2021-2022学年高一上学期生物人教版必修一4.2主动运输与胞吞、胞吐 课件（32张）

(共32张PPT)
第2节
主动运输与胞吞、胞吐
问题探讨
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？
不是
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细胞提供能量？
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？
具有普遍性
高
低
高
低
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
跨膜运输是逆浓度梯度
小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度
小肠上皮细胞中中氨基酸、葡萄糖的浓度
低
高
被小肠上皮细胞吸收
人红细胞中
血浆
K+
高30倍
低
轮藻细胞中
周围水环境
K+
高63倍
低
主动运输
Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时
（1）与膜上
的特定部位结合
由于不同离子或分子的
和
不同，不同蛋白质的
差别也很大
一种载体蛋白通常只适合与
或
离子或分子结合
载体蛋白
大小
性质
空间结构
一种
一类
载体蛋白的专一性
（2）离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的
推动下，载体蛋白的
发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来
（3）载体蛋白随后又
又可以去转运同种物质的其他离子或分子
能量
空间结构
恢复原状
细胞外
细胞内
细胞外
细胞内
物质
浓度梯度进行跨膜运输，需要
的协助，同时还需要消耗
，这种方式叫作主动运输。
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
，排出
和
，从而保证细胞和个体生命活动的需要
逆
载体蛋白
细胞内化学反应所释放的能量
对细胞有害的物质
需要的物质
代谢废物
知识链接
ATP
ADP+Pi+能量
水解
放出的能量，
供主动运输利用
与社会的联系
囊性纤维化发生的一种主要原因：
患者肺部支气管上皮细胞便面转
运氯离子的
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
载体蛋白
转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常
胞吞与胞吐
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
和
这样的生物大分子的运输却无能为力
蛋白质
多糖
变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决
物质进入细胞的问题
大分子
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，都需要排出细胞外
大部分细胞都能够摄入和排出特定的大分子物质，这些大分子是怎样进出细胞的呢？
（1）当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的
结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成
，包围着大分子。
（2）小囊从细胞膜上分离下来，形成
，进入细胞内部，这种现象叫
。
相关信息
胞吞形成的囊泡，在细胞内可
以被
降解。
蛋白质
小囊
囊泡
胞吞
溶酶体
吞噬细胞吞噬细菌
（3）细胞需要外排的大分子，现在细胞内形成
，囊泡移动到
处，与
融合，将大分子排出细胞，这种现象叫
。
囊泡
细胞膜
细胞膜
胞吐
在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的
。
由高尔基体形成囊泡
能量
思考?讨论
胞吞、胞吐过程的特点及意义
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。
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。
与社会的联系
变形虫既能通过
摄取单细胞生物等食物，又能通过
排出食物残渣和废物。在人体肠道内
的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过
作用分泌
分解酶，溶解人的肠壁组织，通过
作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。
传播途径：
预防的关键措施：
胞吞
胞吐
寄生
胞吐
蛋白
胞吞
饮食传播
注意个人饮食
卫生、加强公共卫生建设
痢疾内变形虫吞噬人体细胞（放大500倍，绿色荧光细胞为痢疾内变形虫）
除一些
的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外，
和较小的有机分子（如
和
等）的跨膜运输必须借助于
，这又一次体现了
。
一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质
因此，细胞膜上转运蛋白的
和
，或转运蛋白
的变化，对许多物质的
跨膜运输起着决定性的作用，这也是
细胞膜具有
的结构基础。
不带电荷
离子
葡萄糖
氨基酸
转运蛋白
蛋白质是生命活动的承担者
我很专一！
种类
数量
空间结构
选择透过性
像蛋白质这样的生物大分子，通过
或
进出细胞，其过程也需要膜上
的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的
。
胞吞
胞吐
蛋白质
流动性
影响物质跨膜运输（主动运输）速度的因素
①
影响因素：
②曲线分析（一定浓度范围内）
Ⅰ.图甲中AB段的限制因子是
,BC段的限制因子是
。
Ⅱ.氧分压通过影响有氧呼吸而影响
供应
Ⅲ.温度既因影响细胞呼吸酶的活性而影响供能,也影响膜的
。
载体蛋白的种类和数量
能量
氧分压
载体蛋白的数量
能量
流动性
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。（
）
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
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，分别会发生什么情况？
放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡
的伸缩频率
，
放入海水中的则伸缩频率
。
?
加快
减慢
2.柽柳是强耐盐植物，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。
主动运输
被动运输
区别之一
是否需要能量
来
自
细胞呼吸
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。
取甲、乙两组生长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
结论：
思路：
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
。
若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为
。
被动运输
主动运输
复习与提高
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
?
?
3.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花青素。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
?
二、非选择题
1.完成下面有关物质进出细胞方式的概念图。
物质进出细胞的方式
包括
特点
举例
胞吞、胞吐
自由扩散
协助扩散
主动运输
高浓度到低浓度
不需要转运蛋白
不需要能量
02、C02出入细胞
特点
高浓度到低浓度
需要转运蛋白
不需要能量
特点
低浓度到高浓度
需要载体蛋白
需要能量
举例
血液中的葡萄糖进入红细胞
举例
红细胞吸收K+
特点
大分子有机物、颗粒物进出细胞的方式
举例
细胞分泌蛋白质类激素
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）通过主动匀速排出细胞的离子是
，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
。
渗出
增大
（2）在1min后，处于2
mol
?
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_______溶液。要使该细胞快速发生复原，应将其置于________中。
缓慢增大后趋于稳定
蔗糖
清水
（3）在2min后，处于2
mol
?
L-1乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化是由于
逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度
。
乙二醇
增大
（4）并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有
等结构特点
大液泡