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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
细胞膜组成成分：(写出下列符号对应的名称）
1:_____________ 2:________ 3:________ A:________ B:________
知识回顾
细胞外
细胞内
蛋白质
磷脂双分子层
糖蛋白
2
1
运输方式 被动运输 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否需 转运蛋白
是否需能量
代表例子
顺浓度梯度
顺浓度梯度
不需要
需要
不需要
不需要
气体、水分子
脂溶性物质等
葡萄糖通过红细胞
水通过水通道
K+通过离子通道
知识回顾
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
（载体蛋白/通道蛋白）
思考讨论：
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？
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的浓度比血液中高20-30倍。
不是。被动运输的方向是从高浓度到低浓度
需要细胞提供能量
问题探究
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；
人神经细胞未兴奋时细胞外的Na+浓度远高于细胞内。
3.细胞逆浓度梯度运输物质的方式是普遍存在的吗？
是普遍存在的。
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，这种方式叫主动运输。
主动运输
（1）概念
观察主动运输的动画，概括主动运输的过程。
主动运输
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，这种方式叫主动运输。
主动运输
（1）概念
（2）运输过程
低浓度
高浓度
消
耗
能
量
①被运输的特定分子或离子与载体蛋白结合
②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改变，将所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来
③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
ATP→ADP+Pi+能量
物质运输方式的比较
运输方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散 运输 方向
是否需 转运 蛋白
是否需 能量
代表 例子
顺浓度梯度
顺浓度梯度
不需要
需要
不需要
不需要
气体、水分子、
脂溶性物质等
葡萄糖通过红细胞
水通过水通道
K+通过离子通道
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
（载体蛋白/通道蛋白）
低浓度
高浓度
需要
（载体蛋白）
逆浓度梯度
需要
小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖、
红细胞吸收钾离子
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，
主动运输
（3）意义
桐花树泌盐现象
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求。
小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图
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。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+载体模式图
H+
H+
载体蛋白的专一性
肺
黏液阻塞了气道
与社会的联系
囊性纤维病
囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。
CFTR蛋白运输氯离子时消耗ATP，因此曾被认作是介导主动运输的载体蛋白。后研究发现CFTR是通道蛋白，其并不与氯离子结合，ATP作用是改变CFTR的构象，使CFTR在“开放”和“关闭”两种状态之间转换。
随堂练习
In-class practice
1.图示为物质通过人的红细胞膜的示意图。回答下列问题。
（1）①表示________方式，②表示_____________方式，③表示_______________方式。
（2）与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助_________________，该物质是在细胞内的_____________（填细胞器）上合成的，与③相比，②方式的不同之处是_____________________________________________________________。
（3）可以代表氧气转运过程的是图中编号______；可以代表是葡萄糖进入红细胞过程的是图中编号_______；可能代表水分子进入细胞过程的是图中编号___________。
自由扩散
主动运输
协助运输
载体蛋白
核糖体
逆浓度梯度运输/需要消耗能量
①
③
①③
图4-7 变形虫的摄食过程
内质网
合成的蛋白质
高尔基体
囊泡
图3-8 分泌蛋白运到细胞外的过程示意图
胞吞胞吐
思考：
（1）变形虫通过什么方式摄取水中的有机物颗粒？
（2）乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶，它们能通过自由扩散、协助扩散或主动运输运出细胞吗？
观察胞吞胞吐的动画，概括胞吞胞吐过程。
胞吞胞吐
胞吞过程
胞吐过程
大分子
膜蛋白
胞
吞
胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解
胞吞胞吐
囊泡的膜，
与细胞膜融合成为细胞膜
大分子与膜上的蛋白质结合，
从而引起这部分细胞膜内陷行成小囊，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。
胞
吐
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。
物质运输方式的比较
运输方式 被动运输 主动运输 胞吞胞吐
自由扩散 协助扩散 运输 方向
是否需转运 蛋白
是否需 能量
代表 例子
顺浓度梯度
顺浓度梯度
不需要
需要
不需要
不需要
氧气、水、甘油等通过细胞膜
葡萄糖通过红细胞
水通过水通道
K+通过离子通道
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
（载体蛋白/通道蛋白）
低浓度
高浓度
需要
（载体蛋白）
逆浓度梯度
需要
小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖、
红细胞吸收钾离子
不需要
（但需特定膜蛋白参与）
需要
胞吞：变形虫摄取
有机物颗粒
胞吐：蛋白质的分泌
/
痢疾内变形虫这种病原体通过饮食传播，这提醒我们要注意饮食卫生、培养良好的个人卫生习惯来预防阿米巴痢疾等传染性疾病。
与社会的联系
白细胞通过胞吞作用吞噬细菌
白细胞
细菌
变形虫摄取草履虫
细胞的物质输入和输出的结构基础
（1）自由扩散：不带电荷的小分子（气体、水、脂溶性物质）
协助扩散/主动运输（转运蛋白）：离子和较小的有机分子
胞吞胞吐：生物大分子（蛋白质和多糖等）
（2）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_______________的结构基础。
选择透过性功能
（3）像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞胞吐进出细胞，其过程也需要膜上的蛋白质
的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的__________。
流动性
2.下列物质出入细胞的过程中，右图不能够表示的是（ ）
A.抗体（免疫蛋白）的分泌
B.胰岛B细胞分泌胰岛素
C.氨基酸排出人体细胞
D.草履虫排出食物残渣
随堂练习
In-class practice
3.吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对该过程的认识正确的是（ ）
A.需要细胞供能，且不需要细胞膜上蛋白质的参与
B.需要细胞供能，体现了细胞膜具有一定的流动性
C.不需要细胞供能，吞噬的动力来源于细胞膜的流动性
D.不需要细胞供能，吞噬过程的实质是病原菌的入侵
C
B
1、按运输分子
的大小分类
小分子
大分子
被动运输
主动运输
胞吞、胞吐
自由扩散
协助扩散
3、按是否需要
转运蛋白
不需要
需 要
自由扩散
胞吞胞吐
协助扩散
主动运输
4、按是否需要
消耗能量
被动运输
主动运输
胞吞胞吐
自由扩散
协助扩散
不需要
需 要
2、按物质
运输方向
顺浓度
逆浓度
主动运输
被动运输
自由扩散
协助扩散
分类与归纳
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白
随堂练习
In-class practice
影响物质跨膜运输的因素
自由扩散
协助扩散
主动运输
①浓度差
载体数量
载体数量、能量
②载体数量
③氧气
含量
自由扩散
主动运输或协助扩散
自由扩散或协助扩散
主动运输
能量
柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物．植物吸收离子可有两种方式主动运输和被动运输．主动运输和被动运输最主要的区别是否需要能量，而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的．柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明．
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中．
b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组_____________________．
c．一段时间后测定两组植株根系_______________________．
②实验结论：
a．若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明______________________________________；
b．________________________________________________．
完全抑制有氧呼吸
一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率
树柳从土壤中吸收无机盐是被动运输
若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明怪柳从土壤中吸收无机盐是主动运输

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