高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐授课ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 主动运输与胞吞、胞吐授课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了载体蛋白，差别很大，一种或一类，代谢废物，大分子，蛋白质，细胞膜，流动性，大分子物质的运输，逆浓度梯度等内容，欢迎下载使用。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、主动运输 1．基本条件（1）方向：即　　浓度梯度。（2）需要　　　　的协助。载体蛋白具有专一性，不同载体蛋白的空间结构　　　　，所以一种载体蛋白通常只适合与　　　　　离子或分子结合。发挥作用时，载体蛋白的空间结构发生变化。（3）需要消耗细胞内化学反应释放的　　　　。2．实例：　　　　　　　等离子通过细胞膜。3．生理意义：通过主动运输选择吸收所需要的　　　　，排出　　　　和对细胞　　　的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
K＋、Ca2＋、Na＋
二、胞吞和胞吐1．胞吞：当细胞摄取大分子物质时，首先是　　　　与膜上的　　　　结合，从而引起这部分细胞膜　　　　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　　　　，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。实例：细胞摄取蛋白质和多糖等大分子物质。2．胞吐：细胞需要　　　　的　　　　，先在细胞内形成　　　　，然后移动到　　　　处，并与之融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
3．胞吞、胞吐　　　（需要、不需要）消耗细胞呼吸所释放的能量。4．蛋白质等大分子物质不能利用载体蛋白进出细胞，只能通过　　　　和　　　　的方式进出细胞。这两种方式的存在证明了细胞膜具有　　　　的特点。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）只有大分子物质进出细胞的方式是主动运输（　　）（2）在果脯腌制过程中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果（　　）（3）协助扩散和主动运输都需要细胞膜上的同一种载体蛋白（　　）
2．离子和小分子物质的跨膜运输[连线]
课程标准举例说明有些物质可以逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 素养达成
设疑激趣香港是中国的特别行政区，每个公民都能自由进出香港吗？在什么条件下可以进出香港？假如你到香港去学习，你会以何种交通方式进出香港？同样的道理，不是所有物质都能自由进出细胞，即使能够进出细胞，其方式也可能各不相同。那么细胞内外的物质到底是怎样通过细胞膜的呢？
探究点一　主动运输1.(教材P70图4－6)被动运输是顺浓度梯度的转运方式，细胞逆浓度梯度吸收营养物质的方式为主动运输。结合图示回答下列问题：
(1)主动运输的方向是___________。(2)主动运输需要的条件是___________________________________________。(3)主动运输过程中载体蛋白发生的变化是______________________________________________________________________________。
需要膜上的载体蛋白和细胞内化学反应所释放的能量
离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状
任务2　阅读下列材料，思考并完成下列问题：事实1：肾小球滤过量180 L/d，尿量1.5 L/d。其中原尿中的水分子通过自由扩散或协助扩散进、出肾小管上皮细胞。事实2：肾小球每天滤过钠约500 g，每天尿液中排出3～5 g。(1)探究Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mml·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。
①肾小管管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
协助扩散， Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。
逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量，是主动运输。
事实3：原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收。(2)探究葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式。肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na＋浓度差的能量。但是Na＋浓度差的建立是依靠Na＋－K＋泵的，而Na＋－K＋泵需要消耗ATP。
①图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②Na＋－K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　③图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
进：主动运输；出：协助扩散。
不同。如葡萄糖、Na＋进出肾小管上皮细胞。
(3)请据资料分析主动运输的意义资料：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mml氢离子(H＋)固定酸，这些H＋必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌H＋，可以确保H＋从尿液中顺利排出。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
主动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要。
(4)请据资料分析影响主动运输速率的因素资料1：若切断肾的供氧渠道，重吸收马上停止。资料2：载体介导的跨膜转运速率存在饱和现象，饱和现象表现为载体对所转运物存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到一定限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。
氧气供应和载体蛋白的数量会影响主动运输的速率。
1.物质进出细胞的方式比较
2.影响物质跨膜运输的因素(1)细胞膜两侧物质浓度差：
(2)O2浓度：(3)温度：
3．物质跨膜运输方式的实验探究(1)实验原理根据主动运输和被动运输对能量和转运蛋白的需求，确定实验的自变量。(2)实验方法①探究是主动运输还是被动运输的方法
②探究是自由扩散还是协助扩散的方法
4．知识拓展——主动运输的种类(图示见图文联动)(1)协同转运(ATP间接提供能量)：一种间接消耗能量的主动运输方式，由协同转运蛋白介导，分为同向协同转运和反向协同转运两类，物质跨膜转运所需要的直接动力来自膜两侧离子浓度梯度。(2)ATP驱动泵：一种ATP酶，通过水解ATP产生能量，实现离子或小分子逆浓度梯度的跨膜运输。(3)光驱动泵：一些光合细菌细胞质膜上的H＋泵，它们被光激活后，形成跨膜的H＋浓度梯度，驱动溶质的主动运输。
【重点笔记】　1．载体蛋白的特点(1)与被转运的离子或分子结合。(2)具有特异性：一种载体蛋白只能与一种或一类离子或分子结合，不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量不同。(3)具有饱和现象：当细胞膜上载体蛋白已经全部参与运输时，细胞通过该载体蛋白运输物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。(4)转运过程空间结构发生变化。(5)可重复利用。
2．物质出入细胞方式的判断
1．(合格考)苏丹Ⅳ是一种致癌的有机染料，某地区的一些养殖户用掺入苏丹Ⅳ的饲料喂养蛋鸭，结果产出了有毒的“红心”鸭蛋。由此推断，苏丹Ⅳ能进入卵黄，说明它可能是(　　)A．脂溶性物质，进入方式是“主动运输”B．脂溶性物质，进入方式是“被动运输”C．水溶性物质，进入方式是“主动运输”D．水溶性物质，进入方式是“被动运输”
解析：脂肪可被苏丹Ⅳ染成红色，说明苏丹Ⅳ是脂溶性物质，被吸收进细胞的方式是自由扩散，特点是顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白和能量，属于被动运输。
2.(等级考) 甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是(　　)A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入细胞一定需要能量D．甲运出细胞一定不需要能量
解析：乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助；乙物质出细胞是顺浓度梯度运输，可能是自由扩散；甲进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。
3．(等级考)研究发现，在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的载体。科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制出如图曲线，下列说法中错误的是(　　)A．细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍B．在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式同时进行D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
解析：由图可知，细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率是30左右，主动运输是10左右，A正确；在较低浓度下主动运输先达到饱和状态，B正确；小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式是同时进行的，C正确；在较高浓度下，细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，D错误。
4．(等级考)动物细胞靠ATP水解供能驱动Na＋－K＋泵工作，结果造成细胞膜两侧的K＋、Na＋不均匀分布，有助于维持动物细胞的渗透平衡，细胞的生命活动需要这种特定和相对稳定的离子浓度。如图为Na＋－K＋泵的结构(左半部分)与工作模式(右半部分)示意图。下列相关描述正确的是(　　)A．Na＋－K＋泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白B．在细胞内侧β亚基与Na＋结合促进ATP水解，将Na＋泵出细胞C．图中K＋、Na＋顺浓度梯度进行输入和输出的跨膜转运方式为协助扩散D．使用乌苯苷取代K＋后，不会影响到Na＋－K＋泵的功能
解析：Na＋－K＋泵既能催化ATP水解，又能协助Na＋和K＋过膜，是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，A正确；在细胞内侧α亚基与Na＋结合促进ATP水解，将Na＋泵出细胞，B错误；图中K＋、Na＋逆浓度梯度进行输入和输出的跨膜转运方式，同时消耗能量，为主动运输，C错误；Na＋－K＋泵对于离子的运输具有特异性，使用乌苯苷取代K＋后，会影响到Na＋－K＋泵的功能，D错误。
探究点二　胞吞与胞吐任务1　(教材P72“与社会的联系”)在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾，这种病原体通过饮食传播。请回答下列问题：(1)痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的运输方式是________作用，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。(2)痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞与细胞膜的________有关。(3)如何预防阿米巴痢疾？ 
注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。
任务2　离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。分析如图，思考探究下列问题：
(1)a方式称为________，大分子物质进入细胞时，大分子与膜上的________结合，引起这部分细胞膜内陷形成________，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成________，进入细胞内部。(2)b方式称为________，细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成________，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜________，将大分子排出细胞。
(3)胞吞和胞吐都会发生膜的弯曲、折叠和融合，这主要体现了生物膜的什么特性？  (4)如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么？ 
胞吞和胞吐需要消耗能量。
1.胞吞(1)过程：大分子物质与膜上的蛋白质结合→这部分细胞膜内陷形成小囊→小囊与细胞膜分离→形成囊泡，进入细胞内部。实例：人体白细胞吞噬病原体、变形虫摄食等。(2)特点：消耗能量，从细胞外到细胞内。2．胞吐(1)过程：大分子物质在细胞内形成囊泡→移动到细胞膜处→囊泡与细胞膜融合→大分子物质排出细胞。实例：分泌蛋白的分泌。(2)特点：消耗能量，从细胞内到细胞外。3．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性；胞吞和胞吐需要能量，如果细胞的ATP合成受阻，则胞吞和胞吐作用不能继续进行。
4．“两看法”快速判定物质出入细胞的方式
【重点笔记】　有关物质跨膜运输的5个不一定(1)需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。(2)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。(3)从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。(4)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。(5)同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输。
1．(合格考)据报道，一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为(　　)A．渗透作用 B．胞吞C．协助扩散 D．主动运输
解析：瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。
2.(合格考)如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述，错误的是(　　)A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生B．a要由细胞表面识别和内部供能才可能完成C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
解析：胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，胞吞是物质通过膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内的；细胞分泌是高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式不是胞吞和胞吐，而是利用膜的选择透过性以主动运输、自由扩散等方式进行。
3．(等级考)图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　)A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B．Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
解析：葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。
4．(等级考)物质跨膜运输有如图所示三种方式，相关叙述正确的是(　　)A. 氧气以方式2进入细胞B．物质以方式3进入细胞的过程不需消耗细胞提供的能量C．方式1和方式2两种方式都属于被动运输D．蛋白质分子可以通过方式3进入细胞
解析：氧气以自由扩散的方式进入细胞，即图中的方式1，A错误；方式3的运输方式为主动运输，而主动运输需要载体蛋白与能量，因此物质以方式3进入细胞的过程需要消耗细胞提供的能量，B错误；方式1为自由扩散，方式2属于协助扩散，二者都属于被动运输，C正确；蛋白质分子属于大分子物质，大分子物质进入细胞的方式是胞吞，而不是主动运输，D错误。
主干落实1.主动运输既需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，又需要载体蛋白的协助，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。2．细胞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要。3．大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐。它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
1.胰岛素是胰岛B细胞合成并释放到血浆中的蛋白质类激素，关于胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆过程的叙述，正确的是(　　)A．需要转运蛋白协助B．不消耗细胞内化学反应所释放的能量C．存在囊泡与细胞膜的融合D．与构成细胞膜的磷脂运动无关
解析：胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的方式是胞吐。胞吐不需要转运蛋白协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量、离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，A、B、D错误；胰岛素分泌过程中，胰岛素先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆，C正确。
2．正常情况下，甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法正确的是(　　)A. 甲运出细胞一定有载体蛋白参与B．甲进入细胞一定需要能量C．乙运出细胞一定有载体蛋白参与D．乙进入细胞一定不需要能量
解析：甲物质在细胞外浓度高，细胞内浓度低，所以甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，运输方式是主动运输，此运输方式既需要消耗能量又需要载体蛋白协助，A正确；甲物质进入细胞是从高浓度一侧向低浓度一侧，即顺浓度梯度进行，不需要消耗能量，B错误；乙物质在细胞内浓度高，细胞外浓度低，进入细胞时是主动运输，需要消耗能量和载体蛋白协助，出细胞时是顺浓度梯度进行的，不一定需要载体蛋白协助，C、D错误。
3.如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是(　　)
解析：管腔中氨基酸进入上皮细胞是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白、消耗能量，属于主动运输；管腔中Na＋进入上皮细胞是顺浓度梯度运输，需要转运蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散；上皮细胞中氨基酸进入组织液是顺浓度梯度运输，需要转运蛋白、但不消耗能量，属于协助扩散。协助扩散和自由扩散都属于被动运输。
4.如图为物质进出细胞的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输，下列叙述中，不正确的是(　　)A．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输B．若A与B的分类依据为是否需要转运蛋白，则G可表示自由扩散C.若A与B的分类依据为是否需要转运蛋白，则C可表示主动运输D．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示被动运输
解析：物质进出细胞的五种方式中，胞吞、胞吐和主动运输消耗能量，协助扩散和主动运输需要转运蛋白。如果分类标准为是否需要转运蛋白，则C和D表示主动运输和协助扩散，G、H表示胞吞和胞吞，F表示自由扩散；若A与B的分类标准为是否消耗能量，则C、D表示自由扩散和协助扩散，而G、H表示胞吞和胞吐，E表示大分子物质运输方式，F表示主动运输。ACD正确，B错误。
5．如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：
(1)图中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。(2)甘油和葡萄糖两种物质中，通过B方式进入红细胞的是________。(3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助_________，该物质是在细胞内的_______上合成的。(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过______(填字母)方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜具有_______的特点，穿膜层数为______。(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________(填字母)方式将会受到较大影响。
解析：(1)A从高浓度到低浓度，不需要转运蛋白和能量，表示自由扩散；B图中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，表示协助扩散；C图中物质的运输方向是低浓度运输到高浓度，需要载体蛋白和能量，属于主动运输；D图中生物大分子形成囊泡，以胞吐的方式排出细胞。(2)葡萄糖以协助扩散方式进入红细胞。(3)B与A相比需要转运蛋白参与。蛋白质在核糖体上合成。(4)胰岛素的化学本质是蛋白质，分泌过程属于胞吐，体现了细胞膜具有流动性，胞吞、胞吐是借助于膜的融合完成的，穿膜层数为0。(5)主动运输和胞吞、胞吐需要消耗能量。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，影响供能，则会影响主动运输和胞吞、胞吐。
问题探讨1．提示：不是。2．提示：需要。3．提示：有一定的普遍性。
练习与应用一、概念检测1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　2.A　3.A二、拓展应用1．提示：如果将草履虫放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快，而在海水中伸缩频率减慢。2．提示：主动运输。实验思路：①取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的无机盐溶液中。②甲组给予正常呼吸条件，乙组加入呼吸酶抑制剂完全抑制细胞呼吸。③在相同且适宜条件下培养一段时间后，测定两组植株根吸收无机盐离子的速率。