4.2 主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐（課件） 2022-2023學(xué)年高一生物 （人教版2019必修1）

主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐第2節(jié)第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出掌控著道道閘門，驅(qū)動著各式舟車，輸入輸出中忙碌，被動主動間選擇，生物大分子鑄就，神奇的生命之膜。第2節(jié)

主動運(yùn)輸和胞吞、胞吐學(xué)習(xí)目標(biāo)0102問題探討甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的實(shí)例分析主動運(yùn)輸①概念

②特點(diǎn)

③過程

④影響因素

⑤實(shí)例

⑥意義

知識拓展03胞吞與胞吐①概念

②特點(diǎn)

③意義運(yùn)用數(shù)學(xué)模型分析影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的主要因素04人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘的濃度比血液中高20-25倍。1.甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過被動運(yùn)輸嗎？2.聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要細(xì)胞提供能量？需要細(xì)胞提供能量不是3.這在各種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性？具有普遍性。問題探討1甲狀腺碘濃度低碘濃度高甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞實(shí)例1：小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它們在小腸上皮細(xì)胞中的濃度，但它們?nèi)匀豢梢员恍∧c上皮細(xì)胞吸收。實(shí)例2：人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍。實(shí)例3：輪藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。主動運(yùn)輸普遍存在能保持內(nèi)外離子濃度差恒定，是因?yàn)檫@些離子是逆濃度梯度運(yùn)輸問題探討1任務(wù)：通過對Na+-K+泵的實(shí)例分析，概括主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)、概念和過程。鈉鉀泵是如何運(yùn)輸Na+、K+的？你能描述一下該過程嗎？通過觀察，你能總結(jié)出主動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)嗎？主動運(yùn)輸21.定義：物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的方式。載體蛋白小腸絨毛上皮細(xì)胞膜能量能量葡萄糖2.特點(diǎn)逆濃度梯度載體蛋白消耗能量（細(xì)胞內(nèi)ATP消耗的能量）主動運(yùn)輸2①被運(yùn)輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白特定性部位結(jié)合一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合②在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，將所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并釋放出來③載體蛋白恢復(fù)原狀（可重復(fù)利用），又可以轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子。主動運(yùn)輸23.過程主動運(yùn)輸在自然狀態(tài)下逆濃度梯度進(jìn)行，運(yùn)輸過程中需要消耗能量以改變載體蛋白的構(gòu)象。這與前面所學(xué)習(xí)的蛋白質(zhì)種類越多,細(xì)胞膜功能越復(fù)雜是相吻合的。細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)主動運(yùn)輸23.過程①具有特異性（或?qū)Ｒ恍裕?；②與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子或分子結(jié)合；③轉(zhuǎn)運(yùn)過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，運(yùn)輸前和運(yùn)輸后結(jié)構(gòu)不變；④具有飽和性；⑤可重復(fù)利用。主動運(yùn)輸2載體蛋白的小結(jié)：思考：什么因素會影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率？運(yùn)輸速率氧氣濃度運(yùn)輸速率

物質(zhì)濃度PPQ因素1：物質(zhì)的濃度因素2：氧氣濃度4.影響因素P點(diǎn)前受氧氣濃度限制P點(diǎn)后受載體蛋白數(shù)量限制Q點(diǎn)由無氧呼吸供能。P點(diǎn)前受物質(zhì)濃度限制P點(diǎn)后受載體蛋白數(shù)量限制主動運(yùn)輸2因素3：溫度酶活性細(xì)胞呼吸物質(zhì)運(yùn)輸速率溫度主動運(yùn)輸24.影響因素a運(yùn)輸速率溫度0乙cb生物膜的流動性5.實(shí)例：①植物根部細(xì)胞吸收無機(jī)鹽離子②甲狀腺細(xì)胞吸收碘離子③動物細(xì)胞吸收鉀離子和排出鈉離子(Na-K泵)④小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等。主動運(yùn)輸2主動運(yùn)輸普遍存在于動植物和微生物細(xì)胞中，這對于生物體而言有何意義？紅樹林桐花樹的泌鹽現(xiàn)象主動運(yùn)輸26.主動運(yùn)輸?shù)囊饬x：普遍存在于動植物和微生物細(xì)胞中，通過主動運(yùn)輸來選擇吸收所需營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動的需要。知識拓展兩類主動運(yùn)輸?shù)谝活悾褐苯酉腁TP的主動運(yùn)輸。通常稱為泵（ATP驅(qū)動泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動泵既是載體同時(shí)也是催化ATP水解的酶。2第二類：間接消耗ATP的主動運(yùn)輸。如圖：小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時(shí)，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖同上。兩類主動運(yùn)輸知識拓展2①影響自由擴(kuò)散的主要因素：濃度差運(yùn)輸速率濃度差運(yùn)輸速率能量轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量濃度差運(yùn)用數(shù)學(xué)模型分析影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的主要因素3②影響協(xié)助擴(kuò)散的主要因素：濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量運(yùn)輸速率濃度差限制因素：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量有限運(yùn)輸速率轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制因素：物質(zhì)濃度有限運(yùn)輸速率能量運(yùn)用數(shù)學(xué)模型分析影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的主要因素3③影響主動運(yùn)輸?shù)闹饕蛩兀耗芰?、載體蛋白數(shù)量運(yùn)輸速率能量限制因素：載體蛋白數(shù)量有限運(yùn)輸速率物質(zhì)濃度運(yùn)輸速率載體蛋白數(shù)量限制因素：能量有限限制因素：能量、載體蛋白數(shù)量有限運(yùn)用數(shù)學(xué)模型分析影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的主要因素3自由擴(kuò)散細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度差影響因素運(yùn)輸速率細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差0①細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；②轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量運(yùn)輸速率細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差0ab主動運(yùn)輸影響因素①載體蛋白的種類和數(shù)量；②能量協(xié)助擴(kuò)散影響因素bC運(yùn)輸速率O2濃度0甲aa運(yùn)輸速率溫度0乙cb總結(jié)歸納1：圖像解讀3物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動運(yùn)輸主動運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸方向是否需要蛋白質(zhì)是否需要消耗能量舉例

順濃度梯度高濃度低濃度

順濃度梯度高濃度低濃度

逆濃度梯度低濃度高濃度不需要需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白需要載體蛋白不消耗不消耗消耗

影響運(yùn)輸?shù)囊蛩貪舛炔畹拇笮舛炔畲笮?、載體的種類和數(shù)量載體的種類和數(shù)量、氧濃度、溫度等氣體（氧氣、二氧化碳）、脂溶性小分子（乙醇、甘油、苯等）、水水分子、離子、葡萄糖、氨基酸順濃度梯度運(yùn)輸離子或其他物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸總結(jié)歸納2：被動運(yùn)輸與主動運(yùn)輸?shù)谋容^3主動運(yùn)輸（如a、e）協(xié)助擴(kuò)散（如c、d）自由擴(kuò)散（如b）注主動運(yùn)輸不一定都是逆濃度梯度，比如飯后小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖屬于主動運(yùn)輸，但是細(xì)胞外的葡萄糖濃度可能高于細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)bcdea代表各種物質(zhì)分子或離子能量能量當(dāng)堂檢測以上各圖分別對應(yīng)哪種跨膜運(yùn)輸方式？圖中A、B、C三點(diǎn)物質(zhì)運(yùn)輸速率的限制因素分別是什么？協(xié)助擴(kuò)散或主動運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散或自由擴(kuò)散載體蛋白數(shù)量的限制載體蛋白數(shù)量的限制能量的限制自由擴(kuò)散主動運(yùn)輸當(dāng)堂檢測與社會的聯(lián)系教材70頁：囊性纖維病患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多。物質(zhì)進(jìn)出死細(xì)胞能進(jìn)行主動運(yùn)輸嗎?細(xì)胞膜的主動吸收是活細(xì)胞的特性,它證明細(xì)胞能選擇地透過一些物質(zhì);而死細(xì)胞的細(xì)胞膜沒有選擇透過性,則失去主動吸收功能。思考與討論現(xiàn)象1：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細(xì)胞膜，但是，對于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的生物大分子的運(yùn)輸卻無能為力?，F(xiàn)象2：變形蟲攝取水中的有機(jī)物顆粒，就需要解決大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的問題。疑問：這些大分子和顆粒物質(zhì)是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢？胞吞、胞吐4閱讀教材70-71頁，回答以下問題：胞吞、胞吐過程運(yùn)輸什么物質(zhì)？運(yùn)輸特點(diǎn)：①是否需要載體蛋白？②是否需要消耗能量？體現(xiàn)細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)？游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。胞吞胞吐只運(yùn)輸大分子嗎？說明你判斷的理由。胞吞、胞吐43.結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動性4.意義：

通過胞吐細(xì)胞向外分泌分泌蛋白和激素，通過胞吞消滅細(xì)菌、癌細(xì)胞、及衰老的紅細(xì)胞、細(xì)胞碎片從保證生命活動的正常進(jìn)行。2.運(yùn)輸特點(diǎn)：①消耗能量；

②不需要載體（需要膜上的蛋白質(zhì)的參與）1.運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：大分子或顆粒胞吞、胞吐4與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)陷舉例:白細(xì)胞吞噬病菌、

變形蟲吞食細(xì)菌等食物顆粒。包圍著大分子從細(xì)胞膜分離大分子物質(zhì)小囊

囊泡

進(jìn)入接觸包圍凹陷分離需要能量4胞吞、胞吐5.胞吞的過程舉例:內(nèi)分泌腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶等。大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡排出移動到細(xì)胞膜處，與其融合需要能量4胞吞、胞吐5.胞吐的過程小結(jié)：胞吞、胞吐過程4過程：①在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，物質(zhì)包裹在脂雙層膜的包被的囊泡運(yùn)輸，(膜泡運(yùn)輸)②運(yùn)輸過程中需要消耗能量③批量運(yùn)輸大分子物質(zhì)或顆粒物④不需要載體（需要膜上的蛋白質(zhì)的參與）變形蟲的胞吞、胞吐示意圖提示：胞吞、胞吐屬于跨膜運(yùn)輸，但穿過的膜層數(shù)為0層。胞吞、胞吐過程的特點(diǎn)及意義1.胞吞、胞吐過程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？2.游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。細(xì)胞結(jié)構(gòu)的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)，胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動性。因?yàn)橛坞x于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體，所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，無法直接通過被動運(yùn)輸或主動運(yùn)輸穿過細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動進(jìn)入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊跑中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。思考討論：4變形蟲既能通過胞吞攝取單細(xì)胞生物等食物，又能通過胞吐排出食物殘?jiān)蛷U物。

在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲一一痢疾內(nèi)變形蟲，能通過胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，通過胞吞作用“吃掉”腸壁組織細(xì)胞，并引發(fā)阿米巴痢疾。這種病原體通過飲食傳播，注意個(gè)人飲食衛(wèi)生、加強(qiáng)公共衛(wèi)生建設(shè)是預(yù)防阿米巴痢疾的關(guān)鍵措施。痢疾內(nèi)變形蟲與社會的聯(lián)系課后習(xí)題×√一、概念檢測1.一種物質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c該物質(zhì)的分子大小等性質(zhì)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確。（1）相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。（2）大分子有機(jī)物要通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量。（）（3）被動運(yùn)輸都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（）（4）主動運(yùn)輸都是逆濃度梯度進(jìn)行的，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白。（）××一、概念檢測2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?，錯(cuò)誤的是（）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞通過主動運(yùn)輸吸收糖分的結(jié)果B.脂溶性物質(zhì)較易通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散D.大腸桿菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運(yùn)輸3.細(xì)胞內(nèi)的生物大分子（如胃蛋白酶原）運(yùn)出細(xì)胞的方式是（）A.胞吐B.自由擴(kuò)散C.協(xié)助擴(kuò)散D.被動運(yùn)輸AA課后習(xí)題二、拓展應(yīng)用1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過多的水，以防止細(xì)胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其伸縮泡的伸縮情況，分別會發(fā)生什么變化？

放入蒸餾水中的草履蟲，其伸縮泡的伸縮頻率加快，放入海水中的則伸縮頻率減慢。課后習(xí)題二、拓展應(yīng)用2.檉柳是強(qiáng)耐鹽植物，它的