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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
问题探讨
甲状腺滤泡上皮细胞
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高20-25倍。
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？
不是，被动运输是从高浓度到低浓度运输。
需要。
有普遍性。
小分子物质跨膜运输的主要方式
小分子物质跨膜
运输的主要方式
被动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
一、主动运输
观察主动运输的过程，从载体、能量和运输方向三个方面分析主动运输有何特点？
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。
3.特点：
①可从低浓度到高浓度
②需要载体蛋白
③需要消耗能量
4.实例：
一、主动运输
多种离子（Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜）
小分子有机物（氨基酸通过小肠上皮细胞）
葡萄糖进入机体其他细胞（红细胞除外）
能量
运输速率
B
A
C
1.概念：
2.过程：
物质与载体蛋白结合→能量推动结构变化→运输到细胞另一侧释放
资料1
资料2
科学家在研究钠离子通过细胞膜的运输方式时，设计如下实验，检测神经纤维周围溶液中是否出现放射性同位素24Na+(已知细胞外Na+浓度远高于细胞内Na+浓度)
实验方法 实验现象
① 向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+ 出现24Na+
② 步骤同①，并加入某种呼吸酶抑制剂 未出现24Na+
③ 步骤同②，并加入ATP（细胞能够利用的直接能源物质） 出现24Na+
影响神经纤维中Na+
跨膜转运的原因可能是？
Na+跨膜转运需要消耗能量
对离体的人体小肠上皮细胞施用某种专一作用细胞膜蛋白的毒素，实验结果如图所示：
资料3
导致Ca2+吸收量明显减少的原因可能是？
毒素抑制了Ca2+载体蛋白活性
Ca2+
0
甘油
脂肪酸
时间
物质的相对吸收量
毒素
导致植物吸收无机盐离子含量差异的因素可能是？
在两个相同的容器中用同一种完全培养液内分别培养水稻幼苗与番茄幼苗，假设两种植物的吸水速率相同，一段时间后，测定两种植物对不同离子的相对吸收量如图：
资料4
载体蛋白的种类和数量不同
Ca2+
0
番茄
物质的相对吸收量
水稻
SiO44-
离子
逆浓度梯度
主动运输的特点和意义
1.主动运输的特点
① _________________跨膜运输；
②需要_____________的协助；
③需要消耗_________。
从低浓度到高浓度
2.主动运输的意义
保证细胞和个体生命活动的需要：
① _____________所需要的营养物质；
②排出__________和对细胞有害的物质；
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。
载体蛋白
能量
主动选择吸收
代谢废物
与一种（类）离子或分子结合
由细胞内化学反应所释放
影响主动运输的因素：载体蛋白、能量
【拓展提升】
载体蛋白可以重复使用。载体蛋白在运输离子或分子时，空间结构发生变化，释放其结合的离子或分子后，载体蛋白恢复原状，又可以转运同种物质的其他离子或分子。
离子泵也是运输蛋白之一，也可以看做一类特殊的载体蛋白。
注意：不同离子或分子的大小和性质不同，所以不同转运蛋白质的空间结构差别也很大，一种转运蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
载体蛋白具有专一性。
囊性纤维化
比较正常人与囊性纤维化患者肺部的结构与功能有何差异？
科学家研究这些转运蛋白的结构有什么用呢？请大家看一下教材70页“与社会的联系” 栏目中的内容。
囊性纤维病的主要病因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运Cl-的载体蛋白的结构和功能发生异常。 类似的疾病还有很多，解析这些转运蛋白的结构，将有助于找到治疗疾病的办法。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+载体模式图
H+
H+
归纳：物质的跨膜运输方式的比较
运输方式 运输方向 载体蛋白 能量 实例
自由 扩散
协助 扩散
主动 运输
顺浓度梯度
顺浓度梯度
可逆浓度梯度
不需要
不需要
需要
不需要
需要
需要
气体（O2、CO2、N2 ）；脂溶性物质（苯、甘油、乙醇等）；
水；钾离子；
葡萄糖进入红细胞
离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子进出细胞
生物大分子物质进出细胞的方式
变形虫的胞吞和胞吐示意图
转运蛋白质能帮助离子和小分子通过细胞膜，但对蛋白质等大分子却无能为力。
二、胞吞与胞吐
胞吞：大分子与膜上蛋白质结合，细胞膜内陷形成小囊包围大分子，然后与细胞膜分离形成囊泡进入细胞内部。
胞吐：外排的大分子形成囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
胞吞、胞吐均消耗能量。
1. 胞吞实例：____________________________________________。
2. 胞吐实例： ____________________________________________。
3. 胞吞与胞吐的特点：
①主要转运_________；② 需要消耗________；③ 体现生物膜的____________。
胞吐也可转运小分子物质，如神经递质（乙酰胆碱、去甲肾上腺素）
胞吞和胞吐
白细胞吞噬细菌和病原体、变形虫摄食有机物颗粒
消化腺细胞分泌消化酶、胰岛B细胞分泌胰岛素等分泌蛋白；变形虫排出食物残渣和废物等
大分子
能量
流动性
运输方式 主要运输物质 运输方向 （浓度梯度） 是否需要 载体蛋白 是否需
要能量
胞吐
胞吞
大分子物质
大分子物质
与浓度无关
与浓度无关
不需要
不需要
需要
需要
胞吞和胞吐比较
思考·讨论 P71
与生物膜结构具有一定的流动性相关。
胞吞、胞吐过程的特点及意义
1.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
游离的核糖体不与内质网相连，合成的蛋白质无法排出细胞外，供细胞自用；而附在内质网上的核糖体，其合成的蛋白质先进入内质网加工，然后形成囊泡发送到高尔基体进一步加工，成熟的蛋白质又由囊泡包围运输到细胞膜，通过胞吐的方式分泌到细胞外。
2.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。
试分析其中道理。
【拓展提升】
胞吞和胞吐运输的物质可以是固体，也可以是液体，一般是颗粒性物质、蛋白质等大分子等，某些小分子物质也可以通过胞吐方式运输。
RNA是通过核孔进出细胞核的，并非通过胞吞和胞吐。
胞吞和胞吐都不需要载体蛋白，但需要膜上的蛋白质的参与，消耗能量。
胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
影响物质运输速率的曲线分析
自由扩散
协助扩散
自由扩散
协助扩散
主动运输
构建概念图

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