4.2主动运输与胞吞、胞吐学案（无答案） 高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.2 主动运输与胞吞、胞吐
课标要求 2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动。 2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2.1.3 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
学习目标 1.能说出主动运输的特点及其与被动运输的区别，构建主动运输和被动运输的模型（图示、图表），阐明不同跨膜运输的方式的特点及意义，提升比较归纳能力（科学思维）。 2.能结合图示阐明胞吐、胞吐的过程和特点，进一步认识生物膜结构与功能相适应的特点（生命观念—结构与功能观）。 3.社会责任：能运用物质跨膜运输的原理解释生活中常见的生物学现象及解决生活实践中的问题（科学思维、社会责任）。
重点与难点 重点：1，2，3 难点：3
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。
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
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？
主动运输
1.探究主动运输的方向及与能量、蛋白质的关系
任务一：主动运输过程物质的运输方向
资料1：丽藻细胞细胞内外物质浓度的比较：
离子 (H2PO4)- K+ Cl- Na+ SO42- Ca2+ Mg2+
细胞液浓度/池水浓度 18050 1065 100 46 25 13 10
思考：丽藻细胞内的(H2PO4)-、K+、Cl-、Na+等离子是顺浓度还是逆浓度进入细胞内的？
(H2PO4)-进入细胞内可用于合成什么物质？Mg2+可用于合成那些物质？
资料2：人体细胞内外物质浓度比较（某一状态下测定数据，相对值）
Na+ K+
红细胞内 26 150
红细胞外（血浆） 114 5
红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是________浓度梯度运输。
任务二：主动运输过程消耗能量吗？
资料3.为探究胡萝卜根对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验
你能从该实验得出那些结论？
任务三：主动运输过程需要特定蛋白质的协助吗？
资料4：为探究细胞吸收磷酸盐是否需要特定蛋白质协助，研究人员做了如下实验：
①研究人员合成人工膜将其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度几乎没有发生改变。
②随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入蛋白质A，将新合成的人工膜其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度基本没有发生改变。
③随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入蛋白质B，将新合成的人工膜其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验溶液中磷酸盐浓度明显降低。
结论：
2.归纳概括：
（1）主动运输的特点有些？
（2）尝试构建主动运输的物理模型和数学模型。
主动运输与氧气浓度的关系如何？哺乳动物成熟的红细胞主动运输与氧气浓度有何关系？
（3）主动运输对于细胞的生命活动有何意义？
（4）载体蛋白有什么特点？
3.拓展延伸
（1）Na+-K+泵 （2）H+泵 （3）小肠吸收葡萄糖
思考：（1）Na+-K+泵有何作用？
（2）溶酶体膜上的H+泵转运H+的方式什么？若溶酶体酶有少量渗漏到细胞质基质中，是否会对基质中造成重大破坏？原因是什么？
（3）小肠上皮细胞主动运输排出Na+对于葡萄糖的运输有何意义？小肠上皮细胞吸收葡萄糖是什么方式？小肠上皮细胞排出葡萄糖是什么方式？
（4）主动运输需要的能量都由细胞呼吸提供吗？
4与社会的联系：囊性纤维病（P70）
据下图分析囊性纤维病的发病原理
【例1】下图a为部分物质进出肾小管上皮细胞的示意图,图b为部分细胞膜的亚显微结构。请回答下列问题:
(1)组织液中O2进入肾小管上皮细胞的方式是　　　　,上皮细胞中氨基酸进入组织液的方式是　　　　,以上两种运输方式所需条件的区别是　　　　　　　　。
(2)上皮细胞的Na+进入组织液的方式是　　　　　,影响其运输速率的因素有　　　　,此运输方式体现了细胞膜的功能特点是具有一定的　　　　。
(3)从图a可以看出,管腔中氨基酸进入肾小管上皮细胞时的动力来源于　　　　;图b所示的细胞膜中存在3种信号分子,但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明　　　　。
二、胞吐与胞吐
资料一：
离子直径 分子直径 LDL（低密度脂蛋白）直径
0.02~0.5nm 0.3~0.4nm 20~50nm
仅就分子直径分析，LDL能否通过主动运输或者被动运输的方式进入细胞？
资料二：大分子物质，如蛋白质、核苷酸、多糖、胆固醇与脂蛋白形成的颗粒等，很难直接穿过细胞膜。如LDL（胆固醇、磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白）是有一层磷脂外被的胆固醇小球，LDL是相对分子质量为3×106，直径为22 nm的多分子复合物。通过与细胞膜表面的LDL受体（膜上的蛋白质）特异性结合而附着在膜上，这部分细胞膜内陷形成小囊，将LDL包在里面，在ATP提供能量的条件下，最终分离下来形成小囊泡进入细胞，这个过程为胞吞，可除去血液中过量的胆固醇，以防止血液中胆固醇含量过高。
资料三：浆细胞分泌的抗体本质为一种球蛋白，在核糖体中合成，经内质网、高尔基体加工后，在胞内形成囊泡，从细胞内部逐步移至细胞表面，囊泡的膜与细胞膜融合，将物质排出到细胞外液中发挥作用，这个过程叫做胞吐。
资料四：胞吞、胞吐过程中发生细胞膜的融合和断裂，是一个耗能的过程（来自ATP的水解）。实验证明，如果细胞呼吸被抑制，巨噬细胞的吞噬作用就会停止，在分泌细胞中，如果ATP合成受阻，分泌物无法被排出胞外。
归纳与概括：
大分子颗粒等 进出细胞方式 进出细胞方向 是否有选择性 是否消耗ATP 结构基础 意义
胞吞
胞吐
【例2】自选材料，不拘形式，探究细胞对某离子的运输方式（对照设计、预期结果、相应的结论）
（1）X离子是主动运输还是被动运输
（2）Y物质是自由扩散还是协助扩散