【課件】 主動運輸與胞吞胞吐課件2022-2023學年高一上學期生物人教版必修1

1、第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐第4章 細胞的物質輸入和輸出本節(jié)聚焦主動運輸與被動運輸?shù)膮^(qū)別是什么？ 這對于細胞的生活有什么意義？胞吞、胞吐有什么特點？ 對于細胞的生命活動有什么意義？物質跨膜運輸?shù)姆彩桥c細胞膜的結構有什么關系？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液濃度比血液中的高20-25倍。甲狀腺濾泡上皮細胞1.甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？不是（低濃度高濃度）第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐順濃度梯度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液濃

2、度比血液中的高20-25倍。甲狀腺濾泡上皮細胞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？需要能量（低濃度高濃度）第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）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？第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐小腸上皮細胞中氨基酸、葡萄糖小腸液中氨基酸、葡萄糖人紅細胞中K+血漿中K+輪藻細胞中K+周圍水環(huán)境中K+輪藻細胞液所含的離子濃度遠遠高于輪藻所生長的池水，為什么輪藻還能從周圍環(huán)境吸收離子呢？Na+K+Ca2+Cl-紅細胞內2615070.174紅細胞外（血漿）11453.2111 紅細胞之所以能保

3、持細胞內外離子濃度差恒定，是因為這些離子是_濃度梯度運輸。逆離子細胞液濃度/池水濃度(H2PO4)18 050K+1 065Cl100Na+46SO4225Ca2+13Mg2+10 資料 H2PO4-的跨膜運輸為開展用大蒜治理水體富營養(yǎng)化的研究，科研人員配制了濃度為0.01、0.025、0.1、0.25、0.5、0.75、1.00mmol/L等9種不同濃度的KH2PO4溶液，將大蒜的根系分別全部浸入200mL上述9種溶液中，其他培養(yǎng)條件相同且適宜。4h后取出植株，測定得到下圖所示的大蒜根系吸收磷的速率曲線。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐1.請據(jù)圖推測大蒜細胞吸收磷是哪種運輸方式？2.在0.

4、01mmol/L和0.025 mmol/L的KH2PO4組中，大蒜根細胞中磷酸鹽濃度為0.04-0.12mmol/L，這種逆濃度梯度發(fā)生的運輸符合協(xié)助擴散的特點嗎?協(xié)助擴散？不符合 資料 H2PO4-的跨膜運輸為開展用大蒜治理水體富營養(yǎng)化的研究，科研人員配制了濃度為0.01、0.025、0.1、0.25、0.5、0.75、1.00mmol/L等9種不同濃度的KH2PO4溶液，將大蒜的根系分別全部浸入200mL上述9種溶液中，其他培養(yǎng)條件相同且適宜。4h后取出植株，測定得到下圖所示的大蒜根系吸收磷的速率曲線。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐3.逆濃度梯度的運輸既然能發(fā)生，抵消化學勢能障礙的力量

5、是什么？細胞內化學反應所釋放的能量主動運輸：物質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化學反應所釋放能量的運輸方式。特點：實例：離子通過細胞膜；葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞7第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐載體蛋白具有專一性：一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結合。ATPADP+Pi+能量酶逆濃度梯度；需要載體蛋白和能量；主動運輸：物質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化學反應所釋放能量的運輸方式。影響因素：物質的濃度、載體蛋白的種類和數(shù)量、能量、溫度意義：能保證活細胞按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需的營養(yǎng)物質，排出代謝

6、廢物和對細胞有害的物質8第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐肺部支氣管上皮細胞轉運氯離子蛋白的功能發(fā)生異常，導致患者支氣管中黏液增多，造成細菌感染。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐黏液阻塞了氣道轉運蛋白異常實例：囊性纖維化項目自由擴散協(xié)助擴散主動運輸運輸方向是否需要轉運蛋白是否消耗細胞內的能量實例影響因素順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度不需要載體蛋白載體蛋白通道蛋白不消耗不消耗需要消耗氣體、水、脂溶性小分子葡萄糖進紅細胞、水葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞膜；離子通過細胞膜等濃度差濃度差；轉運蛋白數(shù)量載體數(shù)量；能量；O2濃度、溫度等第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐以上各圖分別對應哪種跨膜運輸方式

7、？圖中A、B、C三點物質運輸速率的限制因素分別是什么？協(xié)助擴散或主動運輸協(xié)助擴散或自由擴散載體蛋白數(shù)量限制載體蛋白數(shù)量限制能量限制自由擴散主動運輸建構數(shù)學模型物質運輸速率的影響因素第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例1】圖為某種細胞內外不同離子濃度，據(jù)圖思考：1.哪種離子通過主動運輸進入細胞？ K+ Mg2+2.哪種離子通過主動運輸排出細胞？ Na+ Cl3.你是如何作出以上判斷的？這兩種離子的濃度細胞內大于細胞外，必須逆濃度運輸，因此是主動運輸4.主動運輸體現(xiàn)了細胞膜的什么特點？選擇透過性，細胞膜的功能特點細胞內細胞外100150離子濃度/mmol.L 1500NaKMg2Cl離子種類第四

8、章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例2】科學家做過這樣的實驗：準備好含Ca2、Mg2和SiO44的培養(yǎng)液，將番茄和水稻分別放在上述培養(yǎng)液中培養(yǎng)。一段時間后，培養(yǎng)液中各離子濃度變化如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：（1）該實驗的自變量是_。（2）一段時間后水稻培養(yǎng)液中Ca2、Mg2濃度升高可能的原因是: _。（3）分析水稻和番茄培養(yǎng)液中各離子濃度變化據(jù)此說明:不同植物對離子（無機鹽）的吸收 具有選擇性細胞對水分的吸收和對無機鹽的吸收是相對獨立的第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐植物種類、離子種類 水稻吸收水分的相對速度大于吸收Ca2+、Mg2+【例3】右圖是胡蘿卜在含氧量不同的情況下從KNO3溶液中吸收

9、K和NO3的曲線圖。則影響a、b兩點和b、c兩點吸收量不同的因素分別是：能量、載體蛋白數(shù)量【例4】右圖表示多種物質在生物膜和人工膜（僅由雙層磷脂組成）的通透性比較，以自由擴散方式進出細胞的是：O2、CO2、甘油運輸時可能需要轉運蛋白的是：K+、Na+、Cl-、H2O第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例5】下圖中甲為小腸上皮細胞吸收葡萄糖的示意圖，GLUT是一種葡萄糖載體蛋白。圖乙表示GLUT介導的肝細胞和原核生物細胞對葡萄糖的攝取速率與葡萄糖濃度的關系。請回答下列問題：（1）小腸上皮細胞朝向腸腔的一側形成微絨毛的作用是：增加消化和吸收的面積 與腸腺細胞合成和分泌消化酶相關的細胞器有:核糖體、

10、內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體 （2）小腸上皮細胞膜上運載葡萄糖的載體有：GLUT、Na驅動的葡萄糖同向轉運載體第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例5】下圖中甲為小腸上皮細胞吸收葡萄糖的示意圖，GLUT是一種葡萄糖載體蛋白。圖乙表示GLUT介導的肝細胞和原核生物細胞對葡萄糖的攝取速率與葡萄糖濃度的關系。請回答下列問題：（3）圖乙中的曲線表明，GLUT介導的細胞對葡萄糖的攝取速率比自由擴散_，B點與A點相比，制約葡萄糖轉運速率的因素主要是_。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐高GLUT數(shù)量 請據(jù)資料回答以下問題：資料：膽固醇極難溶解，它以LDL(低密度脂蛋白，包括膽固醇、脂肪酸和蛋白質)的形式在血液

11、中運輸，并最終與細胞膜上的一種蛋白質相互識別并被“拽住”。細胞膜內陷形成小囊泡，在能量的作用下，最終小囊泡被“剪切”下來離開細胞膜進入細胞中，即LDL進入細胞。為什么動物細胞需要膽固醇？LDL進入細胞內部需要什么條件？該實例體現(xiàn)了細胞膜的結構特性是_。膽固醇是構成動物細胞膜的成分之一細胞膜上的LDL受體和能量流動性第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐LDL進入細胞的方式：特點：第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐胞吞需要識別、需要能量識別內陷分離囊泡細菌和病毒是怎樣入侵人體細胞的？這能說明什么？我們有著共同的祖先單細胞動物如草履蟲、變形蟲等吞食食物顆?；蚣毦?，人體白細胞,吞噬細菌和衰老的細胞等胞吞

12、和胞吐的結構基礎：細胞膜具有一定的流動性第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐分泌蛋白外排的方式：特點：胞吐需要能量細胞分泌蛋白（如消化酶、抗體等），例如胰腺細胞分泌酶原顆粒，乳腺細胞合成的蛋白質，內分泌腺分泌細胞合成的蛋白質類激素，消化腺細胞分泌的消化酶等大分子物質胞吞和胞吐只能運輸大分子？神經(jīng)遞質為小分子物質，釋放的方式是胞吐所有大分子都是通過胞吞或胞吐運輸?shù)?？RNA、與基因表達有關的某些蛋白質通過核孔運輸阿米巴痢疾：變形蟲既能通過胞吞攝取單細胞生物等食物，又能通過胞吐排出食物殘渣和廢物。在人體腸道內寄生的一種變形蟲-痢疾內變形蟲，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“

13、吃掉”腸壁組織細胞，并引發(fā)阿米巴痢疾。這種病原體通過飲食傳播，注意個人飲食衛(wèi)生、加強公共衛(wèi)生建設是預防阿米巴痢疾的關鍵措施。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例6】如圖是某組織細胞部分結構及生理過程的示意圖，請回答: (1)膽固醇的功能是_。膽固醇以低密度脂蛋白(LDL)形式進入血液，細胞需要時LDL與其受體結合成復合物以_方式運輸進入細胞。(2)溶酶體中的多種水解酶的合成場所是_(填數(shù)字)，水解酶從合成到進入溶酶體的途徑是: _溶酶體胞吞 構成動物細胞膜的重要成分，在人體內參與血液中脂質的運輸 2214(用數(shù)字和箭頭表示)。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞

14、吐【例6】如圖是某組織細胞部分結構及生理過程的示意圖，請回答: (3)圖中過程說明溶酶體具有_的功能，說明溶酶體具有_的功能；溶酶體發(fā)揮功能的過程說明膜的結構特點是_。（4）自噬溶酶體內的物質被分解后，其產(chǎn)物的去向是_和_。 吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌分解衰老、損傷的細胞器 被回收利用 被排出細胞外 增強具有一定的流動性 由此推測，當環(huán)境中營養(yǎng)物質缺乏時，細胞的自噬作用會_（填“增強”“減弱”或“不變”）。胞吞形成的囊泡，在細胞內可以被溶酶體降解。思考討論 1.胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)與生物膜結構的特性有什么關系?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(xiàn)了膜的流

15、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(wǎng)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。因為游離的核糖體合成的蛋白質只能游離于細胞質基質中。由于蛋白質是大分子有機物，無法通過被動運輸或主動運輸穿過細胞膜運輸?shù)郊毎猓砸话阒荒芰粼诩毎麅裙┘毎陨硎褂?。而附著在內質網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質能夠進入內質網(wǎng)腔中，并借助囊泡以胞吐的方式分泌到細胞外。第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例7】如圖一是生物膜的流動鑲嵌模型及物質跨膜運輸示意圖，代表不同的運輸方式。圖二表示物質通的運輸速率隨環(huán)境中O2濃度的變化。據(jù)圖回答

16、：（1）鯊魚體內能積累大量的鹽，鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外，經(jīng)研究，鯊魚體內多余的鹽分是經(jīng)途徑排出的，那么其跨膜運輸?shù)姆绞绞莀。（2）圖二代表的物質運輸方式與圖一中的_（填序號）一致。圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是_。協(xié)助擴散 載體蛋白的數(shù)量是有限的第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例7】（4）檉柳是泌鹽植物，其葉子和嫩枝可以將植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。 為探究檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸還是被動運輸，設計了如下實驗。實驗步驟：a、取甲、乙兩組生長發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、K+、C6H12O6的溶液中進行培養(yǎng)。b、甲組給予正常的呼吸條

17、件，乙組_。c、_。實驗結果及結論：區(qū)別： 自變量： 是否需要能量能量主要由有氧呼吸提供，因此可以控制O2濃度或用呼吸抑制劑題目中的提示完全抑制呼吸 第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例7】（4）檉柳是泌鹽植物，其葉子和嫩枝可以將植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。 為探究檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸還是被動運輸，設計了如下實驗。實驗步驟：a、取甲、乙兩組生長發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、K+、C6H12O6的溶液中進行培養(yǎng)。b、甲組給予正常的呼吸條件，乙組_。c、_。實驗結果及結論：區(qū)別： 自變量： 是否需要能量能量主要由有氧呼吸提供，因此可以控制O2濃度或

18、用呼吸抑制劑完全抑制呼吸 一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、K+、C6H12O6的吸收速率因變量：鹽分的吸收速率（單位時間溶液中鹽離子的變化量）一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、K+、C6H12O6的吸收速率第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【例7】（4）檉柳是泌鹽植物，其葉子和嫩枝可以將植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。 為探究檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸還是被動運輸，設計了如下實驗。實驗步驟：a、取甲、乙兩組生長發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、K+、C6H12O6的溶液中進行培養(yǎng)。b、甲組給予正常的呼吸條件，乙組_。c、_。實驗結果及結論：若乙組吸收

19、速率明顯小于甲組吸收速率，則檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸；若兩組的吸收速率相同，則檉柳吸收鹽分的方式是被動運輸 完全抑制呼吸 1.根據(jù)探究目的或假設，找出自變量及其處理方法2.找到因變量，推測具有科學性、可行性的因變量檢測方法3.注意實驗步驟中無關變量的控制第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【練習】種植水稻通常要施鉀肥，水稻的根系吸收K的方式是主動運輸還是被動運輸？請你寫出研究這一問題的具體步驟、預期結果和相應結論。（1）具體步驟：取甲、乙兩組生長狀態(tài)基本相同的水稻幼苗，放入適宜濃度的含有K+的溶液中； 甲組給予正常的細胞呼吸條件，乙組抑制細胞呼吸； 一段時間后測定兩組植株根系對K+的

20、吸收速率。（2）預期結果和相應結論：若兩組植株對K+的吸收速率相同，則說明水稻根系吸收K+的方式為被動運輸；若乙組的吸收速率明顯小于甲組，則說明水稻根系吸收K+的方式是主動運輸 第四章第2節(jié) 主動運輸與胞吞、胞吐【練習】研究發(fā)現(xiàn)，某植物根尖成熟區(qū)表皮細胞對某種營養(yǎng)物質的吸收與該物質溶液濃度的關系如圖所示。為確定該植物根系對該營養(yǎng)物質的吸收方式為主動運輸還是被動運輸，某人設計了以下實驗：取甲、乙兩組植株各10株，分別放入適宜濃度的含有該營養(yǎng)物質的完全培養(yǎng)液中； 甲組根系給予正常的呼吸條件，乙組根系不作處理，其他條件相同且適宜；一段時間后，檢測得甲、乙兩組植株的根系對水分的吸收速率。以上步驟中有3處錯誤，請你加以改正。取甲、乙兩組生長發(fā)育相同的植株 乙組的根系完全抑制呼吸（或在乙組的培養(yǎng)液中加呼吸抑制劑）測得甲、乙兩組植株的根系對該營養(yǎng)物質的吸收速率