4.2 主动运输与胞吞、胞吐（精品课件）2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

必修一 分子与细胞 Cell is the basic unit of biological activity, including Cell Membrane, Cytoplasm, nucleus and other basic structures. 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 学习目标及重难点： 学习重、难点： 1.主动运输的过程和特点。 2.胞吞胞吐的过程。 学习目标： 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。 2.举例说明胞吞和胞吐的过程。 3.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。 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。 讨论: 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。 需要细胞提供能量。 具有普遍性。 问题探讨： 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 钠钾泵 【思考】 哺乳动物细胞怎样建立和维持细胞内高浓度的K+、细胞外高浓度的Na+? 一、主动运输： 定义： 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，这种方式叫作主动运输。 三要素： 1.逆浓度梯度 2.载体蛋白 3.能量（ATP） 【思考】 某载体蛋白能通过主动转运物质A。物质B和物质A具有极其相似的结构，那么该载体蛋白是否有可能主动转运物质B？ 离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化。 将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状。 转运蛋白的特点： 1. 载体蛋白会与被转运的离子或分子结合； 2. 具有特异性，一种载体蛋白只能与一种或一类离子或分子结合； 3. 转运过程空间结构（构象）发生变化； 4. 可重复利用。 5.具有饱和性。 Ca2+首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 一、主动运输： 一、主动运输： 钠钾泵可以在细胞内外建立Na+浓度梯度，相当于储存了电势能。小肠绒毛上皮细胞通过消耗这一电势能主动吸收葡萄糖。 【思考】 小肠绒毛上皮细胞游离面通过何种方式吸收葡萄糖？其基底侧通过何种方式将葡萄糖转运出去？这样的运输方式对于机体减少能量消耗有何积极意义？ 低浓度葡萄糖 低浓度葡萄糖 高浓度葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 肠腔 Na+ Na+ Na+-K+泵 K+ 一、主动运输： 1.方向： 2.特点： 3.实例： 4.意义： 能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择并吸收营养物质，排出代谢产生的废物和对细胞有害的物质。 一、主动运输： 逆浓度梯度（一般会图示示意） ①葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜 ②大多数离子通过细胞膜等 ①需要载体蛋白 ②需要消耗能量（引起载体构象的改变） 能量源自ATP水解或电势能。 肺 黏液阻塞了气道 与社会的联系 囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。 CFTR蛋白运输氯离子时消耗ATP，因此曾被认作是介导主动运输的载体蛋白（如教材，模拟题也会如此考察）。后研究发现CFTR是通道蛋白，其并不与氯离子结合，ATP作用是改变CFTR的构象，使CFTR在“开放”和“关闭”两种状态之间转换。 一、主动运输： 二、胞吞胞吐： 大分子与膜上的蛋白质结合，细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，形成囊泡，进入细胞内部。 实例： 变形虫吞噬单细胞生物等食物；人体白细胞吞噬细菌、异物等。 1.胞吞 二、胞吞胞吐： 特点： 不需要载体蛋白、需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要细胞呼吸所释放的能量。 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。 2.胞吐 实例： 乳腺细胞分泌乳腺蛋白，消化腺细胞分泌消化酶；免疫细胞分泌抗体；胰岛细胞分泌胰岛素等。 二、胞吞胞吐： 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。 二、胞吞胞吐： 【思考·讨论】 通过胞吞或胞吐的方式进出细胞，需要蛋白质的参与，与膜的流动性相关。 物质运输小结 P72 ·不带电荷的小分子： 自由扩散进出细胞； ·离子和有机小分子： 借助转运蛋白通过协助扩散或主动运输进出细胞； ·大分子物质： 细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 二、胞吞胞吐： 问题1： 甲状腺球蛋白通过何种方式运出甲状腺滤泡上皮细胞进入甲状腺滤泡中？甲状腺球蛋白加碘之后的产物通过何种方式进入甲状腺滤泡上皮细胞？说出你做出判断的理由。 问题2： 据图分析，I-通过何种方式进入甲状腺滤泡上皮细胞？请推测：I-从甲状腺滤泡上皮细胞运进甲状腺滤泡的运输方式。 问题3： 早期认为甲状腺激素（T3和T4）属于脂溶性物质，按照这种观点，甲状腺激素通过何种方式进出细胞？后来研究发现甲状腺激素在生理条件下是带电荷的，据此运出甲状腺滤泡上皮细胞需要/不需要膜转运蛋白的协助？ 二、胞吞胞吐： 课外延伸： 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一一痢疾内变形虫，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。 与社会的联系 课外延伸： 胆固醇以LDL(低密度脂蛋白,包括胆固醇、脂肪酸和蛋白质）的形式在血液中运输，最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并被“拽住”。在细胞膜内陷成小囊泡，在能量的作用下，最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中。研究者发现某基因缺陷的患者，其体内不能正常合成细胞膜上这种识别LDL的蛋白质，导致胆固醇摄入的通路被阻断，就会积累在血液中，黏附在血管壁上，形成动脉粥样硬化。LDL升高使血管狭窄或者是闭塞，易患脑血管疾病和心血管疾病。 与社会的联系 【课堂小结】 课堂小结： 巩固提高： 1、下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是（ ） A、酒精进入胃黏膜细胞 B、二氧化碳由静脉血进入肺泡内 C、原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D、水分子出入细胞 C 巩固提高： 2、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切 相关（ ） A、①② B、③④ C、②③ D、①②③④ ① 尿素通过细胞膜 ② 人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖 ③ 肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na+ ④ 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸 B 巩固提高： 3、下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NO- 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、载体数量 C．载体数量、离子浓度 D．能量、离子浓度 A 巩固提高： 4、下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转 化过程的示意图。下列相关叙述正确的是（ ） A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 B．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 C．ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输 D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞 A 课后练习： 拓展应用 1、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、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、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；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。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，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输。 $