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(共41張PPT)
第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐
問題探討：閱讀教材提供的資料，探討甲狀腺上皮細胞吸收碘離子的方式
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。甲狀腺濾泡上皮細胞內碘濃度比血液中的高20-25倍。
碘濃度低
碘濃度高
2.聯想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是否需要細胞提供能量？
討論
需要
3.這在各種物質的跨膜運輸中是特例還是有一定的普遍性？
普遍性
1.甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？
不是，被動運輸是從高濃度到低濃度運輸。
（2）小腸上皮細胞從小腸液吸收葡萄糖、氨基酸是_________濃度梯度運輸。
Na+ K+
26 150
114 5
紅細胞內
紅細胞外（血漿）
排出
吸收
0.3 2.2
1.6 5.8
小腸液
小腸上皮細胞內
葡萄糖
氨基酸
吸收
吸收
逆
材料分析
（1）紅細胞從血漿中吸收K+，排出Na+是_________濃度梯度運輸。
逆
人紅細胞中K+的濃度比血漿高30倍。
輪藻細胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。
細胞如何吸收這些低濃度的離子和分子？
資料：科學家將離體的小腸上皮細胞培養(yǎng)液均分成三組，第一組不做處理，第二組加入呼吸酶抑制劑(抑制
能量供應），第三組加入載體蛋白抑制劑。第二、三組
與第一組比較，小腸上皮細胞吸收葡萄糖的速率均下降。
這說明小腸上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，需要哪些條件？
能量和載體蛋白。
1.概念：物質逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量的方式。
一、主動運輸
載體蛋白
小腸絨毛上皮細胞膜
能量
能量
葡萄糖
2.特點
（1）逆濃度梯度
（2）需載體蛋白
（3）消耗能量
3.有關的細胞器
核糖體（合成載體蛋白）
線粒體（提供能量）
觀察主動運輸的動畫，概括主動運輸的過程。
（1）離子與膜上載體蛋白特定部位結合。一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結合。
（2）在細胞內化學反應釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結構發(fā)生變化。
（3）將它所結合的離子或分子從膜一側轉運到另一側釋放出來，載體蛋白隨后又恢復原狀。
4.過程（P69）
特異性
可重復利用
Na+-K+泵
載體蛋白的特點
H+
(1)具有特異性（或專一性，一種載體蛋白通常只能運輸一種或一類離子或者分子）；
(2)與被轉運的離子或分子結合；
(3)轉運過程中空間結構發(fā)生變化，運輸前和運輸后結構不變；
(4)可重復利用；
(5)具有飽和性。
5.實例
（1）小腸上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖
（2）腎小管對葡萄糖的重吸收
（3）Na+、K+、Ca+等離子逆濃度跨膜運輸
6. 意義
普遍存在于動植物和微生物細胞中，通過主動運輸來選擇吸收所需營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，從而保證細胞和個體生命活動的需要。
桐花樹的泌鹽現象
海鳥（海鷗）的鹽腺
鹽腺
鹽液
7.主要影響因素:
載體數量限制
能量、載體蛋白數量
運輸速率
氧氣濃度
P
Q
（1）能量供應（氧氣濃度、溫度等）
P點前受氧氣濃度限制
P點后受載體蛋白數量限制
Q點由無氧呼吸供能。
運輸速率
能量
P
P點之前受能量限制，
P點之后受載體蛋白數量限制。
運輸速率
載體蛋白數量
P
（2）載體蛋白數量
P點前受載體蛋白數量限制
P點后受能量限制
1. 動物細胞吸收葡萄糖的方式一定為主動運輸嗎
不一定相同。
小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸
腎小管對葡萄糖的重吸收方式是主動運輸
紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散。
隨堂演練
主動運輸需要能量，一般從低濃度到達高濃度。
2. 主動運輸和被動運輸的區(qū)別是什么？
不一定，主動運輸是一個主動選擇吸收的過程，物質的進出取決于細胞生命活動的需要。
3. 通過主動運輸進出細胞的物質一定是從低濃度到達高濃度嗎？為什么？
隨堂演練
與社會的聯系（P70）
囊性纖維病
患者肺部支氣管上皮細胞表面轉運氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常，導致患者支氣管中黏液增多，造成細菌感染。
肺
黏液阻塞了氣道
現象1：轉運蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細胞膜，但是，對于像蛋白質和多糖這樣的生物大分子的運輸卻無能為力。
現象2：變形蟲攝取水中的有機物顆粒，就需要解決大分子物質進入細胞的問題。
乳腺細胞合成的蛋白質、唾液腺細胞分泌的淀粉酶、胰島細胞分泌的胰島素、這些分泌蛋白都需要排出細胞外。
大分子物質以什么方式進出細胞的呢？
回顧：分泌蛋白的分泌過程
大分子物質如何進出細胞？
一些大分子或物質團塊的運輸，是通過胞吞和胞吐作用來實現的。
請同學們觀看視頻，并自主閱讀課本P70-71，回答下列問題：
問題1：概括胞吞、胞吐的過程。并舉出胞吞胞吐的相關例子。
問題2：總結胞吞、胞吐的特點。
1. 胞吞
二、胞吞與胞吐
當細胞攝取大分子時，首先大分子與膜上的蛋白質結合，從而引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部，這種現象叫做胞吞。（教材P71）
需要蛋白質參與，不需要載體蛋白，消耗能量
大分子
膜蛋白
1.大分子物質與膜上的蛋白質結合
2.細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子
3.小囊從細胞膜分離，形成囊泡進入細胞
胞吞過程
實例：白細胞吞噬病菌、變形蟲攝食等
變形蟲捕獲兩個草履蟲
2.胞吐
（1）概念：細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現象叫胞吐。（教材P71）
大分子物質在細胞內形成囊泡
囊泡移動到細胞膜處，與其融合，排出
（2）實例：分泌蛋白（如胰島素、抗體等）的分泌
核糖體
肽鏈
氨基酸
脫水縮合
內質網
折疊加工
囊泡
細胞膜
成熟
蛋白質
線粒體
提供能量
未成熟
蛋白質
修飾加工
高爾基體
囊泡
出芽
胞外
思考.討論（P71）
1.胞呑、胞吐過程的實現與生物膜結構的特性有什么關系？
【答案】細胞膜結構的流動性是胞吞、胞吐的基礎；胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現了膜的流動性。
2.游離于細胞質基質中的核糖體合成的蛋白質多是供細胞自身使用，而附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質能夠分泌到細胞外。試分析其中的道理。
【答案】因為游離于細胞質基質中的核糖體，所合成的蛋白質也只能游離于細胞質基質中，由于蛋白質是大分子有機物，無法直接通過被動運輸或主動運輸穿過細胞膜運輸到細胞外，所以一般只能留在細胞內供細胞自身使用，而附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質能夠進入內質網腔中，并借助囊泡移動進入高爾基體，經加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質就能以胞吐的方式分泌到細胞外。
3.胞吞胞吐的特點
注意：胞吞、胞吐屬于跨膜運輸，但穿過的膜層數為0層。
4.影響因素：溫度、能量
需要膜蛋白參與（注意不是載體蛋白），需要消耗能量。
（2）運輸特點：
膜具有一定流動性
（3）結構基礎：
（1）運輸的物質：
大分子或顆粒
5.總結（課本P72正文最后一段）
（1）大部分離子和較小的有機分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜運輸必須借助于轉運蛋白，這又一次體現了蛋白質是生命活動的承擔者。
（2）細胞膜上轉運蛋白的種類和數量，或轉運蛋白空間結構的變化，對許多物質的跨膜運輸起著決定性的作用，這也是細胞膜具有選擇透過性的結構基礎。
（3）生物大分子通過胞吞或胞吐進出細胞，其過程需要膜上蛋白質的參與，更離不開膜上磷脂雙分子層的流動性。
與社會的聯系
痢疾內變形蟲
痢疾內變形蟲寄生在人體腸道內。
能通過胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織。
通過胞吞作用“吃掉”腸壁組織細胞，并引發(fā)阿米巴痢疾。
小分子物質 大分子物質
方式 自由擴散 協助擴散 主動運輸 胞吞 胞吐
運輸方向 順濃度梯度 順濃度梯度 逆濃度梯度 細胞外 ↓ 細胞內 細胞內
↓
細胞外
轉運蛋白 不需要 需要 （載體蛋白/通道蛋白） 需要 （載體蛋白） 不需要 (需膜蛋白)
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
舉例 水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯 葡萄糖進入紅細胞 水通過水通道蛋白 K+通過離子通道 小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖； 離子通過細胞膜 白細胞吞噬病菌 分泌蛋白的分泌
影響因素 濃度差 濃度差、轉運蛋白數量 物質濃度、轉運蛋白數量、能量 溫度、能量
三　物質進出細胞方式的比較
“三看法”快速判定物質出入細胞的方式
※ 判斷下列曲線所代表的物質運輸方式
協助擴散
自由擴散/
協助擴散
自由擴散
協助擴散/主動運輸
自由擴散
主動運輸
哺乳動物成熟紅細胞的主動運輸
課堂小結
設計實驗探究物質跨膜運輸方式（課本P72）
檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外。檉柳根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸？請設計實驗加以證明，說出實驗思路。
思考：主動運輸和被動運輸區(qū)別？
是否需要細胞供能
對照實驗設計思路
①將若干生長狀況相似的怪柳幼苗，均分為甲、乙兩組
②甲組：
乙組：
幼苗+溶液（K+）+正常呼吸條件
幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用
相同且適宜環(huán)境培養(yǎng)一段時間，測定吸收速率
③若兩組吸收速率相同，被動運輸；若甲組＞乙組，則主動運輸。
二、拓展應用
2.檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸？如果要設計實驗加以證明，請說出實驗思路。
（1）取甲、乙兩組生長狀態(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）甲組給予正常的細胞呼吸條件，乙組抑制細胞呼吸
（3）一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、K+的吸收速率
若兩組植株對Ca2+、K+的吸收速率相同，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為被動運輸；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為主動運輸。
課后習題
探究:物質跨膜運輸的實驗設計思路
1.探究是主動運輸還是被動運輸
2.探究是自由擴散還是協助擴散
a.主動運輸
b.自由擴散
c.協助擴散
d.自由擴散
e.主動運輸
1.下面幾幅坐標圖中所表示的分別是物質的哪種運輸方式？為什么？
課堂檢測
課后習題
×
√
一、概念檢測
1.一種物質進行跨膜運輸的方式與該物質的分子大小等性質有關。判斷下列有關物質跨膜運輸的相關表述是否正確。
（1）相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進入細胞內。
（2）大分子有機物要通過轉運蛋白的作用才能進入細胞內，并且要消耗能量。（ ）
（3）被動運輸都是順濃度梯度進行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉運蛋白。（ ）
（4）主動運輸都是逆濃度梯度進行的，既要消耗細胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白。（ ）
×
×
一、概念檢測
2.下列有關物質跨膜運輸的敘述，錯誤的是（ ）
A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞通過主動運輸吸收糖分的結果
B.脂溶性物質較易通過自由擴散進出細胞
C.葡萄糖進入紅細胞需要借助轉運蛋白，但不消耗能量，屬于協助擴散
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.細胞內的生物大分子（如胃蛋白酶原）運出細胞的方式是（ ）
A.胞吐 B.自由擴散 C.協助擴散 D.被動運輸
A
A
課后習題
二、拓展應用
1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細胞內過多的水，以防止細胞漲破。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？
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。
課后習題
本節(jié)結束

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