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4.2 主动运输与胞吞、胞吐
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。
碘浓度低
碘浓度高
问题探讨
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？
小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等；人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。
轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
主动运输过程物质的运输方向
资料1：丽藻细胞细胞内外物质浓度的比较：
离子 (H2PO4)- K+ Cl- Na+ SO42- Ca2+ Mg2+
细胞液浓度/池水浓度 18050 1065 100 46 25 13 10
（1）丽藻细胞内的(H2PO4)-、K+、Cl-、Na+等离子是顺浓度还是逆浓度进入细胞内的？
（2）(H2PO4)-进入细胞内可用于合成什么物质？
（3）Mg2+可用于合成哪些物质？
资料2：人体细胞内外物质浓度比较（某一状态下测定数据，相对值）
Na+ K+
红细胞内 26 150
红细胞外（血浆） 114 5
红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是____浓度梯度运输。
逆
——逆浓度梯度
主动运输过程消耗能量吗
——消耗细胞内化学反应释放的能量
资料3.为探究胡萝卜根对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验
你能从该实验得出那些结论？
主动运输过程需要特定蛋白质的协助吗
资料4：为探究细胞吸收磷酸盐是否需要特定蛋白质协助，研究人员做了如下实验：
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蛋白质A，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基本没有发生改变。
③随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入蛋白质B，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溶液中磷酸盐浓度明显降低。
——需要特异性载体蛋白
ATP
ADP+Pi
主动运输
结合主动运输示意图，概括主动运输的特点。
主动运输：逆浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫作主动运输。
主动运输的特点
能量
运输速率
构建主动运输的模型
物理模型
数学模型
ATP
ADP+Pi
主动运输
时间
细胞内浓度
细胞外浓度
O2浓度
运输速率
甲状腺滤泡上皮细胞吸收 I-是主动运输的过程
桐花树的泌盐现象
主动运输的意义
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。
①具有特异性：一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+载体模式图
H+
H+
载体蛋白的特点
葡萄糖载体蛋白
②与被转运的离子或分子结合
③转运过程中空间结构（构象）发生变化
④可重复利用
⑤具有饱和性
Na+-K+泵主要生理功能：
一般动物细胞要消耗1/3（神经细胞消耗2/3 ）的总ATP供Na+-K+泵工作以维持细胞内高K+低Na+的离子环境，其意义如下：
（1）维持细胞膜电位
（2）维持动物细胞渗透平衡
（3）为其他物质的吸收提供动力
Na+-K+泵（ Na+-K+ATP酶）
小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图
I-
Na+
能量
科学家研究这些转运蛋白的结构有什么用呢？请大家看一下教材70页“与社会的联系” 栏目中的内容。
肺
黏液阻塞了气道
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蛋白运输氯离子时需要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属于通道蛋白，其并不与氯离子结合，ATP能改变CFTR的构象，使其在“开放”和“关闭”两种状态之间转换。
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
是否需要载体蛋白
是否需要消耗能量
举例
影响运输的因素
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
顺浓度梯度
顺浓度梯度
逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
水分子、气体（氧气、二氧化碳）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
水分子、葡萄糖进入红细胞
离子或有机小分子物质逆浓度梯度运输
能量、载体蛋白的种类和数量
浓度差、转运蛋白种类和数量
浓度差的大小
大分子的运输——胞吞与胞吐
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
从细胞膜分离
大分子物质
包围着大分子
小囊
进入细胞
囊泡
大分子物质
在细胞内形成
囊泡
排出
移动到细胞膜处
与细胞膜融合
需要能量
流动性（结构特点）
有选择性
0层膜
胞吞需要载体蛋白的协助吗？
胞吞或胞吐过程中物质穿过几层膜？
归纳概括

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