2023-2024学年高一生物人教版必修第一册课件 4.2 主动运输与胞吞、胞吐(共33张PPT3个视频)

(共33张PPT)
第二节 主动运输与胞吞、胞吐
第4章 细胞的物质输入和输出
学习目标
1.通过比较与分类，掌握主动运输与被动运输的过程和特点。
2.运用结构与功能观解释细胞膜的流动性与胞吞、胞吐的关系，形成结构与功能相适应的生命观念。
3.通过对多种物质跨膜运输方式的比较，总结概括各种细胞膜跨膜运输方式的结构基础。
情境视频
尿液的形成
肾脏是人体的重要器官，它由170～240
万个肾单位（肾小球、肾小囊和肾小管）组
成，肾的基本功能是生成尿液。
主动运输
一
水通道蛋白
事实1
肾小球滤过量180L/d，尿量1.5L/d。
主动运输
一
事实2
肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g
资料1：肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
毛细血管
Na+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
ATP
ADP
肾小管上皮细胞
肾小管官腔
通道蛋白
载体蛋白
探究Na+进、出肾小管上皮细胞的方式
任务1
主动运输
一
资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
（1）肾小管管腔中原尿里大量的Na+以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。
（2）Na+以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。
毛细血管
Na+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
ATP
ADP
肾小管上皮细胞
肾小管官腔
通道蛋白
载体蛋白
主动运输
一
资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
协助扩散， Na+顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。
毛细血管
Na+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
ATP
ADP
肾小管上皮细胞
肾小管官腔
通道蛋白
载体蛋白
（1）肾小管管腔中原尿里大量的Na+以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。
主动运输
一
资料1：肾小球每天滤过钠约500g，每天尿液中排出3-5g。肾小管上皮细胞内Na+浓度仅为10mmol.L-1, 远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量，是主动运输
毛细血管
Na+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
ATP
ADP
肾小管上皮细胞
肾小管官腔
通道蛋白
载体蛋白
（2）Na+以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。
钠钾泵
细胞膜
ATP→ADP+Pi+
细胞外
细胞内
能量
结合课本P69内容，概述主动运输的过程。
任务2
主动运输
一
主动运输
一
物质逆浓度进行跨膜运输
概念模型
1
2
3
需要载体蛋白的协助
需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
三种转运蛋白
结构与功能相适应
主动运输
一
①轮藻细胞吸收K+（63倍）
④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。
②甲状腺细胞吸收碘离子
③动物细胞吸收K+和排出Na+(Na+-K+泵)
哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度
细胞内ci 血浆中co
Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L
K+ 约100mmol/L 约5mmol/L
主动运输其他实例
为什么细胞不惜消耗能量也要运输这些物质呢？
普遍存在
主动运输
一
请根据资料分析主动运输的意义。
任务3
资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60mmol氢离子（H+）固定酸，这些H+必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌H+功能可以确保其从尿液中顺利排出。
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。
意义
探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
任务4
(1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别
是何种方式？
(2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响？
(3)同种物质进出细胞的方式是否相同？
事实3
原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收
资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。
资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。
事实3
原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收
进：主动运输 出：协助扩散
探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
任务4
(1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别
是何种方式？
事实3
原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收
有影响。葡萄糖进入细胞需要利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵。
资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。
探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
任务4
(2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响？
事实3
原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收
不同
葡萄糖：进，主动运输 出，协助扩散
Na+ ：进，协助扩散 出，主动运输
资料：肾小管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+泵需要消耗ATP。
探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式
任务4
(3)同种物质进出细胞的方式是否相同？
主动运输
一
直接型
直接消耗ATP的主动运输 （ATP驱动泵）
间接型
利用依赖ATP的Na+-K+泵活动建立的细胞膜两侧Na+的跨膜浓度梯度主动运输
类型
主动运输
一
请据资料分析影响主动运输的速率的因素。
任务5
资料1：若切断肾的供氧渠道，重吸收马上停止。
资料2：载体介导的跨膜转运速率存在饱和现象，表现为载体对所转运物存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。
氧气供应和载体蛋白的数量会影响主动运输的速率。
主动运输
一
物质逆浓度进行跨膜运输
概念模型
1
2
3
需要载体蛋白的协助
需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
影响因素
能量
决定所运输的物质的种类和数量。载体蛋白的数量有限，当细胞膜上的载体蛋白数量达到饱和时，细胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而加快。
凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输，如O2浓度、温度等。
载体蛋白的种类和数量
②运输方式： ； 影响a点运输速率的因是： ；b点之后运输速率不再改变的原因是 。
分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素
运输方式： ； 影响物质运输速率的因素有： 。
自由扩散
物质浓度
协助扩散或主动运输
物质浓度
膜上转运蛋白的数量有限
归纳总结
③的运输方式是 。
④的运输方式是 。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是 ；c点之后运输速率不再改变的原因是_________________
_________。
自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
主动运输
氧气浓度
膜上载体蛋白的
数量有限
分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素
归纳总结
1.(2023·云南昆明高一期末)Na＋－K＋泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在运输Na＋和K＋时离不开ATP的水解。下列叙述错误的是
A.Na＋－K＋泵与ATP的水解有关
B.Na＋－K＋泵可以逆浓度梯度运输Na＋和K＋
C.Na＋－K＋泵每次转运时都会发生自身构象的改变
D.抑制细胞呼吸不影响Na＋－K＋泵的工作效率
√
Na＋－K＋泵在运输Na＋和K＋时离不开ATP的水解供能，抑制细胞呼吸会影响Na＋－K＋泵的工作效率，D错误。
跟踪训练
2.(2023·湖北部分高中协作体联考高一期中)如图是Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。靠近肠腔一侧的小肠上皮细胞表面具有Na＋－葡萄糖同向运输载体，小肠上皮细胞从肠腔吸收2个Na＋的同时会吸收1个葡萄糖分子。进入小肠上皮细胞中的葡萄糖分子可通过载体运输进入组织液，而Na＋则通过Na＋－K＋泵进入组织液。下列相关叙述错误的是
A.图中葡萄糖出小肠上皮细胞的跨膜运输方式为主动运输
B.减小小肠肠腔的Na＋浓度，不利于小肠上皮细胞对肠腔中葡萄糖的吸收
C.细胞通过GLUT运输葡萄糖的速率与细胞内葡萄糖浓度有关
D.细胞通过SGLT运输Na＋的方式是协助扩散
√
协助扩散
胞吞、胞吐
二
请据图文和视频资料辨析大分子物质进、出肾小管上皮细胞的方式
任务6
事实4
原尿中每天滤出的蛋白质可达1.8g左右，但尿液中几乎无蛋白质。
资料：一些大分子物质会与细胞膜上的特定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。
胞吞、胞吐
二
请据图文和视频资料辨析大分子物质进、出肾小管上皮细胞的方式
任务6
事实4
原尿中每天滤出的蛋白质可达1.8g左右，但尿液中几乎无蛋白质。
（1）胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？
（2）物质通过胞吞、胞吐进出细胞的方式有何特点？
生物膜的流动性是胞吞、胞吐的基础
需要消耗能量和特定蛋白质的识别
细胞膜的流动性
消耗能量、不需要载体（但需要膜上的蛋白质的参与）
大分子或颗粒
1.运输的物质：
2.运输特点：
3.结构基础：
总结胞吞、胞吐
任务7
胞吞、胞吐
二
课堂小结
不带电荷的小分子
离子和有机小分子
大分子物质
借助转运蛋白质通过协助扩散或主动运输进出细胞
通过胞吞或胞吐的方式进出细胞，需要蛋白质的参与，也与膜的流动性相关
自由扩散进出细胞
具有专一性，其种类和数量对物质的跨膜运输起决定性作用（细胞膜选择透过性的基础）
课堂小结
运输方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐
运输方向 顺浓度 顺浓度 逆浓度 外到内 内到外
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 消耗
运输动力 浓度差 浓度差 细胞呼吸供能 细胞呼吸供能 细胞呼吸供能
转运蛋白 不需要 需要 需要 不需要 不需要
运输实例 O2、CO2、脂溶性小分子等 葡萄糖进入红细胞等 葡萄糖进入小肠上皮细胞等 免疫细胞吞噬病菌 分泌蛋白的产生
3.(2023·甘肃天水高一期末)如图表示发生在细胞膜上的大分子物质“外排”和“内吞”的过程。下列对有关原理或意义的说法，错误的是
A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B.变形虫是以b的方式吞噬食物的
C.a与b两种运输方式只存在于大分子物质的运输中
D.b需要细胞的表面识别和内部供能才可能完成
√
跟踪训练
胞吞和内吞也可运输小分子物质，如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等
4.(2023·湖南长沙高一期中)在适宜条件下，测得某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。下列叙述错误的是
√
A.根据实验结果确定a是通过自由扩散方式跨膜运输的
B.根据实验结果发现b是通过协助扩散方式跨膜运输的
C.根细胞对b的吸收速率不会无限增加的原因可能是转运蛋白数量有限
D.动物体内O2、乙醇的跨膜运输方式与a相同
也可能是主动运输