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、胞吐获奖课件ppt
展开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。
1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?
2.联想逆水行舟的情形,甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量?
3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性?
许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的。例如,①小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度,但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收;②人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍;③轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
②需膜上载体蛋白的协助
1.定义: 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的化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜;进入小肠上皮细胞。
2.运输方向:低浓度向高浓度(逆浓度梯度运输)
5.意义(课本P70):
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,从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量(O2浓度、温度等)
①具有特异性(或专一性);②与被转运的离子或分子结合;③转运过程中空间结构发生变化,运输前和运输后结构不变;④具有饱和性;⑤可重复利用。
载体(细胞膜的蛋白质)
当细胞膜上的载体达到饱和时,物质的运输速度不再随浓度或氧分压的增加而增加。
①不同物质运输所需载体不同。一种载体蛋白通常只与一种或一类的离子或分子结合,转运过程中空间结构发生变化。 ②不同生物膜上载体蛋白的种类和数量也不同
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。CFTR蛋白运输氯离子时消耗ATP,因此曾被认作是介导主动运输的载体蛋白。后研究发现CFTR是通道蛋白,其并不与氯离子结合,ATP作用是改变CFTR的构象,使CFTR在“开放”和“关闭”两种状态之间转换。
细胞膜内外物质浓度差(动力)
细胞膜内外物质浓度差、转运蛋白的种类和数量
载体蛋白的种类和数量、能量(O2浓度、温度等)
少数水分子、气体(氧气、二氧化碳)、脂溶性小分子(甘油、脂肪酸、性激素、乙二醇、苯等)
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞、多数水分子通过水通道蛋白进出细胞(肾小管和集合管对水分的重吸收、肾小球对水分的滤过等)、Na+借助Na+通道蛋白进入神经细胞、K+借助K+通道蛋白从神经细胞排出。
葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞;无机盐离子(一般情况下)
(2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
判断物质运输方式的方法(1)据分子大小判断:
注意:主动运输也可出现从高浓度到低浓度运输的现象,如饭后,小肠内葡萄糖的浓度比小肠绒毛上皮细胞内高,仍以主动运输吸收。
影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
下列各图分别对应哪种跨膜运输方式?图中A、B、C/a、b、c三点物质运输速率的限制因素分别是什么?
被动运输或哺乳动物成熟的红细胞的主动运输
许多离子和小的分子可以通过主动或被动运输进出细胞膜,但是像蛋白质和多糖这些生物大分子的运输却无能为力。
变形虫的胞吞、胞吐示意图
大分子进入细胞的方式:
胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解
①大分子与膜上的 结合;
②细胞膜 , 包围着大分子结合;
③小囊从细胞膜 下来, 形成 ,进入细胞内部。
大分子排出细胞的方式:
消化腺细胞分泌_______________,免疫细胞分泌___________,胰岛细胞分泌________________________。
①细胞需要外排的大分子, 先在细胞内形成 ;②囊泡移到细胞膜处,与细胞膜 ; ③大分子排出到细胞外。
细胞摄取大分子和颗粒物质的方式
细胞排出大分子和颗粒物质的方式
需要消耗能量,不需要载体
细胞膜的流动性、温度和能量等
一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,因此,细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用
膜具选择透过性的结构基础
三、物质跨膜运输与细胞膜结构之间的联系
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,能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,通过胞呑作用“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,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。
实验设计:探究物质跨膜运输方式
1.如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下列选项中正确的是
A.①过程为协助扩散B.②过程需要消耗ATPC.③过程为主动运输D.Na+进出肾小管上皮细胞需要载体蛋白
解析 管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度,需要载体蛋白并消耗能量,属于主动运输,A错误;管腔中Na+进入上皮细胞是高浓度→低浓度,需要载体蛋白、但不消耗能量,属于协助扩散,B错误;
上皮细胞中氨基酸进入组织液是高浓度→低浓度,需要载体蛋白、但不消耗能量,属于协助扩散,C错误;Na+进出肾小管上皮细胞的方式有协助扩散和主动运输,所以都必须有载体蛋白协助,D正确。
2.(2019·天津高一期末)如图是胡萝卜在不同呼吸速率情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和 的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是
A.载体蛋白数量、能量 B.能量、载体蛋白数量C.载体蛋白数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
解析 乙图中的胞吐和胞吞能体现细胞膜的结构特点——具有流动性,C错误。
3.甲图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,乙图表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述中错误的是
A.甲图中a表示自由扩散,b表示协助扩散或主动运输B.甲图中b曲线达到最大运输速率后的限制因素是载体蛋白的数量C.乙图中胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性D.乙图中胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP
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