4.2 主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐 課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第2節(jié)

主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐任務(wù)1：探究碘進(jìn)入細(xì)胞的方式資料一：人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動(dòng)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。不是2.聯(lián)想逆水行舟的情形，碘逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞的方式可能需要什么條件？1.甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸嗎？碘濃度高碘濃度低

逆濃度梯度能量甲狀腺被動(dòng)運(yùn)輸是順濃度梯度進(jìn)行碘離子進(jìn)入細(xì)胞的濃度方向提出問(wèn)題：I-進(jìn)入細(xì)胞時(shí)需要能量嗎？

做出假設(shè)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：I-進(jìn)入細(xì)胞時(shí)需要能量預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論：若兩組培養(yǎng)液中I-濃度（對(duì)I-的吸收速率）相同，（實(shí)驗(yàn)材料：離體的甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞、含適宜濃度的I-培養(yǎng)液）細(xì)胞哪種生命活動(dòng)？呼吸作用1、取甲、乙兩組等量的細(xì)胞，放入I-培養(yǎng)液；2、甲組細(xì)胞正常呼吸作用，乙組抑制呼吸作用；3、一段時(shí)間后，測(cè)定培養(yǎng)液中I-濃度（或細(xì)胞對(duì)I-的吸收速率）檢測(cè)指標(biāo)任務(wù)1：探究碘進(jìn)入細(xì)胞的方式對(duì)照若乙組培養(yǎng)液中I-濃度大于甲組（對(duì)I-的吸收速率明顯小于甲組），說(shuō)明不需要能量；說(shuō)明需要能量來(lái)源資料二：科學(xué)家先向離體的甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞周圍溶液注入微量的放射性同位素131I-，并做了如下圖所示處理，不久測(cè)得細(xì)胞中存在131I-證明：碘逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞需要能量同位素標(biāo)記法1.實(shí)驗(yàn)巧妙運(yùn)用何種方法檢測(cè)131I-的去向？4.說(shuō)明了131I-運(yùn)輸時(shí)需要什么？抑制呼吸作用解除呼吸作用抑制任務(wù)1：探究碘進(jìn)入細(xì)胞的方式2.曲線變化趨勢(shì)是？3.據(jù)圖分析，引起曲線變化的原因是？無(wú)能量有能量資料三：科學(xué)家用蛋白酶將甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)水解，發(fā)現(xiàn)碘離子無(wú)法進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞，這說(shuō)明：碘進(jìn)入細(xì)胞需要借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白碘泵屬于哪種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白？原因？資料四：研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞攝取碘時(shí)需要碘泵這種蛋白質(zhì)。載體蛋白任務(wù)1：探究碘進(jìn)入細(xì)胞的方式？碘逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞需要載體蛋白小結(jié)：碘進(jìn)入細(xì)胞的方式

主動(dòng)運(yùn)輸：

2、特點(diǎn)①逆濃度梯度運(yùn)輸②需載體蛋白③消耗能量1.概念物質(zhì)

濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要

的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的

，這種方式叫

。逆載體蛋白能量主動(dòng)運(yùn)輸課本P70知識(shí)鏈接：ATP水解放能，供主動(dòng)運(yùn)輸利用ATP是一種直接能源物質(zhì)（ATP）人紅細(xì)胞吸收K+輪藻細(xì)胞吸收K+小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸,葡萄糖實(shí)例1：小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)低于小腸上皮細(xì)胞的濃度，但仍可吸收。實(shí)例2：人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍。實(shí)例3：輪藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。1.Na+、K+和Ca2+等離子和其他物質(zhì)在__________跨膜運(yùn)輸時(shí)，先要與膜上的

的特異性結(jié)合。2.在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的______的推動(dòng)下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生

，3.從而將物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到膜的另一側(cè)，隨后載體蛋白

，說(shuō)明載體蛋白可以

。一種載體蛋白只適合與

或

離子或分子結(jié)合，說(shuō)明載體蛋白具有

。逆濃度梯度載體蛋白能量改變恢復(fù)原狀重復(fù)利用一種一類特異性（5）過(guò)程：3.過(guò)程：以Na-K離子泵主動(dòng)運(yùn)輸鈉、鉀離子為例（吸鉀排鈉）結(jié)合

能量（ATP分解）構(gòu)象改變恢復(fù)1.運(yùn)輸Na+、K+的鈉鉀泵能轉(zhuǎn)運(yùn)I-嗎？

不能一種載體蛋白通常只能與一種或一類離子或分子結(jié)合（特異性）

2.鈉鉀泵既轉(zhuǎn)運(yùn)Na+也轉(zhuǎn)運(yùn)K+是否說(shuō)明它不存在特異性？鈉鉀泵

（維持細(xì)胞內(nèi)高鉀低鈉狀態(tài)）

存在特異性，只是Na+、K+結(jié)合的部位不同①直接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸

②間接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸如：腎小管對(duì)氨基酸、葡萄糖的重吸收2.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)牟煌愋蚇a+-K+泵H+泵ATP驅(qū)動(dòng)泵既是載體同時(shí)也是催化ATP水解的酶小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時(shí)，沒(méi)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+需要消耗ATP。可驅(qū)動(dòng)特定離子逆電化學(xué)梯度穿過(guò)質(zhì)膜通常稱為泵（ATP驅(qū)動(dòng)泵）一、主動(dòng)運(yùn)輸濃度差主要影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。自由擴(kuò)散中，濃度差越

，運(yùn)輸速率越

；協(xié)助擴(kuò)散中，濃度差達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再繼續(xù)增加，原因是受

的限制。主動(dòng)運(yùn)輸中，濃度差達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再繼續(xù)增加，原因是受

的限制。大大轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量（6）影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩丌倌蓚?cè)物質(zhì)濃度差載體蛋白數(shù)量或能量自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要影響

和

。其他條件適宜的情況下，協(xié)助擴(kuò)散中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量越多，運(yùn)輸速率越大；主動(dòng)運(yùn)輸中載體蛋白數(shù)量達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再增加，可能原因是受

限制。自由擴(kuò)散不受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的影響。協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸②載體蛋白數(shù)量（6）影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩啬芰抗?yīng)通過(guò)影響細(xì)胞呼吸進(jìn)而影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾?。①P點(diǎn)時(shí)：

為物質(zhì)的運(yùn)輸提供能量。②PQ段：隨著氧氣含量的增加，有氧呼吸產(chǎn)生的能量越

，主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾试?/p>

。③Q點(diǎn)以后：當(dāng)氧氣含量達(dá)到一定程度后，受載體蛋白數(shù)量以及其他限制因素的影響，運(yùn)輸速率不再增加。無(wú)氧呼吸多大③氧氣含量對(duì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懀?）影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩卦搱D表示

，虛線下表示物質(zhì)從

濃度到

濃度運(yùn)輸，虛線上表示物質(zhì)從

濃度到

濃度運(yùn)輸，P點(diǎn)后限制因素是

。高高低低主動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白的數(shù)量或能量思考：1.主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中既需要消耗氧氣，又需要載體蛋白，那么與該過(guò)程有關(guān)的細(xì)胞器有哪些呢？2.主動(dòng)運(yùn)輸有什么意義？如果機(jī)體主動(dòng)運(yùn)輸功能障礙，會(huì)有什么危害？線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體保證活細(xì)胞能夠按照

的需要，

選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。生命活動(dòng)主動(dòng)囊性纖維病患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多。Cl-轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能異常聚集于細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致胞內(nèi)滲透壓上升粘液丟失水分變粘稠，無(wú)法及時(shí)清除細(xì)菌感染(1)探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸(2)探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)探究檉柳（見(jiàn)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(wú)機(jī)鹽排出體外。輕柳的根部吸收無(wú)機(jī)鹽離子是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸？如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明，請(qǐng)說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路。思考：主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸區(qū)別？是否需要細(xì)胞供能對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路①將若干生長(zhǎng)狀況相似的怪柳幼苗，均分為甲、乙兩組②甲組：幼苗+溶液（K+）+正常呼吸條件

乙組：幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用相同且適宜環(huán)境培養(yǎng)一段時(shí)間，測(cè)定吸收速率③若兩組吸收速率相同，被動(dòng)運(yùn)輸；若甲組＞乙組，則主動(dòng)運(yùn)輸。拓展應(yīng)用P72檉柳（見(jiàn)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(wú)機(jī)鹽排出體外。輕柳的根部吸收無(wú)機(jī)鹽離子是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸？如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明，請(qǐng)說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路。③一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)Ca2+、K+的吸收速率。拓展應(yīng)用P72①取甲、兩組生長(zhǎng)狀態(tài)基本相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2+、K+的溶液中；②甲組給予正常的細(xì)胞呼吸條件，乙組抑制細(xì)胞呼吸；實(shí)驗(yàn)預(yù)期：若兩組植株對(duì)Ca2+、K+的吸收速率相同，說(shuō)明檉柳從土壤中吸收無(wú)機(jī)鹽為被動(dòng)運(yùn)輸；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說(shuō)明檉柳從壤中吸收無(wú)機(jī)鹽是主動(dòng)運(yùn)輸。項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不需要需要需要（載體蛋白）細(xì)胞內(nèi)的能量不消耗不消耗需要消耗代表例子氧氣、水、甘油等通過(guò)細(xì)胞膜葡萄糖通過(guò)紅細(xì)胞水通過(guò)水通道K+通過(guò)離子通道葡萄糖、氨基酸通過(guò)小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過(guò)細(xì)胞膜等細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)bcdea代表各種物質(zhì)分子或離子能量能量注意：某物質(zhì)的具體運(yùn)輸方式并不唯一，需要根據(jù)具體情況去分析判定1.主動(dòng)運(yùn)輸消耗的能量可來(lái)自ATP或離子電化學(xué)梯度等。如圖為Na＋、葡萄糖進(jìn)出小腸上皮細(xì)胞的示意圖。下列關(guān)于圖中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過(guò)程的分析錯(cuò)誤的是()A.葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是不需耗能的主動(dòng)運(yùn)輸B.Na＋從小腸上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液是需要消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸C.葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞與Na＋從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞相伴隨D.Na＋從腸腔到小腸上皮細(xì)胞以及葡萄糖從小腸上皮細(xì)胞到組織液均為被動(dòng)運(yùn)輸離子電化學(xué)梯度A提醒：

某物質(zhì)的具體運(yùn)輸方式并不唯一，需要根據(jù)具體情況去分析判定問(wèn)：分泌蛋白釋放到細(xì)胞外的運(yùn)輸方式是被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸嗎？對(duì)于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的生物大分子是通過(guò)胞吞、胞吐的方式進(jìn)出細(xì)胞的。不是自主學(xué)習(xí)二、

胞吞與胞吐1.胞吞與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)陷大分子物質(zhì)

包圍著大分子小囊進(jìn)入細(xì)胞囊泡例：白細(xì)胞吞噬病菌、變形蟲(chóng)吞食食物顆粒等。特點(diǎn)：①需要能量囊泡可以在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體溶解②需要蛋白質(zhì)的識(shí)別2.胞吐大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡排出細(xì)胞移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與其融合例：內(nèi)分泌腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶等。特點(diǎn)：①需要能量②需要蛋白質(zhì)的識(shí)別特點(diǎn)：②需要消耗能量

③不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但需要特定的膜蛋白參與④依賴膜的流動(dòng)性①主要運(yùn)輸生物大分子，如蛋白質(zhì)、多糖等大分子注：胞吞、胞吐主要運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)、多糖等生物大分子，有時(shí)也會(huì)運(yùn)輸小分子物質(zhì)（如神經(jīng)遞質(zhì)的釋放）胞吞、胞吐思考討論1.胞吞、胞吐跨過(guò)幾層磷脂雙分子層？2.胞吞或胞吐過(guò)程中是否需要消耗能量？有無(wú)蛋白質(zhì)的參與？3.物質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸與胞吞、胞吐運(yùn)輸大分子物質(zhì)分別體現(xiàn)了生物膜的什么特點(diǎn)？0層需要能量需要膜上蛋白質(zhì)的識(shí)別參與物質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸——細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性胞吞、胞吐運(yùn)輸大分子物質(zhì)——細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特性流動(dòng)性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)；胞吞、胞吐過(guò)程中膜形態(tài)、結(jié)構(gòu)的變化也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。

除一些不帶電荷的小分子可以

的方式進(jìn)出細(xì)胞外，離子和較小的有機(jī)分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜運(yùn)輸必須借助于

，這又一次體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者。

一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白往往只適合轉(zhuǎn)運(yùn)特定的物質(zhì)，因此，細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的

，或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

的變化，對(duì)許多物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸起著決定性的作用，這也是細(xì)胞膜具有

的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。像蛋白質(zhì)這樣的生物大分子，通過(guò)

或

進(jìn)出細(xì)胞，其過(guò)程也需要

的參與，更離不開(kāi)膜上

的流動(dòng)性。選擇透過(guò)性自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1.一些不帶電荷的小分子：

;自由擴(kuò)散2.