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4.2 主动运输与胞吞、胞吐
柽柳属植物是可以在荒漠、盐碱地等恶劣环境中顽强生长的植物，在干早、半干早地区始终保持着其优势种的地位。
事实1：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。
事实2：科学家通过转基因技术，成功的将抗旱植物的某蛋白基因转移到多种植物中进行表达，发现这些植物的脯氨酸转运能力大大提高，且仅脯氨酸转运能力有所提高，这些含有某蛋自基因的转基因植物能够在根中积累更多的脯氨酸。
事实3：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，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。
思考：
1.脯氨酸含量成倍增加对柽柳适应干旱环境有什么积极作用？
2.推测事实2中的某蛋白指的是什么蛋白？
3.事实3说明脯氨酸进入植物细胞的运输方向与被动运输有什么区别？
事实
柽柳从外源溶液中吸收脯氨酸需要能量吗？请设计实验加以证明。
（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的溶液中。
②甲组给予正常的呼吸作用（提供能量）条件，乙组 。
③ 。
（2）实验结论：
①若两组植株对脯氨酸的吸收速率相同，说明 。
② 。
证据
主动运输概念内涵
根据脯氨酸进入细胞的运输方向、是否需要转运蛋白协助、是否需要能量等特点，尝试写出主动运输的概念。
主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式。
主动运输特点：
①逆浓度梯度运输；
②需要载体蛋白协助；
③需要消耗能量。
模型与建模
建构数学模型描述浓度差、能量与主动运输速率之间的关系。
根据主动运输特点分析影响主动运输速率的因素有哪些？
浓度差、载体蛋白数量、能量、温度等
人红细胞吸收K+（30倍）
轮藻细胞吸收K+
（63倍）
离子
主动运输概念外延
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。
甲状腺滤泡上皮细胞I-
（20-25倍）
主动运输概念外延
主动运输实例：
①离子，如K+、Na+、I-等；
②小分子有机物，如小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。
主动运输是特例还是有一定的普遍性？
主动运输意义
主动运输普遍存在
甲状腺滤泡上皮细胞I-
人红细胞吸收K+
轮藻细胞吸收K+
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸
囊性纤维化
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
主动运输意义
意义：通过主动运输____________________，排出________________和对_____________________， 。
主动运输意义
选择吸收所需的物质
代谢废物
细胞有害的物质
从而保证细胞和个体生命活动的需要
跨膜运输的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散 运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
举例
高浓度→低浓度
不需要
需要
不消耗
消耗
需要
低浓度→高浓度
一般是小分子或离子的运输
水分子
气体小分子
脂溶性小分子
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
红细胞吸收K+
主动运输与被动运输的比较
像唾液腺细胞能分泌淀粉酶、胰岛细胞能分泌胰岛素、这些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？
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞
回顾：分泌蛋白的分泌过程
感受胞吞、胞吐过程
胞吞、胞吐过程？特点？
2.过程：
1.实例：吞噬细胞吞噬病菌
小囊包裹大分子
大分子与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷形成小囊
进入细胞内部
小囊从细胞膜分离形成囊泡
胞吞
特点：
① 需要蛋白质识别
② 需要消耗能量
2过程：
1.实例：分泌蛋白的分泌
囊泡与细胞膜融合后将大分子排出
大分子在细胞内形成囊泡
囊泡移动到细胞膜处
胞吐
细胞接收分泌信号
特点：
① 需要蛋白质识别
② 需要消耗能量
1.胞吞胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有何关系？
2.游离核糖体一般合成胞内蛋白而分泌蛋白却一般在附着核糖体合成，试分析其道理。
细胞膜的流动性是胞吞胞吐的基础，
胞吞胞吐的过程膜的变形本身也体现出膜的流动性。
分泌蛋白是大分子有机物，无法通过被动或主动运输穿过细胞膜，因此要通过内质网-高尔基体途径的加工，以囊泡形式运输到膜外。
思考与讨论P71
通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设
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
与社会联系P72
P72练习与应用之概念检测
检测
设计实验探究物质跨膜运输方式（课本P72）
柽柳是强耐盐植物，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。柽柳根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明，说出实验思路。
思考：主动运输和被动运输区别？
是否需要细胞供能
对照实验设计思路
①将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组
②甲组：
乙组：
幼苗+溶液（K+）+正常呼吸条件
幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用
相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率
③若两组吸收速率相同，被动运输；若甲组＞乙组，则主动运输。

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