【公开课课件】主动运输与胞吞、胞吐课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.2主动运输与胞吞、胞吐主动运输与胞吞、胞吐碘是合成甲状腺激素的重要原料，幼年时缺碘，甲状腺激素合成、分泌量减少。会患呆小症。呆小症患者呆、傻，身材矮小，身体发育不良。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20到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，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？3.这种运输方式是特例还是有一定的普遍性？问题探讨二.人体红细胞中，钾离子浓度比血浆高30倍；轮藻细胞中，钾离子浓度比周围水环境中高63倍，但是钾离子仍然会逆浓度梯度，从血浆运输到人体红细胞中，或者是从周围水环境中运输到轮藻细胞内。这些物质为什么能逆浓度运输？问题探讨可以推断：红细胞 主要吸收_主要排出_K+Na+Ca2+Cl-70.1743.2111Na+K+261501145红细胞内红细胞外（血浆）人的红细胞和血浆的各种离子浓度(mmol/l)如下：排出吸收排出吸收 红细胞之所以能保持细胞内外离子浓度差恒定，是因为这些离子是_浓度梯度运输逆物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫主动运输。主动运输主动运输1.概念主动运输主动运输NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+NaNa+一种载体蛋白通常只适合于一种或一类离子或分子结合。结合后，在细胞内释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。载体蛋白又恢复原状，去转运同种物质的其他离子或分子。细胞外细胞外细胞内细胞内细胞外细胞外细胞内细胞内主动运输在自然状态下逆浓度梯度逆浓度梯度进行，运输过程中需要消耗能量以改变载体蛋白的构象消耗能量以改变载体蛋白的构象2.运输方向：运输方向：低低浓度向浓度向高高浓度浓度3.特点：需要特点：需要载体载体，需要，需要能量能量(ATP)4.实例：无机盐离子，氨基酸、葡实例：无机盐离子，氨基酸、葡萄糖等萄糖等5.影响主运输的因素：物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量影响主运输的因素：物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量6.载体蛋白载体蛋白具有专一性具有专一性 原因：一种载体蛋白只能与一种或一类的离子或分子结合原因：一种载体蛋白只能与一种或一类的离子或分子结合逆浓度梯度逆浓度梯度主动运输主动运输主动运输的意义：主动运输的意义：普遍存在于动植物和微生物细胞中，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，保证细胞和个体生命活动的需要。与社会的联系：与社会的联系：囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞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。扩扩散散速速率率(V)细胞外浓度细胞外浓度扩扩散散速速率率(V)O2浓度浓度/氧分压氧分压OOPQACBB点点之后运输速率不变的原因之后运输速率不变的原因是：是：_膜上载体蛋白数量有限膜上载体蛋白数量有限由由无氧呼吸无氧呼吸提供能量提供能量P点后运输速率受点后运输速率受_制约制约载体蛋白数量载体蛋白数量运输速率浓度差能量运输速率浓度差运输速率自由扩散协助扩散主动运输影响因素浓度差浓度差载体蛋白载体蛋白能量O OA AB BA AB BO OO O载体有专一性和数量是有限的载体有专一性和数量是有限的因此，在协助扩散和主动运输中，具有因此，在协助扩散和主动运输中，具有“饱和效应饱和效应”主动运输（如主动运输（如a、e）协助扩散（如协助扩散（如c、d）自由扩散（如自由扩散（如b）注注主动运输不一定都是逆浓度梯度主动运输不一定都是逆浓度梯度，比如饭后小肠上皮细胞吸收葡萄比如饭后小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输，但是细胞外的糖属于主动运输，但是细胞外的葡萄糖浓度可能高于细胞内葡萄糖浓度可能高于细胞内细胞外细胞外细胞内细胞内bcdea代表各种物质分子或离子代表各种物质分子或离子能量能量能量能量物质运输方式的比较物质运输方式的比较项项 目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向载体蛋白载体蛋白细胞内的能量细胞内的能量代表例子代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度逆逆浓度梯度浓度梯度不不需要需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要需要消耗消耗氧气、水、氧气、水、甘油甘油等通过细胞膜等通过细胞膜葡萄糖通过红细胞葡萄糖通过红细胞葡萄糖、氨基酸通葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等离子通过细胞膜等水通过水通道水通过水通道K K+通过离子通道通过离子通道主动运输（主动运输（视频视频）转运蛋白 对于蛋白质和多糖这样的大分子的运输却无能为力而变形虫摄食水中有机颗粒，乳腺合成的蛋白质，蛋白质类激素，消化细胞分泌的消化酶排出细胞都需要解决大分子进出细胞的问题，细胞该如何让解决呢？变形虫吸食水绵（视频）胞吞胞吞胞吞胞吐：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，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，形成囊泡进入细胞内部，这种现象叫作胞吞（教材P71）胞吐胞吐胞吞胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐（教材P71）进行胞吞与胞吐的物质一定是生物大分子吗？进行胞吞与胞吐的物质一定是生物大分子吗？不一定不一定 特例：神经递质特例：神经递质胞吞胞吐胞吞胞吐不需要载体不需要载体 需要能量需要能量实例：实例：吞噬细胞吞噬抗原等吞噬细胞吞噬抗原等影响因素：影响因素：细胞膜的流动性细胞膜的流动性、温度和能量等、温度和能量等特点：特点：实例：实例：分泌蛋白的分泌，如胰岛分泌蛋白的分泌，如胰岛素、消化酶等素、消化酶等胞吞胞吞细胞外细胞外细胞内细胞内胞吐胞吐细胞外细胞外细胞内细胞内膜具有一定流动性膜具有一定流动性结构基础：结构基础：1 1、胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系、胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？2 2、游游离离于于细细胞胞质质基基质质中中的的核核糖糖体体合合成成的的蛋蛋白白质质多多是是供供细细胞胞自自身身使使用用，而而附附着着在在内内质质网网上上的的核核糖糖体体合合成成的的蛋蛋白白质质能能够够分分泌泌到到细细胞胞外外。试试分分析析其中的道理。其中的道理。细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。因为游离于细胞质基质中的核糖体，所合成的蛋白质也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接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胞吐的方式分泌到细胞外。思考思考.讨论讨论 主动运输与胞吞、胞吐1.如图甲表示某生物膜结构，abcd表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答：（1）图甲中B表示的结构_，D表示_。（2）提取动物的细胞膜，最好选用_做材料；动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有_。（3）若图甲是线粒体膜，b过程运输的气体是_，c运输方式符合图_（乙或丙）所表示的物质运输曲线。（4）若图甲表示人体红细胞膜，则可以表示K+运输的是图甲中_，Na+的运输方式符合图_（乙或丙）所示曲线。随堂练习随堂练习 磷脂双分子层 糖蛋白哺乳动物成熟的红细胞 一定的流动性 氧气 乙 a丙 2主动运输的能量来源可以是另一种物质顺浓度梯度运输产生的能量。如图是物质进出小肠上皮细胞的示意图，下列有关叙述错误的是（）AK+的持续转运可使小肠上皮细胞内外的K+浓度差增大BNa+/K+泵既能运输Na+和K+又能催化ATP水解C葡萄糖进出小肠上皮细胞的运输方式不同D葡萄糖进入小肠上皮细胞时不消耗ATP，属于被动运输D随堂练习随堂练习2如图是几种物质进出细胞方式中，运输速度与影响因素间的关系曲线图，下列与图相关的叙述中，正确的是()A与甘油进出细胞相符的图有B与葡萄糖进入红细胞相符的图有C与K进入丽藻细胞相符的图有D与蛋白质进出细胞相符的图有A随堂练习随堂练习2023/1/13拓展应用1、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、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、乙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，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输。