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第四章 细胞的物质输入和输出
4.2主动运输与胞吞、胞吐
本节聚焦
主动运输与被动运输的区别是什么？这对于细胞的生活有什么意义？
胞吞、胞吐有什么特点？对于细胞的生命活动有什么意义？
物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构有什么关系？
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的浓度比血液中高20-25倍。
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？
需要细胞提供能量
不是
问题探讨
具有普遍性。
碘浓度低
碘浓度高
（2）小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是_________浓度梯度运输。
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外（血浆）
排出
吸收
0.3 2.2
1.6 5.8
小肠液
小肠上皮细胞内
葡萄糖
氨基酸
吸收
吸收
逆
材料分析，小组讨论
（1）红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是_________浓度梯度运输。
逆
资料：
资料2:
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。
主动运输有一定的普遍性。
为什么这些物质能够逆浓度梯度运输？
推测需要能量
思考：（1）在农业生产中为什么要给作物松土？
（2）在无氧的条件下，能进行主动运输吗？
（3）主动运输与哪些细胞器有关？
一.主动运输
观察主动运输示意图，概括主动运输的过程。
主动运输过程示意图
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_______。
1.定义 ：
载体蛋白
能量
逆浓度梯度
能量来源于细胞呼吸，以有氧呼吸为主。
增加氧气浓度，有利于有氧呼吸的进行，有利于主动运输。
可以，无氧呼吸也会释放少量能量。
(一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合，这与蛋白质的特定空间结构有关。)
(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；
2、载体蛋白的特点
(5)具有饱和性。
载体蛋白具有专一性是细胞膜具有选择透过性的基础
3、影响主动运输速率的因素: 。
载体数量、能量
4、意义：通过主动运输____________________，排出________________和对_____________________，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
吸收所需的物质
代谢废物
细胞有害的物质
氧气浓度
扩散速度
物质浓度
扩散速度
载体蛋白的数量有限
细胞无氧呼吸提供能量
载体蛋白的数量有限
P
Q
o
o
以上各图分别对应哪种跨膜运输方式？
图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是什么？
协助扩散
协助扩散 或
自由扩散
载体蛋白数量的限制
载体蛋白数量的限制
能量的限制
自由扩散
主动运输
主动运输中O2、温度又分别如何影响运输速率的呢？
囊性纤维化：转运氯离子的载体蛋白(CFTR蛋白)的功能发生异常
肺
黏液阻塞了气道
囊性纤维病
案例分析：
跨膜运输方式的比较
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
载体蛋白
细胞内的能量
代表例子
顺浓度梯度（高浓度→低浓度）
逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
需要消耗
氧气、水、甘油等通过细胞膜
红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸；离子通过细胞膜等
水通过水通道
运输物质：小的分子或者离子
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
知识拓展——主动运输的方式
1、直接消耗ATP的主动运输
通常称为泵（ATP驱动泵）
①Na+-K+泵
②H+泵
知识拓展——主动运输的方式
2、间接消耗ATP的主动运输
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+需要消耗ATP。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
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
二、胞吞与胞吐
胞吞过程
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
举例: 白细胞吞噬病菌、 变形虫吞食细菌等食物颗粒。
包围着大分子
从细胞膜分离
大分子物质
小囊
囊泡
进入
接触
包围
凹陷
分离
需要能量
二、胞吞与胞吐
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
3. 结构基础： 细胞膜的流动性
二、胞吞与胞吐
2.运输特点： 消耗能量、 不需要载体（需要膜上的蛋白质的参与）
1.运输的物质：大分子或颗粒性物质
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。
与社会的联系
1.痢疾内变形虫是如何在肠道内获取食物的？
提示： 胞吞、胞吐属于跨膜运输，但穿过的膜层数为0层。
以胞吞或胞吐的方式进出细胞，需要膜上蛋白质的参与，
不带电荷的小分子：
自由扩散进出细胞；
离子和有机小分子：
借助转运蛋白通过协助扩散或主动运输进出细胞；
大分子或颗粒：
转运蛋白的存在是细胞膜选择透过性的基础
总 结（P72）
（依赖于膜的流动性）
初始浓度
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子
培养液中的离子浓度
水稻
番茄
1. 番茄吸收_______两种离子多，而水稻吸收____离子多，说明？
钙、镁
硅
不同作物对无机盐离子的吸收有差异
2、培养一段时间后，水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度增高，原因？
水稻吸收水分比Ca2+、Mg2+多
植物吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程
看图描述实验过程
2.柽chēng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。
二、拓展应用
1.取材、分组编号
2.控制自变量
3.检测因变量
4.预测实验结果与结论
2.甲组给予正常的细胞呼吸条件；乙组 ；
3.一段时间后，检测 ；
4.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
抑制细胞呼吸
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
两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率
1.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；
探究: 物质跨膜运输的实验设计
1.探究是主动运输还是被动运输
2.探究是自由扩散还是协助扩散
呼吸抑制剂
主动运输
被动运输
蛋白质抑制剂
协助扩散
自由扩散

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