生物人教版（2019）必修1 4.2 主动运输和胞吞、胞吐（共26张ppt）

(共26张PPT)
1.自由扩散与协助扩散不需消耗能量，其动力来自哪里？
2.自由扩散与协助扩散的异同？
3.为什么自由扩散与协助扩散被称为被动运输？
膜两侧物质的浓度差
异：协助扩散需借助载体蛋白，自由扩散不需要
同：都是顺浓度梯度；都不需消耗能量
都是顺浓度梯度进行的跨膜运输，不需消耗能量
温故知新
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。
血液中
碘浓度低
碘浓度高
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.这种跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？
不是
需要
具有普遍性
问题探讨
第四章 第2节
主动运输与胞吞、胞吐
ATP
一
主动运输
二
胞吞与胞吐
实例1：小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于小肠上皮细胞的浓度，但仍可吸收。
实例2：人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。
实例3：轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
这些物质为什么能逆浓度运输呢？
一、主动运输
ADP
P
ATP
物质______________跨膜运输，需要____________的协助，同时消耗细胞内化学反应所释放的__________。
1.定义 ：
载体蛋白
能量
逆浓度梯度
钠钾泵
细胞外
细胞内
据图判断，钠离子和钾离子是以什么方式运输的？
一、主动运输
①看运输方向：逆浓度梯度运输
②看是否耗能
满足其一即可
①从低浓度到高浓度
Na＋、K＋和Ca2＋等离子和其他物质
③需要载体：
不同离子或分子的大小和性质不同，所以不同蛋白质的空间结构差别也很大，一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。
磷酸盐离子载体模式图
磷酸盐离子
H+
H+
H+载体模式图
②需要能量：
ATP
ADP＋Pi＋能量
一、主动运输
2.特点：
（引起载体空间结构的变化）
具有专一性及最大转运速率
3.影响主动运输速率的因素: 。
温度、载体蛋白的数量、能量
运输速度
载体数量
P
运输速度
能量
Q
一、主动运输
（1）温度：
（2）载体蛋白数量：
（3）能量（氧气浓度）：
4.与主动运输有关的细胞器： 。
核糖体(合成载体); 线粒体(产生能量)
5.意义：通过主动运输___________________，排出________________和对________________，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
吸收所需的物质
代谢废物
细胞有害的物质
一、主动运输
与社会的联系
囊性纤维化病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。这一发现给囊性纤维化的治疗带来了新的希望。
6.实例：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？
一、主动运输
小肠上皮细胞吸收钠离子：协助扩散；
小肠上皮细胞吸收葡萄糖：主动运输；
小肠上皮细胞排出钠离子：主动运输；
小肠上皮细胞排出葡萄糖：协助扩散。
【资料3】为探究大蒜治理水体富营养化的效果，科研人员配制了一系列浓度梯度的磷酸盐（KH2PO4）溶液，将大蒜的根系分别完全浸入200ml的上述溶液中，其他培养条件相同且适宜，4h后取出植株，测得大蒜根系吸收磷酸盐的速率如图所示。
（1）请根据图中磷酸盐浓度和吸收速率的关系推测大蒜根细胞吸收磷是哪一种运输方式？
（2）在0.01mmol/L和0.025mmol/L的KH2PO4组中，大蒜根细胞中磷酸盐浓度为0.04~0.12mmol/L，这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗？
可能是协助扩散，因为吸收速率与磷酸不是线性正相关的。
不符合。
（3）存在逆浓度梯度运输既然能发生，那么抵消化学势能障碍的力量是什么？
细胞内的能量。
磷酸盐离子
【资料4】观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构，当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。
磷酸盐载体结构示意图
（1）磷酸盐载体如何能特异性的识别磷酸盐离子呢？
与蛋白质的特定空间结构有关联。
（2）结合资料3和资料4，分析植物吸收磷酸盐需要的条件有哪些？
载体和能量。
（3）在资料3中磷酸盐浓度为0.8mmol/L以后，吸收速率不再增加的原因是什么？
载体数量和能量限制了吸收速率。
（4）细胞吸收磷了之后有什么用途？
用于合成核酸、磷脂分子等。
物质跨膜运输的三种方式
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
载体
能量
举例
影响因素
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
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
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯
葡萄糖进
入红细胞
Na+ 、K+、Ca2+
等离子通过细胞膜；小肠吸收葡萄糖、氨基酸。
膜两侧浓度差
膜两侧浓度差、载体蛋白数量
载体蛋白数量、能量（如氧气浓度、温度）
思考：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？
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。
二、胞吞和胞吐
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
从细胞膜分离
大分子物质
包围着大分子
小囊
进入细胞
接触（选择性）
包围
凹陷
分离
需要能量
囊泡
举例: 变形虫摄取营养物质，吞噬细胞吞噬病原体等。
1.胞吞：
二、胞吞和胞吐
2.胞吐：
举例: 内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。
大分子物质
在细胞内形成
囊泡
排出
移动到细胞膜处，与其融合
移动
排出
融合
需要能量
二、胞吞和胞吐
思考1：胞吞、胞吐过程的实现与生物膜的特性有什么关系？
思考2：胞吞或胞吐过程中是否需要膜上蛋白质的参与？是否需要消耗能量？
思考3：胞吞或胞吐过程中穿过几层膜？
思考4：胞吞胞吐只运输大分子吗？说明你判断的理由。
一般是大分子、颗粒性物质进出细胞的方式，但也可以同时转运小分子。
需要消耗能量
体现了细胞膜的流动性
需要膜上蛋白质的参与
0层膜
细胞膜
大分子或颗粒物
胞吞大分子
白细胞吞噬病菌
太阳虫胞吐现象
乳腺细胞合成的蛋白质
内分泌腺合成的蛋白质类激素
消化腺细胞分泌的消化酶
吞噬的细菌、病毒
二、胞吞和胞吐
3.意义：
通过胞吐细胞向外分泌分泌蛋白和激素，通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片，保证生命活动的正常进行。
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；
因为游离于细胞质中的核糖体，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，景加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。
胞吞胞吐过程中膜的变性本身也体现了膜的流动性。
二、胞吞和胞吐
思考讨论：
变形虫的胞吞和胞吐示意图
胞吞
胞吐
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能同规格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--痢疾内变形虫，能通过胞吞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。
二、胞吞和胞吐
4.实例：
物质出入细胞的方式 胞吞 胞吐
图例
运输方向
特点
原理
举例
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
物质通过囊泡转移，不需要载体，但消耗能量
细胞膜的流动性
吞噬细胞吞噬细菌病毒等
胰岛素、消化酶、抗体、神经递质的分泌
胞吞和胞吐的比较
1.探究是主动运输还是被动运输
2.探究是自由扩散还是协助扩散
呼吸抑制剂
主动运输
被动运输
蛋白质抑制剂
协助扩散
自由扩散
探究：物质扩膜运输的实验设计
除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞；离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白。
体现了蛋白质是生命活动的承担者
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
体现了细胞膜的功能特点：具有选择透过性
像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜蛋白质的参与，更离不开磷脂双分子层的流动性。
体现了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性
总结
主动运输和胞吞、胞吐
主动运输
胞吞、胞吐
自然状态下运输方向
逆浓度梯度
需要消耗
能量
载体构象
改变
蛋白质
膜脂流动性
依赖
需要
消耗
小结
思考2：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
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
思考1：判断下列曲线所代表的的物质跨膜运输方式？
主动运输