42主動(dòng)運(yùn)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(xì)胞 第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第二節(jié) 主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐 l 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 簡述主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別。 2. 理解物質(zhì)運(yùn)輸對(duì)于細(xì)胞生活的意義。 3. 了解胞吞、胞吐的特點(diǎn)，闡釋物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c細(xì)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(dòng)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(xì)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(xì)胞吸收碘是通過被動(dòng)運(yùn)輸嗎？ 不是，被動(dòng)運(yùn)輸是順濃度梯度，從高濃度向低濃度運(yùn)輸，但是甲狀腺濾泡上皮細(xì)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(yùn)輸。 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？ 需要。 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？ 具有一定的普遍性。 一、 主動(dòng)運(yùn)輸 1. 概念：物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(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，這種方式叫作主動(dòng)運(yùn)輸。 2. 主動(dòng)運(yùn)輸過程 被運(yùn)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(tuán)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(jìn)入細(xì)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(yùn)輸所需的載體蛋白不同，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運(yùn)一類分子或離子。不同生物細(xì)胞膜上的載體蛋白種類和數(shù)量不同。 ②　 飽和現(xiàn)象：當(dāng)細(xì)胞膜上運(yùn)輸某種物質(zhì)的載體蛋白已經(jīng)全部參與運(yùn)輸時(shí)，細(xì)胞通過該載體蛋白運(yùn)輸該物質(zhì)的速率不再隨細(xì)胞外該物質(zhì)濃度的增大而增大。 4. 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x 主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物的細(xì)胞中，通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇吸收所需要的物質(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。 l 聯(lián)系實(shí)際 二、 胞吞與胞吐 1. 胞吞：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先大分子與膜上蛋白質(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

4、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。 （消耗能量，不跨膜，不需要載體） 2. 胞吐：當(dāng)細(xì)胞外排大分子時(shí)，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。 （消耗能量，不跨膜，不需載體） 3. 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？ 細(xì)胞膜結(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。 細(xì)胞進(jìn)行胞吞、胞吐作用依賴于細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。 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

5、白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。 因?yàn)橛坞x于細(xì)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(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)能夠進(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，包裹在囊泡中的蛋白質(zhì)就能以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。 4. 胞吞胞吐的實(shí)例 ①　 胞吞：白細(xì)胞吞噬細(xì)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(shí)際 三、 知識(shí)深化 1. 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸與膜的流動(dòng)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(xì)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(kuò)散：隨著被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)濃度的增大，自由擴(kuò)散速率增大 b. 協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸：在一定的濃度范圍內(nèi)，協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸速率隨被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)濃度的增大而增大，當(dāng)被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的濃度達(dá)到一定程度后，運(yùn)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(xì)胞呼吸進(jìn)而影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾剩ˋTP） b. 自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散不受O2濃度的影響 ③　 溫度 溫度可影響生物膜的流動(dòng)性和有關(guān)呼吸酶的活性，進(jìn)而影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，如低溫會(huì)使物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率下降。 3. 探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞? ①　 探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸 ②　 探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散 4. 判斷物質(zhì)運(yùn)輸方式的思路 5. 判定主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)： ①　 從運(yùn)輸方向：只要從低濃度到高濃度運(yùn)輸，則一定為主動(dòng)運(yùn)輸。 ②　 從達(dá)到平衡時(shí)的濃度：若達(dá)到平衡時(shí)細(xì)胞內(nèi)外仍存在濃度差則一定是主動(dòng)運(yùn)輸，因?yàn)閱渭償U(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)內(nèi)外濃度一定相等。 ③　 消耗能量(ATP)的一定是主動(dòng)運(yùn)輸(大分子的運(yùn)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(dòng)而影響主動(dòng)運(yùn)輸。 a.