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生物第2节 主动运输与胞吞、胞吐教学课件ppt
展开知识梳理·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1.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。2.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?
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一 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
2.甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的吸收情况不同,甲不能吸收,乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快,据此分析:(1)研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白,乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白,而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。这说明影响主动运输的因素之一是什么?
载体蛋白的种类和数量。
(2)研究表明,丙植物对M离子的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示,请分析:①ab段:随能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输_____________。②bc段:受____________的限制,能量供应增加,但运输速率不再增加。
3.(1)主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土? (2)从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些?
松土可增加土壤中O2含量,促进根系的有氧呼吸,有利于植物主动吸收各种无机盐离子。
能量——线粒体,载体蛋白——核糖体。
[特别提醒] 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。
[方法链接] 物质出入细胞方式的判断
[知识拓展] 主动运输的种类
(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。
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:
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
1.(合格考)人红细胞细胞质中K+的浓度比血浆高30倍,下列关于红细胞从血浆吸收K+的叙述,不正确的是( )A.逆浓度梯度进行B.需要载体蛋白的协助C.消耗细胞内化学反应所释放的能量D.K+直接穿过磷脂双分子层
解析:由于红细胞细胞质中K+的浓度比血浆中的高30倍,红细胞吸收K+的方式是主动运输。主动运输是逆浓度梯度进行的、需要载体蛋白的协助、消耗细胞内化学反应所释放的能量,A、B、C正确;K+不能直接穿过磷脂双分子层,只能借助载体蛋白进入细胞,D不正确。
2.(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。
3.(等级考)(不定项)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,下列说法不正确的是( )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。
4.(等级考)(不定项)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,下列说法中正确的是( )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。
探究点二 胞吞与胞吐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。
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。
[微点拨] 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.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,如果分泌细胞的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
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)(不定项)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1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正确;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。
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构
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。
高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈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.(不定项)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,下列说法不正确的是( )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。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材问题探讨1.提示:不是。2.提示:需要。3.提示:有一定的普遍性。
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