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第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第4章 细胞的物质输入和输出
1、被动运输的两种方式以及各自的特点
问题探讨
2、海带中的碘离子浓度远高于海水，海带细胞
可以从海水中吸收碘离子吗？如果可以那是通
过哪种方式呢？
【活动】：探究主动运输的特点
阅读分析下列资料，思考、讨论主动运输特点，并尝试给主动运输下一个定义。
资料3、加入专一性载体蛋白抑制剂后，红细胞不能从血浆中吸收K+。
资料1、人的红细胞中K+浓度比血浆中高30倍。
资料2、人的红细胞可以从血浆中吸收K+。
资料4、加入能量抑制剂后，红细胞不能从血浆中吸收K+。
结论1、低 高
结论2、需要载体蛋白
结论3、需要能量
主动运输
Active transport
1、概念：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。
2.特点：逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要能量(ATP)
3.实例：绝大多数离子的进出，小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等
4、载体蛋白构象恢复，继续运输其他物质
1、物质与载体蛋白结合
2、细胞供能（ATP），载体蛋白构象改变
3、物质通过载体蛋白进入膜内
主动运输过程
主动运输
Active transport
细胞内
细胞外
主动运输
Active transport
主动运输有什么意义？
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。
主动运输
Active transport
【注意】
不同离子或分子的大小和性质不同，并且不同载体蛋白的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
（载体蛋白的特异性）
囊性纤维化发生的一种主要原因是，肺部支气管上皮细胞转运氯离子的载体蛋白功能发生异常，导致支气管中粘液增多，造成细菌感染。
肺
黏液阻塞了气道
囊性纤维化
正常功能的氯离子载体蛋白
异常关闭的氯离子载体蛋白
H2O
物质运输方式的比较
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
载体蛋白
细胞内的能量
代表例子
顺浓度梯度
顺浓度梯度
逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
需要消耗
氧气等气体；甘油、乙醇等脂溶性小分子；少部分水
葡萄糖通过红细胞
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；绝大多数离子通过细胞膜等
水通过水通道
K+通过离子通道
主动运输和被动运输的影响因素
1、浓度差
1、浓度差
2、转运蛋白数量
1、浓度差
2、载体蛋白数量
3、能量
自由扩散
协助扩散
主动运输
凡是影响细胞产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度等
1.浓度差（自由扩散、协助扩散、主动运输）
运输速率
O
浓度差
运输速率
O
浓度差
P
自由扩散
协助扩散
“转运蛋白数量有限”
主动运输和被动运输的影响因素
（物质浓度）
运输速率
O
浓度差
P
主动运输
“载体蛋白数量有限”
2.转运蛋白数量（协助扩散、主动运输）
细胞膜上的转运蛋白的数量是有限的，当用于运输的转运蛋白达
到了饱和状态，物质运输的效率就会受到限制。
主动运输和被动运输的影响因素
3.能量（主动运输）
主动运输和被动运输的影响因素
运输速率
能量
O
P
运输速率
能量
O
自由扩散或协助扩散
主动运输
载体蛋白数量有限
自由扩散或协助扩散
主动运输
载体蛋白数量有限
无氧呼吸提供能量
主动运输和被动运输的影响因素
运输速率
O2浓度
O
运输速率
O2浓度
O
P
Q
氧气浓度
4、温度
主动运输和被动运输的影响因素
主动运输和被动运输的影响因素
运输速率
O
物质浓度
运输速率
O
物质浓度
P
自由扩散
协助扩散或主动运输
“转运蛋白数量有限”
自由扩散或协助扩散
主动运输
载体蛋白数量有限
无氧呼吸提供能量
运输速率
O2浓度
O
运输速率
O2浓度
O
P
Q
胞吞与胞吐
胞吞
endocytosis
首先大分子与膜上的 结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成 ，包围着大分子。然后，从 上分离下来，形成 ，进入细胞。
蛋白质
小囊
细胞膜
囊泡
一、概念
胞吞
endocytosis
白细胞吞噬癌细胞
变形虫摄食绿藻
二、实例
胞吐
exocytosis
细胞需要外排的大分子，先在 形成 ，囊泡移动到 处，与细胞膜 ，将大分子排出细胞。
细胞内
囊泡
细胞膜
融合
细胞外
细胞内
囊泡
一、概念
胞吐
exocytosis
变形虫排出废物
细胞内分泌蛋白的排出
二、实例
胞吞、胞吐的特点：
依赖膜的流动性；
需要能量；
需要膜上蛋白质参与
变形虫摄取食物与排出废物
胞吞、胞吐
变形虫摄取食物与排出废物
问题探讨
1、参与胞吞胞吐的蛋白质是载体蛋白吗？
2、胞吞胞吐为什么需要能量？
3、胞吞胞吐属于跨膜运输吗？
受体蛋白
细胞膜的流动，囊泡的运输等过程都需要能量
属于，但跨0层膜
问题探讨
1、下图表示小肠上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的过程，其中小肠上皮细胞中的葡萄糖和氨基酸浓度均高于肠腔和细胞外液，且细胞内的K+浓度高于细胞外，而Na+浓度低于细胞外，甲、乙、丙、丁表示物质运输的载体。据此判断，下列说法正确的是（　　）
A．通过钠钾泵的作用能降低细胞内外的Na+和K+的浓度差
B．氨基酸进出小肠上皮细胞的方式分别为主动运输和协助扩散
C．细胞通过载体甲运输Na+和葡萄糖的方式都是主动运输
D．能量供应不足会影响载体丙协助葡萄糖跨膜运输
2、小肠上皮是由小肠上皮细胞构成的绒毛样的组织，能够扩大肠腔的膜面积，使食糜与其充分接触，增强营养物质的吸收。葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式如图所示。请回答下列问题：
（1）小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多突起即微绒毛，微绒毛不仅可以增加膜面积，还可以增加细胞膜上　 　的数量，有利于吸收肠腔中的葡萄糖等物质。
（2）小肠上皮细胞细胞膜上的载体蛋白G将葡萄糖运出细胞的特点是　 　、　 　。
载体蛋白
顺浓度梯度运输
不消耗能量
（3）小肠上皮细胞细胞膜上的蛋白S是一种同向转运蛋白，蛋白S有两种结合位点：一种与Na+结合，一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时，葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。由此可知，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是　 　。
（4）小肠上皮细胞基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，α亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP酶的活性，据此分析图中Na+-K+泵的功能是　 和　 　。
（5）若小肠上皮细胞基膜上的Na+-K+泵停止工作，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将　 　 (填“升高”“降低”或“不变”)，原因是
小肠上皮细胞吸收葡萄糖借助于Na+的浓度梯度，若Na+-K+泵停止工作，将导致Na+在细胞内外的浓度差减小
钠离子的电化学势能
运输钠钾离子
降低
催化ATP水解
1、研究发现,在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的转运蛋白，后者是协助扩散的转运蛋白。科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制出如图曲线,下列说法中不正确的是(　　)
A.细胞运输葡萄糖时,协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍
B.在较低浓度下,主动运输的载体先达到饱和状态
C.小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行
D.在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
D

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