2.3.2 被動運輸、主動運輸及細胞的胞吞和胞吐課件 高一上學(xué)期生物蘇教版（2019）必修第一冊

被動運輸、主動運輸及細胞的胞吞和胞吐02主動運輸需要細胞供能01被動運輸不需要細胞供能03細胞的胞吞和胞吐目錄04課堂總結(jié)05隨堂檢測1.甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？2.聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是否需要細胞提供能量？3.這在各種物質(zhì)的跨膜運輸中是特例還是有一定的普遍性？情景思考甲狀腺濾泡上皮細胞人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要的作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比血液中的高20~25倍。1．簡單擴散(1)定義：細胞質(zhì)膜是選擇透過性膜，當(dāng)物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜進出細胞時，會順著濃度梯度從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動，像這樣的過程稱為簡單擴散或自由擴散。(2)擴散趨勢是半透膜兩側(cè)的濃度最終達到平衡。一、被動運輸不需要細胞供能(3)限制因素：①物質(zhì)的脂溶性。②相對分子質(zhì)量大小。③所帶電荷的種類和數(shù)量。(4)滲透與擴散是兩個不完全相同的物質(zhì)運動過程。自由擴散也叫簡單擴散特點：1.順濃度梯度運輸2.不需要載體3.不需要消耗能量實例：水、CO2、O2、N2、甘油、脂肪酸、酒精、苯、尿素等2．依賴通道蛋白的協(xié)助擴散(1)定義：一些物質(zhì)借助于細胞質(zhì)膜上的通道蛋白，不需要細胞代謝供能，順濃度梯度進出細胞質(zhì)膜的被動運輸方式，屬于協(xié)助擴散。(2)通道蛋白：主要是離子通道蛋白。它們在生物膜中主要有開與關(guān)兩種構(gòu)型，相當(dāng)于“門”。這種“門”的開與關(guān)被不同的因子所誘導(dǎo)。3．依賴載體蛋白的協(xié)助擴散(1)定義：一些物質(zhì)依賴細胞質(zhì)膜上的載體蛋白進出細胞，也不需要細胞代謝供能，順濃度梯度通過細胞質(zhì)膜，這種被動運輸方式也屬于協(xié)助擴散。(2)載體蛋白：①作用方式：先與被運輸?shù)碾x子或分子結(jié)合，然后通過自身構(gòu)象的變化或移動完成物質(zhì)運輸。②特點：具有高度的特異性，即載體蛋白上的結(jié)合位點只與某種或某類溶質(zhì)(如一種分子或離子)進行暫時的、可逆性的結(jié)合和分離，完成物質(zhì)的被動運輸。鉀離子通道模式圖?只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過?只允許與自身結(jié)合部位適應(yīng)的分子或離子通過?每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變?分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結(jié)合載體蛋白通道蛋白水更多是借助水通道蛋白以協(xié)助擴散方式進出細胞4．被動運輸?shù)慕Y(jié)果：被動運輸將物質(zhì)順著溶液濃度梯度從高濃度向低濃度方向運輸，其結(jié)果是促進細胞內(nèi)外物質(zhì)濃度趨同。協(xié)助擴散也叫易化擴散概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方式，也叫易化擴散。特點：1.順濃度梯度擴散2.不消耗能量3.需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，物質(zhì)運輸速率與轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有關(guān)。實例：血液中葡萄糖進入紅細胞。被動運輸?shù)谋容^運輸方向載體能量舉例自由擴散協(xié)助擴散

順濃度梯度高濃度低濃度

順濃度梯度高濃度低濃度不需要需要不消耗不消耗O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯葡萄糖進入紅細胞對進自由擴散和協(xié)助擴散的特點進行對比，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。歸納提升自由擴散協(xié)助擴散影響跨膜運輸?shù)囊蛩赜心男?？影響自由擴散的因素:細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。影響協(xié)助擴散的因素:細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差,細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。P點后速率受載體蛋白數(shù)量限制基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用了模型與建模等方法思考：物質(zhì)逆濃度梯度進行跨膜運輸這一運輸方式是不是具有普遍性？人紅細胞中K+的濃度比血漿高30倍;輪藻細胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠遠低于它們在小腸上皮細胞中的濃度，但它們?nèi)匀荒鼙恍∧c上皮細胞吸收;意義:通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)，從而保證細胞和個體生命活動的需要。針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進行觀察、分析并提出疑問，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。1．定義：離子或小分子物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞，不僅需要膜上載體蛋白的參與，還需要細胞代謝供能的物質(zhì)運輸方式，稱為主動運輸。2．特點：不僅依賴細胞質(zhì)膜上特定的載體蛋白，還需要細胞代謝供能。3．意義：主動運輸能保證細胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。因此，主動運輸對于活細胞完成各項生命活動具有重要意義。二、主動運輸需要細胞供能特點：1.從低濃度到高濃度2.需要載體蛋白的協(xié)助3.需要能量（ATP)實例：Na+

、K+、Ca2+、Mg2+等離子通過細胞膜；葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞。影響主動運輸?shù)囊蛩厥鞘裁?？載體和能量1．運輸?shù)奈镔|(zhì)：蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖等大分子以及部分顆粒性物質(zhì)的運輸。2．特點：胞吞和胞吐涉及細胞內(nèi)多種膜的破裂與融合，是一個需要細胞代謝供能的過程。三、細胞的胞吞和胞吐3．胞吞(1)定義：胞吞是通過質(zhì)膜的變形運動將細胞外物質(zhì)轉(zhuǎn)運進細胞的過程。(2)類型：①劃分依據(jù)：物質(zhì)大小及其入胞機制的不同。②吞噬：細胞以大囊泡內(nèi)吞較大固體顆粒的過程。③胞飲：細胞通過小囊泡將細胞周圍的微滴狀液體攝入細胞的過程。5．意義(1)胞吐使質(zhì)膜表面積增加，而胞吞則會減少質(zhì)膜表面積，質(zhì)膜表面積的這種動態(tài)平衡過程對細胞質(zhì)膜成分的更新和細胞的生存與生長非常必要。(2)胞吞參與了細胞信號的傳導(dǎo)，還能整合多種信號，在細胞的生長、發(fā)育、代謝以及增殖中發(fā)揮重要作用。4．胞吐：一般是指細胞將要外排的大分子形成囊泡，囊泡移動到細胞質(zhì)膜處并與之結(jié)合，再將大分子排出細胞的過程。運輸方式運輸物質(zhì)

運輸方向（濃度梯度）是否需要載體蛋白

是否需要能量胞吐胞吞大分子物質(zhì)大分子物質(zhì)與濃度無關(guān)與濃度無關(guān)

不需要

不需要需要需要胞吞和胞吐比較1.胞吞和胞吐運輸?shù)奈镔|(zhì)可以是固體，也可以是液體，一般是顆粒性物質(zhì)、蛋白質(zhì)等大分子等，某些小分子物質(zhì)也可以通過胞吐方式運輸。2.RNA是通過核孔進出細胞核的，并非通過胞吞和胞吐。3.胞吞和胞吐都不需要載體蛋白，但需要膜上的蛋白質(zhì)的參與，消耗能量。4.胞吞形成的囊泡，在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解。拓展延伸運輸速率濃度差上圖中所表示的分別是哪種物質(zhì)運輸方式？為什么？運輸速率濃度差時間細胞內(nèi)濃度（細胞外濃度）運輸速率耗氧量對曲線進行觀察對比提出問題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。思考：1.載體蛋白可以重復(fù)使用。載體蛋白在運輸離子或分子時，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，釋放其結(jié)合的離子或分子后，載體蛋白恢復(fù)原狀，又可以轉(zhuǎn)運同種物質(zhì)的其他離子或分子。2.離子泵也是運輸?shù)鞍字?，也可以看做一類特殊的載體蛋白。拓展延伸物質(zhì)出入細胞的方式運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗能量

圖例舉例被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散高濃度低濃度不需要不需要高濃度低濃度需要不需要低濃度高濃度需要需要O2、CO2、H2O、甘油、脂肪酸、乙醇、苯等出入細胞葡萄糖進入紅細胞無機鹽、葡萄糖、氨基酸進入小腸細胞（順濃度梯度）（逆濃度梯度）三種運輸方式的判斷：（1）是否消耗能量：只要運輸耗能則為主動運輸。（2）是否順濃度梯度：只要是低濃度到高濃度，就是主動運輸。（3）是否需要載體蛋白：不需要載體蛋白就是自由擴散。需要載體蛋白則通過濃度、能量進一步判斷。歸納提升耗能運輸方式主動運輸胞吞、胞吐物質(zhì)進出細胞的運輸方式不耗能運輸方式簡單擴散協(xié)助擴散依賴通道蛋白依賴載體蛋白課堂總結(jié)1.下列物質(zhì)中，通過自由擴散進入組織細胞的是(

)A．K＋和Na＋

B．氨基酸和葡萄糖C．氧氣和甘油D．苯和蛋白質(zhì)C隨堂檢測2.水通道蛋白對水有專一性，能使水分子順濃度梯度進出細胞。下列有關(guān)說法，錯誤的是(

)A．水通道不能協(xié)助氨基酸進入細胞內(nèi)B．水分子通過水通道的過程不消耗能量C．一種物質(zhì)可能有多種跨膜運輸方式D．加入蛋白質(zhì)抑制劑會提高水通道跨膜運輸水分子的速率D隨堂檢測3.如圖所示為物質(zhì)出入細胞的3種方式(代表物質(zhì)分子)，則相關(guān)的敘述正確的是(

)A．與甲相比，丙方式的不同之處是需要載體蛋白協(xié)助B．與丙相比，乙方式的唯一不同之處是需消耗能量C．使活細胞能按照自身之需逆濃度梯度吸入或排出物質(zhì)的應(yīng)是丙方式D．小腸上皮細胞吸收維生素D的方式應(yīng)如丙圖所示A隨堂檢測4.將水稻幼苗放入適宜的完全營養(yǎng)液中，置于適宜的條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中鈣、硅兩種離子的濃度保持相等且恒定，定期測得細胞中兩種離子的含量，得到如圖所示曲線。據(jù)圖分析，下列敘述中不正確的是（）

A．水稻細胞吸收鈣、硅兩種離子的方式都是主動運輸B．水稻細胞運輸硅離子的載體數(shù)量比運輸鈣離子的多C．兩種離子均可以從低濃度的一側(cè)運輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)D．曲線a～b段和m～n段趨于平衡，說明兩種離子的