4.2主动运输与胞吞、胞吐课件【知识精讲精研】高一上学期生物人教版必修1

第四章

细胞的物质输入和输出

第2节主动运输与胞吞、胞吐目标010203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)

学习目标自由扩散演示按钮协助扩散演示按钮方式自由扩散协助扩散条件能量转运蛋白速率影响因素实例运输方向不需要不需要不需要需要O2、CO2、脂溶性小分子离子、一些小分子有机物被运物质浓度高的一侧→浓度低的一侧（顺浓度梯度）浓度差浓度差、转运蛋白温故知新：被动运输生命活动需要的各种物质都可以通过被动运输完成吗？

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。情境视频一甲状腺细胞关于吸碘的独白(视频)1:

碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是通过被动运输吗？碘是从低浓度运输到高浓度，而被动运输时从高浓度到低浓度的运输方式，所以碘进入甲状腺滤泡上皮细胞不是被动运输。2:联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要能量？需要。3:

这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？人红细胞吸收K+轮藻细胞吸收K+小肠上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖实例1：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。实例2：人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。实例3：轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。具有普遍性

→无论是动植物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的情境材料一想一想物质逆浓度进出细胞膜应具备什么条件？

具体如何运输？——自主阅读P69最后一段（1min)主动运输肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3～5g。肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。(1)肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。协助扩散；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。主动运输肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3～5g。肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。(2)Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。主动运输；逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量。主动运输肾小管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＋泵需要消耗ATP。(1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式？图中葡萄糖进入肾小管上皮细胞为主动运输；出肾小管上皮细胞为协助扩散。主动运输肾小管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＋泵需要消耗ATP。(2)Na＋－K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？有影响。主动运输肾小管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＋泵需要消耗ATP。(3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？并举例说明。不同，如葡萄糖、Na＋。主动运输药理学试验发现，植物载体蛋白抑制剂阿米洛利能显降低逆浓度跨膜运输速率;而通过某生物技术手段获得拟南芥载体蛋白量高于正常植株，其逆浓度跨膜运输速率增加。资料说明植物逆浓度梯度吸收需要什么条件?说明需要载体蛋白的协助物质主动运输过程一、主动运输1.过程：①物质与膜上载体蛋白特定部位结合一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合

——特异性/专一性②在细胞内化学反应释放能量的推动下，载体蛋白的空间结构发生改变ATP→ADP+Pi+能量ATP③将所结合的物质从膜的一侧转运到另一侧释放出来④载体蛋白恢复原状——可重复利用Na+-K+泵（载体蛋白）(1)会与被转运的物质结合(3)转运过程中空间结构发生变化(2)具有特异性/专一性

——一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合(4)转运结束恢复原状，可重复利用载体蛋白的特点(5)具有饱和性一、主动运输转运蛋白通道蛋白：只参与协助扩散载体蛋白：参与协助扩散或者主动运输一、主动运输2.定义：物质

进行跨膜运输，需要

的协助，同时还需要消耗

的运输方式叫做主动运输逆浓度梯度载体蛋白细胞内化学反应所释放的能量①方向：②条件：逆浓度梯度需要载体蛋白的协助需要消耗能量3.特点：思考：1.与主动运输有关的细胞器有？2.影响主动运输速率的因素有？核糖体（合成载体蛋白）、线粒体（提供能量）载体蛋白数量、能量→建立或维持物质在膜两侧的浓度梯度一、主动运输4.影响因素：载体蛋白的数量、能量（影响能量产生的因素，如O2浓度、温度）PPP点前后的限制因素？←限制因素：载体蛋白的数量限制因素：能量

↓←限制因素：能量限制因素：载体蛋白数量

↓P→影响呼吸速率，影响能量供应←无氧呼吸供能←限制因素：O2浓度限制因素：载体蛋白数量

↓P←限制因素：物质浓度限制因素：载体蛋白数量或能量

↓一、主动运输（4）温度温度生物膜的流动性酶活性呼吸速率影响影响影响影响物质运输速率温度对主动运输的影响主动运输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40～60mmol氢离子(H＋)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。主动运输有什么意义？

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。一、主动运输8.意义：

桐花树的泌盐现象海鸟（海鸥）的盐腺盐腺生活在高盐度的海水中，通过叶片排出多余的盐盐份，维持体内低浓度的盐类，以减轻盐对植物的伤害。体现生物膜的选择透过性一、主动运输6.能量来源：

第一类：直接消耗ATP的主动运输,通常称为泵（ATP驱动泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。一、主动运输6.能量来源：

第二类：间接消耗ATP的主动运输。如图：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。与社会的联系病因：是一种常染色体隐性遗传病患者肺部气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白(CFTR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。囊性纤维病：A.载体蛋白数量、能量B.能量、载体蛋白数量C.载体蛋白数量、离子浓度D.能量、离子浓度实战训练

3.如图是胡萝卜在不同氧浓度下从硝酸钾溶液中吸收K＋和

的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收速率不同的因素分别是()情境材料二分泌蛋白是生物大分子，因此无法像H2O或CO2这样通过自由扩散穿过细胞膜的脂双层。协助扩散和主动运输都是需要细胞膜上的转运蛋白的运输方式，是用来运输离子和小分子的，也无法转运这些大分子。问题6:

我们在上一单元学习的分泌蛋白的形成过程，分泌蛋白是通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？二、胞吞与胞吐胞吞的过程(视频)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特点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实例白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。胞吞胞吐胞吐过程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。囊泡融合胞吞、胞吐过程能发生的结构基础是什么？生物膜具有一定的流动性能量胞吞胞吐影响因素：细胞膜的流动性、温度和能量等跨膜层数为0问题7:

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能以胞吐的方式分泌到细胞外。二、胞吞与胞吐胞吞胞吐与社会的联系

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。问题8:

如何判断物质出入细胞的方式？三、物质运输方式的判断根据分子大小胞吞（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注意：1.神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐。2.通过核孔运输的大分子物质有mRNA、蛋白质等。3.需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性。A.构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双

分子层B.该过程需要膜上蛋白质的参与但不消

耗能量C.右图说明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白D.性激素属于分泌蛋白，促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成实战训练

4.受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列叙述正确的是()实战训练

5.用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是()A.蛋白质胞吞

B.固醇自由扩散C.性激素协助扩散

D.蛋白质主动运输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四、几种物质运输方式的判断课堂小结拓展延伸问题9:

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？放入蒸馏水中的草履虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,放入海水中的则伸缩频率减慢。问题10:

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？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。旱花柽柳主动运输被动运输协助扩散自由扩散(1)探究是主动运输还是被动运输：（自变量：有无能量供应）（自变量：有无转运蛋白）设计实验探究物质跨膜运输方式实验步骤

1.取材、分组、编号2.实验处理（控制自变量）3.观察记录（检测因变量）4.预测实验结果与结论1.取生长状况基本相同的柽柳幼苗，随机分为甲乙两组，

放置在适宜浓度的含有Ca2+，K+的溶液中；2.甲组给予正常的细胞呼吸条件；乙组

；3.一段时间后，检测

；4.若

，

则柽柳的根部吸收无机盐离子是被动运输；

若

，

则柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输抑制细胞呼吸甲乙两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率相同甲组植株根对Ca2+，K+的吸收速率大于乙组两组植株根对Ca2+，K+的吸收速率A.温度只影响图中②和③过程的速率B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是①D.氧气进入细胞的方式是①实战训练

6.如图表示物质进入细胞的四种方式，下列有关说法错误的是（

）实战训练

7．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，下列有关胞吞、胞吐的叙述正确的是（）A．人体细胞摄取葡萄糖、氨基酸等养分的基本方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式相同B．“吃掉”肠壁组织细胞时，不需要肠壁组织细胞与变形虫膜上的蛋白质结合C．在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，并且需要消耗能量D．通过胞吞、胞吐方式转运的物质都是大分子物质实战训练

8．荔枝果实的风味品质与其糖、有机酸等成分及含量有关。有机酸代谢受液泡膜上跨膜运输酶VPPase和H+-ATPase的影响，它们都具有质子泵功能。下列相关叙述错误的是（）A．荔枝果实细胞中的糖和有机酸大都储存于具单层膜的液泡中B．液泡膜上的H+-ATPase和VPPase可能与液泡内pH的维持有关C．VPPase和H+-ATPase可协助H+从液泡逆浓度转移到细胞质基质中D．温度和某些离子可影响有机酸的运输和积累，从而影响荔枝果实的风味实战训练

9．缺钙是骨质疏松的原因之一，补充钙元素有助于骨骼发育。下列有关说法正确的是（

）A．钙在人体内均以离子的形式存在B．胆固醇能促进人体肠道对钙的吸收C．钙离子进入细胞可能需要转运蛋白的协助D．动物血液中钙离子浓度过高时易出现抽搐现象实战训练

10．某种耐盐的水稻，一方面能利用细胞膜上的载体蛋白将细胞质基质内的Na+逆浓度梯度排出细胞，另一方面能利用载体蛋白将细胞质基质内的Na+积累于液泡中，以减少Na+对水稻细胞的毒害。下列分析中不合理的是（

）A．Na+参与维持水稻细胞的渗透压B．水稻细胞的液泡膜上有运输Na+的载体蛋白C．Na+以主动运输的方式进出水稻细胞D．Na+转运过程体现了生物膜具有选择透过性实战训练

11．溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是（

）A．H+进入溶酶体的方式需要消耗能量B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强实战训练

12．肝细胞通过铜转运蛋白1介导Cu＋的摄取。在细胞质内，伴侣抗氧化剂1负责将Cu＋转移到高尔基体反而网络（TGN）。伴侣蛋白CCS将Cu＋逆送至超氧化物歧化酶1。Cu＋－ATP酶ATP7A和ATP7B充当细胞输出Cu＋的主要转运体。在Cu＋生理水平下，这些转运蛋白被发现位于TGN中，在那里它们将Cu＋泵入TGN的腔内。当细胞内Cu＋增加时，这些转运蛋白从TGN转移到囊泡室并与细胞膜融合以输出Cu＋；当Cu＋含量恢复到生理水平时，它们会被回收回TGN。下列说法错误的是（

）A．肝细胞膜上介导Cu＋转运的蛋白质不只一种B．Cu＋在细胞质内的去向不同与和它结合的Cu伴侣不同有关C．Cu＋输出肝细胞和进入TGN的方式不同D．肝细胞内Cu＋过多或过少均不利于细胞代谢实战训练

13．粮食安全是国家安全的根本，科学种粮是国家安全的保障。我国科学家袁隆平院士带领的研究