主動運輸與胞吞、胞吐 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修一

自由擴(kuò)散vs協(xié)助擴(kuò)散方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉(zhuǎn)運蛋白舉例圖例曲線圖（一定濃度范圍內(nèi)）影響因素高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要氧氣、二氧化碳、乙醇、苯、水等葡萄糖、氨基酸、水等細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；溫度細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量；溫度第2節(jié)

主動運輸與胞吞、胞吐第四章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出問題探討

人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20-25倍。問題:

碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞是通過被動運輸嗎？碘是從低濃度運輸?shù)礁邼舛?，而被動運輸是從高濃度到低濃度的運輸方式，所以碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞不是被動運輸。問題探討

人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20-25倍。問題:

聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要能量？需要細(xì)胞提供能量。問題:

這在各種物質(zhì)的跨膜運輸中是特例還是有一定的普遍性？實例一實例二實例三小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)低于它們在小腸上皮細(xì)胞中的濃度輪藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍。問題:

細(xì)胞如何吸收這些低濃度的離子和分子？我們把細(xì)胞這種物質(zhì)運輸方式稱為什么呢？問題:

這在各種物質(zhì)的跨膜運輸中是特例還是有一定的普遍性？主動運輸1.概念：

物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。主動運輸精美效果(視頻)特點逆濃度梯度運輸1需要載體蛋白2需要能量32.特點：

3.有關(guān)細(xì)胞器：

①核糖體②線粒體主動運輸4.載體蛋白特點：

01具有特異性（或?qū)Ｒ恍裕?2與被轉(zhuǎn)運的離子或分子結(jié)合03轉(zhuǎn)運過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化04

可重復(fù)利用但具有飽和性5.主動運輸?shù)膶嵗?/p>

0102030405細(xì)胞（除紅細(xì)胞）吸收葡萄糖小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素等吸收無機(jī)鹽離子(順濃度梯度運輸除外)腎小管對葡萄糖的重吸收主動運輸7.影響因素：

①被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度②載體蛋白的種類和數(shù)量以及空間結(jié)構(gòu)③能量（影響細(xì)胞呼吸速率因素如：溫度、O2濃度）④溫度P點（載體蛋白飽和點）主動運輸運輸速率被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度0P點（載體蛋白飽和點）運輸速率氧氣濃度0Q點（由無氧呼吸提供能量）主動運輸請判斷以下曲線圖代表的運輸方式自由擴(kuò)散運輸速率膜兩側(cè)的濃度差0P點（載體蛋白飽和點）協(xié)助擴(kuò)散運輸速率膜兩側(cè)的濃度差0P點（載體蛋白飽和點）運輸速率氧氣濃度0Q點（由無氧呼吸提供能量）主動運輸自由擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散運輸速率氧氣濃度0主動運輸8.意義：

桐花樹的泌鹽現(xiàn)象海鳥（海鷗）的鹽腺鹽腺

通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個體生命活動的需要。生活在高鹽度的海水中，通過葉片排出多余的鹽分，維持體內(nèi)低濃度的鹽類，以減輕鹽對植物的傷害。主動運輸與社會的聯(lián)系病因：是一種常染色體隱性遺傳病患者肺部氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運氯離子的載體蛋白(CFTR蛋白)的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，造成細(xì)菌感染。囊性纖維化被動運輸vs主動運輸物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動運輸主動運輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運輸方向是否需要載體蛋白是否需要消耗能量舉例小分子物質(zhì)跨膜運輸三種方式的比較

順濃度梯度高濃度低濃度

順濃度梯度高濃度低濃度

逆濃度梯度低濃度高濃度不需要需要載體蛋白/轉(zhuǎn)運蛋白需要不消耗不消耗消耗

影響運輸?shù)囊蛩厮肿印怏w（氧氣、二氧化碳）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）水分子、離子、葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞、氨基酸順濃度梯度運輸離子或其他物質(zhì)逆濃度梯度運輸濃度差、溫度濃度差、轉(zhuǎn)運蛋白、溫度被轉(zhuǎn)運物質(zhì)濃度、轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量、能量（O2濃度、溫度）胞吞胞吐分泌蛋白是生物大分子，因此無法像H2O或CO2這樣通過自由擴(kuò)散穿過細(xì)胞膜的脂雙層。協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸都是需要細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白的運輸方式，是用來運輸離子和小分子的，也無法轉(zhuǎn)運這些大分子。問題:

我們在上一單元學(xué)習(xí)的分泌蛋白的形成過程，分泌蛋白是通過自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散或者主動運輸運出細(xì)胞嗎？胞吞將大分子排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫胞吐。1.胞吞：

與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)陷包圍著大分子從細(xì)胞膜分離大分子物質(zhì)小囊囊泡進(jìn)入（1）特點①不需要載體蛋白②需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識別③需要細(xì)胞呼吸所釋放的能量。（2）實例白細(xì)胞吞噬病菌、變形蟲吞食食物顆粒等。胞吐2.胞吐：

1.特點①不需要載體蛋白②需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識別③需要細(xì)胞呼吸所釋放的能量。2.實例內(nèi)分泌腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶、漿細(xì)胞分泌抗體等。大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡排出移動到細(xì)胞膜處，與其融合胞吞vs胞吐不需要轉(zhuǎn)運蛋白要膜上某蛋白質(zhì)參與、形成囊泡運大分子、耗能等實例：吞噬細(xì)胞吞噬抗原等影響因素：細(xì)胞膜的流動性、溫度和能量等特點：實例：分泌蛋白的分泌，如胰島素、消化酶等胞吞細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)胞吐細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)膜具有流動性結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：穿膜層數(shù)為0胞吞&胞吐細(xì)胞通過胞吐細(xì)胞向外分泌分泌蛋白和激素，通過胞吞消滅細(xì)菌、癌細(xì)胞、及衰老的紅細(xì)胞、細(xì)胞碎片，保證生命活動的正常進(jìn)行。胞吞胞吐的意義注意：1.通過胞吞、胞吐方式進(jìn)行運輸?shù)倪€有某些小分子（神經(jīng)遞質(zhì)）。2.某些蛋白質(zhì)、RNA等大分子是通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，不是通過胞吞、胞吐的方式。物質(zhì)運輸與生物膜的關(guān)系除一些不帶電荷的小分子可以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞；離子和較小的有機(jī)分子的跨膜運輸必須借助于轉(zhuǎn)運蛋白。體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)者細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化,對許多物質(zhì)的跨膜運輸起著決定性的作用體現(xiàn)了細(xì)胞膜的功能特點：具有選擇透過性像蛋白質(zhì)這樣的生物大分子，通過胞吞或胞吐進(jìn)出細(xì)胞，其過程也需要膜蛋白質(zhì)的參與，更離不開磷脂雙分子層的流動性。體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性小結(jié)補充：主動運輸需要的能量來源于ATP水解釋放的能量。過程參考教材88頁圖5-7。主動運輸兩類主動運輸：

第一類：直接消耗ATP的主動運輸,通常稱為泵（ATP驅(qū)動泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶。主動運輸?shù)诙悾洪g接消耗ATP的主動運輸。如圖：小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+泵需要消耗ATP。兩類主動運輸：

腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖同上。一、概念檢測1.一種物質(zhì)進(jìn)行跨膜運輸?shù)姆绞脚c該物質(zhì)的分子大小等性質(zhì)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確(1)相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)（

）(2)大分子有機(jī)物要通過轉(zhuǎn)運蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量（

）(3)被動運輸都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白（

）(4)主動運輸都是逆濃度梯度進(jìn)行的，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白（

）×××√練習(xí)與應(yīng)用（P72）2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是（

）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞主動吸收糖分的結(jié)果B.脂溶性物質(zhì)較易通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要借助轉(zhuǎn)運蛋白，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散D.大腸桿菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運輸3.細(xì)胞內(nèi)的生物大分子(如胃蛋白酶原)運出細(xì)胞的方式是（

）A.胞吐B.自由擴(kuò)C.協(xié)助擴(kuò)散D.被動運輸AA練習(xí)與應(yīng)用（P72）二、拓展應(yīng)用1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過多的水，以防止細(xì)胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其伸縮泡的伸縮情況，分別會發(fā)生什么變化?參考答案：放入蒸餾水中的草履蟲,其伸縮泡的伸縮頻率加快,放入海水中的則伸縮頻率減慢。練習(xí)與應(yīng)用（P72）2.檉柳(見下圖)是強(qiáng)耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的無機(jī)鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機(jī)鹽離子是主動運輸還是被動運輸?如果要設(shè)計實驗加以證明，請說出實驗思路參考答案：主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別之一是否需要能量?能量來自細(xì)胞呼吸,故可通過抑制根細(xì)胞呼吸,并觀察無機(jī)鹽離子吸收速率