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胞吞
细胞外
细胞内
胞吐
细胞外
细胞内
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第四章 细胞的物质输入和输出
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。
阅读教材提供的资料，探讨甲状腺上皮细胞吸收碘离子的方式
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。
甲状腺
甲状腺滤泡上皮细胞
碘浓度高
问题探讨
碘浓度低
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？
需要细胞提供能量
高
低
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
提示：不是。被动运输条件高浓度向低浓度运输，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是低浓度向高浓度运输。
血液中
碘浓度低
碘浓度高
逆浓度梯度
主动运输
甲状腺滤泡上皮细胞
人红细胞吸收K+（30倍）
轮藻细胞吸收K+
（63倍）
3.这种逆浓度梯度运输物质的方式是特例还是有一定的普遍性？
主动运输普遍存在
K+
30x
Na+
6x
人红细胞中 血浆
P69中
材料分析1，小组讨论
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：
细胞完成逆浓度梯度运输需要__________，______________提供能量 ，有氧呼吸的主要场所是________________。
结论：
能量
有氧呼吸
线粒体
对照组
实验组
对照组
实验组
磷酸盐离子
磷酸盐离子载体模式图
为探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白
①研究人员合成人工合成的脂双层膜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
材料分析2，小组讨论
细胞完成逆浓度梯度运输需要载体蛋白
结论：
2017年诺贝尔化学奖：冷冻电镜技术
一、主动运输
物质_________________跨膜运输，需要________________的协助，同时消耗细胞内化学反应所释放的______________。
载体蛋白
能量
逆浓度梯度
(1)概念：
(2)特点：
①逆浓度梯度运输
②需要载体蛋白
③需要能量
(3)相关细胞器：
①核糖体（载体蛋白）
②线粒体（能量）
P69上
P69上
比方：卡车载物上坡
一、主动运输
ATP
(4)载体蛋白的特点：
一
(一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合)
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
⑤具有饱和性
P69右
图1：H+载体模式图
H+
H+
一、主动运输
图2
直接消耗ATP的主动运输,通常称为泵（ATP驱动泵）。
①Na+-K+泵
②H+泵
ATP驱动泵既是载体蛋白同时也是催化ATP水解的酶。
（1）原发性主动运输
P68下
(5)两类主动运输：
一、主动运输
照射蓝光
视频：钠钾泵
K+
30x
Na+
6x
人红细胞中 血浆
一、主动运输
（2）继发性主动运输
电化学势能，离子浓度梯度
如:肾小管上皮细胞和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+浓度差的能量。 但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+泵，需要消耗ATP。
P69下
(5)两类主动运输：
：间接消耗ATP的主动运输。
①同向协同转运
②反向协同转运
①
主动运输
主动运输
主动运输
协助扩散
例1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是
A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输
B.Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输
C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随
D.Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输
钠离子电化学梯度势能
√
提醒：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定
同向协同转运
协助扩散
主动运输
协助扩散
主动运输
①
②
③
④
扩散速率 (V)
细胞外浓度
扩散速率 (V)
O2浓度/氧分压
O
O
P
Q
A
C
B
B点之后运输速率不变的原因是：_____________________
膜上载体蛋白数量有限
由无氧呼吸提供能量
P点后运输速率受______________制约
载体蛋白数量
数学模型构建
载体蛋白数量、能量（O2）、温度
(6)影响因素：
一、主动运输
P70左
细胞内
浓度
时间
·
·
a
F
细胞外
浓度
C
E
P70左
一、主动运输
（D点后低浓度到高浓度）
D
数学模型构建
a
运输速率
温度
0
c
b
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
影响
影响
P71下
例2.如图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO-的曲线图。则影响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
找不同
用一定浓度的KNO3溶液做实验，会出现质壁分离自动复原现象，
因为溶液中K＋和NO-转移到细胞内而引起细胞液浓度升高
意义：通过主动运输____________________，排出________________和对_____________________， 。
例：
分布：主动运输普遍存在于_____________________________中；
动植物和微生物细胞
选择吸收所需的物质
代谢废物
细胞有害的物质
红树林
一、主动运输
(7)分布和意义：
盐腺
盐液
桐花树的泌盐现象
海鸥的盐腺
从而保证细胞和个体生命活动的需要
病因：是一种常染色体隐性遗传病
患者肺部气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白(CFTR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。
囊性纤维病
案例分析：
在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过_____________方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度____________，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
主动运输
加快
水往“高”处流
小分子跨膜运输方式比较：
自由扩散演示按钮
协助扩散演示按钮
主动运输演示按钮
被动运输
主动运输
主动运输（如a、e）
协助扩散（如c、d）
自由扩散（如b）
细胞外
细胞内
b
c
d
e
a
代表各种物质分子或离子
能量
能量
小结：
（1）A代表 __分子；B代表 ___ ；
D代表 。
（2）细胞膜从功能上来说，它是一层 膜。
转运蛋白
磷脂双分子层
选择透过性
例3.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
糖蛋白
例3.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，
这说明B具有___________________
（4）在a－e的五种过程中，代表被动运输
的是________ 。
一定的流动性
bcd
（5）可能代表氧气转运过程的是图中编号____。
葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图 中编号_____ ，乳酸运出细胞和葡萄糖是同种方式主动运输的过程是图中编号_____ 。
b
a
e
离子直径 0.02~0.5 nm
分子直径 0.3~0.4 nm
脂蛋白直径 20~50 nm
小分子物质
大分子物质
大分子是怎么样进出细胞的呢？
一些大分子或颗粒物质的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
1、胞吞过程：
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
包围着大分子
从细胞膜分离
大分子物质
小囊
囊泡
进入
①接触
③包围
②凹陷
④分离
二、胞吞与胞吐
需要识别
需要能量
胞吐过程需要能量吗？
2.胞吐过程：
举例: 内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。
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
需要能量
二、胞吞与胞吐
①移动
③排出
②融合
1.穿过0层生物膜
1.胞吞，胞吐穿过了几层磷脂双分子层？
2.胞吞，胞吐过程依赖膜的什么特点
2.原理：生物膜具有一定的流动性
思考·讨论
3.温度是否影响跨膜运输和囊泡运输？
酶活性
细胞呼吸
物质运输速率
温度
生物膜的流动性
P71图
P71图
(1)不需要转运蛋白
(2)胞吞需要细胞膜上特定蛋白质的识别
(3)需要细胞呼吸所释放的能量。
(4)依赖膜的流动性
P71上
P71右中
4.胞吞与胞吐的例外：
1、神经递质大部分是小分子物质，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、蛋白质等
P71图中
3.胞吞与胞吐的特点
通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设
与社会的联系
1、阿米巴痢疾内变形虫是如何在肠道内获取食物的？
提示：先通过胞吐作用分泌蛋白酶，溶解肠壁组织，再通过胞吞作用摄取肠壁组织。
2、如何预防？
阿米巴痢疾
变形虫
协助扩散
自由扩散
小分子和离子
（物质跨膜运输方式）
主动运输
大分子物质、颗粒物质
（物质非跨膜运输方式或囊泡运输）
胞吞
胞吐
消耗能量
顺浓度梯度
被动运输
载体蛋白
1．受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该过程以膜的流动性为基础
B．该过程不能体现细胞膜的选择透过性
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜运输
D．受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
C
课堂检测
2．如图是物质进出细胞方式的概念图，以下选项对图示分析正确的是 (　　)
A．①②均需要消耗细胞中ATP水解释放的能量
B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式被吸收
D．③④所示运输方式依赖细胞膜的结构特点
D
柽（cheng）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。
1.取材、分组、编号
2.控制自变量
3.检测因变量
取生长状况基本相同的柽柳幼苗，随机分为甲乙两组，放置在适宜浓度的含有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，检测______________________________________；
两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率
拓展应用
P72
左中
呼吸
抑制剂
4.预测实验结果与结论
若_____________________________________________，
则柽柳的根部吸收无机盐离子是被动运输；
若_______________________________________________，
则柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输
甲乙两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率相同
甲组植株根对Ca2+，K+的吸收速率大于乙组
植株+培养液
影响
不影响
主动运输
被动运输
或加入蛋白抑制剂
加入蛋白酶
协助扩散
自由扩散
影响
不影响
巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
P72
下
P73上
高考零距离
1.（2025青岛模拟）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（ ）A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片（P116）C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液
C
2.（2025 湘潭模拟） 听毛细胞是内耳中的一种顶端具有纤毛的感觉神经细胞。声音传递到内耳中引起听毛细胞的纤毛发生偏转，使位于纤毛膜上的K+通道打开，K+内流而产生兴奋。兴奋通过听毛细胞底部传递到听觉神经细胞，最终到达大脑皮层产生听觉。下列说法错误的是（ ）
A．静息状态时纤毛膜外的K+浓度低于膜内
B．纤毛膜上的K+内流过程不消耗ATP
C．兴奋在听毛细胞上以电信号的形式传导(选择性必修一)
D．听觉的产生过程不属于反射（选择性必修一）
A
源于教材，打破常规，高于教材
3.（2025合肥模拟）碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度，钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是( )
A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少（选择性必修一）
B．用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱
C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加（P82）
D．使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
(选择性必修一)
B
同向协同转运
4.（2025 张家港模拟）棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如右图所示。下列说法正确的是( )
A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C．15~18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成
D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
BC
5.（2025深圳模拟） 液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（ ）
A. Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散
B. Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺
C. 加入 H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢
D. H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
A
反向协同转运
6.（2025 桂林模拟）细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是（ ）
A. α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用
B. α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化
C. 抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量
D. 目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能
C
逻辑思维和演绎推理能力
7.（2025南京模拟）. NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4-的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（ ）
B
A. NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B. NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输C. 按毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒D. 载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
高
低
顺浓度梯度运输
细胞膜两侧的电位差驱动
铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，
载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例
感谢聆听

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