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第2节 主动运输与胞吞胞吐
第4章 细胞的物质输入和输出
？
问题探讨
讨论
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？
【答案】不是。被动运输是顺浓度梯度
【答案】需要细胞提供能量。
【答案】具有普遍性。
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。
例如：
①小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收；
②人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；
③轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
这些物质为什么能逆浓度梯度运输？
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
能量
一. 主动运输
***(二)特点:
1. 逆浓度梯度
2. 需要载体蛋白的协助；
3. 需要能量（ATP)
引起载体构象的改变
(一)概念: 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释放的能量
（三）与主动运输有关的细胞器:
线粒体、核糖体
一. 主动运输
具有特异性（或专一性）；
转运时构象改变；可重复利用
**影响因素
载体数量限制
能量、载体蛋白数量
运输速率 (V)
呼吸速率
运输速率 (V)
氧浓度
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
P点后运输速率受______________制约
载体蛋白数量
**影响因素：能量、载体蛋白数量
囊性纤维化病发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞转运氯离子的载体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。
**意义: 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，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
与社会的联系
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
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
是否需要转运蛋白
是否需要消耗能量
举例
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
影响运输的因素
浓度差的大小
浓度差大小、载体的种类和数量
载体的种类和数量、能量(氧浓度、温度等)
水、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
离子或其他物质逆浓度梯度运输
(1)归纳记忆同一物质的不同运输方式
[特别提醒]　
②Na＋:
进入神经细胞:
运出神经细胞:
③K＋:
进入神经细胞:
运出神经细胞:
协助扩散，靠离子通道。
主动运输，Na＋—K＋泵
主动运输，Na＋—K＋泵
协助扩散，靠离子通道
(2)关于物质运输的易错点
①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输和主动运输，如神经递质的释放是胞吐(外排)作用。
②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
③消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量
④小分子跨膜运输体现了膜的 特点——
胞吞和胞吐体现了膜的 特点——
⑤大分子胞吞、胞吐过程中穿过的生物膜层数为 层。
选择透过性；
流动性。
0
功能
结构
浓度差主要影响 。自由扩散中,浓度差越 ,运输速率越 ；协助扩散中,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
大
载体蛋白数量
二. 影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
自由扩散和协助扩散
自由扩散和协
自由扩散和协
(2)载体数量对跨膜运输的影响
载体蛋白主要影响 和 。其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
协助扩散
主动运输
自由扩散
自由扩散
自由扩散
(3)氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时， 为离子的吸收提供能量。
②PQ段: 随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率也越大。
③Q点以后: 当氧气含量达到一定程度后，受 数量以及其他的限制因素运输速率不再增加。
无氧呼吸
多
载体蛋白
自由扩散
自由扩散
【检测】下图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图,下列与此图相关的叙述中,正确的是(　　)
A. 与氧气进出细胞相符的图有①③⑤
B. 与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥
C. 与K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤
D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥
A
②③
②④⑥
胞吐或胞吞
自由扩散
协助扩散或主动运输
自由扩散或协助扩散
主动运输
自由扩散
主动运输
(4)温度
大分子可以穿过细胞膜吗？
胞吞与胞吐
白细胞消灭病菌
三. 胞吞与胞吐
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
1.胞吞的过程：
三. 胞吞与胞吐
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
2.胞吐的过程
三. 胞吞与胞吐
变形虫摄取有机物颗粒
分泌蛋白的分泌
胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解！
**特点：
影响因素：
结构基础：
变形虫的胞吞、胞吐示意图
需要蛋白质（主要是受体蛋白）
需要能量
能量、温度等
***膜具有一定的流动性
小结
细胞膜功能之一是可以控制物质进出
物质跨膜运输方式
被动运输
主动运输
胞吞胞吐
功能上具有选择透过性
细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
胞吞胞吐也需要膜上的蛋白质（主要是受体蛋白）参与，更与细胞膜结构的流动性密切相关。
结构
决定
*** 物质运输方式的比较
项目 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞胞吐
浓度梯度
转运蛋白
能量
代表例子
顺
顺
逆
不需要
需要（载体蛋白、通道蛋白）
需要（载体蛋白）
不需要
不需要
不需要
需要
需要
氧气、水、甘油等通过细胞膜
葡萄糖进入红细胞
水通过细胞膜
K+通过离子通道
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜
大分子物质进出细胞
**实验设计：探究物质跨膜运输方式的实验设计
(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
D
C
C
课后习题
×
√
一、概念检测
1.一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）大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量。（ ）
（3）被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白。（ ）
（4）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。（ ）
×
×
一、概念检测
2.下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B.脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散
D.大肠杆菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
3.细胞内的生物大分子（如胃蛋白酶原）运出细胞的方式是（ ）
A.胞吐 B.自由扩散 C.协助扩散 D.被动运输
A
A
课后习题
二、拓展应用（周末作业本）
1.淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
2.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。
课后习题

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