内容正文:
人体甲状腺分泌甲状腺激素,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碘浓度比血液中高20~25倍。
讨论:
甲状腺滤泡上皮细胞
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?
不是(低浓度→高浓度)
需要细胞提供能量
问题探讨
具有普遍性
(1)红细胞从血浆中吸收K+,排出Na+是_____浓度梯度运输。
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外(血浆)
排出
吸收
0.3 2.2
1.6 5.8
小肠液
小肠上皮细胞内
葡萄糖
氨基酸
吸收
吸收
逆
逆
(2)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。
胡萝卜植株对磷酸盐的吸收可以从低浓度到高浓度,为探究胡萝卜对磷酸盐的吸收是否需要能量,研究人员做了以下实验:
KH2PO4
+有氧呼吸抑制剂
KH2PO4
+蒸馏水
成熟的
胡萝卜片
成熟的胡萝卜片
细胞完成逆浓度梯度运输需要能量
硝酸盐的浓度差 mg/L 实验前后溶液中
资料1:
为探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白
①研究人员合成人工膜将其置于磷酸盐溶液中,并提供能量,一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度几乎没有发生改变。
②随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入某种蛋白质,将新合成的人工膜其置于磷酸盐溶液中,并提供能量,一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度降低了
细胞完成逆浓度梯度运输需要转运蛋白
资料2:
载体蛋白
能量
1.概念:物质 浓度梯度进行跨膜运输,需要 的协助,同时还需要 。
2.特点: 。
逆
载体蛋白
消耗能量
①逆浓度梯度运输
③需载体蛋白协助
②消耗细胞内的能量
(一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合)
一、主动运输
3.特点
(1)具有特异性(或专一性);
(3)转运过程中空间结构发生变化;
(2)与被转运的离子或分子结合;
(4)可重复利用。
4.影响主动运输速率的内部因素: 。
载体数量、能量
一、主动运输
5.与主动运输有关的细胞器: 。
核糖体(合成载体蛋白); 线粒体(产生能量)
6.主动运输实例:
①植物根部吸收无机盐离子(中耕松土)
②动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵);
③小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。
7. 意义:保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
外界因素呢?
氧气浓度、温度等
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输
方向
是否需要转运蛋白
是否需要消耗能量
影响运输的因素
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺
逆
No
是(载体或通道)
载体
No
No
Yes
浓度差
浓度差、
载体数量
载体的种类和数量氧浓度、温度等
大分子物质如何进出细胞?
与膜上的蛋白质结合(通常)
细胞膜内陷
大分子物质
小囊
囊泡
包围着大分子
从细胞膜分离
胞吞:
大分子物质
在细胞内形成
囊泡
排出
移动到细胞膜处,与其融合
胞吐:
大分子
膜蛋白
二、胞吞、胞吐
1.胞吞需要膜蛋白吗?
2.胞吐可以运输小分子吗?
3.被动运输和主动运输主要体现了膜的什么特点?胞吞和胞吐呢?
4.只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗?
5.胞吞是主动运输吗?有没有真正跨膜?
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查和废物。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,通过胞呑作用“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。
与社会的联系
痢疾内变形虫吞噬人体细胞
运输
方式 浓度
方向 载体 能量 实 例 图例
小分子
一般是大分子
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
高→低
高→低
低→高
进入 细胞
排出 细胞
×
×
×
√
√
①气体:氧气、二氧化碳
②脂溶性小分子:甘油、脂肪酸
③水
葡萄糖进入红细胞、Na+进细胞、
K+出细胞、水
葡萄糖进入小肠与肾小管细胞、 氨基酸/K+进细胞、Na+出细胞
白细胞吞噬病菌、 变形虫摄取食物
分泌蛋白的外排 (蛋白类激素、乳蛋白、消化酶)
×
×
√
√
√
提醒
(1)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输;神经细胞膜上运入K+的方式为主动运输,运出K+的方式为协助扩散,运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性。
(2)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核,而不是通过胞吞、胞吐。
(3)胞吐不是只能运输大分子物质,也可以运输小分子物质,如神经递质。
P72 一、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( )
×
×
×
√
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?
答案: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.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
提示:是否需要能量——细胞呼吸——呼吸抑制剂
具体步骤:
1、将生长状态相同的柽柳幼苗分甲、两组,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;(加入呼吸抑制剂)
3、一段时间后测定两组植株根系对 Ca2+、K+的吸收速率。
预期结果与结论:若两组植株对 Ca2+、K+的吸收速率相同,则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,则柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。
如何证明是自由扩散还是协助扩散?
加入蛋白抑制剂、蛋白酶
1、红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同点是( )
A、都可以从低浓度的一边到高浓度的一边
B、都需要供给ATP
C、都需要载体协助
D、既需要载体协助又需要消耗能量
C
2.右图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是
A.载体数量、能量
B.能量、离子浓度
C.载体数量、离子浓度
D.能量、载体数量
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3.(2025·广东湛江模拟)如图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图,下列相关叙述不正确的是( )
A.Ca2+逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质
B.有氧呼吸增强可促进Ca2+进入液泡
C.Na+进入液泡的方式属于主动运输
D.液泡中的pH环境与动物细胞中的溶酶体中的类似
A
4.溶酶体膜上的载体蛋白和Cl-转运蛋白都能运输 ,溶酶体内浓度由载体蛋白维持,转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出的同时把逆浓度梯度运入溶酶体。转运蛋白缺失突变体的细胞中,Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )
D
A. 进入溶酶体的方式属于主动运输
B. 载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
降低/失活
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