4.2主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐 2021-2022學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修一

主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐第2節(jié)問題探討人體甲狀腺分泌甲狀腺激素，在生命活動(dòng)中起著重要的作用。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。討論甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞1.甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過被動(dòng)運(yùn)輸嗎？2.聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要細(xì)胞提供能量？3.這在各種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性？不是需要細(xì)胞提供能量具有普遍性一、主動(dòng)運(yùn)輸1.定義：物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。2.實(shí)例：①植物根部細(xì)胞吸收無機(jī)鹽離子②甲狀腺細(xì)胞吸收碘離子③動(dòng)物細(xì)胞吸收鉀離子和排出鈉離子(Na-K泵)④小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等。①被運(yùn)輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白結(jié)合②在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動(dòng)下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，將所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并釋放出來③載體蛋白恢復(fù)原狀，又可以轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子。3.過程：4.運(yùn)輸速率載體數(shù)量限制5.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇吸收所需的物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。??與社會(huì)的聯(lián)系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。??氣管??氣管知識(shí)拓展兩類主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谝活悾褐苯酉腁TP的主動(dòng)運(yùn)輸。通常稱為泵（ATP驅(qū)動(dòng)泵）。如：①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動(dòng)泵既是載體，同時(shí)也是催化ATP水解的酶。第二類：間接消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。如圖：小腸上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時(shí)，沒有直接消耗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。腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖同上。知識(shí)拓展兩類主動(dòng)運(yùn)輸1.下圖為氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖，下表選項(xiàng)中正確的是（）D2.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運(yùn)輸離子。下列敘述正確的是()A.離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散B.離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸是順著濃度階梯進(jìn)行的C.動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率D.加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率C3.右圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.載體①逆濃度運(yùn)輸溶質(zhì)分子B.載體②具有ATP酶活性C.載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同D.載體②轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)分子的速率比自由擴(kuò)散快B6.某種H+-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)H+。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外),置于暗中一段時(shí)間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組,一組照射藍(lán)光后溶液的pH明顯降低;另一組先在溶液中加入H+-ATPase的抑制劑(抑制ATP水解),再用藍(lán)光照射,溶液的pH不變。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列推測不合理的是()A.H＋－ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上，藍(lán)光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H＋轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外B.藍(lán)光通過保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H＋逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸C.H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)H＋所需的能量可由藍(lán)光直接提供D.溶液中的H＋不能通過自由擴(kuò)散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞C小結(jié)：判斷下列曲線所代表的物質(zhì)運(yùn)輸方式②協(xié)助擴(kuò)散(載體協(xié)助)③自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散⑤自由擴(kuò)散⑥協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸①自由擴(kuò)散④主動(dòng)運(yùn)輸①自由擴(kuò)散②協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸③自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散④主動(dòng)運(yùn)輸或哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸小結(jié)：判斷下列曲線所代表的物質(zhì)運(yùn)輸方式變形蟲的胞吞、胞吐示意圖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細(xì)胞膜，但是，對(duì)于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的生物大分子的運(yùn)輸卻無能為力。二、胞吞、胞吐1.細(xì)胞為什么要進(jìn)行胞吞、胞吐？2.胞吞、胞吐的作用一般是完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。變形蟲的胞吞、胞吐示意圖3.特點(diǎn)①在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，物質(zhì)包裹在脂雙層膜包被的囊泡內(nèi)運(yùn)輸，(膜泡運(yùn)輸)②運(yùn)輸過程中需要消耗能量③一般是批量運(yùn)輸大分子物質(zhì)或顆粒物。運(yùn)輸時(shí)不穿膜二、胞吞、胞吐（一）胞吞1.定義：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞吞噬體初級(jí)溶酶體次級(jí)溶酶體高爾基體2.作用原生生物：通過胞吞作用將胞外的營養(yǎng)物攝取到細(xì)胞內(nèi)，最后在溶酶體中消化降解成小分子有機(jī)物供細(xì)胞利用。高等多細(xì)胞生物：主要發(fā)生在吞噬細(xì)胞中，其作用不僅僅是攝取營養(yǎng)物質(zhì)，主要是清除侵染機(jī)體的病原體及衰老或凋亡的細(xì)胞。一些病毒就是借助胞吞侵入機(jī)體的。（一）胞吞（二）胞吐1.定義：細(xì)胞需要外排的大分子（一般是），先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫胞吐2.實(shí)例：乳腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶等排出。分泌蛋白的分泌過程思考·討論：胞吞、胞吐過程的特點(diǎn)及意義1.胞吞、胞吐過程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？2.游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)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)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。參考答案：細(xì)胞結(jié)構(gòu)的流動(dòng)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(dòng)性。參考答案：因?yàn)橛坞x于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體，所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，無法直接通過被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸穿過細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)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)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動(dòng)進(jìn)入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊跑中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。課后習(xí)題一、概念檢測1.一種物質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c該物質(zhì)的分子大小等性質(zhì)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確(1)相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)（

）(2)大分子有機(jī)物要通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量（

）(3)被動(dòng)運(yùn)輸都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（

）(4)主動(dòng)運(yùn)輸都是逆濃度梯度進(jìn)行的，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白（

）×××√2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯e(cuò)誤的是（

）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞主動(dòng)吸收糖分的結(jié)果B.脂溶性物質(zhì)較易通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)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(dòng)運(yùn)輸3.細(xì)胞內(nèi)的生物大分子(如胃蛋白酶原)運(yùn)出細(xì)胞的方式是（

）A.胞吐B.自由擴(kuò)C.協(xié)助擴(kuò)散D.被動(dòng)運(yùn)輸AA二、拓展應(yīng)用1.淡水中生活的原生動(dòng)物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過多的水，以防止細(xì)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(huì)發(fā)生什么變化?參考答案：放入蒸餾水中的草履蟲,其伸縮泡的伸縮頻率加快,放入海?中的則伸縮頻率減慢。2.檉柳(見下圖)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)的無機(jī)鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機(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)說出實(shí)驗(yàn)思路參考答案：主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別之一是否需要能量?能量來自細(xì)胞呼吸,故可通過抑制根細(xì)胞呼吸,并觀察無機(jī)鹽離子吸收速率是否受影響來判斷其吸收過程屬于主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸。