1、第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出自由扩散演示按钮协助扩散演示按钮知识回顾：知识回顾：方方式式自由扩散自由扩散(简简单扩散单扩散)协助扩散协助扩散(易化易化扩散扩散)运输方向转运蛋白能量曲线模型举例载体蛋白通道蛋白细胞外细胞内1.1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？2.2.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？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？3.3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？人体甲状腺分
2、泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重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，要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料，甲状腺滤甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高20-3020-30倍。倍。问题探讨问题探讨讨论讨论不是，被动运输是从高浓度到低浓度运输。需要普遍性轮藻细胞中轮藻细胞中K K+的浓度的浓度比周围水环境高比周围水环境高6363倍。倍。是_浓度梯度运输。是_浓度梯度运输。_浓度梯度运输。逆逆逆能保持内外离子浓度差恒定，是因为这些离子是逆浓度梯度运输主动运输普遍存在阅读课本69页 第二段，尝试回答下列问题1.1.概 念
3、概 念：物质 浓度梯度进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需 。逆载体蛋白消耗细胞内化学反应释放的能量载体蛋白的特点(1)具有 性(2)与 或 结合(3)转运过程中 发生变化(4)具有饱和性(5)可重复利用特异被转运的离子分子空间结构不同生物膜上载体蛋白的种类种类和数量数量不同载体蛋白载体蛋白能量能量思考：主动运输有什么样的特点？思考：主动运输有什么样的特点？2.2.特 点特 点:逆浓度梯度运输（低浓度到高浓度）（低浓度到高浓度）需载体蛋白协助（具有特异性）（具有特异性）消耗细胞内的能量（ATPATP的水解）的水解）3 3.实 例实 例：细胞（除红细胞）吸收葡萄糖。小肠上皮细胞吸收氨基酸、核苷酸
4、、葡萄糖等营养物质。吸收无机盐离子(顺浓度梯度运输除外)。植物细胞吸收矿质元素等。肾小管对葡萄糖的重吸收4.4.与主动运输有关的细胞器与主动运输有关的细胞器:核糖体（合成载体）线粒体（产生能量）H+载体模式图H+H+磷酸盐离子载体模式图磷酸盐离子物质运输方式的比较物质运输方式的比较项项 目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向载体蛋白载体蛋白细胞内的能量细胞内的能量代表例子代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度逆逆浓度梯度浓度梯度不不需要需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要需要消耗消耗氧气、水、氧气、水、甘油甘油等通过细胞膜等通过细胞膜葡萄糖通
5、过红细胞葡萄糖通过红细胞葡萄糖、氨基酸通葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等离子通过细胞膜等水通过水通道水通过水通道K K+通过离子通道通过离子通道第一类：直接消耗ATP的主动运输。通常称为泵（ATP驱动泵）。Na+-K+泵H+泵ATPATP驱动泵既是驱动泵既是载体载体同时也是同时也是催化催化ATPATP水解的酶水解的酶。知识拓展：两类主动运输第二类：间接消耗ATP的主动运输。如图：小肠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+需要消耗ATP。肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同
6、上。自由扩散自由扩散（1 1）物质）物质浓度（浓度差）浓度（浓度差）物质浓度物质浓度运输速率运输速率A A物质浓度物质浓度运输速率运输速率协助扩散或主动运输协助扩散或主动运输 载体有专一性和数量是有限的载体有专一性和数量是有限的影响因素：影响因素：浓度差浓度差影响协助扩散的因素：影响协助扩散的因素：浓度差，浓度差，载体蛋白的种类和数量载体蛋白的种类和数量载体蛋白的种类和数量载体蛋白的种类和数量5、运用数学模型分析影响物质运输速率的主要因素：自由扩散或协助扩散自由扩散或协助扩散（2 2）氧气）氧气浓度浓度 O O2 2浓度浓度运输速率运输速率Q QO O2 2浓度浓度运输速率运输速率主动运输主动
7、运输 影响因素：影响因素：浓度差浓度差影响细胞内能量的产生影响细胞内能量的产生影响因素：影响因素：载体蛋白的种类和数量，能量载体蛋白的种类和数量，能量P P限制因素膜上载体蛋白数量有限无氧呼吸提供能量凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度温度等。等。5 5、意义、意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过通过 来来 所需的营养物质，所需的营养物质，排出排出代谢废物和对细胞有害的代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证个体和细胞生命活动的需要。物质，从而保证个体和细胞
8、生命活动的需要。桐花树的泌盐现象桐花树的泌盐现象主动运输主动运输选择吸收选择吸收 囊性纤维病囊性纤维病肺黏液阻塞了气道囊性纤维化病主要源于患者肺部支气管上皮细胞表面囊性纤维化病主要源于患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的转运氯离子的CFTRCFTR蛋蛋白异常白异常，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。以上各图分别对应哪种跨膜运输方式？图中A、B、C三点物质运输速率的限制因素分别是什么？协助扩散或主动运输协助扩散 或自由扩散载体蛋白数量的限制载体蛋白数量的限制能量的限制自由扩散主动运输巩固练习 二、胞吞与胞吐：二、胞吞与胞吐：大分子物质的运输大分子物质
9、的运输变形虫的胞吞和胞吐示意图变形虫的胞吞和胞吐示意图 转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像但是，对于像蛋白质和多糖蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为这样的生物大分子的运输却无能为力。大分子物质力。大分子物质是如何进出是如何进出细胞细胞的呢？的呢？阅读课本71页第1、2段，尝试复述胞吐的过程，特点及其实例胞吞形成的胞吞形成的囊泡，在细囊泡，在细胞内可以被胞内可以被溶酶体降解！溶酶体降解！与膜上的蛋白质结合细胞膜内陷包围着大分子从细胞膜分离大分子物质 小囊 囊泡 进入（1）胞吞过程：（1）胞吞过程：与膜上的蛋白质
10、结合细胞膜内陷包围着大分子从细胞膜分离大分子物质 小囊 囊泡 进入接触接触包围包围凹陷凹陷 分离分离1.1.特点特点不需要载体不需要载体蛋白蛋白需要细胞膜上特定蛋白质的识别需要细胞膜上特定蛋白质的识别需要细胞呼吸所释放的需要细胞呼吸所释放的能量能量。2.2.实例实例白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。物颗粒等。举例：通过胞吞作用将胞外的_摄取到细胞内，最后在_中消化降解成_供细胞利用。主要发生在_中，其作用不仅仅是_，主要是清除_及_。注意：一些病毒借助胞吞侵入机体单细胞真核生物（如变形虫）：高等多细胞生物（吞噬细胞）：营养物溶酶体小分子有机物摄取营养物质侵染机体
11、的病原体衰老或凋亡的细胞吞噬细胞（2）胞吐过程：内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等消化腺细胞分泌的消化酶等。大分子物质大分子物质在细胞内形成在细胞内形成囊泡囊泡排出排出移动到细胞膜处移动到细胞膜处，与与其融合其融合移动移动排出排出融合融合 1.1.特点特点不需要载体不需要载体蛋白蛋白需要细胞膜上特定蛋白质的识别需要细胞膜上特定蛋白质的识别需要细胞呼吸所释放的需要细胞呼吸所释放的能量能量。2.2.实例实例3.结构基础：4.意义：2.运输特点：提示：胞吞、胞吐属于跨膜运输，但穿过的膜层数为0层。1.运输的物质：总结：胞吞与胞吐总结：胞吞与胞吐大
12、分子或颗粒性物质 消耗能量、不需要载体（需要膜上的蛋白质的参与）细胞膜的流动性通过胞吐细胞向外分泌分泌蛋白和激素，通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片，保证生命活动的正常进行。影响因素：影响因素：细胞膜的流动性细胞膜的流动性、温度和能量等、温度和能量等痢疾内变形虫痢疾内变形虫 变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫一一变形虫一一痢疾内变形虫痢疾内变形虫，能通过，能通过胞胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠吐作用分泌蛋白分解酶，溶
13、解人的肠壁组织，通过胞吞作用壁组织，通过胞吞作用“吃掉吃掉”肠壁肠壁组织细胞，组织细胞，并引发阿米巴痢疾。这种并引发阿米巴痢疾。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卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。巴痢疾的关键措施。与社会的联系与社会的联系 综上所述，综上所述，是自由扩散外，离子和小分子的是自由扩散外，离子和小分子的有机分子（如葡萄糖和氨基酸）有机分子（如葡萄糖和氨基酸）的的跨膜运输都要借助于跨膜运输都要借助于 ，体，体现了现了蛋白质是生命活动的承担者。蛋白质是生命活动的承担者。一种转运蛋白往往只适合转运特定的一种
14、转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此膜上转运蛋白的种类和数量，对物质的跨膜运输起着决定作物质，因此膜上转运蛋白的种类和数量，对物质的跨膜运输起着决定作用，这也是细胞膜具有用，这也是细胞膜具有 的结构基础。像蛋白质这样的生物的结构基础。像蛋白质这样的生物大分子，通过大分子，通过 进出细胞，其过程也需要进出细胞，其过程也需要 的参的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。阅读课本72页最后一段，尝试填空除一些不带电的小分子除一些不带电的小分子转运蛋白转运蛋白选择透过性选择透过性胞吞或胞吐胞吞或胞吐膜上蛋白质膜上蛋白质24（1）要确定某种物质的运输方式，必须“
15、三看”：一看是否为小分子物质跨膜运输；二看是否需要能量；三看是否需要转运蛋白。根据分子大小大分子物质小分子、离子运输方向向外胞吐向内胞呑是否需要 能量需要主动运输不需要被动运输是否需要 转运蛋白需要协助扩散不需要自由扩散（2）根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。（3）脂质类物质进出细胞的方式都是自由扩散。注意注意：1、神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐2、通过核孔运输的大分子物质有mRNA、蛋白质等3、需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性物质跨膜运输方式的判断方法归纳总结：物质出入细胞方式的比较（结合图片记忆）物质物质种类种类运输方式运输方式
16、方向方向转运或载体转运或载体蛋白蛋白能量能量实例实例离子、小离子、小分子物质分子物质大分子大分子物质物质归纳总结：物质出入细胞方式的比较物质物质种类种类运输方式运输方式方向方向转运转运或或载体蛋白载体蛋白能量能量实例实例离子、小离子、小分子物质分子物质被动运输自由扩散高浓度低浓度不需要不需要水、气体、乙醇、甘油、苯等协助扩散高浓度低浓度需要不需要水、葡萄糖、某些离子等主动运输低浓度高浓度需要需要小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K等大分子大分子物质物质胞吐由膜内到膜外不需要需要分泌蛋白的分泌胞吞由膜外到膜内不需要需要变形虫摄取有机物颗粒归纳总结：物质出入细胞方式的比较物质物质种类种类运输方式运
17、输方式方向方向转运转运或或载体蛋白载体蛋白能量能量实例实例离子、小离子、小分子物质分子物质高浓度低浓度不需要不需要水、气体、乙醇、甘油、苯等高浓度低浓度需要不需要水、葡萄糖、某些离子等主动运输低浓度高浓度需要需要小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K等大分子大分子物质物质胞吐由膜内到膜外不需要需要分泌蛋白的分泌胞吞由膜外到膜内不需要需要变形虫摄取有机物颗粒被动运输自由扩散协助扩散1.探究是主动运输还是被动运输2.探究是自由扩散还是协助扩散呼吸抑制剂主动运输被动运输蛋白质抑制剂协助扩散自由扩散探究:物质跨膜运输的实验设计1.如图甲表示某生物膜结构，如图甲表示某生物膜结构，abcd表示物质跨膜运输方
18、式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答：回答：（1）图甲中）图甲中B表示的结构表示的结构_，D表示表示_。（2）提取动物的细胞膜，最好选用）提取动物的细胞膜，最好选用_做材料；动物细胞吸水膨胀时做材料；动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，的厚度变小，这说明这说明B具有具有_。（3）若图甲是线粒体膜，）若图甲是线粒体膜，b过程运输的气体是过程运输的气体是_，c运输方式符合图运输方式符合图_（乙或丙）所表（乙或丙）所表示的物质运输曲线。示的物质运输曲线。（4）若图甲表示人体红细胞膜，则可以表示）若图甲表示人体红细胞膜，则可以表示K+运输的是图甲中运输的是图甲中_，Na+的运输方式符合图的运输方式符合图_（乙或丙）所示曲线。（乙或丙）所示曲线。随堂练习磷脂双分子层磷脂双分子层 糖蛋白糖蛋白哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞 一定的流动一定的流动性 氧气氧气 乙乙 a丙丙
