主动运输与胞吞、胞吐 高一上学期生物人教版必修一

第四章

细胞的物质输入和输出第2节主动运输与胞吞、胞吐人教版必修1课标要求核心素养1.举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。1.生命观念：通过总结物质跨膜运输方式与细胞结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。2．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。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的高20-25倍。1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？2.联想逆水行舟情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞供能？不是，碘从低浓度到高浓度是逆浓度梯度，被动运输是顺浓度梯度的讨论：问题探讨需要细胞提供能量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？实例二人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。实例三轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。实例一小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度具有普遍性一、主动运输1、概念:物质_________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_______，这种方式叫作主动运输。逆浓度载体蛋白能量细胞外细胞内细胞膜能量（ATP）一、主动运输3、特点逆浓度梯度运输1需要载体蛋白2需要能量3特点2、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（3）K+进细胞，Na+出细胞一、主动运输4、实例：载体蛋白的特点观察：请同学们观看主动运输的视频，梳理其运输过程载体蛋白的变化特点。

离子与膜上载体蛋白特定部位结合。一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。在能量推动下，转运过程中载体蛋白空间结构发生变化转运结束恢复原状，可重复利用特异性磷酸盐离子载体模式图磷酸盐离子H+载体模式图H+H+P70：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。5、请根据资料分析主动运输的意义。盐腺桐花树的泌盐现象一、主动运输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，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。与社会的联系一、主动运输

北欧传说中的“诅咒”与社会的联系一、主动运输

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。肺黏液阻塞了气道现象1：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。现象2：变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。疑问：这些大分子和颗粒物质是怎样进出细胞的呢？二、胞吞、胞吐1、胞吞

细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的

，从而引起这部分细胞膜内陷形成

，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，这种现象叫作胞吞。蛋白质结合小囊囊泡细胞外细胞内白细胞细菌二、胞吞、胞吐2、胞吐

细胞需要外排的大分子，在细胞内形成

，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜

，将大分子

细胞，这种现象叫作胞吐。排出融合囊泡接触凹陷包围分离胞吞和胞吐胞吞胞吐包围移动融合排出特点：与浓度无关，不需要转运蛋白，不穿膜，需要能量细胞通过胞吞与胞吐运输大分子物质的结构基础：依赖于生物膜的__________性。流动思考讨论二、胞吞、胞吐3、特点：①不需要转运蛋白，需要受体蛋白②需要能量③运输时穿0层膜4、结构基础：膜具有一定流动性5、影响因素：细胞膜的流动性、温度和能量等6、实例：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。变形虫的胞吞、胞吐示意图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一一痢疾内变形虫，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。痢疾内变形虫联系生活物质进入细胞的方式离子和小分子物质大分子和颗粒物质图例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→胞外不需要需要载体蛋白/通道蛋白不消耗不消耗①O2、CO2②乙醇、苯、

甘油③少部分水①红细胞吸收葡萄糖②大部分水需要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)高浓度→低浓度物质跨膜运输方式的比较三、物质跨膜运输的影响因素1、浓度差运输速率浓度差自由扩散运输速率浓度差协助扩散PA←限制因素：物质浓度限制因素：载体蛋白数量

或能量

三、物质跨膜运输的影响因素2、转运蛋白数量转运蛋白数量自由扩散运输速率转运蛋白数量主动运输运输速率转运蛋白数量协助扩散PA限制因素：能量

←限制因素：载体蛋白的数量运输速率三、物质跨膜运输的影响因素3、O2浓度（表示能量）O2浓度自由扩散协助扩散O2浓度主动运输能量主动运输PA限制因素：载体蛋

白的数量

←限制因素：O2浓度←无氧呼吸供能运输速率PA限制因素：载体蛋

白的数量

←限制因素：能量运输速率运输速率三、物质跨膜运输的影响因素4、温度①温度会影响磷脂分子和大多数蛋白质分子的运动，影响生物膜的流动性②温度会影响酶的活性，影响呼吸作用的进行，进而影响能量的供应进而影响物质运输速率影响物质跨膜运输速率的曲线比较运输速率浓度差自由扩散协助扩散主动运输运输速率浓度差运输速率O2浓度自由扩散或协助扩散运输速率O2浓度运输速率载体数量运输速率载体数量运输速率能量运输速率能量自由扩散自由扩散或协助扩散主动运输主动运输细胞外细胞内bcdea代表各种物质分子或离子能量能量DBA识图：下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，请说出ABD所示结构的名称，abcde所示物质进出细胞的方式。蛋白质磷脂双分子层糖蛋白主自协协主胞吞胞吐大分子物质小分子和离子物质跨膜运输的方式胞吞胞吐进细胞出细胞主动运输需要协助扩散不需要自由扩散低→高主、被动运输据能量判断主动运输需要不需要被动运输高→低据浓度判断据转运蛋白判断需膜蛋白的参与需要膜蛋白的识别需要能量①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输，如小分子神经递质的释放方式是胞吐。②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。③需要细胞代谢供能的运输方式不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。④无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生过程中的K＋外流和Na＋内流的方式均为协助扩散。易错提醒练习与应用一、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人细胞内，并且要消耗能量（）。（3）被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，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A练习与应用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二、拓展应用1.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?参考答案：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。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?如果要设计实验加以证明，请说出实验思路参考答案：主动运输和被动运输的区别之一是否需要能量⽽能量来自细胞呼吸,故可通过抑制根细胞呼吸,并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。具体步骤:取甲、两组⽣⻓状态基本相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中;甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸;一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率,若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同,说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输;若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。小结：复习与提高课本P74一、选择题1.将发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发生的变化是A.液泡的颜色逐渐变浅B.细胞吸水直至涨破C.原生质层逐渐增厚D.细胞体积明显增大2.将刚萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是A.自由扩散和协助扩散B.主动运输和胞吞C.自由扩散和主动运输D.协助扩散和主动运输AA3.下列物质通过细胞膜时需要载体蛋白的是A.水进入根毛细胞B.氧进入肺泡细胞C.K+被吸收进入小肠绒毛上皮细胞D.二氧化碳进入毛细血管4.红苋菜的叶肉细胞中含有优青素。若将红苋菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是A.花青素在水等无机溶剂中难以溶解B.水温升高使花青素的溶解度增大C.加热使细胞壁失去了选择透过性D.加热使叶肉细胞的生物膜被破坏CD复习与提高课本P74二、非选择题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________________________。K+和Mg2+

这两种离子的浓度细胞内大于细胞外，细胞若要吸收这两种离子必须逆浓度梯度进行。（2）通过主动运输排出细胞的离子是______，你作出判断的依据是__________________。Na+和Cl-这两种离子的浓度细胞内小于细胞外，细胞若要排出这两种离子必须逆浓度梯度进行。3.用物质的量浓度为2mol•L-1的乙二醇溶液和2mol•L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。回答问题。(1)原生质体体积A-B段的变化说明：在该段时间内水从原生质体______，细胞液的浓度_______。(2)在1min后，处于2mol•L-1蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将__________________

，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了

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