人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié) 主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐授課課件ppt

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是不是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞都是順濃度梯度進(jìn)行的呢？
葡萄糖是細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)，通過在細(xì)胞內(nèi)氧化分解生成ATP供組織細(xì)胞利用。因此，全身的組織細(xì)胞均具有攝取葡萄糖的能力。 由于細(xì)胞中的葡萄糖不斷地被氧化分解，使細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖濃度低于血糖濃度，因此葡萄糖被組織細(xì)胞攝取是順濃度梯度運(yùn)輸?shù)倪^程，不需要額外消耗能量，即葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞、肝細(xì)胞等組織細(xì)胞的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。
食物中的很多糖類在小腸內(nèi)被消化為葡萄糖。當(dāng)小腸腔中的葡萄糖濃度高于小腸絨毛上皮細(xì)胞中的葡萄糖濃度時(shí)，葡萄糖能以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞。那么當(dāng)小腸腔中的葡萄糖濃度低于小腸絨毛上皮細(xì)胞中的葡萄糖濃度時(shí)，小腸絨毛上皮細(xì)胞還能不能吸收葡萄糖呢？
環(huán)節(jié)一：主動(dòng)運(yùn)輸（思路一）
資料一 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（如圖）。
討論：甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過被動(dòng)運(yùn)輸嗎？
甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞逆濃度梯度吸收碘，不是被動(dòng)運(yùn)輸
討論：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？
討論：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？
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。
資料二 哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外的 Na+ 和 K+ 濃度如表:
討論：怎樣建立和維持哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)高 K+ 濃度、細(xì)胞外高 Na+ 濃度？
主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)逆濃度梯度運(yùn)輸需要載體蛋白協(xié)助消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量
主動(dòng)運(yùn)輸?shù)念愋驮l(fā)性主動(dòng)運(yùn)輸
指細(xì)胞直接利用細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量（如 ATP），依靠膜上的載體蛋白逆濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的過程。
主動(dòng)運(yùn)輸?shù)念愋屠^發(fā)性主動(dòng)運(yùn)輸
指細(xì)胞不直接利用細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量（如ATP），而是借助原發(fā)性主動(dòng)運(yùn)輸形成的某些離子的濃度梯度，依靠膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)體將其他分子或離子逆濃度梯度或電位梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。
具有特異性(或?qū)Ｒ恍?與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子或分子結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化具有飽和性可重復(fù)利用
資料三 囊性纖維?。夯颊叻尾恐夤苌掀ぜ?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，造成細(xì)菌感染。
資料四 小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于小腸上皮細(xì)胞中的濃度，但它們?nèi)匀荒鼙恍∧c上皮細(xì)胞吸收；人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍，輪藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍，但是細(xì)胞還能通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收K+。
討論：主動(dòng)運(yùn)輸有什么意義？你還可以舉出哪些實(shí)例？
主動(dòng)運(yùn)輸能保證活細(xì)胞根據(jù)自身需求選擇性地吸收或者排出特定的物質(zhì)，因此，對(duì)于維持細(xì)胞生命活動(dòng)的穩(wěn)態(tài)具有特別重要的意義。
根毛細(xì)胞可以通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收自己需要的離子人體小腸上皮細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸從腸腔中吸收葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
Q點(diǎn)：當(dāng)氧氣濃度為0時(shí)，細(xì)胞可以進(jìn)行 無氧呼吸產(chǎn)生少量能量，故此時(shí)的 運(yùn)輸速率不為0。
P點(diǎn)以后：當(dāng)氧氣濃度達(dá)到一定程度后，受載體蛋白數(shù)量的限制， 運(yùn)輸速率不再增加。
QP段：隨著氧氣濃度的增加，呼吸產(chǎn)生的能量增多，主動(dòng)運(yùn)輸 速率增大。
主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^
即使是同一種物質(zhì)，在不同細(xì)胞中或者同一細(xì)胞的不同位置，其跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭部赡懿煌?，與細(xì)胞功能和細(xì)胞所處狀況相適應(yīng)。
Na+內(nèi)流（協(xié)助擴(kuò)散）
Na+運(yùn)出細(xì)胞（主動(dòng)運(yùn)輸）
任務(wù)1：觀察主動(dòng)運(yùn)輸示意圖，概括主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。
任務(wù)2：觀察Ca2+出細(xì)胞的示意圖，思考問題，概括主動(dòng) 運(yùn)輸?shù)倪^程。
環(huán)節(jié)一：主動(dòng)運(yùn)輸（思路二）
1.待轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)是否需要與載體蛋白結(jié)合？2.載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)空間結(jié)構(gòu)是否改變？在誰(shuí)的推動(dòng)下發(fā)生改變？3.運(yùn)輸完畢后，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)如何變化？4.一種載體蛋白只能運(yùn)輸一種物質(zhì)嗎？
主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程被運(yùn)輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白特定部位結(jié)合。在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量的推動(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)。運(yùn)輸完畢后，載體蛋白恢復(fù)原狀（可重復(fù)利用），又可以轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)。 由于被運(yùn)輸物質(zhì)的大小和性質(zhì)不同，不同載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)也有差別，所以一種載體蛋白只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合。
H+載體模式圖 磷酸鹽離子載體模式圖 鈉鉀泵
任務(wù)3：比較協(xié)助擴(kuò)散與主動(dòng)運(yùn)輸中的載體蛋白的異同。
任務(wù)4：分析葡萄糖進(jìn)出小腸絨毛上皮細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式， 回答問題。
葡萄糖通過什么方式進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞？ 是否消耗了能量？
主動(dòng)運(yùn)輸消耗的能量可來自 ATP或離子電化學(xué)梯度等。
檉柳是強(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。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（1）取甲、乙兩組生長(zhǎng)狀態(tài)基本相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2+ 、K+ 的 溶液中。 （2）甲組給予正常的細(xì)胞呼吸條件，乙組抑制細(xì)胞呼吸。 （3）一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)Ca2+、K+的吸收速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：若兩組植株對(duì)Ca2+、K+的吸收速率相同，說明檉柳從土壤中吸收無機(jī)鹽為被動(dòng)運(yùn)輸；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從土壤中吸收無機(jī)鹽為主動(dòng)運(yùn)輸。
現(xiàn)象一 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白雖然能夠幫助許多離子和小分子通過細(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。 現(xiàn)象二 變形蟲（如圖）攝取水中的有機(jī)物顆粒，需要解決大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的問題。
這些大分子和顆粒物質(zhì)是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢？
閱讀教材，回答問題： 1.胞吞、胞吐過程運(yùn)輸什么物質(zhì)？ 2.胞吞、胞吐過程：①是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白？②是否需要消耗能量？3.胞吞、胞吐體現(xiàn)細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)？ 4.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。 5.胞吞、胞吐只運(yùn)輸大分子嗎？說明你判斷的理由。
1.胞吞、胞吐過程運(yùn)輸什么物質(zhì)？ 2.胞吞、胞吐過程：①是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白？②是否需要消耗能量？3.胞吞、胞吐體現(xiàn)細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)？
4.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。
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。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。
5.胞吞、胞吐只運(yùn)輸大分子嗎？說明你判斷的理由。
胞吞、胞吐不只運(yùn)輸大分子，還運(yùn)輸小分子，如神經(jīng)遞質(zhì)
學(xué)習(xí)任務(wù)：觀察胞吞、胞吐示意圖，概述胞吞、胞吐的過程，結(jié)合教材內(nèi)容，說出胞吞、胞吐的意義。
過程：大分子物質(zhì)與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合→這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊→小囊與細(xì)胞膜分離→形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。實(shí)例：人體白細(xì)胞吞噬病原體、變形蟲攝食等。特點(diǎn)：消耗能量，從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)。 大多數(shù)情況下，大分子物質(zhì)被細(xì)胞膜上的受體識(shí)別之后才能以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞。
過程：大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡→移動(dòng)到細(xì)胞膜處→囊泡與細(xì)胞膜融合→大分子物質(zhì)排出細(xì)胞。實(shí)例：分泌蛋白的分泌。特點(diǎn)：消耗能量，從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外。
胞吞、胞吐的意義 細(xì)胞通過胞吐向外分泌分泌蛋白和神經(jīng)遞質(zhì)等，通過胞吞消滅細(xì)菌、癌細(xì)胞及衰老的紅細(xì)胞、細(xì)胞碎片等，從而保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。
學(xué)習(xí)任務(wù)： 閱讀教材中的“與社會(huì)的聯(lián)系”欄目，了解阿米巴痢疾的病因及預(yù)防措施。
阿米巴痢疾是痢疾內(nèi)變形蟲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“吃掉”腸壁組織細(xì)胞而引發(fā)的。這種病原體通過飲食傳播，注意個(gè)人飲食衛(wèi)生、加強(qiáng)公共衛(wèi)生建設(shè)是預(yù)防阿米巴痢疾的關(guān)鍵措施。
環(huán)節(jié)三：總結(jié)物質(zhì)的運(yùn)輸方式，理解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu) 與功能相適應(yīng)
學(xué)習(xí)任務(wù)： 梳理教材最后一段內(nèi)容，說出物質(zhì)運(yùn)輸方式與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。
1.除一些不帶電的小分子可以通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞外，離子和小分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜運(yùn)輸都需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。 體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。2.細(xì)胞膜具有選擇透過性的基礎(chǔ)：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有專一性，細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化影響物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。 體現(xiàn)了細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：具有選擇透過性。3.像蛋白質(zhì)這樣的生物大分子，通過胞吞或胞吐進(jìn)出細(xì)胞，其過程也需要膜上的蛋白質(zhì)的參與，更離不開膜上磷脂雙分子層的流動(dòng)性。 體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性。
學(xué)習(xí)任務(wù)：如何判定物質(zhì)出入細(xì)胞的方式？
1.若對(duì)離體的心肌細(xì)胞施用某種毒素，可使心肌細(xì)胞對(duì)Ca2+ 的吸收量明顯減少，而對(duì) K+ 、C6H12O6的吸收卻不受影響。這種毒素的作用最可能是 （ ） A.抑制呼吸酶的活性 B.改變了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) C.抑制Ca2+ 載體蛋白的活動(dòng) D.改變了細(xì)胞膜兩側(cè)的Ca2+ 濃度
2.如圖是人體某組織細(xì)胞吸收葡萄糖的 示意圖，據(jù)圖分析葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)? 機(jī)制，下列敘述正確的是 （ ） A.該組織細(xì)胞吸收葡萄糖的過程屬于主動(dòng)運(yùn)輸，但驅(qū)動(dòng)葡萄糖進(jìn) 入細(xì)胞的動(dòng)力不直 接 來自 ATP B.某些 Na+、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有催化 ATP水解的功能 C.Na+進(jìn)出該組織細(xì)胞的速率不受氧氣濃度的影響 D.鈉—葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能同時(shí)運(yùn)輸葡萄糖和Na+，說明該載體 蛋白不具有專一性
3.如圖表示某細(xì)胞攝取和排出生物大分子物質(zhì) 的過程。下列與此有關(guān)的敘述，不正確的是 （ ） A.a是胞吞過程，b是胞吐過程，均需要消耗 能量 B.白細(xì)胞吞噬病原體是通過a過程實(shí)現(xiàn)的 C.a過程細(xì)胞膜內(nèi)陷形成囊泡，b過程導(dǎo)致細(xì)胞膜成分更新 D.核糖體上合成的蛋白質(zhì)可以通過a過程進(jìn)入細(xì)胞核
4.外泌體是一種由活體細(xì)胞通過胞吐方式釋放的小囊泡，具有細(xì)胞通信作用，在神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要作用。外泌體的釋放過程：首先，細(xì)胞膜內(nèi)化形成胞內(nèi)體，胞內(nèi)體聚集形成多泡體（MVBs），MVBs與親本細(xì)胞膜融合，通過胞吐作用將外泌體排出細(xì)胞。多種因素通過不同途徑影響外泌體釋放，小GTP酶蛋白通過影響MVBs膜與細(xì)胞膜的融合促進(jìn)外泌體分泌。下列有關(guān)外泌體的說法錯(cuò)誤的是 （ ） A.外泌體是一種分泌到細(xì)胞外的囊泡 B.MVBs膜與細(xì)胞膜的融合需要蛋白質(zhì)的參與 C.細(xì)胞呼吸的快慢不影響外泌體的釋放 D.具有通信作用的外泌體必定含有信號(hào)分子