第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

下面的文字摘自某高血壓治療藥物說(shuō)明書(shū)：“本品為二氫吡啶類鈣通道阻滯劑，抑制血管平滑肌和心肌細(xì)胞的跨膜鈣離子內(nèi)流，但以血管作用為主。本品引起冠狀動(dòng)脈、腎小動(dòng)脈等全身血管的擴(kuò)張，產(chǎn)生降壓作用。”

許多藥物都是針對(duì)細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ姥邪l(fā)的，你知道這是為什么嗎？

細(xì)胞是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜不僅是將細(xì)胞內(nèi)外隔開(kāi)的屏障，也是控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的門(mén)戶。

細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)輸入和輸出的呢？不同的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭粯訂幔窟@與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？自由擴(kuò)散演示按鈕協(xié)助擴(kuò)散演示按鈕方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散條件能量轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白速率影響因素實(shí)例運(yùn)輸方向不需要不需要不需要需要O2、CO2、水和脂溶性小分子水、葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞被運(yùn)物質(zhì)濃度高的一側(cè)→濃度低的一側(cè)（順濃度梯度）濃度差濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量溫故知新：被動(dòng)運(yùn)輸生命活動(dòng)需要的各種物質(zhì)都是通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸完成嗎？

第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐目標(biāo)010203舉例說(shuō)明胞吞和胞吐的過(guò)程。利用細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型解釋各種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健ｊU明主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程、特點(diǎn)和意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)

人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動(dòng)中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20-25倍。1、甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸嗎？被動(dòng)運(yùn)輸是從高濃度到低濃度的運(yùn)輸方式，而碘是從低濃度運(yùn)輸?shù)礁邼舛取?wèn)題探討討論：不是

人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動(dòng)中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20-25倍。2、聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要細(xì)胞提供能量？問(wèn)題探討討論：需要細(xì)胞提供能量。3、這在各種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性？人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍。輪藻細(xì)胞中K+的濃度比周圍水環(huán)境高63倍。小腸液中氨基酸、葡萄糖的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它們?cè)谛∧c上皮細(xì)胞中的濃度，但它們?nèi)匀荒鼙恍∧c上皮細(xì)胞吸收。這些物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸都是逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)?/p>

人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動(dòng)中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20-25倍。問(wèn)題探討討論：3、這在各種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性？具有普遍性。這些物質(zhì)為什么能逆濃度梯度運(yùn)輸呢？逆濃度梯度運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸1.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睢?.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。3.與主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有哪些？4.主動(dòng)運(yùn)輸中載體蛋白的特點(diǎn)。5.舉例哪些物質(zhì)可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸方式進(jìn)出細(xì)胞。6.主動(dòng)運(yùn)輸中能量的來(lái)源。7.影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩亍?.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x。自主閱讀課本P69-70相關(guān)內(nèi)容，完成以下內(nèi)容。一、主動(dòng)運(yùn)輸一、主動(dòng)運(yùn)輸

物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。1、概念：2、特點(diǎn)：①逆濃度梯度運(yùn)輸②需要載體蛋白協(xié)助③需要能量3、相關(guān)細(xì)胞器：①核糖體②線粒體一、主動(dòng)運(yùn)輸(合成載體蛋白)(產(chǎn)生能量)以K+主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程為例K+與載體蛋白特異性結(jié)合細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放能量的推動(dòng)載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變K+被釋放載體蛋白空間結(jié)構(gòu)恢復(fù)載體蛋白又去轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)4、載體蛋白的特點(diǎn)：一、主動(dòng)運(yùn)輸4、載體蛋白的特點(diǎn)：

(一種載體蛋白只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合)①具有特異性（或?qū)Ｒ恍裕坜D(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化②與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子或分子結(jié)合④可重復(fù)利用⑤具有飽和性5、主動(dòng)運(yùn)輸實(shí)例：①甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘離子④離子和其他物質(zhì)在逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸時(shí)②小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)③人紅細(xì)胞和輪藻細(xì)胞吸收K+一、主動(dòng)運(yùn)輸6、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰縼?lái)源：ATP水解為ADP和Pi時(shí)放能，供主動(dòng)運(yùn)輸利用。一、主動(dòng)運(yùn)輸鈉鉀泵H+進(jìn)入溶酶體P點(diǎn)后限制因素：

載體蛋白的數(shù)量P點(diǎn)后限制因素：

載體蛋白的數(shù)量②載體蛋白的數(shù)量③能量物質(zhì)濃度7、影響因素：物質(zhì)濃度運(yùn)輸速度能量（ATP)運(yùn)輸速度O2濃度運(yùn)輸速度(O2通過(guò)影響能量供應(yīng)影響運(yùn)輸速率)一、主動(dòng)運(yùn)輸哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸與氧氣濃度無(wú)關(guān)。P?P?P?P點(diǎn)前限制因素：

物質(zhì)濃度P點(diǎn)后限制因素：

載體蛋白的數(shù)量或能量P點(diǎn)前限制因素：

能量P點(diǎn)前限制因素：

O2濃度m?氧氣濃度為0時(shí)，可由無(wú)氧呼吸為其提供能量

判斷以下各圖分別對(duì)應(yīng)哪種跨膜運(yùn)輸方式及圖中A、B、C三點(diǎn)物質(zhì)運(yùn)輸速率的限制因素分別是什么？協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白數(shù)量的限制載體蛋白數(shù)量的限制能量的限制自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸一、主動(dòng)運(yùn)輸

普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)選擇吸收所需要的物質(zhì)、排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。8、意義：通過(guò)以上的學(xué)習(xí)，比較跨膜運(yùn)輸三種方式有何異同。物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸方向是否需要載體蛋白是否需要消耗能量舉例影響運(yùn)輸?shù)囊蛩匾弧⒅鲃?dòng)運(yùn)輸物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸方向是否需要載體蛋白是否需要消耗能量舉例小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸三種方式的比較

順濃度梯度高濃度低濃度

順濃度梯度高濃度低濃度

逆濃度梯度低濃度高濃度不需要需要需要不消耗不消耗消耗

影響運(yùn)輸?shù)囊蛩厮肿印怏w（氧氣、二氧化碳）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）水分子；葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞；離子、氨基酸等順濃度梯度運(yùn)輸離子或其他物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸濃度差濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白、能量一、主動(dòng)運(yùn)輸

囊性纖維化發(fā)生的一種主要原因是，患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，造成細(xì)菌感染。這一發(fā)現(xiàn)給囊性纖維化的治療帶來(lái)了新的希望。請(qǐng)搜集資料，了解與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān)的疾病的研究進(jìn)展。與社會(huì)的聯(lián)系肺黏液阻塞了氣道1、下圖為氨基酸和鈉離子進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖。下表選項(xiàng)中

正確的是（）選項(xiàng)管腔中氨基酸

上皮細(xì)胞管腔中鈉離子

上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞中氨基酸

組織液A主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸B被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸C被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸D主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸隨堂練習(xí)D轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白雖然能幫助離子和小的分子通過(guò)細(xì)胞膜，但是，對(duì)于像蛋白質(zhì)和多糖這樣的生物大分子的運(yùn)輸卻無(wú)能為力。那么這些大分子是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢？變形蟲(chóng)攝取水中的有機(jī)物顆粒，就需要解決大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的問(wèn)題。二、胞吞與胞吐1、胞吞：二、胞吞與胞吐1、胞吞：（1）過(guò)程包圍著大分子從細(xì)胞膜分離與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)陷大分子物質(zhì)小囊

囊泡

進(jìn)入細(xì)胞二、胞吞與胞吐1、胞吞：（1）過(guò)程需要能量（4）實(shí)例①變形蟲(chóng)攝取食物顆粒②吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌等結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動(dòng)性在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體降解。（2）特點(diǎn)①需要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量②不需要載體細(xì)胞膜的流動(dòng)性③需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識(shí)別（3）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：二、胞吞與胞吐1、胞吐：（1）過(guò)程大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡排出細(xì)胞移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合二、胞吞與胞吐2、胞吐：（1）過(guò)程需要能量（2）特點(diǎn)①需要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量（4）實(shí)例③乳腺細(xì)胞分泌乳汁中的蛋白質(zhì)②內(nèi)分泌腺細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)類激素②不需要載體細(xì)胞膜的流動(dòng)性結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動(dòng)性③需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識(shí)別（3）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：①消化腺細(xì)胞分泌消化酶(3)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：(2)運(yùn)輸特點(diǎn)：(1)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：二、胞吞與胞吐3、胞吞、胞吐的共同點(diǎn)：大分子或顆粒性物質(zhì)消耗能量、不需要載體、需要膜上的蛋白質(zhì)參與。細(xì)胞膜的流動(dòng)性注意：(1)神經(jīng)遞質(zhì)大部分是小分子物質(zhì)，但釋放的方式也是胞吐(2)胞吞、胞吐屬于跨膜運(yùn)輸，但穿過(guò)膜的層數(shù)為0層。(3)需要膜上蛋白質(zhì)的參與，離不開(kāi)膜上磷脂雙分子層的流動(dòng)性細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ);該過(guò)程中膜的變形也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。1、胞吞、胞吐過(guò)程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？2、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)胞自身使

用，而附在內(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。

試分析其中道理。

蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，游離的核糖體合成的蛋白質(zhì)無(wú)法被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞外，也只能游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，供細(xì)胞自用；而附在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體，其合成的蛋白質(zhì)先進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工，然后形成囊泡發(fā)送到高爾基體進(jìn)一步加工，成熟的蛋白質(zhì)又由囊泡包圍運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，通過(guò)胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。胞吞、胞吐過(guò)程的特點(diǎn)及意義思考·討論

變形蟲(chóng)既能通過(guò)胞吞攝取單細(xì)胞生物等食物，又能通過(guò)胞吐排出食物殘?jiān)蛷U物。

在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲(chóng)——痢疾內(nèi)變形蟲(chóng)，能通過(guò)胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，通過(guò)胞吞作用“吃掉”腸壁組織細(xì)胞，并引發(fā)阿米巴痢疾。這種病原體通過(guò)飲食傳播，注意個(gè)人飲食衛(wèi)生、加強(qiáng)公共衛(wèi)生建設(shè)是預(yù)防阿米巴痢疾的關(guān)鍵措施。與社會(huì)的聯(lián)系1、胞吞、胞吐過(guò)程與被動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，均需要細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的參與。（）2、胞吞、胞吐過(guò)程與主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，均需要消耗能量。（）3、胞吞、胞吐的過(guò)程不需要膜上的蛋白質(zhì)的參與。（）4、大分子有機(jī)物要通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量。（）5、胞吞和胞吐消耗的能量主要來(lái)自于線粒體。（）6、細(xì)胞內(nèi)的生物大分子(如胃蛋白酶)運(yùn)出細(xì)胞的方式是

（

)A、胞吐B、自由擴(kuò)散C、協(xié)助擴(kuò)散D、被動(dòng)運(yùn)輸隨堂練習(xí)A主動(dòng)運(yùn)輸

;協(xié)助擴(kuò)散

;自由擴(kuò)散

.細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)bcdea代表各種物質(zhì)分子或離子

能量

能量a、ec、db課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用.

1.一種物質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c該物質(zhì)的分子大小等性質(zhì)有關(guān)。判斷下

列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確。（1）相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)（

）（2）大分子有機(jī)物要通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗

能量。（

）（3）被動(dòng)運(yùn)輸都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要借

助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（

）（4）主動(dòng)運(yùn)輸都是逆濃度梯度進(jìn)行的，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要借

助膜上的載體蛋白（

）一、

概念檢測(cè)×××√.

2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯e(cuò)誤的是

（

）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收糖分的結(jié)果B.脂溶性物質(zhì)較易通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但不消耗能量，屬于協(xié)助