生物人教版（2019）必修1 4.2主动运输与胞吞、胞吐（共28张ppt）

(共28张PPT)
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第4章 细胞的物质输入和输出
2022-08-15
2022-08-15
？
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？
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？
不是。
需要细胞提供能量。
具有普遍性。
一、主动运输
细胞膜
外
能量
载体蛋白
低浓度 高浓度
细胞不需要你，我不能将你运输进去！
细胞需要你，快进来！
内
如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。
主动运输
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
能量
（三）特点：
1、从低浓度到高浓度；
2、需要载体蛋白的协助；
3、需要能量（ATP)。
（一）概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量
（二）举例
离子或其他物质逆浓度运输，如氨基酸和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞。
比方：卡车载物上坡
一、主动运输
有关的细胞器：
线粒体、核糖体
影响因素主要是载体的种类和数量、能量
细胞中与主动运输有关的细胞器有哪些？
运输速率
耗氧量
核糖体、线粒体等
协助扩散
主动运输
2022-08-15
（四）载体蛋白的特点：
（五）主动运输的意义：
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。
1、具有特异性（或专一性）；
2、与被转运的离子或分子结合；
3、转运过程中空间结构发生变化；
4、具有饱和性；
5、可重复利用。
与社会的联系
囊性纤维病
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。
1.下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ）
D
2.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是 (　　)
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C
3.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
B
知识拓展
两类主动运输
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。
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。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
知识拓展
两类主动运输
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输 方向
是否需要载体蛋白
是否需要消耗能量
举例
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
影响运输的因素
浓度差的大小
浓度差大小、载体的种类和数量
载体的种类和数量、氧浓度、温度等
水、气体（氧气、二氧化碳）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度运输
离子或其他物质逆浓度梯度运输
运输速率
浓度差
能量
运输速率
浓度差
运输速率
自由扩散
协助扩散
主动运输
浓度差
浓度差
载体蛋白
载体蛋白
能量
O
A
B
A
B
O
O
影响因素：
以上各图分别对应哪种跨膜运输方式？
图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是什么？
协助扩散或主动运输
协助扩散或自由扩散
载体蛋白数量的限制
载体蛋白数量的限制
能量的限制
自由扩散
主动运输
说出下图各代表哪种运输方式，为什么？
跨膜方式与相关曲线
运输速率
细胞外浓度
自由扩散
运输速率
细胞外浓度
协助扩散或主动运输
载体蛋白数量有限
时间
细胞内浓度
C
主动运输
细胞外浓度
A
B
C
能量
运输速率
主动运输
D
①自由扩散
②协助扩散或主动运输
③自由扩散或协助扩散
④主动运输
或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
小结：判断下列曲线所代表的物质运输方式
2022-08-15
二、胞吞与胞吐：
实例：变形虫摄取有机物颗粒、分泌蛋白排出细胞。
大分子的跨膜运输
大分子与膜上的蛋白质结合，细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，形成囊泡，进入细胞内部。
1、胞吞：
特点：不需要载体蛋白、需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要细胞呼吸所释放的能量。
实例：变形虫吞噬单细胞生物等食物；人体白细胞吞噬细菌、异物等。
原生生物：
通过胞吞作用将胞外的营养物摄取到细胞内，最后在溶酶体中消化降解成小分子有机物供细胞利用。
高等多细胞生物：
主要发生在吞噬细胞中，其作用不仅仅是摄取营养物质，主要是清除侵染机体的病原体及衰老或凋亡的细胞。
一些病毒就是借助胞吞侵入机体的。
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
2、胞吐
实例：乳腺细胞分泌乳腺蛋白，消化腺细胞分泌消化酶；免疫细胞分泌抗体；胰岛细胞分泌胰岛素等。
分泌蛋白的分泌过程
2022-08-15
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。
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。
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。
2022-08-15
综上所述，除一些不带电的小分子是自由扩散外，离子和小分子的跨膜运输都要借助于转运蛋白，体现了蛋白质是生命活动的承担者。
一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此膜上转运蛋白的种类和数量，对物质的跨膜运输起着决定作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
协助扩散
自由扩散
物质进出细胞的方式
主动运输
离子和小分子物质的跨膜运输
大分子物质进出细胞
胞吞
胞吐
消耗能量
顺浓度梯度
被动运输
载体蛋白
动手：尝试绘制物质进出细胞的方式概念图
2022-08-15
1、下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是（ ）
A、酒精进入胃黏膜细胞 B、二氧化碳由静脉血进入肺泡内
C、原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D、水分子出入细胞
课堂练习
C
2、下列甲、乙两图表示真核细胞进行交换的某些过程。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲图中a表示自由扩散，b表示
主动运输
B. 甲图中b达到最大转运速率后
的主要限制因素是载体蛋白数量
C. 乙图中的胞吞和胞吐过程主要
说明细胞膜具有选择透过性
D. 乙图中的胞吞和胞吐都不需要消耗细胞呼吸作用释放的能量
B
2022-08-15
课后练习
二、拓展应用
1、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、主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量，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、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。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，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输。