第2節(jié)主動運輸與胞吞、胞吐第4章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出生物學(xué)習(xí)目標(biāo)①通過閱讀教材內(nèi)容及資料，歸納概括并掌握主動運輸?shù)母拍?、特點及影響因素；通過分析曲線圖，依據(jù)各物質(zhì)運輸方式的特點判斷運輸方式及影響運輸速率的因素。（生命觀念、科學(xué)思維）②通過分析圖示，說出胞吞、胞吐的具體過程，歸納胞吞、胞吐的特點，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點。（生命觀念、科學(xué)思維）③通過表格歸納不同物質(zhì)運輸方式的特點；通過設(shè)計簡單的實驗方案探究、解決與物質(zhì)運輸相關(guān)的實際問題，提高利用所學(xué)知識解決實際問題的能力，同時培養(yǎng)科學(xué)探究能力。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）學(xué)習(xí)重難點重點：1.理解主動運輸?shù)倪^程及其與協(xié)助擴(kuò)散的異同。2.掌握胞吞、胞吐在跨膜運輸中的機(jī)制與特點。難點：1.理解主動運輸?shù)哪芰縼碓磁c影響因素的圖示解讀。2.準(zhǔn)確認(rèn)知胞吞、胞吐過程中的膜結(jié)構(gòu)變化與能量依賴特征。導(dǎo)入新課成人每晝夜生成的原尿量可達(dá)180L，但每日排出的終尿量僅1～2L，可見原尿經(jīng)過腎小管和集合管時，約有99%的水分被重吸收回血液。從成分比較，終尿與原尿也有很大差別，例如，原尿含葡萄糖，終尿無葡萄糖，腎小管上皮細(xì)胞如何對原尿中的物質(zhì)進(jìn)行重吸收的？人紅細(xì)胞吸收K+（30倍）輪藻細(xì)胞吸收K+（63倍）小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖生活中的例子低濃度梯度高濃度梯度這些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式是什么？我們將通過分析來探究。導(dǎo)入新課主動運輸新課講授任務(wù)一閱讀教材P69-70“主動運輸”部分，結(jié)合資料，思考學(xué)案中的問題。資料1：腎小球每天濾過鈉約500g，每天尿液中排出鈉3～5g。（腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)的Na＋濃度僅為10mmol·L－1，遠(yuǎn)低于細(xì)胞外。ATP為一種能源物質(zhì)，可提供能量）新課講授[任務(wù)一]主動運輸提示：協(xié)助擴(kuò)散；Na＋順濃度梯度且借助于通道蛋白進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞。1.主動運輸?shù)臈l件及意義（1）①腎小管管腔中原尿里大量的Na＋以何種方式進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞？請說出判斷依據(jù)。資料1：腎小球每天濾過鈉約500g，每天尿液中排出鈉3～5g。（腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)的Na＋濃度僅為10mmol·L－1，遠(yuǎn)低于細(xì)胞外。ATP為一種能源物質(zhì)，可提供能量）新課講授[任務(wù)一]主動運輸提示：逆濃度梯度進(jìn)行，需要載體蛋白協(xié)助，且消耗能量；主動運輸。1.主動運輸?shù)臈l件及意義（1）②Na＋運出腎小管上皮細(xì)胞需要哪些條件？是何種運輸方式？資料2：原尿中的葡萄糖在腎小管幾乎全部被重吸收。腎小管上皮細(xì)胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用Na＋濃度差的能量。但是Na＋濃度差的建立是依靠鈉鉀泵的，而鈉鉀泵需要消耗ATP。新課講授[任務(wù)一]主動運輸提示：葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞為主動運輸；出腎小管上皮細(xì)胞為協(xié)助擴(kuò)散。1.主動運輸?shù)臈l件及意義（2）①圖中葡萄糖進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞分別是哪種方式？②鈉鉀泵對葡萄糖的運輸有無影響？提示：有影響。逆濃度梯度運輸需要載體蛋白需要消耗能量1.主動運輸?shù)奶攸c新課講授[任務(wù)一]主動運輸【歸納總結(jié)】新課講授[任務(wù)一]主動運輸【歸納總結(jié)】2.請列表比較協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸。比較項目協(xié)助擴(kuò)散主動運輸相同運輸物質(zhì)是否需要轉(zhuǎn)運蛋白不同運輸方向是否消耗能量離子或小分子需要順濃度梯度逆濃度梯度不消耗消耗資料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被腎小管上皮細(xì)胞重吸收，則會排出體外，對人體不利。機(jī)體每天可產(chǎn)生40～60mmol氫離子(H＋)固定酸，這些氫離子必須被中和并由腎排出，否則會對機(jī)體造成嚴(yán)重危害。腎小管通過主動運輸分泌氫離子的功能可以確保其從尿液中順利排出。新課講授[任務(wù)一]主動運輸提示：主動選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個體生命活動的需要。1.主動運輸?shù)臈l件及意義（3）結(jié)合資料，嘗試總結(jié)主動運輸對人體細(xì)胞有什么意義。資料4：若切斷腎的供氧渠道，重吸收速率降低。資料5：載體介導(dǎo)的跨膜運輸速率存在飽和現(xiàn)象，表現(xiàn)為載體對所轉(zhuǎn)運物質(zhì)存在量的極限，載體與所轉(zhuǎn)運物質(zhì)的結(jié)合達(dá)到限度，即使再提高濃度差，也不會再提高運輸效率。新課講授[任務(wù)一]主動運輸提示：氧氣供應(yīng)(或能量供應(yīng))和載體蛋白的數(shù)量。2.影響主動運輸速率的因素根據(jù)以上資料，請總結(jié)影響主動運輸速率的因素有哪些。請在學(xué)案中完成影響主動運輸速率的圖像繪制。運輸速率氧氣濃度運輸速率轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量(1)①的運輸方式是

，影響物質(zhì)運輸速率的因素是

。(2)②的運輸方式是

。影響a點運輸速率的因素是

；b點之后運輸速率不再改變的原因是

。(3)③的運輸方式是

。(4)④的運輸方式是

。a點所需能量來自無氧呼吸，影響b點運輸速率的因素是

；c點之后運輸速率不再改變的原因是

。新課講授[任務(wù)一]主動運輸【遷移應(yīng)用】分析下列曲線所代表的物質(zhì)跨膜運輸方式及物質(zhì)運輸速率的影響因素。自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散或主動運輸物質(zhì)濃度膜上轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有限(主動運輸還受能量限制)自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)濃度主動運輸氧氣濃度膜上載體蛋白的數(shù)量有限原尿中每天濾出的蛋白質(zhì)可達(dá)1.8g左右，但尿液中幾乎無蛋白質(zhì)，這是為什么呢？新課講授胞吞與胞吐新課講授任務(wù)二新課講授[任務(wù)二]胞吞與胞吐1.閱讀教材P70-71，大分子物質(zhì)進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式是什么？其過程是怎樣的？提示：胞吞、胞吐。胞吞：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部（教材P71）。胞吐：細(xì)胞需要外排的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞（教材P71）。新課講授[任務(wù)二]胞吞與胞吐提示：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)，胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動性。2.分析教材圖4-8，回答以下問題：（1）胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？（2）物質(zhì)通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞的方式有何特點？胞吞、胞吐穿過了幾層生物膜？提示：需要消耗能量和膜上特定蛋白質(zhì)的識別；0層。新課講授新課講授提示：因為游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，無法直接通過被動運輸或主動運輸穿過細(xì)胞膜運輸?shù)郊?xì)胞膜外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身利用。而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，借助囊泡進(jìn)入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊泡中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。思考討論：游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)胞自身利用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。[任務(wù)二]胞吞與胞吐新課講授【歸納總結(jié)】比較物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的多種方式比較類型

自由擴(kuò)散

協(xié)助擴(kuò)散

主動運輸

胞吞、胞吐運輸方向

運輸動力

轉(zhuǎn)運蛋白

舉例

順濃度順濃度逆濃度胞吞—進(jìn)細(xì)胞胞吐—出細(xì)胞濃度差濃度差能量能量不需要不需要需要需要氧氣、二氧化碳、水、甘油等葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞離子大分子物質(zhì)[任務(wù)二]胞吞與胞吐新課講授[任務(wù)二]胞吞與胞吐【遷移應(yīng)用】如圖①～⑤表示物質(zhì)進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式，下列敘述正確的是(

)A．葡萄糖進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的方式不同B．Na＋主要以方式③運出小腸上皮細(xì)胞C．多肽以方式⑤進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，以方式②離開小腸上皮細(xì)胞D．口服維生素D通過方式⑤被吸收A【練習(xí)1】當(dāng)堂訓(xùn)練物質(zhì)跨膜運輸是細(xì)胞維持正常生命活動的基礎(chǔ)之一，也是細(xì)胞膜的重要功能之一。如圖表示某種離子跨膜運輸?shù)倪^程，下列敘述正確的是(

)A．用呼吸抑制劑處理不會影響該離子的跨膜運輸B．圖中膜結(jié)構(gòu)一定是細(xì)胞膜C．這種運輸方式能夠保證活細(xì)胞主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)D．膜上載體蛋白結(jié)合離子后其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變C【練習(xí)2】如圖①~④表示物質(zhì)出入細(xì)胞的不同方式，下列敘述正確的是（

）A．圖④過程主要依靠膜的選擇透過性，并且需要消耗能量B．溫度對圖③方式不會造成影響C．核苷酸和苯可以通過圖①方式運輸D．圖②方式不需要細(xì)胞呼吸提供能量D當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)3】由受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用，主要用于攝取特殊的生物大分子。其過程如下圖所示，下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．該過程以膜的流動性為基礎(chǔ)B．由受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細(xì)胞識別并需要內(nèi)部供能C．Na＋、K＋等無機(jī)鹽離子也可通過此方式運輸D．該過程不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性C當(dāng)堂訓(xùn)練當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)4】(不定項)主動運輸?shù)哪芰靠蓙碜訟TP水解或電化學(xué)梯度(離子的濃度梯度)，如圖是與小腸上皮細(xì)胞有關(guān)的葡萄糖跨膜運輸?shù)氖疽鈭D，其中a、b、c表示載體蛋白。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)A．載體蛋白b轉(zhuǎn)運葡萄糖的過程中需要ATP水解供能B．在載體蛋白c的協(xié)助下，細(xì)胞內(nèi)外的Na＋濃度趨于相同C．腸腔中的Na＋濃度降低，會影響小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖D．機(jī)體短暫的供氧不足，會影響葡萄糖由小腸上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液ABD(1)圖中

(填“M側(cè)”或“N側(cè)”)表示細(xì)胞膜外側(cè)，原因是_____________________。(2)土壤中Na＋濃度過高時，耐鹽植物將根細(xì)胞內(nèi)過多的Na＋轉(zhuǎn)運出細(xì)胞時的運輸方式為_________，該過程對根細(xì)胞的意義是________________________________________。(3)載體B可同時轉(zhuǎn)運兩種離子，某同學(xué)認(rèn)為載體B不具有特異性。請判斷該同學(xué)的觀點是否正確，并說明原因。當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)5】土壤鹽漬化是目前主要的生態(tài)問題之一。土壤中Na＋濃度過高時，Na＋可通過載體A進(jìn)入根細(xì)胞，對植物的生長發(fā)育形成脅迫，耐鹽植物能通過載體B將根細(xì)胞內(nèi)