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主动运输与胞吐、胞吐
第四章 第2节
第四章 细胞的输入和输出
本节聚焦
主动运输与被动运输的区别是什么？这对细胞的生活有什么意义？
胞吞、胞吐有什么特点？对于细胞的生命活动有什么意义？
物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构有什么关系？
（1课时）
胞吞
消化
细胞核
废物
胞吐
目标
01
02
03
采用归纳与比较、模型与建模的方法,说明主动运输和被动运输的关系。
(科学思维)
基于给定的事实,设计探究物质跨膜运输的过程。运用物质进出细胞的知识,了解与之相关的疾病,关注人体健康。(科学探究、社会责任)
运用结构与功能相适应的观念,说出细胞膜的特性与胞吞、胞吐的关系。(生命观念)
学习目标
问题探讨
讨论
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
2.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？
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。
甲状腺细胞的独白
不是，
具有普遍性
甲状腺
甲状腺滤泡上皮细胞
碘浓度低
碘浓度高
被动运输都是顺浓度梯度进行的
实例一
实例二
实例三
小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度
轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。
逆浓度梯度运输的实例：
情 境1
看视频：轮藻
轮藻细胞吸收K+是逆浓度的，那么需要转运蛋白和能量吗？
探索新知 一
主动运输
【任务①】 探究：主动运输发生的条件
资料1：轮藻对磷酸盐的吸收可以从低浓度到高浓度，为探究轮藻对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验：
【探索新知1】
一、主动运输
轮藻细胞
KH2PO4+蒸馏水
KH2PO4+有氧呼吸抑制剂
轮藻细胞
实验结论：细胞完成逆浓度梯度运输（主动运输）__________。
需要能量
实验前后溶液中磷酸盐的浓度差mg/L
资料2：为探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白：
①研究人员合成人工膜将其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度几乎没有发生改变。
②随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入某种蛋白质，将新合成的人工膜其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度降低了。
【任务①】 探究：主动运输发生的条件
【探索新知1】
一、主动运输
实验结论：细胞完成逆浓度梯度运输（主动运输） ________。
需要转运蛋白
【探索新知1】
一、主动运输
归纳总结
1.主动运输的概念、过程、特点和举例
①概念：物质 浓度梯度进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ，这种方式叫 。
②过程：
③特点：
④举例：
逆
载体蛋白
能量
主动运输
逆浓度梯度运输（低→高）、需要载体蛋白、需要消耗能量。
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释 放 的
下，载体蛋白的 ，就将它所结合的离子或分子 ，载体蛋白随后又 ，又可以去 的其他离子或分子。
能量的推动
空间结构发生变化
从细胞膜一侧转到向另一侧并释放出来
恢复原状
转运同种物质
主动运输的过程：
①直接消耗ATP的主动运输。
②间接消耗ATP的主动运输。
如：肾小管对氨基酸、葡萄糖的重吸收
【探索新知1】
一、主动运输
知识拓展
2.主动运输的不同类型
Na+-K+泵
H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
通常称为泵（ATP驱动泵）
【任务②】 探究：主动运输的意义
【探索新知1】
一、主动运输
资料3：人的原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mmol氢离子固定酸，这些氢离子必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。
主动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。
请根据资料分析主动运输的意义：
木盐树（世界上最咸的树）
与生活联系1
主动运输对于维持生物正常生命活动很重要
桐花树的泌盐现象
海鸟（海鸥）的盐腺
盐腺
盐液
它们生活在海水中，通过叶片排出多余的盐分，以减轻盐对植物的伤害。
患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体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。
与生活联系2
主动运输出现障碍导致的囊性纤维病
肺
黏液阻塞了气道
2.下图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。据图回答问题
(1)通过主动运输进入细胞的离子
是 ，你作出判断的依
据是 。
(2)通过主动运输排出细胞的离子
是 ，你作出判断的依
据是 。
对点练习
《教材》P74
K+、Mg2+
这两种离子的浓度细胞内大于细胞外，逆浓度运输。
Na+、Cl+
这两种离子的浓度细胞内小于细胞外，逆浓度运输。
【任务③】 构建数学模型
【探索新知1】
一、主动运输
（金版学案P78-79）2.影响跨膜运输速率的因素及图像分析。
甲
乙
丙
丁
戊
(1)图甲所示的运输方式是　　　　,其运输速率受　　　　的影响。
自由扩散
(2)图乙中的物质运输速率受　　　　　　　　　 的影响,OA段主要受　　　的影响,AB段受　　　 的限制,运输速率不再增大。图乙所示的运输方式可能是 　 。
(3)图丙中的物质运输速率受　　　　　　　　　的影响,OC段主要受　　的影响,CD段主要受　　　　 的限制,运输速率不再增大。图丙所示的运输方式可能是　 。
浓度差
浓度差和载体蛋白数量
浓度差
载体蛋白数量
协助扩散
能量和载体蛋白数量
能量
载体蛋白数量
主动运输
【任务③】 构建数学模型
【探索新知1】
一、主动运输
（金版学案P78-79）2.影响跨膜运输速率的因素及图像分析。
甲
乙
丙
丁
戊
(6)结合主动运输的条件分析,与主动运输有关的细胞器有　　　　　　　　 。
(4)尝试在图丁中画出被动运输的物质运输速率与细胞能量供应的关系曲线。
(5)尝试在图戊中画出主动运输的物质运输速率与氧气浓度的关系曲线。
线粒体和核糖体
《金版学案》P 81
【例5】物质出入细胞的方式如下图所示,请据图回答下列问题。
(1)A代表______分子;B代表__________,构成了细胞膜的基本支架。图中物质B的排列方式与___________________有密切的关系。
(2)从功能上来说,细胞膜是一层______膜,最基本的功能是______________。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明细胞膜具有_______________。
对点练习
(4)在a～e五种运输方式中,代表主动运输的是_______。
(5)唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶能不能通过a～e中的某种方式运输 _____,
其运输方式是______。
蛋白质
磷脂双分子层
细胞内和细胞外的液体都是水溶液　
选择透过性
控制物质进出细胞
流动性
a、e
不能
情 境2
看视频：变形虫的摄食和排泄
变形虫摄食水中的有机物颗粒和排泄大分子物质，乳腺细胞分泌蛋白质等大分子物质，还能通过被动运输和主动运输方式吗？
乳腺细胞分泌蛋白质
探索新知 二
胞吞和胞吐
【任务①】 观看视频，总结：
【探索新知2】
二、胞吞和胞吐
1.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
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。
胞吞、胞吐依赖生物膜的流动性！
需要消耗能量、需要膜上特定蛋白质的参与（识别）
3.物质通过胞吞、胞吐进出细胞的方式有何特点？
4.概述胞吞、胞吞的过程。
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能以胞吐的方式分泌到细胞外。
囊泡
分泌物
胞吞：当细胞摄取大分子时,首先是 ,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成 ，进入细胞内部，这种现象叫 。
大分子与膜上的蛋白质结合
囊泡
胞吞
胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 ，囊泡移动到细胞膜处，与 ，将大分子排出细胞，这种现象叫 。
囊泡
细胞膜融合
胞吐
4.概述胞吞、胞吐的过程：
【探索新知2】
二、胞吞和胞吐
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等物,又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的痢疾内变形虫,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,并引发阿米巴痢疾。
这种病原体通过饮食传播,注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。
与生活联系3
阿米巴痢疾
蛋白质等 通过
进出细胞，也要 ，更离不开 。
除一些 可以 进出细胞；
（如葡萄糖和氨基酸等）等跨膜运输要借助 ，这又一次体现了蛋白质是生命活动的承担者；
细胞膜上的 ，或 的变化，对 起着 的作用，这也是细胞膜具有 的结构基础；
不带电荷的小分子
自由扩散
离子和较小的有机分子
转运蛋白
转运蛋白的种类和数量
转运蛋白空间结构
物质跨膜运输
决定性
选择透过性
生物大分子
胞吞和胞吐
蛋白质参与
磷脂双分子层的流动性
综上所述（P72 齐读）：
教材P72 练习与应用
放入蒸馏水中的草 虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,放入海水中的则伸缩频率减慢。
√
A
×
A
×
×
2.柽柳（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。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？设计实验加以证明，说出实验思路。
实验设计思路
①将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组
②甲组：
乙组：
幼苗+溶液（K+）+正常呼吸条件
幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用
相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率
③若两组吸收速率相同，被动运输；若甲组＞乙组，则主动运输。
小结
被动运输、主动运输与胞吞胞吐
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 浓度→ 浓度 低浓度→高浓度 —
是否 需要 载体蛋白 _______ _____ _____ 不需要
能量 不消耗 _______ 消耗 _____
模型
实例 水、O2、CO2、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇等 红细胞吸收葡萄糖 植物吸收矿质元素，小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等 吞噬细胞吞噬抗原;分泌蛋白的分泌
高
低
不需要
需要
需要
不消耗
消耗
（但需要膜上特定蛋白参与）
下节课前提问

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