(共41张PPT)
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
问题探讨：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
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。
碘浓度低
碘浓度高
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？
讨论
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
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？
不是，被动运输是从高浓度到低浓度运输。
（2）小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是_________浓度梯度运输。
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外（血浆）
排出
吸收
0.3 2.2
1.6 5.8
小肠液
小肠上皮细胞内
葡萄糖
氨基酸
吸收
吸收
逆
材料分析
（1）红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是_________浓度梯度运输。
逆
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。
细胞如何吸收这些低浓度的离子和分子？
资料：科学家将离体的小肠上皮细胞培养液均分成三组，第一组不做处理，第二组加入呼吸酶抑制剂(抑制
能量供应），第三组加入载体蛋白抑制剂。第二、三组
与第一组比较，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率均下降。
这说明小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，需要哪些条件？
能量和载体蛋白。
1.概念：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的方式。
一、主动运输
载体蛋白
小肠绒毛上皮细胞膜
能量
能量
葡萄糖
2.特点
（1）逆浓度梯度
（2）需载体蛋白
（3）消耗能量
3.有关的细胞器
核糖体（合成载体蛋白）
线粒体（提供能量）
观察主动运输的动画，概括主动运输的过程。
（1）离子与膜上载体蛋白特定部位结合。一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
（2）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变化。
（3）将它所结合的离子或分子从膜一侧转运到另一侧释放出来，载体蛋白随后又恢复原状。
4.过程（P69）
特异性
可重复利用
Na+-K+泵
载体蛋白的特点
H+
(1)具有特异性（或专一性，一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或者分子）；
(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)可重复利用；
(5)具有饱和性。
5.实例
（1）小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖
（2）肾小管对葡萄糖的重吸收
（3）Na+、K+、Ca+等离子逆浓度跨膜运输
6. 意义
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营养物质，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。
桐花树的泌盐现象
海鸟（海鸥）的盐腺
盐腺
盐液
7.主要影响因素:
载体数量限制
能量、载体蛋白数量
运输速率
氧气浓度
P
Q
（1）能量供应（氧气浓度、温度等）
P点前受氧气浓度限制
P点后受载体蛋白数量限制
Q点由无氧呼吸供能。
运输速率
能量
P
P点之前受能量限制，
P点之后受载体蛋白数量限制。
运输速率
载体蛋白数量
P
（2）载体蛋白数量
P点前受载体蛋白数量限制
P点后受能量限制
1. 动物细胞吸收葡萄糖的方式一定为主动运输吗
不一定相同。
小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输
肾小管对葡萄糖的重吸收方式是主动运输
红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散。
随堂演练
主动运输需要能量，一般从低浓度到达高浓度。
2. 主动运输和被动运输的区别是什么？
不一定，主动运输是一个主动选择吸收的过程，物质的进出取决于细胞生命活动的需要。
3. 通过主动运输进出细胞的物质一定是从低浓度到达高浓度吗？为什么？
随堂演练
与社会的联系（P70）
囊性纤维病
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。
肺
黏液阻塞了气道
现象1：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。
现象2：变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。
乳腺细胞合成的蛋白质、唾液腺细胞分泌的淀粉酶、胰岛细胞分泌的胰岛素、这些分泌蛋白都需要排出细胞外。
大分子物质以什么方式进出细胞的呢？
回顾：分泌蛋白的分泌过程
大分子物质如何进出细胞？
一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
请同学们观看视频，并自主阅读课本P70-71，回答下列问题：
问题1：概括胞吞、胞吐的过程。并举出胞吞胞吐的相关例子。
问题2：总结胞吞、胞吐的特点。
1. 胞吞
二、胞吞与胞吐
当细胞摄取大分子时，首先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，这种现象叫做胞吞。（教材P71）
需要蛋白质参与，不需要载体蛋白，消耗能量
大分子
膜蛋白
1.大分子物质与膜上的蛋白质结合
2.细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子
3.小囊从细胞膜分离，形成囊泡进入细胞
胞吞过程
实例：白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等
变形虫捕获两个草履虫
2.胞吐
（1）概念：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。（教材P71）
大分子物质在细胞内形成囊泡
囊泡移动到细胞膜处，与其融合，排出
（2）实例：分泌蛋白（如胰岛素、抗体等）的分泌
核糖体
肽链
氨基酸
脱水缩合
内质网
折叠加工
囊泡
细胞膜
成熟
蛋白质
线粒体
提供能量
未成熟
蛋白质
修饰加工
高尔基体
囊泡
出芽
胞外
思考.讨论（P71）
1.胞呑、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
【答案】细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。
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。
【答案】因为游离于细胞质基质中的核糖体，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，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就能以胞吐的方式分泌到细胞外。
3.胞吞胞吐的特点
注意：胞吞、胞吐属于跨膜运输，但穿过的膜层数为0层。
4.影响因素：温度、能量
需要膜蛋白参与（注意不是载体蛋白），需要消耗能量。
（2）运输特点：
膜具有一定流动性
（3）结构基础：
（1）运输的物质：
大分子或颗粒
5.总结（课本P72正文最后一段）
（1）大部分离子和较小的有机分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜运输必须借助于转运蛋白，这又一次体现了蛋白质是生命活动的承担者。
（2）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。
（3）生物大分子通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程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。
与社会的联系
痢疾内变形虫
痢疾内变形虫寄生在人体肠道内。
能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织。
通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。
小分子物质 大分子物质
方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 细胞外 ↓ 细胞内 细胞内
↓
细胞外
转运蛋白 不需要 需要 （载体蛋白/通道蛋白） 需要 （载体蛋白） 不需要 (需膜蛋白)
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
举例 水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯 葡萄糖进入红细胞 水通过水通道蛋白 K+通过离子通道 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖； 离子通过细胞膜 白细胞吞噬病菌 分泌蛋白的分泌
影响因素 浓度差 浓度差、转运蛋白数量 物质浓度、转运蛋白数量、能量 温度、能量
三 物质进出细胞方式的比较
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
※ 判断下列曲线所代表的物质运输方式
协助扩散
自由扩散/
协助扩散
自由扩散
协助扩散/主动运输
自由扩散
主动运输
哺乳动物成熟红细胞的主动运输
课堂小结
设计实验探究物质跨膜运输方式（课本P72）
柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明，说出实验思路。
思考：主动运输和被动运输区别？
是否需要细胞供能
对照实验设计思路
①将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组
②甲组：
乙组：
幼苗+溶液（K+）+正常呼吸条件
幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用
相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率
③若两组吸收速率相同，被动运输；若甲组＞乙组，则主动运输。
二、拓展应用
2.柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。
（1）取甲、乙两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中
（2）甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸
（3）一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率
若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输。
课后习题
探究:物质跨膜运输的实验设计思路
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
a.主动运输
b.自由扩散
c.协助扩散
d.自由扩散
e.主动运输
1.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？
课堂检测
课后习题
×
√
一、概念检测
1.一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。判断下列有关物质跨膜运输的相关表述是否正确。
（1）相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。
（2）大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量。（ ）
（3）被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白。（ ）
（4）主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载体蛋白。（ ）
×
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一、概念检测
2.下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B.脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散
D.大肠杆菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
3.细胞内的生物大分子（如胃蛋白酶原）运出细胞的方式是（ ）
A.胞吐 B.自由扩散 C.协助扩散 D.被动运输
A
A
课后习题
二、拓展应用
1.淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。
课后习题
本节结束
