ③需要细胞膜上特定蛋白质的识别 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 (1)概念： (2)运输方向： (3)特点： (4)实例： 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。 细胞内→细胞外 ①不需要转运蛋白 ②消耗能量 分泌蛋白的分泌 (5)影响因素： 能量、温度 细胞外 细胞内 (如：胰岛素、消化酶、抗体等) 2.胞吐 ③需要特定膜蛋白参与识别 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 3. 胞吞、胞吐的意义： 细胞通过胞吐向外分泌分泌蛋白和激素； 通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片； 保证生命活动的正常进行。 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、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。 痢疾内变形虫寄生在人体肠道内。 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。 预防阿米巴痢疾措施：要注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设。 人教版高中生物 必修1 二 胞吞、胞吐 课堂训练 3.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叙述，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 C 人教版高中生物 必修1 课堂小结 判断物质出入细胞的方式 根据 分子大小 胞吞 胞吐 跨膜运输 被动运输 主动运输 协助扩散 自由扩散 大分子 小分子 离子 是否需要载体 不需要 需要 是否消耗能量 消耗 不消耗 选择透过性 流动性 注意：1.神经递质为小分子物质，但释放的方式也是胞吐 2.通过核孔运输的大分子物质有mRNA（从细胞核出来到细胞质参与翻译过程）、蛋白质（如组成染色体的蛋白质）等 人教版高中生物 必修1 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 人教版高中生物 必修1 谢 谢！ 人教版高中生物 必修1 $