4.2主动运输和胞吞、胞吐课件(共34张PPT2份视频)高中生物 人教版 必修一

(共34张PPT)
4.2 主动运输与胞吞、胞吐
本节聚焦：
1.主动运输与被动运输的区别是什么？
这对生活有什么意义？
2.胞吐、胞吐有什么特点？
对于细胞的生命活动有什么意义？
3.物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构
有什么关系？
国家的边界
导
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？
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？
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？
不是
需要细胞提供能量
具有普遍性
人红细胞吸收K+（30倍）
轮藻细胞吸收K+（63倍）
小肠上皮细胞吸氨基酸，葡萄糖
生活中的例子
低浓度梯度
高浓度梯度
这些物质是如何运进细胞的呢？
导
第二节 主动运输与胞吞、胞吐
学习目标
1.举例说明主动运输的特点和意义（重点）
2.举例说明胞吞、胞吐过程的特点和意义（重点）
3.解释物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系（难点）
思
任务要求：阅读课本P69-72，完成学案。
探究：主动运输发生的条件
资料1：轮藻对磷酸盐的吸收可以从低浓度到高浓度，为探究轮藻对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验：
轮藻细胞
KH2PO4+蒸馏水
KH2PO4+有氧呼吸抑制剂
轮藻细胞
实验结论：细胞完成逆浓度梯度运输（主动运输）__________。
需要能量
实验前后溶液中磷酸盐的浓度差mg/L
思
任务要求：阅读课本P69-72，完成学案。
探究：主动运输发生的条件
资料2：为探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白：
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某种蛋白质，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降低了。
实验结论：细胞完成逆浓度梯度运输（主动运输） 。
需要转运蛋白
议
1.主动运输的概念、过程？
2.主动运输的特点、实例、主动运输对于细胞的生命活动有什么意义？
3.影响主动运输速率的因素有哪些？并建构相应的数学模型？与主动运输有关的细胞器有？
4.大分子物质是通过什么方式进出细胞的？具体过程是怎样的？胞吞形成的囊泡最终被细胞的什么结构降解？总结该过程的特点？该过程的实现依赖于生物膜的什么特点？
5.物质通过胞吞、胞吐进出细胞穿过了几层生物膜？影响胞吞、胞吐物质运输速率的因素有哪些？
6.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。
物质 浓度梯度进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ，这种方式叫 。
展
1.主动运输的概念、过程？
评
一、主动运输
1.概念：
逆
载体蛋白
能量
主动运输
2.过程：
①被运输的物质与膜上的载体蛋白结合。
②载体蛋白结合与物质后，在能量的推动下，其空间结构发生变化。
③将物质运输到膜的另一侧，载体蛋白又恢复原状。
结合
形变
复原
PS：一种载体蛋白通常只适合于一种或一类离子或分子结合。
2.过程：
特异性
可重复利用
展
2.主动运输的特点、实例、主动运输对于细胞的生命活动有什么意义？
评
一、主动运输
3.特点：
4.实例：
（1）方向：
（2）条件：
逆浓度梯度
需要载体蛋白、
需要消耗能量
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸；
K+、Ca2+、Na+等离子逆浓度梯度进行跨膜运输(离子泵)；
甲状腺细胞吸收碘离子；
植物根部细胞吸收无机盐离子等
5.意义：
展
2.主动运输的特点、实例、主动运输对于细胞的生命活动有什么意义？
评
一、主动运输
资料3：人的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40～60 mmol氢离子固定酸，这些氢离子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氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。
主动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。
请根据资料分析主动运输的意义：
1.物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。如图表示某种离子跨膜运输的过程，下列叙述正确的是(　　)
重点题型随堂练1：主动运输
C
A．用呼吸抑制剂处理不会影响该离子的跨膜运输
B．图中膜结构一定是细胞膜
C．这种运输方式能够保证活细胞主动选择吸收所需要的营养物质
D．膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生不可逆的改变
呼吸抑制剂处理会抑制细胞呼吸，能量产生受阻，会影响，×；
也有可能是细胞器膜，×；
膜上载体蛋白与离子结合后构象会发生改变，但这种改变是可逆的，×；
需要能量，
需要载体蛋白，→主动运输
√；
2.主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度)，如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图，其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
重点题型随堂练1：主动运输
C
A．载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能
B．在载体蛋白c的协助下，细胞内外的Na＋浓度趋于相同
C．肠腔中的Na＋浓度降低，会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖
D．机体短暂的供氧不足，会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液
如图，葡萄糖从高浓度向低浓度运输-协助扩散，不需要消耗能量，×；
如图，Na＋由低浓度向高浓度运输，浓度差增大，×；
如图，吸收葡萄糖的能量来源于Na＋顺浓度梯度运输产生的势能，会影响，√；
如图，葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液，需要载体，不需要能量，×；
木盐树（世界上最咸的树）
与生活联系
主动运输对于维持生物正常生命活动很重要
桐花树的泌盐现象
海鸟（海鸥）的盐腺
盐腺
盐液
它们生活在海水中，通过叶片排出多余的盐分，以减轻盐对植物的伤害。
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
与生活联系
主动运输对于维持生物正常生命活动很重要
甲
乙
丙
丁
戊
(1)图甲所示的运输方式是　　　　,其运输速率受　　　　的影响。
自由扩散
(2)图乙中的物质运输速率受　　　　　　　　　 的影响,OA段主要受　　　的影响,AB段受　　　 的限制,运输速率不再增大。图乙所示的运输方式可能是 　 。
(3)图丙中的物质运输速率受　　　　　　　　　的影响,OC段主要受　　的影响,CD段主要受　　　　 的限制,运输速率不再增大。图丙所示的运输方式可能是　 。
浓度差
浓度差和载体蛋白数量
浓度差
载体蛋白数量
协助扩散或
主动运输
能量和载体蛋白数量
能量
载体蛋白数量
主动运输
展
3.影响主动运输速率的因素有哪些？并建构相应的数学模型？与主动运输有关的细胞器有？
评
一、主动运输
6.影响因素：
构建数学模型
展
3.影响主动运输速率的因素有哪些？并建构相应的数学模型？与主动运输有关的细胞器有？
评
一、主动运输
6.影响因素：
甲
乙
丙
丁
戊
(6)结合主动运输的条件分析,与主动运输有关的细胞器有　　　　　　　　 。
(4)尝试在图丁中画出被动运输的物质运输速率与细胞能量供应的关系曲线。
(5)尝试在图戊中画出主动运输的物质运输速率与氧气浓度的关系曲线。
线粒体和核糖体
载体蛋白的数量和种类、能量、温度等。
主动运输
影响因素：
P点后受载体蛋白数量限制
P点后受载体蛋白数量限制
因素1：物质的浓度
因素2：氧气浓度
因素3：温度
酶活性
细胞呼吸
物质运输速率
温度
Q点由无氧呼吸供能
细胞膜的流动性
载体蛋白的数量和种类、能量、温度。
拓展延伸
主动运输的类型：
（1）直接消耗ATP的主动运输
通常称为泵（ATP驱动泵）
Na+-K+泵
H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶
（2）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。
【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。
思考
这些大分子和颗粒物质是怎样进出细胞的呢？
当细胞摄取大分子时,首先是 ，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 ，进入细胞内部，这种现象叫 。
展
4.大分子物质是通过什么方式进出细胞的？具体过程是怎样的？胞吞形成的囊泡最终被细胞的什么结构降解？总结该过程的特点？该过程的实现依赖于生物膜的什么特点？
评
二、胞吞与胞吐
1.胞吞：
囊泡
胞吞
举例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等食物颗粒。
胞吞形成的囊泡在细胞内可以被溶酶体降解
大分子与膜上的蛋白质结合
4.大分子物质是通过什么方式进出细胞的？具体过程是怎样的？胞吞形成的囊泡最终被细胞的什么结构降解？总结该过程的特点？该过程的实现依赖于生物膜的什么特点？
展
评
二、胞吞与胞吐
2.胞吐：
囊泡
分泌物
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 ，囊泡移动到细胞膜处，与 ，将大分子排出细胞，这种现象叫 。
囊泡
细胞膜融合
胞吐
举例： 内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。
细胞膜具有一定的流动性
特点：胞吞不需要载体蛋白的协助，但需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要消耗细胞呼吸释放的能量。
展
评
二、胞吞与胞吐
5.物质通过胞吞、胞吐进出细胞穿过了几层生物膜？影响胞吞、胞吐物质运输速率的因素有哪些？
3.影响因素：
细胞膜的流动性、温度和能量等。
胞吞或胞吐穿膜层数为0层。
胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递……
生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
6.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。
展
评
二、胞吞与胞吐
蛋白质是大分子有机物，无法通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质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可以以胞吐的方式分泌到细胞外。
变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等物,又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的痢疾内变形虫,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。
这种病原体通过饮食传播,注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。
与生活联系
阿米巴痢疾
3.受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程
如图所示。下列叙述正确的是(　　)
重点题型随堂练2：胞吞和胞吐
A
A．构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双分子层
B．该过程需要膜上蛋白质的参与但不消耗能量
C．上图说明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白
D．性激素属于分泌蛋白，促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成
生物膜的基本支架均是磷脂双分子层，√；
胞吞需要消化能量，×；
不需要载体蛋白，但需要膜上蛋白质识别，×；
性激素的化学本质是脂质，×；
4.如图是物质跨膜运输三种方式的示意图，据图分析，下列有关说法错误的是(　　)
重点题型随堂练2：胞吞和胞吐
C
A．脂溶性物质易透过细胞膜，是因为组成细胞膜的主要成分有磷脂分子
B．经研究某动物会将体内多余的盐分通过方式①排出体外，说明其运输方式为被动运输
C．葡萄糖是细胞内主要的能源物质，进入细胞只能通过方式③
D．对某动物的心脏施加某种毒素后，对Ca2＋的吸收明显减少，但不影响对K＋和葡萄糖的吸收，原因可能是毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2＋载体蛋白的活性
协助扩散
自由扩散
主动运输
葡萄糖分子进入红细胞是通过②扩散作用，×；
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。
膜具选择透过性的结构基础
膜具流动性
胞吞、胞吐
物质跨膜运输与细胞结构的关系
跨膜运输的方式
根据是否 需要能量
被动运输
主动运输或胞吞、胞吐
需要
不需要
根据是否 需要转运蛋白
根据是否 需要载体蛋白
需要
需要
不需要
不需要
协助扩散
胞吞胞吐
主动运输
自由扩散
物质跨膜运输方式的判断方法
检
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。
2.柽柳(见下图)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。轻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。
主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量而能量来自细胞呼吸，故可通过抑制根细胞呼吸，并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。具体步骤：取甲、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；甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸；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，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。
随堂小练
物质出入细胞的方式如下图所示，请据图回答下列问题。
(1)A代表 分子；B代表 ，构成了细胞膜的基本支架。
图中物质B的排列方式与 有密切关系。
蛋白质
磷脂双分子层
细胞内和细胞外的液体都是水溶液
随堂小练
物质出入细胞的方式如下图所示，请据图回答下列问题。
(2)在a~e五种运输方式中，代表主动运输的是_______。
代表自由扩散的是_____，代表协助扩散的是_____。
维生素D进入小肠上皮细胞应是图甲中编号____；
葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图甲中编号____。
a、e
b
c、d
b
a
随堂小练
物质出入细胞的方式如下图所示，请据图回答下列问题。
(3)唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶能不能通过a~e中的某种方式运输？
______，其运输方式是________。
不能
胞吐