生物人教版（2019）必修1 4.2主动运输与胞吞胞吐（共24张ppt）

(共23张PPT)
沈子杰-2020.12.15
第四章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
沈子杰-2020.12.15
主动运输
主动运输与胞吞、胞吐
离子 细胞内浓度(mmol/L) 细胞外浓度(mmol/L)
Na+ 5~15 145
K+ 140 5
Mg2+ 0.5 1~2
Ca2+ 10-4 1~2
H+ 7x10-8(pH=7.2) 4x10-8(pH=7.4)
Cl- 5-15 110
问题·探讨
典型哺乳动物细胞内外离子浓度的比较
观察表格，你能得出哪些主要的结论？
Na+和Cl-贡献了细胞外主要的渗透压
K+贡献了细胞内主要的渗透压
细胞的生活环境是膜内高K+，膜外高Na+ 和Cl- ；
如果只存在被动运输，无法持续维持该浓度差。显然还存在逆浓度梯度的运输方式
问题·探讨
主动运输与胞吞、胞吐
阅读教材提供的资料，探讨甲状腺上皮细胞吸收碘离子的方式
碘浓度低
碘浓度高
碘的吸收
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？
不是
需要细胞提供能量
ATP
ADP+Pi
主动运输
观察主动运输示意图，概括主动运输的过程。
主动运输与胞吞、胞吐
主动运输
主动运输
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。
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，ATP水解产生ADP+Pi(磷酸基团)，同时释放能量。
特点：
1.逆浓度梯度
2.需要载体蛋白协助
3.需要消耗能量
主动运输与胞吞、胞吐
主动运输的过程
①结合:被运输的特定分子或离子与载体蛋白结合
②构象变化(需能量):在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生改变，将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完成转运:载体蛋白恢复原状，又可以转运同种物质的其他离子或分子。
①
②
③
1.动物细胞吸收钾离子和排出钠离子
2.甲状腺细胞吸收碘离子
3.小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖
4.轮藻细胞中吸收K+ （其细胞内K+浓度比周围水环境高63倍）
主动运输与胞吞、胞吐
主动运输普遍存在
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。
主动运输与胞吞、胞吐
主动运输的意义
碘浓度低
碘浓度高
海鸟（海鸥）的盐腺
主动运输与胞吞、胞吐
载体蛋白的特点
载体蛋白
能量
(1)具有特异性（或专一性） (一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合)
(4)转运过程中空间结构发生变化；
(3)与被转运的离子或分子结合；
(2)具有饱和性
主动运输与胞吞、胞吐
载体蛋白异常的例子:囊性纤维病
1.支气管上皮细胞转运Cl-的载体蛋白的功能发生异常
2.Cl-无法通过主动运输运出细胞
3.胞外渗透压降低，使胞外水分下降，使外液变得粘稠
4.造成（厌氧）细菌感染
①Na+-K+泵
②H+泵（质子泵）
主动运输与胞吞、胞吐
拓展:两类主动运输
第一类：直接消耗ATP的主动运输，通常把该类载体蛋白称为泵（ATP驱动泵）。
ATP驱动泵既是载体蛋白同时也是催化ATP水解的酶。
其他例子：肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。
主动运输与胞吞、胞吐
拓展:两类主动运输
第二类：间接消耗ATP的主动运输。
小肠上皮细胞吸收葡萄糖是间接消耗ATP的过程
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+浓度梯度产生的化学势能。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
小肠液
血液
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
×
√
√
×
×
√
影响运输的因素
①气体：氧气、二氧化碳
②脂溶性小分子：甘油、脂肪酸
③水
葡萄糖进入红细胞、Na+进细胞、
K+出细胞、水
葡萄糖进入小肠与肾小管细胞、 氨基酸/K+进细胞、Na+出细胞
主动运输与胞吞、胞吐
小分子物质的3种跨膜运输方式比较
浓度差的大小
浓度差、载体种类和数量
能量、载体的种类和数量
温度
温度
下面几幅坐标图中所表示的分别是物质的哪种运输方式？为什么？
运输速率
浓度差
能量（或者O2浓度）
运输速率
浓度差
运输速率
自由扩散
A
B
主动运输
协助扩散
载体蛋白的数量有限
载体蛋白的数量有限
主动运输与胞吞、胞吐
跨膜运输速率曲线
沈子杰-2020.12.15
胞吞胞吐
沈子杰-2020.12.15
主动运输与胞吞、胞吐
胞吞的例子
大分子
膜蛋白
胞吞
主动运输与胞吞、胞吐
胞吞的过程
①大分子与膜上的 结合；
②细胞膜 ，包围着大分子；
③小囊从细胞膜 下来，形成 ，进入细胞内部。
蛋白质
内陷形成小囊
分离
囊泡
胞吞的过程需要消耗能量
内质网
合成的蛋白质
高尔基体
囊泡
胞吐
主动运输与胞吞、胞吐
胞吐的过程
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
胞吐的过程需要消耗能量
胞吐其他例子：分泌蛋白、蛋白质类激素、消化酶等
主动运输与胞吞、胞吐
胞吞胞吐的例子
主动运输与胞吞、胞吐
胞吞胞吐运输的分子也可以是小分子
神经冲动在神经元之间的传递依靠突触，
其中神经递质通过胞吐释放到突触间隙。
胞吞的过程也可被病毒所利用
当且仅当人类细胞表面同时存在CD4和CCR5两种蛋白受体时，HIV才能侵入人体。
例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
主动运输与胞吞、胞吐
胞吞被病毒利用
主动运输与胞吞、胞吐
物质跨膜运输例子
主动运输与胞吞、胞吐
练习题
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