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(共21张PPT)
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
学习目标：
通过对多个实例进行分析，阐释被动运输、主动运输、胞吞胞吐的原理和特点，认同细胞膜的流动性和选择透过性，建立生物体的结构和功能相适应的生命观念。
通过模型构建，发展建模的科学思维；归纳总结几种运输方式的判断方法，形成对物质跨膜运输方式的基本认识，发展归纳与概括的科学思维。
运用几种运输方式的概念解决实际问题，关注生产及生活等社会问题，形成一定的社会责任。
人为什么能活着
进行正常的生命活动：吃饭、喝水、排便、呼吸等
人体是由细胞构成的
与细胞的物质运输分不开
如：吸入的氧气、喝进的水、吃到肚子里的营养物质是如何被细胞吸收的；产生的废物又是如何被细胞排出的
（P65）像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散。
实例一：（P66)氧气、二氧化碳等气体分子很容易扩散透过磷脂双分子层，在肺部氧气一路顺浓度扩散进组织细胞，细胞呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳又一路扩散进入肺泡。
肺泡壁
空气
氧气 15.8%
氧气 5.6%
思考：为什么气体分子可以如此简单的运输呢？
为什么甘油、性激素也能通过这种运输方式进出细胞？
这种运输方式有什么样的特点？
1、自由扩散（P66)
特点：
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白
③不消耗细胞内化学反应所释放的能量
实例：
概念：
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。
①少部分水
②气体分子，如O2、CO2等
③脂溶性小分子，如甘油、乙醇等
人工膜
生物膜
实例二：水分子生物膜与人工膜中均能进行运输，但是生物膜中的运输速率更快。20世纪美国科学家阿格雷从哺乳动物细胞膜中提取到了一种蛋白，并使其在爪蟾卵母细胞表达，发现蛋白的表达，5分钟卵母细胞迅速胀破。进一步实验，提取到了蛋白，并称为水通道蛋白。
思考：为什么水分子借助通道蛋白运输更快？
思考：载体蛋白和通道蛋白的区别？
（P66-67)葡萄糖、氨基酸、离子等物质是细胞生命活动所需的，但不能通过自由扩散通过脂双层膜，需要膜上一些特殊的蛋白质协助其进行顺浓度梯度跨膜运输。这些蛋白质被称作转运蛋白。转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白。
葡萄糖
水
葡萄糖
水
（1）载体蛋白
（2）通道蛋白
转运蛋白（P66-67)
载体蛋白 通道蛋白
转运的分子或离子特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过
是否与被转运 分子、离子结合
自身构象是否改变
图解
结合
不结合
改变
不改变
2、协助扩散（P66)
特点：
①顺浓度梯度运输
②需要转运蛋白
③不需要细胞内化学反应所释放的能量
实例：
概念：
物质借助膜上转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。
①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白
②神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白
③水分子进出——水通道蛋白
实例三：（P69)（1）甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍；
（2）小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于小肠上皮细胞中的浓度，但他们仍然能被小肠上皮细胞吸收；
（3）人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；
（4）轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
思考：这些物质是通过被动运输进入细胞的吗？
资料分析
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
结论3、需要能量
3、主动运输（P69)
特点：
实例：
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，这种方式叫作主动运输。
①小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸
②绝大多数无机盐的运输
①逆浓度梯度运输
②需要载体蛋白
③需要细胞内化学反应所释放的能量
实例四：（P70)变形虫的摄食和排泄过程需要解决大分子物质进出细胞的问题。乳腺细胞合成的蛋白质、唾液腺细胞分泌的淀粉酶、胰岛细胞分泌的胰岛素、这些分泌蛋白都需要排出细胞外。
思考：这些大分子物质是通过什么方式进出细胞的？
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。
4、胞吞胞吐（P71)
胞吞过程
①大分子与膜上的 结合；
②细胞膜 ，
包围着大分子结合；
③小囊从细胞膜 下来，形成 ，进入细胞内部。
受体蛋白
内陷形成小囊
分离
囊泡
能量
囊泡
融合
胞吐过程
特点：
①胞吞从细胞外到细胞内，胞吐从细胞内到细胞外。
②不需要载体蛋白胞吞需要受体蛋白质的识别
③需要能量
实例：
白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒、分泌蛋白的释放等。
思考：物质进出细胞的运输方式与细胞膜的特性有什么联系？
（P72)协助扩散与主动运输的转运蛋白，往往只适合转运特定的物质，具有专一性，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
生物大分子通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
自由扩散
协助扩散
主动运输
胞吞
胞吐
主动运输
自由扩散
协助扩散
ATP
物质出入细胞方式的比较
运输方式 被动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散 运输方向
是否需要转运蛋白
是否耗能 举例
高→低
高→低
低→高
不需要
需要
载体/通道蛋白
需要
载体蛋白
需要
不需要
不需要
①葡萄糖进入红细胞
②神经纤维上Na+内流，K+外流
③水分子进出
①葡萄糖、氨基酸进入小肠细胞
②绝大多数离子的运输
不需要
（需膜蛋白）
①变形虫摄食
②白细胞吞噬病原体
①分泌蛋白的分泌
②变形虫排出残渣、废物
外→内
内→外
①少部分水
②气体
③脂溶性小分子
需要
主动运输
课堂小结
不需要
物质进出细胞的方式的判断：
物质运输方式
物质大小
小分子离子
大分子
不需要能量
需要能量
需要转运蛋白
不需要
转运蛋白
进
出
物质进出细胞的方式的判断：
物质运输方式
物质大小
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
胞吞
胞吐
小分子离子
大分子
不需要能量
需要能量
需要转运蛋白
不需要
转运蛋白
进
出

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