4.2 主动运输和胞吞胞吐课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1(共35张PPT)

(共35张PPT)
第四章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输和胞吞胞吐
彭榜元
本节聚焦
1.主动运输与被动运输的区别是什么 这对于细胞的生活有什么意义
2.胞吞、胞吐有什么特点 对于细胞的生命活动有什么意义
3.物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构有什么关系
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。
讨论：
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
任务一：主动运输的特点及意义
请结合学案资料，阅读P69-70并结合图4-6完成下列表格：（资料见学案）
注意：不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
类型 运输方向 是否需要转运蛋白 是否需要能量 实例
低浓度到高浓度
是
是
①钠钾泵运输K+、Na+离子；②小肠上皮细胞吸收小肠液中的氨基酸、葡萄糖等；③甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘离子
主动运输
任务一：主动运输的特点及意义
（1）主动运输的定义：
物质逆浓度梯度进行的跨膜运输，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，这种方式叫作主动运输。
主动运输过程示意图
ADP
P
ATP
钠钾泵
细胞外
细胞内
【归纳】钠钾泵可以在细胞内外建立K+、Na+浓度梯度。
据图判断，钠离子和钾离子是以什么方式运输的？
小肠上皮细胞吸收葡萄糖
【思考】
图示过程中，钠离子、葡萄糖分别以什么方式运输？
总结规律
如何判断某种物质的运输方式是否为主动运输？
①看运输方向：逆浓度梯度运输
②看是否耗能
提示：两个条件只要满足一个即可。
与社会的联系
囊性纤维化的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面转运Cl-的载体蛋白的结构和功能发生异常，导致患者支气管中粘液增多，造成细菌感染。这一发现给囊性纤维化的治疗带来了新的希望。
任务一：主动运输的特点及意义
（2）主动运输的例子：
①甲状腺上皮细胞吸收碘离子；
②钠钾泵运输钠离子和钾离子；
③小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸；
④支气管上皮细胞运输氯离子；
……
思考：对细胞来说，主动运输有什么意义呢？
事实1：在自然界中生长的生物所处的环境中的营养物质含量往往很低,在这种情况下被动运输难以发挥作用。主动运输则可以逆浓度运输,将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内,保证生物正常生长繁殖。
思考：对细胞来说，主动运输有什么意义呢？
事实2：生物体代谢产生的代谢废物如尿酸，尿素氮,肌酐等很重要的排出途径是通过肾脏的滤过作用排出，如果肾脏功能出现问题，血液中的垃圾就无法及时排出，这些毒素在人体内积累到一定浓度时就会出现尿毒症。
任务一：主动运输的特点及意义
（3）主动运输的意义：
细胞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求。
课中必练
1.甲、乙两种小分子物质在细胞内外的浓度情况如图所示，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（ ）
A、甲进入细胞一定需要能量
B、乙进入细胞一定不需要能量
C、甲运出细胞一定有载体蛋白的参与
D、乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C
任务二：比较被动运输和主动运输的异同
运输方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散 运输物质
运输方向
运输动力
是否需要 转运蛋白
高浓度到低浓度
高浓度到低浓度
低浓度到高浓度
浓度差
浓度差
能量
不需要
需要通道蛋白
或载体蛋白
需要载体蛋白
部分H2O、气体分子、脂溶性物质、尿素
大部分水、离子、小分子有机物
离子或小分子
思考
你如何理解主动运输的“主动”和被动运输的“被动”？
答：主动运输消耗能量，选择性吸收所需的营养物质和代谢废物；被动运输跨膜运输的动力来自于膜两侧浓度差，是被动发生的。
被动运输和主动运输
课中必练
2.实验发现，葡萄糖进入蛙的红细胞时，如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活动，则葡萄糖运输速率迅速下降，减少能量的供应却对运输没有影响，由此推断（ ）
A、葡萄糖进入红细胞的方式是自由扩散
B、葡萄糖进入红细胞的方式是主动运输
C、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散
D、葡萄糖进入红细胞的方式是胞吞
C
思考延伸
唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，胰岛细胞能分泌胰岛素。 淀粉酶和胰岛素能通过自由扩散、协助扩散或者主动运输运出细胞吗？
答：不能；淀粉酶和胰岛素都是蛋白质，是生物大分子，无法通过以上方式运出细胞。
任务三：胞吞与胞吐
【表达观点】
根据图示过程，请用自己的语言说一说什么是胞吞？什么是胞吐？
任务三：胞吞与胞吐
要进行胞吞的大分子，首先必须和细胞膜上的受体结合，才能引发后续的变化。
任务三：胞吞与胞吐
比较项目 胞吞 胞吐
定义
运输物质 运输方向
运输动力 是否需要转运蛋白
见书
见书
大分子物质或颗粒
细胞外到细胞内
细胞内到细胞外
能量
不需要
不需要
胞吞的例子
①白细胞吞噬细菌或病毒
②变形虫吞噬草履虫或有机物颗粒
胞吐的例子
①分泌蛋白的排出（部分激素、消化酶、抗体等）
②变形虫排出食物残渣
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，溶解人的肠道壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。
课中必练
3.白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是（ ）
A、被动运输 B、协助扩散
C、自由扩散 D、细胞膜的流动性
4.新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白，这种物质被吸收到血液中的方式是（ ）
A、胞吞 B、主动运输 C、协助扩散 D、被动运输
D
A
任务四：影响主动运输和胞吞胞吐的因素
为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，科研人员将大蒜的根系分别全部浸入不同浓度的KH2PO4溶液中，其他培养条件均适宜且相同。4h后取出植株，测定得到下图所示的大蒜根系吸收磷的速率曲线。
【思考】
资料中磷酸盐浓度为0.8 mol/L以后，吸收速率不再增加的原因是什么
答：膜上载体蛋白数量有限
任务四：影响主动运输和胞吞胞吐的因素
1.影响主动运输的因素
内部因素：转运蛋白的种类、数量
外部因素：氧气浓度、物质浓度、温度等
2.影响胞吞胞吐的外部因素
氧气浓度、温度等
“猜一猜”
①氧气浓度
“猜一猜”
②浓度差
课中必练
5.甲、乙分别为物质进出细胞的相关坐标图和模式图，下列相关说法正确的是（ ）
A、图乙可以表示葡萄糖进入人的红细胞
B、图甲不可以表示图乙中物质的跨膜运输方式
C、图乙所示的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行
D、甲、乙两图的运输方式不会受温度影响
A
本章小结
跨膜运输
小分子物质
被动运输
自由扩散
特点：顺浓度梯度、不耗能、不需要载体
例子：少部分水、氧气、二氧化碳、甘油等
协助扩散
特点：顺浓度梯度、不耗能、载体或通道
例子：钠离子、钾离子、氨基酸、葡萄糖等
主动运输
特点：逆浓度梯度、耗能、需要载体
例子：钠离子、钾离子、葡萄糖等
大分子物质
胞吞和胞吐
特点：耗能、需要蛋白质参与、依赖于细胞膜的流动性
例子：白细胞吞噬细菌、草履虫摄取有机物颗粒等