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(共36张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
1. 汁液中的水分子以什么方式跨膜出细胞？
2. 水分子还可以什么方式跨膜出细胞？
自由扩散
借助水通道蛋白以协助扩散的方式
4.2 主动运输与胞吞、胞吐
1.生命观念
通过对主动运输、胞吞胞吐的过程、特点、意义的学习，建立结构与功能观、物质与能量观。
2.科学思维
能用归纳与概括的方法把不同跨膜运输的方式进行分类。并以表格形式归纳梳理。
3.科学探究
通过分析主动运输和被动运输的差异，设计实验探究柽柳细胞吸收脯氨酸是否需要能量。
4.社会责任
通过资料分析，了解囊性纤维化的发病机理和痢疾内变形虫致病相关内容，领悟科研对人们健康生活的重要意义。
（1）主动运输的过程和特点
（2）胞吞、胞吐的过程
学习重点+难点
西红柿能否在盐碱地存活？
红柳（柽柳）
为什么柽柳可以在盐碱地生存，
不会因过度失水死亡？
资料一
脯氨酸的积累
对柽柳进行干旱处理，发现在整个干旱处理过程中，柽柳根细胞中脯氨酸含量成倍增加，使得细胞内浓度高于细胞外。
为什么柽柳的根细胞在盐碱地仍可以吸水？
为什么脯氨酸会在柽柳细胞中积累？
细胞内脯氨酸浓度高于细胞外，水分子顺相对含量进入细胞，使柽柳细胞在盐碱地仍可以吸水。
细胞内外有浓度差
资料二
脯氨酸的运输
科学家通过转基因技术，成功地将抗旱植物A的某蛋白基因转移到多种植物中表达出该蛋白，发现这些植物的脯氨酸转运能力大大提高，且仅转运脯氨酸能力有所提高。
含有该蛋白的植物，能够在根中转运、积累更多的脯氨酸。
提高运输脯氨酸能力的蛋白是转运蛋白吗？
脯氨酸在柽柳细胞中积累是协助扩散吗？
资料三
脯氨酸的添加
为了提高植物的抗旱能力，科学家对植物施加外源脯氨酸，并发现植物可吸收外源脯氨酸。
吸收外源脯氨酸的过程是顺浓度梯度运输吗？
脯氨酸的逆浓度运输依靠什么来获得动力？
但是，经实验证明：高浓度的脯氨酸对植物有害。
所以，外源施加的脯氨酸浓度需远小于植物根系中的脯氨酸浓度。
浓度梯度势能 or 能量 ？
设计探究实验
柽柳从外源溶液中吸收脯氨酸需要能量吗？
（1）实验步骤:
①取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的脯氨酸溶液中。
②甲组给予正常的呼吸条件，乙组________________________________________;
③一段时间后测定两组植株_______________________________。
（2）预测实验结果:
①若两组植株对脯氨酸的吸收速率相同，说明________________________________________________________________
②若两组植物对脯氨酸的吸收速率甲组>乙组，说明_________________________________________________________________。
根系对脯氨酸的吸收速率
加入呼吸抑制剂
柽柳从外源溶液吸收脯氨酸不需要能量
柽柳从外源溶液吸收脯氨酸需要能量
物质____浓度梯度跨膜运输，需要的___________协助，
同时还需要______________________________________，
这种方式叫_______________。
载体蛋白
消耗细胞内化学反应所释放的能量
逆
运输方向：
运输蛋白：
运输动力：
2
特点
概念
1
主动运输
逆浓度梯度运输
需要载体蛋白
需要消耗能量
①离子或分子与膜上载体蛋白特定部位结合。
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
②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。
③将它所结合的离子或分子从膜一侧转运到另一侧释放出来
载体蛋白随后又恢复原状，去转运同种物质的其他离子或分子。
载体蛋白具有特异性
载体蛋白可重复利用
3
过程
能量
4
实例
①甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子
②小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。③人红细胞吸收钾离子
④植物根部细胞吸收无机盐离子
轮藻细胞吸收K+
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，这对于生物体而言有何意义？
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
5
意义
6
影响物质跨膜运输的因素
（1）物质浓度（在一定的浓度范围内）
物质运输速度
物质浓度
自由扩散
物质运输速度
物质浓度
·
·
a
b
c
开始受转运蛋白数量的限制
协助扩散或主动运输
自由扩散中，浓度差越______，运输速率越______；
协助扩散或主动运输中，浓度差达到一定程度后，运输速率不再继续增加，原因是受________________的限制。
大
高
转运蛋白数量
转运蛋白主要影响__________和____________。其他条件适宜的情况下，协助扩散中，转运蛋白数量越______，运输速率越______；主动运输中，载体蛋白数量达到一定程度后，转运速率不再增加（如图5点B），原因是________________________ 。
受能量供应限制
6
影响物质跨膜运输的因素
（2）转运蛋白数量
协助扩散
主动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
转运蛋白数量
转运蛋白数量
多
大
6
影响物质跨膜运输的因素
（3）O2的浓度
运输速率
O
氧气浓度
主动运输
运输速率
O
氧气浓度
自由扩散或协助扩散
通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率
P
Q
·
PQ段，随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越________，主动运输的速率越________；Q点后，当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运动速率不再增加。
多
高
流动性
6
影响物质跨膜运输的因素
（4）温度
概念辨析：物质运输方式的比较
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
是否需要载体蛋白
是否消耗细胞内的能量
举例
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
需要消耗
水分子、气体、
脂溶性小分子有机物
水通道蛋白、
葡萄糖进入红细胞
小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等，红细胞、轮藻细胞吸收K+
概念检测
一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。
判断下列有关物质跨膜运输的相关表述是否正确
(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内（ ）
(2)主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载体蛋白（ ）
×
√
练习与应用
1. 小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖，却难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖，原因是(　 　)
A．木糖的浓度太低
B．细胞膜上的磷脂排列紧密
C．细胞膜上无木糖载体
D．木糖的相对分子质量太小
C
练习与应用
2. 关于植物根系吸收矿质离子的叙述，正确的是（ ）
A. 植物根系吸收各种矿质离子的速率相同
B. 土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收
C. 植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用
D. 植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子
D
与社会的联系：转运蛋白与囊性纤维化
Cl-转运蛋白功能异常
聚集于细胞内导致胞内渗透压上升
黏液丢失水分变粘稠，无法及时清除
造成细菌感染
肺部支气管上皮细胞
分泌蛋白能通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗
蛋白质、多糖等大分子物质如何进出细胞？
1.胞吞
实例：吞噬细胞吞噬病菌、变形虫摄食有机物颗粒
①大分子与膜上的 结合；
受体蛋白
②细胞膜 ，
包围着大分子结合；
内陷形成小囊
③小囊从细胞膜 下来，
形成 ，进入细胞内部。
分离
囊泡
过程
2.胞吐
实例：分泌蛋白的分泌
③与细胞膜融合后将大分子排出
①大分子在细胞内形成囊泡
②囊泡移动到细胞膜处
过程
特点：（1）不需要载体蛋白
（2）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。
痢疾内变形虫寄生在人体肠道内。
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。
预防阿米巴痢疾 措施：
该病原体通过饮食传播，
要注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设。
与社会的联系：变形虫与阿米巴痢疾
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
课堂小结
练习与应用
1. 物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐。下列有关叙述正确的是( )
A.只有主动运输需要消耗能量
B.只有协助扩散需要载体
C.只有主动运输是逆浓度梯度进行的
D.只有自由扩散是顺浓度梯度进行的
C
练习与应用
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
练习与应用
3. 下图为细胞膜结构图，其中a和b分别代表不同分子或离子进出细胞的方式。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．不同膜结构中③的排列方式不同
B．Na＋通过②进入细胞的过程不消耗ATP
C．b可表示组织细胞从组织液中吸收氧气
D．将③分子制成微球体用来包裹大分子药物，送入到相应的细胞中，该过程体现了细胞膜的功能特点
B
4. 如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下列选项中正确的是
A.①过程为协助扩散
B.②过程需要消耗ATP
C.③过程为主动运输
D.Na＋进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
练习与应用
D
5.请据资料回答以下问题：
胆固醇极难溶解，它以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，并最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并被“拽住”。细胞膜内陷形成小囊泡，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，即LDL进入细胞。
（1）为什么动物细胞需要胆固醇？
（2） LDL进入细胞内部需要什么条件？
（3） 该实例体现了细胞膜的结构特性是___________。
练习与应用
提示：胆固醇是组成动物细胞膜的成分之一
提示：细胞膜上的某种蛋白质（LDL受体）和能量
流动性
道阻且长 行则将至

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