生物人教版（2019）必修1 4.2主动运输与胞吞胞吐（共26张ppt）

(共26张PPT)
第四章 细胞的物质输入和输出
第二节 主动运输与胞吞、胞吐
学习目标 核心素养
掌握主动运输的特点及其与被动运输的区别。 掌握胞吞、胞吐的过程和特点。 理解主动运输及胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义。 阐明物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。 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。
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。
社会责任：能运用物质跨膜运输的原理解释施肥“烧苗”及宣传合理施肥的道理。
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？
不是
需要
普遍性
许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的。
例如，①小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收；
②人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；
③轮藻细胞中K+的浓度比周围
水环境高63倍。
4.举例：
②需膜上载体蛋白的协助
③需要消耗能量
1.定义： 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的化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
3.特点：
一、主动运输
①逆浓度梯度运输
K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞膜；进入小肠上皮细胞。
2.运输方向：低浓度向高浓度（逆浓度梯度运输）
5.意义（课本P70）：
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需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
6.影响因素:
物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量(O2浓度、温度等)
7.载体蛋白的特点
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，运输前和运输后结构不变；
④具有饱和性；
⑤可重复利用。
载体（细胞膜的蛋白质）
当细胞膜上的载体达到饱和时，物质的运输速度不再随浓度或氧分压的增加而增加。
①不同物质运输所需载体不同。一种载体蛋白通常只与一种或一类的离子或分子结合，转运过程中空间结构发生变化。
②不同生物膜上载体蛋白的种类和数量也不同
特异性或专一性
饱和性：
学以致用
肺
黏液阻塞了气道
囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。
CFTR蛋白运输氯离子时消耗ATP，因此曾被认作是介导主动运输的载体蛋白。后研究发现CFTR是通道蛋白，其并不与氯离子结合，ATP作用是改变CFTR的构象，使CFTR在“开放”和“关闭”两种状态之间转换。
影响因素
细胞膜内外物质浓度差（动力）
细胞膜内外物质浓度差、转运蛋白的种类和数量
载体蛋白的种类和数量、能量（O2浓度、温度等）
少数水分子、气体（氧气、二氧化碳）、脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、性激素、乙二醇、苯等）
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞、多数水分子通过水通道蛋白进出细胞（肾小管和集合管对水分的重吸收、肾小球对水分的滤过等）、Na+借助Na+通道蛋白进入神经细胞、K+借助K+通道蛋白从神经细胞排出。
葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞；无机盐离子（一般情况下）
(2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
判断物质运输方式的方法
(1)据分子大小判断：
注意：主动运输也可出现从高浓度到低浓度运输的现象，如饭后，小肠内葡萄糖的浓度比小肠绒毛上皮细胞内高，仍以主动运输吸收。
影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
下列各图分别对应哪种跨膜运输方式？
图中A、B、C/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
被动运输或
哺乳动物成熟的红细胞的主动运输
膜上载体蛋白数量有限
无氧呼吸提供能量
主动运输
许多离子和小的分子可以通过主动或被动运输进出细胞膜，但是像蛋白质和多糖这些生物大分子的运输却无能为力。
变形虫的胞吞、胞吐示意图
二、胞吞与胞吐：
大分子进入细胞的方式：
胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解
胞吞过程
①大分子与膜上的 结合；
受体蛋白
②细胞膜 ，
包围着大分子结合；
内陷形成小囊
③小囊从细胞膜 下来，
形成 ，进入细胞内部。
分离
囊泡
二、胞吞与胞吐：
大分子排出细胞的方式：
消化腺细胞分泌_______________,免疫细胞分泌___________,胰岛细胞分泌________________________。
消化酶
抗体
胰岛素和胰高血糖素
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
条件
结构基础
特点
方向
影响因素
实例
细胞摄取大分子和颗粒物质的方式
细胞排出大分子和颗粒物质的方式
生物膜的流动性
需要消耗能量，不需要载体
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
变形虫吞食食物颗粒
胰岛B细胞分泌胰岛素
细胞膜的流动性、温度和能量等
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种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用
自由扩散
协助扩散
(转运蛋白)
膜具流动性
膜具选择透过性的结构基础
胞吞、胞吐
三、物质跨膜运输与细胞膜结构之间的联系
主动运输
(载体蛋白)
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，通过胞呑作用“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。
实验设计：探究物质跨膜运输方式
1.如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下列选项中正确的是
A.①过程为协助扩散
B.②过程需要消耗ATP
C.③过程为主动运输
D.Na＋进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
√
解析　管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度，需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输，A错误；
管腔中Na＋进入上皮细胞是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，B错误；
上皮细胞中氨基酸进入组织液是高浓度→低浓度，需要载体蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散，C错误；
Na＋进出肾小管上皮细胞的方式有协助扩散和主动运输，所以都必须有载体蛋白协助，D正确。
2.(2019·天津高一期末)如图是胡萝卜在不同呼吸速率情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和 的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是
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
√
解析　乙图中的胞吐和胞吞能体现细胞膜的结构特点——具有流动性，C错误。
3.甲图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，乙图表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述中错误的是
A.甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B.甲图中b曲线达到最大运输速率后的限制因素是载体蛋白的数量
C.乙图中胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D.乙图中胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP
√
4.受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示，下列有关叙述不正确的是
解析　Na＋、K＋等无机盐离子是通过主动运输或协助扩散的方式进行跨膜运输的，C项错误。
A.该过程以膜的流动性为基础
B.该过程生物大分子需与受体结合
C.Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜运输
D.受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
√