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(共24张PPT)
第4章细胞的物质输入和输出
第2节
主动运输与胞吞胞吐
1.自由扩散与协助扩散的异同？
2.自由扩散与协助扩散不需消耗能量，其动力来自哪里？
3.为什么自由扩散与协助扩散被称为被动运输？
膜两侧物质的浓度差
异：协助扩散需借助载体蛋白，自由扩散不需要
同：都是顺浓度梯度；都不需消耗能量
都是顺浓度梯度进行的跨膜运输，不需消耗细胞内能量
温故知新
资料一：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。
血液中
碘浓度低
碘浓度高
讨论思考：
1.甲状腺滤泡上皮细胞内外的碘浓度高低是怎样的？
2、碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的过程是被动运输吗？
3、你还知道哪些物质的运输与碘进入甲状腺滤泡上皮细胞类似？
4.这种跨膜运输中是特例还是具有的普遍性？
任务一：认同主动运输方式在细胞生命活动中的普遍性
资料二：为探究大蒜治理水体富营养化的效果，科研人员配制了一系列浓度梯度的磷酸盐（KH2PO4）溶液，将大蒜的根系分别完全浸入200 mL的上述溶液中，其他培养条件相同且适宜，4h后取出植株，测得大蒜根系吸收磷酸盐的速率如图所示。
讨论思考：
1、大蒜根是否吸收磷？证据是什么？
2.请根据图中磷酸盐浓度和吸收速率的关系推测大蒜根细胞吸收磷是哪一种运输方式？
3.在0.01 mmol/L和0.025 mmol/L的KH2PO4组中，大蒜根细胞中磷酸盐浓度为0.04~0.12 mmol/L，这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗？
4、存在逆浓度梯度运输既然能发生，那么抵消化学势能障碍的力量是什么？
小结：逆浓度梯度的物质跨膜运输需要能量
资料三：观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构，当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。
1.磷酸盐载体如何能特异性的识别磷酸盐离子呢？
讨论思考
2.结合资料1和资料2，分析植物吸收磷酸盐需要的条件有哪些？
3.在资料1中磷酸盐浓度为0.8mmol/L以后，吸收速率不再增加的原因是什么？
4、细胞即使付出能量的代价，也要吸收磷，吸收磷以后有什么用途？
小结：大蒜可以作为净化富营养水体的植物，是因为可以高效吸收磷。
大蒜吸收磷是主动运输的方式，某些物质进出细胞，需要能量和载体蛋白。
①从低浓度到高浓度
③需要载体：
不同离子或分子的大小和性质不同，所以不同蛋白质的空间结构差别也很大，一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+
H+
H+载体模式图
②需要能量：
ATP
ADP＋Pi＋能量
小结：
1、特点
（引起载体空间结构的变化）
具有专一性及最大转运速率
ADP
P
ATP
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__________。
2、定义 ：
载体蛋白
能量
逆浓度梯度
离子或分子与膜上载体蛋白的特定部位结合
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
将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另—侧并释放出来
载体蛋白随后恢复原状
3.影响主动运输速率的因素
（1）温度：
（3）载体蛋白数量：
（2）氧气浓度
请据资料分析影响主动运输速率的因素
资料1：若切断肾的供氧渠道，重吸收马上停止。
资料2：载体介导的跨膜转运速率存在饱和现象，饱和现象表现为载体对所转运物存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到一定限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。
4.与主动运输有关的细胞器。
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
4、主动运输的意义
资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mmol氢离子(H＋)固定酸，这些H＋必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌H＋，可以确保H＋从尿液中顺利排出。
囊性纤维化发生的一种主要原因是，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，造成细菌感染。这一发现给囊性纤维化的治疗带来了新的希望。
与社会的联系
例1：探究葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式
思考：图示过程中，钠离子、葡萄糖分别以什么方式运输？
拓展延伸
小肠上皮细胞吸收钠离子：
小肠上皮细胞吸收葡萄糖：
小肠上皮细胞排出钠离子：
小肠上皮细胞排出葡萄糖：
例2.探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
肾小管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＋泵需要消耗ATP 。
(1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式？
(2)Na＋－K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？
(3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？
小结 主动运输的类型
(1)直接型：直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵(ATP驱动泵)，如Na＋－K＋泵（如图1）
(2)间接型：利用依赖ATP的Na＋－K＋泵活动建立的细胞膜两侧Na＋的跨膜浓度梯度主动运输，如肾小管对氨基酸、葡萄糖等的重吸收(如图2)。
物质跨膜运输的三种方式
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
载体
能量
举例
影响因素
思考：唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，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？
不能；淀粉酶和胰岛素都是蛋白质，是生物大分子，无法通过以上方式运出细胞。
任务三：胞吞和胞吐
太阳虫胞吐现象
胞吞大分子
白细胞吞噬病菌
阅读课本内容思考下列问题
1、归纳胞吞胞吐的过程。（写出简单过程图）
2、胞吞、胞吐过程的实现与生物膜的特性有什么关系？
3、胞吞或胞吐过程中是否需要膜上蛋白质的参与？是否需要消耗能量？
4、胞吞或胞吐过程中穿过几层膜？
5、胞吞胞吐只运输大分子吗？说明你判断的理由。
6、游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多是供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。
7、胞吞胞吐对细胞来讲有什么意义？
大分子或颗粒物
乳腺细胞合成的蛋白质
内分泌腺合成的蛋白质类激素
消化腺细胞分泌的消化酶
吞噬的细菌、病毒
3.意义：
通过胞吐细胞向外分泌分泌蛋白和激素，通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片，保证生命活动的正常进行。
变形虫的胞吞和胞吐示意图
胞吞
胞吐
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能同规格胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫--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”肠壁组织细胞，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
物质出入细胞的方式 胞吞 胞吐
图例
运输方向
特点 原理 举例
胞吞和胞吐的比较
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
探究：物质跨膜运输的实验设计
除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞；离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白。
体现了蛋白质是生命活动的承担者
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的作用
体现了细胞膜的功能特点：具有选择透过性
像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜蛋白质的参与，更离不开磷脂双分子层的流动性。
体现了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性
总结
主动运输和胞吞、胞吐
主动运输
胞吞、胞吐
自然状态下运输方向
逆浓度梯度
需要消耗
能量
载体构象
改变
蛋白质
膜脂流动性
依赖
需要
消耗
小结

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