42主動運輸與胞吞胞吐講義【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (2)

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1、必修一 分子與細胞 第四章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 第二節(jié) 主動運輸與胞吞胞吐 l 學習目標 1. 簡述主動運輸與被動運輸?shù)膮^(qū)別。 2. 理解物質(zhì)運輸對于細胞生活的意義。 3. 了解胞吞、胞吐的特點，闡釋物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c細胞膜的結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 l 課程導(dǎo)入 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。甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比血液中的高20~25倍。 討論： 1. 甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？ 不是，被動運輸是順濃度梯度，從高濃度向低濃度運輸，但是甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比外界碘濃度高，它吸收碘的過程

2、是逆濃度梯度，從低濃度到高濃度運輸。 2. 聯(lián)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？ 需要。 3. 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？ 具有一定的普遍性。 一、 主動運輸 1. 概念：物質(zhì)逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫作主動運輸。 2. 主動運輸過程 被運輸離子先與載體蛋白結(jié)合，ATP水解釋放能量的過程中所產(chǎn)生的磷酸基團與載體蛋白結(jié)合，使其磷酸化，載體蛋白磷酸化后空間構(gòu)象發(fā)生改變，離子通過載體蛋白進入細胞膜內(nèi)側(cè)（如上圖所示）。 3. 載體蛋白的特性 ①　 特異性：

3、不同溶質(zhì)分子的運輸所需的載體蛋白不同，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運一類分子或離子。不同生物細胞膜上的載體蛋白種類和數(shù)量不同。 ②　 飽和現(xiàn)象：當細胞膜上運輸某種物質(zhì)的載體蛋白已經(jīng)全部參與運輸時，細胞通過該載體蛋白運輸該物質(zhì)的速率不再隨細胞外該物質(zhì)濃度的增大而增大。 4. 主動運輸?shù)囊饬x 主動運輸普遍存在于動植物和微生物的細胞中，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胞有害的物質(zhì)，從而保證細胞和個體生命活動的需要。 l 聯(lián)系實際 二、 胞吞與胞吐 1. 胞吞：當細胞攝取大分子時，首先大分子與膜上蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊

4、從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞。 （消耗能量，不跨膜，不需要載體） 2. 胞吐：當細胞外排大分子時，先在細胞內(nèi)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(xiàn)象叫胞吐。 （消耗能量，不跨膜，不需載體） 3. 胞吞、胞吐過程的特點及意義 ①　 胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？ 細胞膜結(jié)構(gòu)的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)；胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動性。 細胞進行胞吞、胞吐作用依賴于細胞膜具有一定的流動性。 ②　 游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋

5、白質(zhì)能夠分泌到細胞外。試分析其中的道理。 因為游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體，所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中，由于蛋白質(zhì)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?shù)郊毎?，所以一般只能留在細胞?nèi)供細胞自身使用。 而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動進入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質(zhì)就能以胞吐的方式分泌到細胞外。 4. 胞吞胞吐的實例 ①　 胞吞：白細胞吞噬細菌、變形蟲吞噬食物顆粒 ②　 胞吐：分泌蛋白的分泌 l 聯(lián)系實際 三、 知識深化 1. 物質(zhì)跨膜運輸與膜的流動性和選擇透過性有關(guān)，選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

6、是膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。 2. 物質(zhì)出入細胞的方式的影響因素： ①　 物質(zhì)濃度(在一定濃度范圍內(nèi)) a. 自由擴散：隨著被轉(zhuǎn)運物質(zhì)濃度的增大，自由擴散速率增大 b. 協(xié)助擴散和主動運輸：在一定的濃度范圍內(nèi)，協(xié)助擴散運輸速率隨被轉(zhuǎn)運物質(zhì)濃度的增大而增大，當被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度達到一定程度后，運輸速率不再增大，原因是受到載體蛋白數(shù)量的限制。 ②　 O2濃度 a. O2濃度通過影響細胞呼吸進而影響主動運輸?shù)乃俾剩ˋTP） b. 自由擴散和協(xié)助擴散不受O2濃度的影響 ③　 溫度 溫度可影響生物膜的流動性和有關(guān)呼吸酶的活性，進而影響物質(zhì)的運輸速率，如低溫會使物質(zhì)跨膜運輸速率下降。 3. 探究物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞? 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(xié)助擴散 4. 判斷物質(zhì)運輸方式的思路 5. 判定主動運輸?shù)囊罁?jù)： ①　 從運輸方向：只要從低濃度到高濃度運輸，則一定為主動運輸。 ②　 從達到平衡時的濃度：若達到平衡時細胞內(nèi)外仍存在濃度差則一定是主動運輸，因為單純擴散和協(xié)助擴散達到平衡時內(nèi)外濃度一定相等。 ③　 消耗能量(ATP)的一定是主動運輸(大分子的運輸除外)，且該過程因與呼吸作用有關(guān)，故溫度可通過影響呼吸作用中酶的活動而影響主動運輸。 a.