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第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第四章 细胞的物质输入和输出
课标要求 核心素养
1.举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 1.生命观念：通过总结物质跨膜运输方式与细胞结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。
2．科学思维：结合图示和图表，掌握不同跨膜运输方式的特点及意义，提升比较归纳能力。
【问题探讨】
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。
讨论
甲状腺
甲状腺滤泡上皮细胞
碘浓度低
碘浓度高
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？
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
不是。（被动运输是顺浓度梯度）
需要细胞提供能量。
【问题探讨】
这种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？
其他实例（阅读课本P69第一段）
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？
具有普遍性。
碘浓度低
碘浓度高
小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于小肠上皮细胞中的浓度，但他们仍然能被小肠上皮细胞吸收；
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。
低浓度梯度
高浓度梯度
生活中的例子？
思考：这些物质是如何运进细胞的呢？
一、主动运输
阅读课本P69—70，主动运输
1.什么是主动运输？
2.主动运输的特点？
3.有哪些实例？
4.主动运输的意义？
1.概念：
物质 浓度梯度进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需 。。
逆
消耗细胞内化学反应释放的能量
载体蛋白
2.主动运输的特点：
①方向：
②条件：
逆浓度梯度
需要载体蛋白的协助
需要消耗能量
特
点
一、主动运输
某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+的浓度如下，属于主动运输的是K+ （排出、进入）细胞； Na+ 细胞
进入
排出
细胞内浓度（mmol/l) 细胞外液浓度（mmol/l)
K+ 140 3
Na+ 18 145
葡萄糖、氨基酸、无机盐离子进入小肠上皮细胞；
3.主动运输实例
一、主动运输
4.载体蛋白的特点：
（1）具有特异性（或专一性）；
（2）与被转运的离子或分子结合；
（3）转运过程中空间结构发生变化；
（4）具有饱和性；
（5）可重复利用。
一、主动运输
桐花树的泌盐现象
海鸟（海鸥）的盐腺
盐腺
5.主动运输的意义：
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要。
生活在高盐度的海水中，通过叶片排出多余的盐盐份，维持体内低浓度的盐类，以减轻盐对植物的伤害。
一、主动运输
根据主动运输的特点，哪些因素会影响主动运输的速率？
一、主动运输
载体数量
6.主动运输的影响因素：
分析：三组曲线图中P点前的影响因素分别是什么？P点后的影响因素又是什么？
P点前：物质浓度、载体蛋白数量、能量 、
P点后：该种载体蛋白数量（即载体被饱和）、能量
一、主动运输
运输方式
A B C
A B C
小分子物质跨膜运输方式比较自由扩散协助扩散主动运输运输方向转运蛋白能量举例O2，CO2，少部分H2O，甘油，乙醇，苯顺浓度梯度需要不消耗逆浓度梯度需要载体消耗葡萄糖进入红细胞， K+出细胞， Na+进细胞，大部分水葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞，K+进细胞，Na+出细胞顺浓度梯度不需要不消耗 与社会的联系
囊性纤维病
患者肺部支气管上皮细胞表面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。
唾液腺细胞能分泌淀粉酶，胰岛细胞能分泌胰岛素。
淀粉酶和胰岛素能通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？
请你根据细胞膜的结构组成做出分析。
淀粉酶和胰岛素都是蛋白质，是生物大分子，因此无法像H2O或CO2这样通过自由扩散穿过细胞膜的脂双层。协助扩散和主动运输都是需要细胞膜上的转运蛋白的运输方式，是用来运输离子和小分子的，也无法转运这些大分子。
阅读课本70-71页，思考下列问题：1.什么是胞吞？2.什么是胞吐？3.胞吞胞吐的特点？4.主要体现了生物膜的什么特性？5.实例是哪些？二、胞吞和胞吐胞吐胞吞二、胞吞和胞吐
二、胞吞和胞吐
二、胞吞和胞吐
胞吞胞吐二、胞吞和胞吐小囊泡是自由漂移的吗？如果不是，你认为小囊泡的定点运输和精确定位需要哪些条件？（课本71页）
当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞( endocytosis)
特点：不需要载体蛋白、需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要细胞呼吸所释放的能量。
实例：变形虫吞噬单细胞生物等食物；人体白细胞吞噬细菌、异物等。
二、胞吞和胞吐
大分子
膜蛋白
磷脂分子重排
磷脂双分子层
形成
囊泡
细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐( exocytosis)。在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
实例：
乳腺细胞分泌乳腺蛋白，消化腺细胞分泌消化酶；免疫细胞分泌抗体；
胰岛细胞分泌胰岛素等。
二、胞吞和胞吐
胞吞 胞吐
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
实例
备注
1.需要能量、不需要载体蛋白；
3.体现了细胞膜具有一定的流动性
2.与浓度无关；
（穿过0层膜）
二、胞吞和胞吐
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等物,又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的痢疾内变形虫,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”肠壁组织胞,并引发阿米巴痢疾。这种病原体通过饮食传播,注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。
与社会的联系
二、胞吞和胞吐
物质类型 小分子（跨膜运输） 大分子
运输方式
运输方向
载体
能量
实例
比较物质运输方式
被动运输
气体、少部分水、脂溶性分子（甘油、乙醇、脂质）
葡萄糖进入红细胞， K+出细胞， Na+进细胞，大部分水
葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞， K+进细胞， Na+出细胞
大分子物质，如分泌蛋白
顺浓度梯度
顺浓度梯度
可以逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
不需要
消耗
主动运输
胞吞胞吐
自由扩散
协助扩散
②运输方式： ； 影响a点运输速率的因素是： ；
p点之后运输速率不再改变的原因是 。
运输方式： ； 影响物质运输速率的因素有： 。
自由扩散
物质浓度
协助扩散或主动运输
物质浓度
膜上转运蛋白的数量有限
①
②
③
④
a
b
分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素
物质运输曲线分析
④运输方式： 。Q点所需能量来自于无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是： ；P点后运输速率不再改变的原因 。
③运输方式： ；
自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
主动运输
氧气浓度
膜上载体蛋白的数量有限
分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素
①
②
③
④
a
b
物质运输曲线分析
请同学们尝试以概念图的方式总结本章所内容
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（ ）
×
×
×
√
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，是细胞主动吸收糖分的结果
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
C.协助扩散 D.被动运输
A
A
二、拓展应用
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
参考答案：放入蒸馏水中的草 虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,放入海 中的则伸缩频率减慢。
2.柽柳(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
参考答案：主动运输和被动运输的区别之一是否需要能量 能量来自细胞呼吸,故可通过抑制根细胞呼吸,并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。
具体步骤:取甲、两组 状态基本相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有 Ca2+、K+的溶液中;甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸;一段时间后测定两组植株根系对 Ca2+、K+的吸收速率,若两组植株对 Ca2+、K+的吸收速率相同,说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输;若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。

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