4.2主动运输和胞吞胞吐 课件(共36张PPT)高中人教版生物必修一

(共36张PPT)
第2节 主动运输与胞吞胞吐
情景一
为开展相关研究，科研人员利用小鼠的小肠上皮建立吸收葡萄糖的生物模型。如图表示小肠上皮细胞在肠腔内葡萄糖浓度为0mmol/L、10mmol/L、20mmol/L、30mmol/L、50mmol/L、75mmol/L的浓度下吸收葡萄糖的速率曲线。
葡萄糖的浓度
葡萄糖的吸收速率
问题讨论
1、根据外界溶液中葡萄糖浓度与吸收
速率的关系推测小肠上皮细胞吸收葡萄
糖的方式。
2、由于肠腔内的葡萄糖浓度常常低于小肠上皮细胞内葡萄糖浓度。小肠上皮细胞吸收这些葡萄糖能通过协助扩散吗？为什么？
3、如何克服这种逆浓度梯度的障碍？
不是自由扩散
不能，协助扩散只能完成顺浓度梯度的运输
可以推断： 红细胞 主要吸收___主要排出___
Na+
K+
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外（血浆）
人的红细胞和血浆的各种离子浓度(mmol/l)如下：
排出
吸收
Ca2+ Cl-
70.1 74
3.2 111
排出
吸收
红细胞之所以能保持细胞内外离子浓度差恒定，是因为这些离子是____浓度梯度运输。
逆
情景二
主动运输
1
主动运输
Active transport
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，这种方式叫主动运输。
钠钾泵的工作原理
细胞外
细胞内
活动一
尝试描述钠钾泵完成Na+主动运输转出细胞的过程，体会主动运输的特点
首先与载体蛋白的特定部位结合
然后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，就将Na+从细胞内逆浓度梯度转运到细胞外
随后钠钾泵又恢复原状。
知识总结
主动运输中载体蛋白的特点
①一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合
②转运时载体蛋白的空间结构会发生变化
③空间结构的改变需要消耗能量
与协助扩散相似
与协助扩散不同
知识总结
主动运输的其他实例
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等；
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等；
植物根系细胞吸收等无机盐
各类离子泵等……
问题：小肠绒毛上皮细胞通过消耗能量的主动运输吸收葡萄糖。这种以消耗能量为代价来吸收葡萄糖对细胞有何积极意义？
情景三
肠腔
高浓度
低浓度
低浓度
葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质，是细胞需要的物质，保证葡萄糖的供应是保障机体的能量供应的前提。
生命活动正是如此精妙！
活动二
分析影响主动运输速率的因素
物质的浓度
载体蛋白的数量
能量
如何验证能量对主动运输速率的具体影响？
物质浓度
运输速率
活动二
尝试设计实验探究能量供应对主动运输速率的影响
建议材料和试剂：生长状况良好的绿萝植株幼苗若干、含KNO3营养液
提示：能量供应的不同可以体现在细胞中有氧呼吸强度的差异
要求：分组讨论写出简要的实验分组思路
活动三 图形判别——曲线图
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。图1表示运输方式是______________，图2表示的运输方式是_______________________。图2在A点后浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是______________________________________。
自由扩撒
协助扩散或主动运输
载体蛋白的数量是有限的
知识总结 影响跨膜运输的因素
（2）载体蛋白数量对跨膜运输的影响
其他条件适宜的情况下，图3表示运输方式是___________________，图4表示的运输方式是_____________________，图5表示的运输方式是____________________。图5在B点后运输速率不再继续增加，原因是__________________________________ 。
自由扩散
协助扩散
主动运输
受能量供应限制
（3）氧气含量对跨膜运输的影响
(1)氧气含量通过影响细胞______________________进而影响主动运输的速率。
(2)其他条件适宜的情况下，图6表示运输方式是__________________________，图7表示的运输方式是____________________。
(3)P点时:______________为物质的运输提供能量。
(4)PQ段：随着氧气含量的增加,______________产生的能量越多，主动运输的速率越____________。
(5)Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受______________________________以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
呼吸作用
自由扩散或协助扩散
主动运输
无氧呼吸
呼吸作用
大
载体蛋白的数量
（4）温度
(1)温度通过影响____________的流动性而影响物质运输速率；
(2)温度通过影响______________活性而影响__________速率，从而影响物质运输速率。
生物膜
酶
呼吸
知识拓展
两类主动运输
第一类：直接消耗ATP的主动运输。
通常称为泵（ATP驱动泵）。
①Na+-K+泵
②H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
第二类：间接消耗ATP的主动运输。
如图：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+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
知识拓展
两类主动运输
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。
在农业生产中要给作物松土，是因为松土可以提高氧气浓度，促进跟细胞进行有氧呼吸，有利于植物生长从土壤吸收矿质元素和离子。
知识迁移
肺
黏液阻塞了气道
知识迁移
奥美拉唑是一种氢离子泵的抑制剂，使胃壁细胞内的氢离子不能转移到胃腔中，由于氢离子的缺乏而使胃酸的生成减少。
可用于治疗胃酸分泌过多引起的胃溃疡和十二指肠溃疡，服用一次药物后胃酸分泌量明显下降，最高可下降80％，作用时间可长达48小时。
刨根问底
蛋白质和多糖这样的大分子的运输应该如何进行？
胞吞胞吐
2
情景四
LDL（低密度脂蛋白，包括胆固醇、脂肪酸和蛋白质）进入细胞的方式：胆固醇极难溶解，它以LDL的形式在血液中运输，并最终与细胞膜上的一种蛋白质相互识别并被“拽住”。细胞膜内陷形成小囊泡，在能量的作用下，最终小囊泡被“剪切”下来离开细胞膜进入细胞中，即LDL进入细胞。 研究表明，某些患者体内不能合成这种识别LDL的蛋白质，导致胆固醇摄入的通道被堵，就会使胆固醇积累在血液中，黏附在血管壁上，造成动脉粥样硬化。人们饮食不合理，缺乏运动，吸烟，酗酒都会导致LDL升高。
问题讨论
1、LDL进入细胞内部的运输需要什么条件？
2、该实例体现了细胞膜的什么特性？
3、如何预防动脉粥样硬化？
一定的流动性
合理饮食，少吃高脂食物，多运动，不吸烟，不喝酒。
能量、膜上的某种蛋白质
知识总结
胞吞
大分子与膜上的蛋白质结合，细胞膜内陷形成小囊包围着大分子，小囊与细胞膜分离形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
实例——LDL进入细胞、变形虫摄取食物、
变形虫吞噬食物
胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，与细胞膜融合，排出大分子的现象叫胞吐。
实例——分泌蛋白的分泌过程等
知识总结
痢疾内变形虫
又名溶组织阿米巴，属于原生动物门，肉足纲，根足亚纲。寄生在人的肠道内，自由生活，能溶解肠壁组织引起阿米巴痢疾。
知识迁移
脂质体(liposome)：人工合成 ，把纯磷脂加在水中，可自我装配，自动形成封闭的直径从25nm-1mm的球形小泡。
电镜：显示膜双层结构的磷脂小泡－脂质体
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作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础
胞吞胞吐的过程也需要蛋白质的参与，更离不开磷脂双分子层的流动性
顺浓度梯度
不需要转运蛋白
不需要能量
顺浓度梯度
需要转运蛋白
不需要能量
逆浓度梯度
需要载体蛋白
需要能量
主要运输大分子
需要膜蛋白
需要能量
自由扩散
协助扩散
主动运输
胞吞胞吐
活动四
分析以下物质进出细胞的方式：
尿素（脂溶性小分子）进入肾小管上皮细胞
氨基酸顺浓度梯度进入红细胞
人的成熟红细胞逆浓度梯度吸收K+
免疫细胞吞噬病原体
植物根部吸收水分
钠离子通过离子通道进入神经元
胰腺细胞分泌胰蛋白酶
痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织引发阿米巴痢疾
自由扩散
协助扩散
自由扩散和协助扩散
协助扩散
胞吐
胞吞
主动运输
胞吞
1）葡萄糖：
2）Na+：
3）K+：
同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同
A. 进入红细胞：
B. 进入小肠绒毛上皮细胞：
C. 肾小管重吸收葡萄糖：
A. 进入神经细胞：
B. 运出神经细胞：
A. 进入神经细胞：
B. 运出神经细胞：
协助扩散
主动运输
主动运输
离子通道（协助扩散）
Na+-K+泵（主动运输）
Na+-K+泵（主动运输）
离子通道（协助扩散）
1.同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能_________，如红细胞吸收葡萄糖的方式是__________，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是____________。
2.Na＋、K＋等无机盐离子一般以______ ___________的方式进出细胞，但也可通过 ___________(神经元兴奋传递时)进出细胞。
3.RNA和蛋白质等大分子物质通过______ 进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。
4.通过胞吐运输的__________(是否一定)都是大分子物质，如某些神经递质的释放。
不同
协助扩散
主动运输
协助扩散
核孔
不一定
主动运输