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(共31张PPT)
第
4
章
第2节主动运输与胞吞、胞吐
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。
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。
需要细胞提供能量。
碘浓度高
碘浓度低
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；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；
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？
氨基酸葡萄糖
小肠液
小肠上皮细
血浆
K+
具有普遍性
主动运输
物质 进行跨膜运输，需要 的
协助，同时还需要消耗 ，这种方式叫作主动运输。
逆浓度梯度
载体蛋白
细胞内化学反应所释放的能量
1.概念：
2.特点：
（1）逆浓度梯度运输
（2）需要载体蛋白
（3）需要消耗能量
载体蛋白
ATP
ATP结合位点
p
磷酸化
p
去磷酸化
ADP
①物质与膜上载体蛋白特定部位结合
一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合
——特异性/专一性
②在细胞内化学反应释放能量的推动下，载体蛋白的空间结构发生改变
ATP→ADP+Pi+能量
③将所结合的物质从膜的一侧转运到另一侧释放出来
④载体蛋白恢复原状
——可重复利用
3.过程
(1)会与被转运的物质结合
(3)转运过程中构象（空间结构）发生变化
(2)具有特异性，
一种载体蛋白只适合与一种或一类
离子、分子结合
(4)转运结束恢复原状，可重复利用
(5)具有饱和性
载体蛋白的特点
转运蛋白
通道蛋白：只参与协助扩散
载体蛋白：参与协助扩散或者主动运输
4.实例
①Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+、I-等离子通过细胞膜（注意浓度方向）
②葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞
5.主动运输的意义：
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，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。
载体蛋白的数量、能量
（影响能量产生的因素，如O2浓度、温度）
P
P
P点前后的限制因素？
←限制因素：载体蛋白的数量
限制因素：能量
↓
←限制因素：能量
限制因素：载体蛋白数量
↓
P
→影响呼吸速率，影响能量供应
←无氧呼吸供能
←限制因素：O2浓度
限制因素：载体蛋白数量
↓
P
←限制因素：物质浓度
限制因素：载体蛋白数量或能量
↓
5.影响因素：
②运输方式： ； 影响a点运输速率的因素是： ；b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
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
练一练
④运输方式： 。a点所需能量来自于无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是： ；c点之后运输速率不再改变的原因是 。
③运输方式： ；
自由扩散或协助扩散
主动运输
氧气浓度
膜上载体蛋白的数量有限
⑤细胞中与主动运输有关的细胞器有哪些？
核糖体、线粒体等
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。
与社会的联系
知识拓展
两类主动运输
第一类：直接消耗ATP的主动运输。
通常称为泵（ATP驱动泵）。
①Na+-K+泵
②H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
第二类：间接消耗ATP的主动运输。
如图：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。
知识拓展
两类主动运输
1.下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ）
D
2.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是 (　　)
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C
3.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
B
物质跨膜运输图示
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
是否需要载体蛋白
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、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*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度运输
离子或其他物质逆浓度梯度运输
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
主动运输
被动运输
协助扩散
自由扩散
(1)探究是主动运输还是被动运输：
有无能量供应
（有无转运蛋白）
设计实验探究物质跨膜运输方式
(2)探究是自由扩散还是协助扩散：
实验步骤
1.取材、分组、编号
2.实验处理（控制自变量）
3.观察记录（检测因变量）
4.预测实验结果与结论
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；
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
课堂检测P72拓展应用2
胞吞和胞吐
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？
大分子
膜蛋白
①大分子与膜上的 结合；
蛋白质
②细胞膜 ，包围着大分子；
内陷形成小囊
③小囊从细胞膜 下来， 形成 ，
进入细胞内部。
分离
囊泡
例子: 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。
磷脂分子重排
磷脂双分子层
形成
囊泡
胞吞的过程
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。
①细胞需要外排的大分子，
先在细胞内形成 ；
②囊泡移到细胞膜处，
与细胞膜 ；
③大分子排出到细胞外。
囊泡
融合
例子: 分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等
内质网
合成的蛋白质
高尔基体
囊泡
分泌蛋白的分泌
胞吐的过程
（1）胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
（2）物质通过胞吞、胞吐进出细胞的方式有何特点？
（3）胞吞，胞吐穿过了几层生物膜？
生物膜的流动性是胞吞、胞吐的基础
需要消耗能量和特定蛋白质的识别
思考讨论：
0层
变形虫的胞吞胞吐示意图
补充：大分子物质也通过核孔运输，如RNA、蛋白质等。某些小分子物质运输也通过胞呑胞吐，如神经递质等
胞 吞
胞 吐
①都产生小囊泡, 都体现细胞膜的_______
②运输分子一般为__________
③都需要_______________________
相同
进入细胞
排出细胞
不同
④都不需要_________
⑤穿越膜层数都为________
流动性
大分子
消耗细胞代谢所释放的能量
载体蛋白
0
⑥影响因素: 等
温度和能量
总结归纳：胞吞、胞吐
综上所述，除一些不带电的小分子是自由扩散外，离子和小分子的跨膜运输都要借助于转运蛋白，体现了蛋白质是生命活动的承担者。一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对物质的跨膜运输起着决定作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列叙述正确的是
A.构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双
分子层
B.该过程需要膜上蛋白质的参与但不消
耗能量
C.右图说明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白
D.性激素属于分泌蛋白，促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成
A
练一练
用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是
A.蛋白质　胞吞 B.固醇　自由扩散
C.性激素　协助扩散 D.蛋白质　主动运输
A
协助扩散
自由扩散
物质进出细胞的方式
主动运输
离子和小分子物质的跨膜运输
大分子物质进出细胞
胞吞
胞吐
消耗能量
顺浓度梯度
被动运输
载体蛋白
尝试绘制物质进出细胞的方式概念图

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