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第2节 主动运输与胞吐、胞吐
第4章 细胞的输入和输出
能阐明主动运输的过程、特点和意义。
能举例说明胞吞和胞吐的过程。
能利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。
甲状腺
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。
甲状腺功能亢进
甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。那么碘是如何进入甲状腺滤泡上皮细胞的呢？
正常甲状腺
碘浓度低
毛细血管
滤泡上皮细胞
滤泡腔
滤泡旁细胞
血液
碘浓度高
逆浓度运输是被动运输吗？
不是
逆浓度运输是特殊现象还是普遍现象呢？
碘浓度高
碘浓度低
Na+ K+
红细胞内 26 150
红细胞外
（血浆） 114 5
葡萄糖 氨基酸
小肠液 0.3 2.2
小肠上皮细胞内 1.6 5.8
红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是_____浓度梯度运输。
逆
小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是_____浓度梯度运输。
逆
低浓度梯度转运的跨膜运输具有普遍性
排出
吸收
吸收
吸收
物质逆浓度进出细胞膜应具备什么条件？具体如何运输？
【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：
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
一、主动运输
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。
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
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：
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。
物质与 结合→ 推动结构变化→
运输到细胞另一侧释放→载体蛋白恢复 。
载体蛋白
能量
原状
①Na+、K+、Ca2+等离子通过细胞膜
②小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。
④实例：
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
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）
3.影响主动运输速率的因素
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
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
3.影响主动运输速率的因素
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
3.影响主动运输速率的因素
【任务②】 探究：主动运输的意义
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
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
情境
【任务③】 观看视频，总结：
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。
二、胞吞和胞吐
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
1.胞吞
胞吞的举例：变形虫摄取水中的有机物颗粒
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
2.胞吐
胞吐的举例：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排出细胞外
与社会的联系
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，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。
痢疾内变形虫吞噬人体细胞
胞吞与胞吐特点
运输对象一般为大分子物质
【注意】神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐。
都需要消耗细胞代谢所释放的能量
胞吞、胞吐过程中都会发生膜的弯曲、折叠、融合，这体现了生物膜流动性的特点
1. 胞吞，胞吐穿过了几层磷脂双分子层？
0层
2. 温度是否影响跨膜运输和囊泡运输？
会，温度不仅影响呼吸作用，从而影响能量的供给，还会影响膜的流动性。
3. 胞吞胞吐有什么意义？
通过胞吐细胞向外分泌分泌蛋白和激素，通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片从而保证生命活动的正常进行。
思考·讨论
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）
A
1. 如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（　　）
A. 葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B. Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C. 多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D. 口服维生素D通过方式⑤被吸收
D
2. 下图是细胞对大分子的胞吞（左）和对细菌的吞噬作用（右）示意图，下列判断错误的是（ 　　）
A. 该图体现了生物膜具有流动性
B. 该图说明高尔基体与溶酶体的形成有关
C. 该图说明不同生物膜在结构上具有一定的联系
D. 该图说明胞吞和吞噬作用都是需要消耗能量的过程

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