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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
教学目标
生命观念
通过总结物质跨膜运输方式与细胞膜结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。
科学思维
结合图示和图表，掌握不同跨膜运输方式的特点及意义，提升比较归纳能力。
科学探究
能运用物质跨膜运输的原理解释生活中常见的生物学现象及解决生活实践中的问题。
复习导入
新课导入
知识讲解
课堂小结
基础检测
下坡运输—协助扩散
上坡运输—主动运输
转运蛋白
载体蛋白
下坡-顺浓度
不耗油-不耗能
上坡-逆浓度
耗油-耗能
推论：①主动运输需要载体蛋白协助
②主动运输需要消耗能量
主动运输
新课导入
知识讲解
课堂小结
基础检测
过程
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
过程
离子或分子与 结合
载体蛋白的特定部位
载体蛋白的 发生变化
空间结构
离子或分子跨膜转运
载体蛋白恢复，进行下一轮转运
由 推动
能量
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
运输方向
特点
低浓度
高浓度（逆浓度梯度）
①逆浓度梯度运输；②需要转运蛋白；③需要消耗能量
实例
①葡萄糖、氨基酸等进入小肠绒毛上皮细胞；②离子通过细胞时，若不标明膜两侧浓度，则默认是主动运输；③K+进细胞，Na +出细胞
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
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求。
桐花树的泌盐现象
海龟
柽柳
海产软骨鱼类、爬行类和鸟类具有盐腺。盐腺的分泌液主要含NaCl，排出比海水浓度大的溶液，保持体液的渗透平衡。
部分植物如：柽柳具有盐腺，利于排除多余的盐分，利于在高盐碱的环境下生存。
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
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。
（一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合）
（1）具有特异性（或专一性）；
（3）转运过程中空间结构发生变化；
（2）与被转运的离子或分子结合；
（4）可重复利用；
（能量推动下完成）
载体蛋白
的特点
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+载体模式图
H+
H+
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
影响主动运输的因素
1
浓度差
2
载体蛋白的数量
B
A
载体蛋白数量的限制
能量的限制
运输速率
能量
0
能量（氧气浓度）
3
扩散速率（V）
细胞外浓度
0
P
P点后运输速率受____________制约
载体蛋白数量
主动运输
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知识讲解
课堂小结
基础检测
影响主动运输的因素
扩散速率（V）
O2浓度/氧分压
0
A
B
B点之后运输速率不变的原因是：_____________________
膜上载体蛋白数量有限
由无氧呼吸提供能量
1
浓度差
2
载体蛋白的数量
能量（氧气浓度）
3
主动运输
新课导入
知识讲解
课堂小结
基础检测
影响主动运输的因素
4
温度
温度是怎么影响物质跨膜运输的？
温度
影响
生物膜的__________
酶活性
呼吸速率
影响
物质运输速率
影响
流动性
主动运输
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基础检测
与社会的联系
囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞转运氯离子蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。这一发现给囊性纤维化的治疗带来了新的希望。
胞吞与胞吐
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课堂小结
基础检测
胞吞
1
大分子物质
2
与膜上的蛋白质结合细胞膜内陷
小囊
3
囊泡
4
进入细胞
包围着大分子从细胞膜分离
胞吞与胞吐
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课堂小结
基础检测
胞吐
1
大分子物质
2
囊泡
在细胞内形成
3
排出细胞
移动到细胞膜处，与其融合
胞吞与胞吐
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基础检测
运输的物质
大分子或颗粒性物质
结构基础
细胞膜的流动性
某些小分子物质也可以通过胞吞胞吐方式进出细胞。
特点
①不需要转运蛋白，需要受体蛋白；②需要能量；运输时穿0层膜
结构基础
影响因素
实例
膜具有一定流动性
细胞膜的流动性、温度和能量等
变形虫摄取食物、吞噬细胞吞噬细菌、分泌蛋白的合成与运输等。
胞吞与胞吐
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基础检测
胞吞和胞吐的区别和联系
胞 吞 胞 吐
相同点
区别
进入细胞
排出细胞
①不需要载体蛋白；
②需要细胞膜上特定蛋白质的识别；
③需要细胞呼吸所释放的能量；
④都产生小囊泡, 都依赖细胞膜的流动性；
⑤穿越膜层数都为0；
⑥运输分子一般为大分子
胞吞与胞吐
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基础检测
思考·讨论
1.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。
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，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。
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，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。
因为游离于细胞质基质中的核糖体，所合成的蛋白质也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。
胞吞与胞吐
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课堂小结
基础检测
与社会的联系
在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发人患阿米巴痢疾。这种病原体能通过饮食传播。
关注饮食卫生
胞吞与胞吐
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课堂小结
基础检测
比较物质运输方式的异同
物质跨 膜方式 离子和小分子物质 大分子和颗粒物质
运输 方向
转运 蛋白
能量
举例
高浓度→低浓度
胞外→胞内
被动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
胞吞
胞吐
低浓度→高浓度
胞内→胞外
不需要
载体蛋白/
通道蛋白
不消耗
不消耗
①O2、CO2；
②乙醇、苯、
甘油；③少部分水
①红细胞
吸收葡萄糖；②大部分水
载体蛋白
消耗
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、离子
不需要
消耗
不需要
消耗
白细胞
吞噬病菌
分泌蛋白的分泌
（如:胰岛素）
胞吞与胞吐
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知识讲解
课堂小结
基础检测
如何判断物质出入细胞的方式？
根据分子大小
胞吞
（吐）
跨膜运输
被动运输
主动运输
协助扩散
自由扩散
大分子
小分子、离子
是否消耗能量
消耗
不消耗
是否需要载体
不需要
需要
课堂小结
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课堂小结
基础检测
练习与应用
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知识讲解
课堂小结
基础检测
一、概念检测1.一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。判断下列有关物质跨膜运输的相关表述是否正确。（1）相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。（ ）（2）大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量。（ ）（3）被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要流耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白。（ ）（4）主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载体蛋白。（ ）
×
×
×
√
练习与应用
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知识讲解
课堂小结
基础检测
一、概念检测
2.下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A. 果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B. 脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C. 葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散
D. 大肠杆菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
3.细胞内的生物大分子（如胃蛋白酶原）运出细胞的方式是（ ）
A.胞吐 B.自由扩散
C.协助扩散 D.被动运输
A
A
练习与应用
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知识讲解
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基础检测
二、拓展应用
4.淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
将草履虫放在蒸馏水中，由于进入草履虫体内的水分增多，伸缩泡的收缩频率将会加快；将草履虫放入海水中，草履虫会失水，伸缩泡的收缩频率将会减小。
练习与应用
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知识讲解
课堂小结
基础检测
二、拓展应用
5.怪柳（见下图）是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。怪柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。
实验思路：（1）取生长发育状况相同的怪柳幼苗平均分成两组并编号为甲、乙。（2）将两组幼苗放入适宜浓度的含有K+的溶液中，甲组给予正常的呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸。（3）一段时间后测量两组幼苗根系对K+的吸收速率。
实验结论：（1）若两组植株对K+的吸收速率相同，说明不需要消耗能量，为被动运输。（2）若甲组对K+的吸收速率明显大于乙组，则说明需要消耗能量，为主动运输。

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