4.2 主动运输与胞吞、胞吐-高一生物课件(2019人教版必修1)
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必修一 分子与细胞
第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
细胞外 细胞膜 细胞内
细胞外 细胞膜 细胞内
协助扩散
载体蛋白 找一找，上下两幅图 有什么区别？能否用 你已学的知识判断物 质运输的方式？
主动运输 载体蛋白 能量
一、主动运输
（一）概念 • 物质__逆__浓__度___梯度进行跨膜运输，需要_载__体__蛋__白__的协助， 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的__能__量___，这种方 式叫作主动运输。
主动运输还受细胞内能量供应的限制。
三、物质跨膜运输的影响因素
（二）O2浓度（表示能量，第5章深入学习）
运输 速率
运输 速率
.P 载体蛋白的 运输 数量有限 速率
O2浓度
自由扩散或协助扩散
Q 无氧呼吸提供能量
O2浓度
主动运输
能量
主动运输
三、物质跨膜运输的影响因素 （三）温度
• 温度会影响磷脂分子和大多数蛋白质 分子的运动，影响生物膜的流动性
海龟
柽柳
（四）联系生活--囊性纤维病
囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常， 导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。
二、胞吞与胞吐
• 转运蛋白能够帮助许多离子和小分子通过细胞膜，但是， 却不能运输蛋白质和多糖这样的生物大分子。
• 大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。
二、胞吞与胞吐 （一）胞吞
由以上实例可以看出，物质的运输方向为逆浓度梯度。
（二）特征
2.需要载体蛋白
被运输的物质要和载体蛋白结合，被运输的离子或分子的 大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，一种载 体蛋白通常只适合与一种或一类分子结合。
（二）特征 3.需要消耗能量 细胞内化学反应所释放的能量 ①ATP--直接能源物质（本书第5章学习）
细胞外
细胞膜 细胞内
能量 （ATP）
一、主动运输 （二）特征
1.逆浓度梯度运输 2.需要载体蛋白
3.需要消耗能量
（二）特征 1.逆浓度梯度运输 • 人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作 用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细 胞内碘浓度比血液中的高20-25倍。 • 小肠上皮细胞中的氨基酸、葡萄糖的浓度远远高于小肠液中 的浓度，小肠上皮细胞仍能继续吸收； • 人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍； • 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
大分子和 颗粒物质
练习
1.将红细胞分别放在等渗的NaCl和KCl溶液中一段时间，前者 不会出现血细胞破裂的现象，而后者会出现。导致这种现象发
生的原因是（ C ）
A.Cl－大量进入红细胞引起红细胞吸水 B.KCl溶液浓度大于红细胞内溶液浓度 C.K＋大量进入红细胞引起红细胞吸水 D.K＋破坏了红细胞膜的选择透过性
识别
1.概念：细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，
从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊 从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部。
2.实例：变形虫摄取食物；吞噬细胞吞噬细菌等。
（二）胞吞 1.概念：细胞需要外排的大分子，在细胞内形成囊泡，囊泡移动 到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
练习
2.下列关于物质运输的叙述，错误的是（ C ）
A.同种物质进出细胞的方式可能不同 B.低温不仅影响主动运输的速率，还会影响被动运输的速率 C.能量供应不足会限制主动运输的速率，但对其他运输方式无影响 D.细胞膜的选择透过性不仅与其上的载体蛋白有关，还与磷脂有关
2.实例：分泌蛋白的合成与运输。
思考 • 胞吞、胞吐过程与生物膜的特性有何关系？
胞吞、胞吐过程中膜的变形体现了膜的流动性， 细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础。
• 胞吞、胞吐过程需要转运蛋白吗？需要消耗能量吗？ 不需要转运蛋白，需要消耗能量。
胞吞胞吐都需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜脂的流 动性，且需要消耗细胞代谢所释放的能量
主动运输在自然状态 下逆浓度梯度进行，运 输过程中需要消耗能量 以改变载体蛋白的构象
（二）特征 3.需要消耗能量
细胞内Na+浓度低于肠腔， Na+顺浓度梯度进入小肠绒毛 上皮细胞，这一过程的Na+浓 度梯度（电势能)作为能量用 于葡萄糖的吸收。
小肠绒毛上皮细胞从肠腔 中吸收葡萄糖，是种间接消 耗能量的主动运输，称作协 同转运。
联系生活 人体肠道内有一种寄生的变形虫--痢疾内变形虫,能通过胞
吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉” 肠壁组织细胞,引发阿米巴痢疾。
痢疾内变形虫
三、物质跨膜运输的影响因素
（一）浓度差
运 输 速 率
运 输 速 率
.P 载体蛋白的数量有限
浓度差
自由扩散
浓度差
协助扩散 主动运输
②势能差（电势能）
（二）特征
3.需要消耗能量
哺乳动物细胞内外Na+和K+0～20mmol/L 约150mmol/L
K+ 约100mmol/L
约5mmol/L
• 如何实现哺乳动物细胞外高浓度的Na+、细胞内高浓度的K+?
钠-钾泵；主动运输
（二）特征 3.需要消耗能量
Na+浓度相当于储存了电势能
（三）主动运输的意义 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运
输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物 质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。
• 海产软骨鱼类、爬行类和鸟类具 有盐腺。盐腺的分泌液主要含 NaCl，排出比海水浓度大的溶 液，保持体液的渗透平衡。
• 部分植物如：柽柳具有盐腺，利 于排除多余的盐分，利于在高盐 碱的环境下生存。
• 温度会影响酶的活性，影响呼吸作 用的进行，进而影响能量的供应
进而影响物 质运输速率
总结
被动 运输
• 自由扩散 特点：顺浓度梯度、不耗能，不需要转运蛋白
• 协助扩散
运输离子
特点：顺浓度梯度、不耗能，需要转运蛋白 小分子
主动 运输
胞吞、 胞吐
特点：逆浓度梯度、耗能，需要转运蛋白 特点：耗能，不需要转运蛋白
第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
细胞外 细胞膜 细胞内
细胞外 细胞膜 细胞内
协助扩散
载体蛋白 找一找，上下两幅图 有什么区别？能否用 你已学的知识判断物 质运输的方式？
主动运输 载体蛋白 能量
一、主动运输
（一）概念 • 物质__逆__浓__度___梯度进行跨膜运输，需要_载__体__蛋__白__的协助， 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的__能__量___，这种方 式叫作主动运输。
主动运输还受细胞内能量供应的限制。
三、物质跨膜运输的影响因素
（二）O2浓度（表示能量，第5章深入学习）
运输 速率
运输 速率
.P 载体蛋白的 运输 数量有限 速率
O2浓度
自由扩散或协助扩散
Q 无氧呼吸提供能量
O2浓度
主动运输
能量
主动运输
三、物质跨膜运输的影响因素 （三）温度
• 温度会影响磷脂分子和大多数蛋白质 分子的运动，影响生物膜的流动性
海龟
柽柳
（四）联系生活--囊性纤维病
囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常， 导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。
二、胞吞与胞吐
• 转运蛋白能够帮助许多离子和小分子通过细胞膜，但是， 却不能运输蛋白质和多糖这样的生物大分子。
• 大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。
二、胞吞与胞吐 （一）胞吞
由以上实例可以看出，物质的运输方向为逆浓度梯度。
（二）特征
2.需要载体蛋白
被运输的物质要和载体蛋白结合，被运输的离子或分子的 大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，一种载 体蛋白通常只适合与一种或一类分子结合。
（二）特征 3.需要消耗能量 细胞内化学反应所释放的能量 ①ATP--直接能源物质（本书第5章学习）
细胞外
细胞膜 细胞内
能量 （ATP）
一、主动运输 （二）特征
1.逆浓度梯度运输 2.需要载体蛋白
3.需要消耗能量
（二）特征 1.逆浓度梯度运输 • 人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作 用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细 胞内碘浓度比血液中的高20-25倍。 • 小肠上皮细胞中的氨基酸、葡萄糖的浓度远远高于小肠液中 的浓度，小肠上皮细胞仍能继续吸收； • 人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍； • 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
大分子和 颗粒物质
练习
1.将红细胞分别放在等渗的NaCl和KCl溶液中一段时间，前者 不会出现血细胞破裂的现象，而后者会出现。导致这种现象发
生的原因是（ C ）
A.Cl－大量进入红细胞引起红细胞吸水 B.KCl溶液浓度大于红细胞内溶液浓度 C.K＋大量进入红细胞引起红细胞吸水 D.K＋破坏了红细胞膜的选择透过性
识别
1.概念：细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，
从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊 从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部。
2.实例：变形虫摄取食物；吞噬细胞吞噬细菌等。
（二）胞吞 1.概念：细胞需要外排的大分子，在细胞内形成囊泡，囊泡移动 到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
练习
2.下列关于物质运输的叙述，错误的是（ C ）
A.同种物质进出细胞的方式可能不同 B.低温不仅影响主动运输的速率，还会影响被动运输的速率 C.能量供应不足会限制主动运输的速率，但对其他运输方式无影响 D.细胞膜的选择透过性不仅与其上的载体蛋白有关，还与磷脂有关
2.实例：分泌蛋白的合成与运输。
思考 • 胞吞、胞吐过程与生物膜的特性有何关系？
胞吞、胞吐过程中膜的变形体现了膜的流动性， 细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础。
• 胞吞、胞吐过程需要转运蛋白吗？需要消耗能量吗？ 不需要转运蛋白，需要消耗能量。
胞吞胞吐都需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜脂的流 动性，且需要消耗细胞代谢所释放的能量
主动运输在自然状态 下逆浓度梯度进行，运 输过程中需要消耗能量 以改变载体蛋白的构象
（二）特征 3.需要消耗能量
细胞内Na+浓度低于肠腔， Na+顺浓度梯度进入小肠绒毛 上皮细胞，这一过程的Na+浓 度梯度（电势能)作为能量用 于葡萄糖的吸收。
小肠绒毛上皮细胞从肠腔 中吸收葡萄糖，是种间接消 耗能量的主动运输，称作协 同转运。
联系生活 人体肠道内有一种寄生的变形虫--痢疾内变形虫,能通过胞
吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉” 肠壁组织细胞,引发阿米巴痢疾。
痢疾内变形虫
三、物质跨膜运输的影响因素
（一）浓度差
运 输 速 率
运 输 速 率
.P 载体蛋白的数量有限
浓度差
自由扩散
浓度差
协助扩散 主动运输
②势能差（电势能）
（二）特征
3.需要消耗能量
哺乳动物细胞内外Na+和K+0～20mmol/L 约150mmol/L
K+ 约100mmol/L
约5mmol/L
• 如何实现哺乳动物细胞外高浓度的Na+、细胞内高浓度的K+?
钠-钾泵；主动运输
（二）特征 3.需要消耗能量
Na+浓度相当于储存了电势能
（三）主动运输的意义 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运
输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物 质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。
• 海产软骨鱼类、爬行类和鸟类具 有盐腺。盐腺的分泌液主要含 NaCl，排出比海水浓度大的溶 液，保持体液的渗透平衡。
• 部分植物如：柽柳具有盐腺，利 于排除多余的盐分，利于在高盐 碱的环境下生存。
• 温度会影响酶的活性，影响呼吸作 用的进行，进而影响能量的供应
进而影响物 质运输速率
总结
被动 运输
• 自由扩散 特点：顺浓度梯度、不耗能，不需要转运蛋白
• 协助扩散
运输离子
特点：顺浓度梯度、不耗能，需要转运蛋白 小分子
主动 运输
胞吞、 胞吐
特点：逆浓度梯度、耗能，需要转运蛋白 特点：耗能，不需要转运蛋白