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

主動運輸與胞吞胞吐第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。甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘濃度比血液中高20~25倍。討論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？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？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？不是需要細胞提供能量具有普遍性一、主動運輸1.定義：物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。2.實例：①植物根部細胞吸收無機鹽離子②甲狀腺細胞吸收碘離子③動物細胞吸收鉀離子和排出鈉離子(Na-K泵)④小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸等。①被運輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白結(jié)合②在細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動下，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胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)并釋放出來③載體蛋白恢復(fù)原狀，又可以轉(zhuǎn)運同種物質(zhì)的其他離子或分子。3.過程：4.運輸速率載體數(shù)量限制5.主動運輸?shù)囊饬x主動運輸普遍存在于動植物和微生物細胞中，通過主動運輸來選擇吸收所需的物質(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。??與社會的聯(lián)系囊性纖維病患者肺部支氣管上皮細胞表面轉(zhuǎn)運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??氣管知識拓展兩類主動運輸?shù)谝活悾褐苯酉腁TP的主動運輸。通常稱為泵（ATP驅(qū)動泵）。如：①Na+-K+泵②H+泵ATP驅(qū)動泵既是載體，同時也是催化ATP水解的酶。第二類：間接消耗ATP的主動運輸。如圖：小腸上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，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。腎小管上皮細胞吸收葡萄糖同上。知識拓展兩類主動運輸1.下圖為氨基酸和Na+進出腎小管上皮細胞的示意圖，下表選項中正確的是（）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釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是()A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度階梯進行的C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D.加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率C3.右圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A.載體①逆濃度運輸溶質(zhì)分子B.載體②具有ATP酶活性C.載體①和②轉(zhuǎn)運方式不同D.載體②轉(zhuǎn)運溶質(zhì)分子的速率比自由擴散快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H+。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細胞內(nèi)的pH高于細胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組,一組照射藍光后溶液的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),再用藍光照射,溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果,下列推測不合理的是()A.H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上，藍光能夠引起細胞內(nèi)的H＋轉(zhuǎn)運到細胞外B.藍光通過保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H＋逆濃度梯度跨膜運輸C.H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量可由藍光直接提供D.溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞C小結(jié)：判斷下列曲線所代表的物質(zhì)運輸方式②協(xié)助擴散(載體協(xié)助)③自由擴散或協(xié)助擴散⑤自由擴散⑥協(xié)助擴散或主動運輸①自由擴散④主動運輸①自由擴散②協(xié)助擴散或主動運輸③自由擴散或協(xié)助擴散④主動運輸或哺乳動物成熟紅細胞的主動運輸小結(jié)：判斷下列曲線所代表的物質(zhì)運輸方式變形蟲的胞吞、胞吐示意圖轉(zhuǎn)運蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細胞膜，但是，對于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的生物大分子的運輸卻無能為力。二、胞吞、胞吐1.細胞為什么要進行胞吞、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)的跨膜運輸。變形蟲的胞吞、胞吐示意圖3.特點①在轉(zhuǎn)運過程中，物質(zhì)包裹在脂雙層膜包被的囊泡內(nèi)運輸，(膜泡運輸)②運輸過程中需要消耗能量③一般是批量運輸大分子物質(zhì)或顆粒物。運輸時不穿膜二、胞吞、胞吐（一）胞吞1.定義：當(dāng)細胞攝取大分子時，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞吞噬體初級溶酶體次級溶酶體高爾基體2.作用原生生物：通過胞吞作用將胞外的營養(yǎng)物攝取到細胞內(nèi)，最后在溶酶體中消化降解成小分子有機物供細胞利用。高等多細胞生物：主要發(fā)生在吞噬細胞中，其作用不僅僅是攝取營養(yǎng)物質(zhì)，主要是清除侵染機體的病原體及衰老或凋亡的細胞。一些病毒就是借助胞吞侵入機體的。（一）胞吞（二）胞吐1.定義：細胞需要外排的大分子（一般是），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2.實例：乳腺細胞合成的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細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？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白質(zhì)能夠分泌到細胞外。試分析其中的道理。參考答案：細胞結(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。參考答案：因為游離于細胞質(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猓砸话阒荒芰粼诩毎麅?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)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，包裹在囊跑中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細胞外。課后習(xí)題一、概念檢測1.一種物質(zhì)進行跨膜運輸?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)跨膜運輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確(1)相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴散進入細胞內(nèi)（

）(2)大分子有機物要通過轉(zhuǎn)運蛋白的作用才能進入細胞內(nèi)，并且要消耗能量（

）(3)被動運輸都是順濃度梯度進行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白（

）(4)主動運輸都是逆濃度梯度進行的，既要消耗細胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白（

）×××√2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是（

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

）A.胞吐B.自由擴C.協(xié)助擴散D.被動運輸AA二、拓展應(yīng)用1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細胞內(nèi)過多的水，以防止細胞漲破。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)的無機鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸?如果要設(shè)計實驗加以證明，請說出實驗思路參考答案：主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別之一是否需要能量?能量來自細胞呼吸,故可通過抑制根細胞呼吸,并觀察無機鹽離子吸收速率是否受影響來判斷其吸收過程屬于主動運輸還是被動運輸。