4.2主动运输(共22张PPT)

(共22张PPT)
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
第四章 细胞的物质输入和输出
自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输的， 是不是所有物质的运输都是这样呢？
我们平常吃的盐是加碘盐，目的是补充人体内的碘，我们为什么要补充碘呢？
因为碘是合成甲状腺激素的原料
通过检测，人们发现甲状腺滤泡上皮细胞内碘液浓度比血液中的高20~25倍，但甲状腺滤泡上皮细胞仍能从血液中吸取碘离子来合成甲状腺激素
讨论
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
不是
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？
需要
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？
普遍性
无论是植物细胞、动物细胞，还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的。例如，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；人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍；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梯度运输呢？
一、主动运输
我们把这种逆浓度梯度运输的方式称为主动运输
物质逆浓度进入细胞时，首先离子和分子等物质与膜上载体蛋白的特定部位结合，从结构上看，物质结构与载体蛋白结构有什么样的关系？
结构互补
这说明载体蛋白有什么样的特性？
具有特异性
当物质与膜上蛋白结合后，物质如何从膜外侧运输到膜内侧？
在能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧运输到另一侧，并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状
图中ATP是直接能源物质，其水解会释放能量
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所释放的能量，这种方式叫作主动运输
由主动运输过程可以看出，主动运输有什么特点？
①逆浓度梯度运输
②需要载体蛋白协助
③消耗能量
主动运输普遍存在于动物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要
主动运输有选择的吸收或排出物质，说明了细胞膜具有什么样的功能特点？
选择透过性
细胞膜的选择透过性由什么决定？
细胞膜上转运蛋白的种类和数量、转运蛋白空间结构的变化
囊性纤维化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离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中粘液增多，造成细菌感染
分子或离子可以通过被动运输或主动运输进出细胞，那么大分子物质或颗粒物质是怎样进出细胞的呢？
二、胞吞与胞吐
胞吞
胞吐
1、胞吞
接触
包围
凹陷
分离
需要能量
当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
2.胞吐
包围
移动
融合
排出
需要能量
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处、与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐
在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量
胞吞、胞吐的特点
（1）主要运输生物大分子，如蛋白质和多糖
（2）需要消耗能量
（3）不需要载体蛋白，但需要特定的膜蛋白参与
（4）依赖膜的流动性
思考·讨论
胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础
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，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
拓展
三种跨膜运输方式的比较
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
不消耗
不消耗
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯
葡萄糖进入红细胞
需要
消耗
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
细胞膜内外物质浓度差
细胞膜内外物质浓度差；转运蛋白的种类和数量
转运蛋白的种类和数量；能量（温度、O2）
胞吞胞吐的比较
胞吞 胞吐
运输方向
载体
能量
举例
影响 因素
不需要
不需要
消耗
消耗
细胞外 细胞内
变形虫摄食；吞噬细胞吞噬病原体
分泌蛋白的分泌；变形虫排除食物残渣和废物
细胞内 细胞外
温度
温度
课后总结
1.小分子物质跨膜运输的三种方式
主动运输
被动运输
是否消耗能量
自由扩散
协助扩散
是否需要载体蛋白
2.大分子物质跨膜运输的方式——胞吞与胞吐
需要能量，体现了细胞膜的流动性