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。
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.這種跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性？
【資料1】小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它們在小腸上皮細(xì)胞中的濃度，但它們?nèi)匀荒鼙恍∧c上皮吸收。
【資料2】人紅細(xì)胞中K＋的濃度比血漿高30倍。輪藻細(xì)胞中的K＋濃度比周圍水環(huán)境高63倍。輪藻依然從水環(huán)境吸收K＋。
【任務(wù)1】結(jié)合資料分析總結(jié)主動(dòng)運(yùn)輸概念、特點(diǎn)
【資料3】為探究大蒜治理水體富營養(yǎng)化的效果，科研人員配制了一系列濃度梯度的磷酸鹽（KH2PO4）溶液，將大蒜的根系分別完全浸入200ml的上述溶液中，其他培養(yǎng)條件相同且適宜，4h后取出植株，測得大蒜根系吸收磷酸鹽的速率如圖所示。
（1）請根據(jù)圖中磷酸鹽濃度和吸收速率的關(guān)系推測大蒜根細(xì)胞吸收磷是哪一種運(yùn)輸方式？
（2）在0.01mml/L和0.025mml/L的KH2PO4組中，大蒜根細(xì)胞中磷酸鹽濃度為0.04~0.12mml/L，這種逆濃度梯度發(fā)生的運(yùn)輸符合協(xié)助擴(kuò)散的特點(diǎn)嗎？
可能是協(xié)助擴(kuò)散，因?yàn)槲账俾逝c磷酸不是線性正相關(guān)的。
（3）存在逆濃度梯度運(yùn)輸既然能發(fā)生，那么抵消化學(xué)勢能障礙的力量是什么？
【資料4】觀察真核細(xì)胞膜上磷酸鹽載體結(jié)構(gòu)，當(dāng)能量作用于磷酸鹽載體時(shí)，載體蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，把磷酸鹽從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。
（1）磷酸鹽載體如何能特異性的識(shí)別磷酸鹽離子呢？
與蛋白質(zhì)的特定空間結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)。
（2）結(jié)合資料3和資料4，分析植物吸收磷酸鹽需要的條件有哪些？
（3）在資料3中磷酸鹽濃度為0.8mml/L以后，吸收速率不再增加的原因是什么？
載體數(shù)量和能量限制了吸收速率。
（4）細(xì)胞吸收磷了之后有什么用途？
用于合成核酸、磷脂分子等。
1.定義：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)的化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。
【任務(wù)1】觀看視頻思考回答問題1.載體蛋白與所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)之間存在怎樣的關(guān)系？2.載體蛋白在運(yùn)輸過程中構(gòu)象是否發(fā)生改變？運(yùn)輸結(jié)束后載體蛋白的構(gòu)象與最初是否相同？
3.過程：以Na-K離子泵主動(dòng)運(yùn)輸鈉、鉀離子為例（吸鉀排鈉）
能量（ATP分解）
（1）載體蛋白的特異性：離子等物質(zhì)在逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸時(shí)，首先要與膜上載體蛋白的特定部位結(jié)合。由于不同離子或分子的大小和性質(zhì)不同，不同蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)差別也很大，所以一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合。
（2）載體蛋白在運(yùn)輸完成后形態(tài)與運(yùn)輸前相同：離子或分子與載體蛋白結(jié)合后，在細(xì)胞的化學(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)生變化，就將它所結(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，載體蛋白隨后又恢復(fù)原狀，又可以去轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子。
4.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩?br/>①能量②載體蛋白的種類和數(shù)量③溫度
B點(diǎn)之后運(yùn)輸速率不變的原因是：_____________________
P點(diǎn)后運(yùn)輸速率受______________制約
定義：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)的化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。
特點(diǎn)：需膜上載體蛋白的協(xié)助，需要消耗能量
運(yùn)輸方向：逆濃度梯度運(yùn)輸（低濃度→高濃度）
影響因素：載體蛋白的種類和數(shù)量，能量
意義：能夠保證活細(xì)胞按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)地從周圍環(huán)境中社區(qū)必要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的各種代謝廢物及對細(xì)胞有害的物質(zhì)，對于活細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)有重要作用。
實(shí)例：葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過細(xì)胞膜等
吞噬細(xì)胞吞噬病菌或病毒
像病毒這樣的大分子以什么方式進(jìn)出細(xì)胞內(nèi)外呢？
① 結(jié)合：大分子與膜上的 結(jié)合；
②小囊：細(xì)胞膜 ，
④囊泡：形成 ，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
③分離：包圍著大分子結(jié)合囊從細(xì)胞膜 下來，
【任務(wù)2】閱讀教材P71頁，歸納胞吞胞吐的過程
④排出：大分子排出到細(xì)胞外。
胞吞、胞吐過程能發(fā)生的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？
生物膜具有一定的流動(dòng)性
①囊泡：細(xì)胞需要外排的大分子， 先在細(xì)胞內(nèi)形成 ；
②移動(dòng)：囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，
③融合： 與細(xì)胞膜 ；
思考？胞吞胞吐的特點(diǎn)（條件）
①消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量②需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識(shí)別③依靠細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
【任務(wù)3】結(jié)合教材P70頁思考討論和下列問題，小組討論
1.胞吞胞吐過程需要什么條件？
2.胞吞胞吐只運(yùn)輸大分子嗎？
3.胞吞胞吐的實(shí)現(xiàn)與生物膜的結(jié)構(gòu)特性有什么關(guān)系？
4.游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中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)的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外，分析其中的原理。
不只大分子、還有小分子物質(zhì)，如神經(jīng)遞質(zhì)
游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中核糖體合成的蛋白質(zhì)只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，蛋白質(zhì)是大分子，無法穿過細(xì)胞膜；而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上蛋白質(zhì)能進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，借助囊泡移到高爾基體上進(jìn)行加工、包裝，以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外
在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲——痢疾內(nèi)變形蟲，能通過胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，通過胞呑作用“吃掉”腸壁組織細(xì)胞，并引發(fā)阿米巴痢疾。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。
1.協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)各種離子和分子的跨膜運(yùn)動(dòng)，與ATP驅(qū)動(dòng)泵直接利用水解ATP提供的能量不同，協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所利用的能量儲(chǔ)存在其中一種溶質(zhì)的電化學(xué)梯度中。如圖為氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖，相關(guān)說法正確的是（　?。〢．通過題圖可以判斷載體蛋白3為協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白B．腎小管管腔中的氨基酸進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞不需要消耗能量C．腎小管上皮細(xì)胞中的氨基酸通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入周圍組織液D．Na+電化學(xué)梯度的形成需要Na+﹣K+泵水解ATP
2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某植物根毛細(xì)胞液泡的pH顯著低于細(xì)胞溶膠，且液泡膜上存在Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能夠?qū)+轉(zhuǎn)運(yùn)出液泡的同時(shí)將細(xì)胞溶膠中的Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡內(nèi)。下列敘述錯(cuò)誤的是（????）A.H+運(yùn)出液泡是協(xié)助擴(kuò)散，Na+進(jìn)入液泡是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)B.提高該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的表達(dá)能提高植物的耐鹽堿能力C.推測液泡膜上存在一種將H+主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)液泡的蛋白質(zhì)D.該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將Na+積累在液泡中降低了植物細(xì)胞的吸水能力
3.下圖為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A、B、C表示膜的成分，①~④表示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健Ｏ铝姓f法錯(cuò)誤的是（????）A.若該圖表示卵細(xì)胞膜，則主要通過C識(shí)別精子B.若該圖表示肺泡細(xì)胞膜，則氧氣進(jìn)入該細(xì)胞的方式為②C.若該圖表示人的成熟紅細(xì)胞膜，則葡萄糖進(jìn)入該細(xì)胞的方式為①D.若該圖表示吞噬細(xì)胞膜，則病毒在被吞噬的過程中穿過0層磷脂分子

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第2節(jié) 主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修1《分子與細(xì)胞》

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