第四章

第2節主動運輸與胞吞胞吐人教版必修一

分子與細胞1.主動運輸資料1：成人每晝夜生成的原尿量可達180L，但每日排出的終尿量僅1.5L，可見原尿經過腎小管和集合管時，約有99%的水分被重吸收回血液。再從成分比較，終尿與原尿也有很大差別，例如，原尿含葡萄糖，終尿無。Q1：那么腎小管上皮細胞是通過什么運輸方式對原尿中的物質進行重吸收的？主動運輸Q2：聯想逆水行舟的情形，腎小管上皮細胞吸收葡萄糖是否需要能量？需要主動運輸：①定義：物質逆濃度梯度跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。②特點：逆濃度梯度運輸需要載體蛋白需要消耗能量Q3：相關細胞器？線粒體、核糖體1.主動運輸Na+-K+泵Ca+泵注：不同離子或分子的大小和性質不同，所以不同載體蛋白質的空間結構差別也很大，一種載體蛋白通常只能運輸一種或一類離子或分子。有特異性1.主動運輸Q4：主動運輸屬于特例，還是有一定的普遍性？③實例：12345細胞（除紅細胞）吸收葡萄糖小腸上皮細胞吸收氨基酸、核苷酸等營養物質植物細胞吸收礦質元素等

吸收無機鹽離子(順濃度梯度運輸除外)腎小管對葡萄糖重吸收資料2：原尿中的葡萄糖如果不能全部被腎小管上皮細胞重吸收，則會排出體外，對人體不利。機體每天可產生40～60mmol氫離子(H＋)固定酸，這些氫離子必須被中和并由腎臟排出，否則會對機體造成嚴重危害。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。1.主動運輸Q5：請根據資料分析主動運輸的意義？④意義：保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。（教材P70）1.主動運輸囊性纖維化是一種嚴重的遺傳疾病，患者汗液中氯離子的濃度升高，支氣管被異常黏液堵塞，導致這一疾病發生的主要原因是CFTR蛋白功能異常。CFTR蛋白在氯離子跨膜運輸過程中的作用如圖1、2所示，請回答下列問題：(1)正常情況下，支氣管上皮細胞在轉運氯離子時，氯離子首先與CFTR蛋白結合，在細胞內化學反應釋放的能量推動下，CFTR蛋白的

發生變化，從而將它所結合的氯離子轉運到膜的另一側，此過程，氯離子只能與CFTR蛋白結合，原因是

。空間結構(或自身構象)氯離子的大小和性質與CFTR蛋白的結合部位相適應1.主動運輸囊性纖維化是一種嚴重的遺傳疾病，患者汗液中氯離子的濃度升高，支氣管被異常黏液堵塞，導致這一疾病發生的主要原因是CFTR蛋白功能異常。CFTR蛋白在氯離子跨膜運輸過程中的作用如圖1、2所示，請回答下列問題：(2)囊性纖維化患者的主要臨床表現為支氣管中黏液增多，導致支氣管反復感染和氣道阻塞，呼吸急促。據圖分析，囊性纖維化患者支氣管中黏液增多的原因是：患者CFTR蛋白異常無法將氯離子主動運輸至細胞外導致水分子向膜外擴散速率減慢支氣管細胞表面的黏液不能被及時稀釋，黏稠的分泌物不斷積累1.主動運輸二、拓展應用2.檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸？如果要設計實驗加以證明，請說出實驗思路。（1）取甲、乙兩組生長狀態基本相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的無機鹽溶液中（2）甲組給予正常的細胞呼吸條件，乙組抑制細胞呼吸（3）一段時間后測定兩組植株根系對無機鹽的吸收速率若兩組植株對無機鹽的吸收速率相同，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為被動運輸；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為主動運輸。《必修一教材》P721.主動運輸資料3：若切斷腎的供氧渠道，重吸收速率降低。資料4：載體介導的跨膜運輸速率存在飽和現象，表現為載體對所轉運物質存在量的極限，載體與所轉運物質的結合達到限度，即使再提高濃度差，也不會再提高運輸效率。Q6：請據資料分析影響主動運輸速率的因素有哪些？限制因素：載體蛋白數量限制①能量②載體蛋白數量1.主動運輸Q6：請據資料分析影響主動運輸速率的因素有哪些？③溫度④物質濃度限制因素：載體蛋白數量或能量供應1.主動運輸主動運輸的類型所利用的能量儲存在一種離子的電化學梯度中同向協同轉運蛋白和反向協同轉運蛋白②協同轉運蛋白①ATP驅動泵直接型間接型間接型ATP酶活性1.主動運輸主動運輸的類型主動運輸的能量可來自ATP水解或電化學梯度(離子的濃度梯度)，如圖是與小腸上皮細胞有關的葡萄糖跨膜運輸的示意圖，其中a、b、c表示載體蛋白。據圖分析，下列敘述正確的是A.載體蛋白b轉運葡萄糖的過程中需要ATP水解供能B.在載體蛋白c的協助下，細胞內外的Na＋濃度趨于相同C.腸腔中的Na＋濃度降低，會影響小腸上皮細胞吸收葡萄糖D.機體短暫的供氧不足，會影響葡萄糖由小腸上皮細胞進入組織液√1.主動運輸主動運輸的類型袁隆平院士和他的團隊成功培育出耐鹽堿的“海水稻”。“海水稻”的細胞膜和液泡膜上有Na＋/H＋反向轉運蛋白，能利用H＋順濃度梯度運輸提供的驅動力，將細胞質內的Na＋逆濃度梯度排出細胞或將Na＋濃縮于液泡中，減少Na＋對細胞的毒害。下列分析正確的是A.Na＋排出細胞需要載體蛋白協助，并由ATP直接供能B.將Na＋濃縮于液泡中會降低細胞的吸水能力C.液泡中的H＋濃度小于細胞質基質中的H＋濃度D.該轉運蛋白的功能體現了生物膜的選擇透過性√海水稻抵抗無極鹽堿地脅迫的機制？1.主動運輸主動運輸的類型如圖所示為某耐鹽植物根毛細胞中2種離子的轉運方式，其中SOS1、HKT1和NHX代表轉運蛋白。下列相關敘述正確的是(

)AA.HKT1參與協助擴散B.液泡膜上NHX參與H＋的逆濃度梯度運輸C.該植物根毛細胞的細胞膜外pH高于細胞質基質D.若SOS1參與主動運輸，則所需能量由ATP水解提供1.主動運輸主動運輸的類型14.液泡主要存在于植物細胞中，具有維持細胞形態、儲存養料、調節細胞滲透吸水的作用。如圖表示某生活在沿海灘涂植物的根部細胞液泡示意圖。請據圖分析回答下列問題：注：NHX和H＋－ATP泵是液泡膜上的轉運蛋白。(1)液泡膜內部具有疏水性，水分子卻能夠進出液泡，主要原因是液泡膜上存在___________。液泡膜對無機鹽離子具有選擇透過性的結構基礎是______________________________________________________。(2)據圖分析，細胞液中H＋濃度______(填“高于”“等于”或“低于”)細胞質基質中H＋濃度。這種差異主要由液泡膜上的______

____來維持。沿海灘涂生長的植物根部液泡可以通過圖中所示方式增加液泡內Na＋的濃度，這對于植物生長的作用是：(3)研究發現，低溫脅迫下膜脂會由液態變為凝膠態，試分析低溫凍害造成細胞代謝紊亂的原因：水通道蛋白液泡膜上轉運蛋白的種類和數量及轉運蛋白空間結構的變化高于H＋-ATP泵同時也提高了液泡的滲透壓，從而提高植物的吸水力，進而適應高鹽環境物質運輸速率減慢，物質不能及時運進或運出，造成細胞代謝紊亂避免鈉離子對細胞代謝造成的影響，1.主動運輸①看曲線（題干）；②聯系主動運輸的條件；③回扣題目在0-a范圍內，隨著O2濃度增加，NO3-吸收速率增加。而主動運輸需要O2提供能量1.主動運輸定期松土作物甲和乙在各自NO3-最大吸收速率時，甲的O2濃度大于乙，意味著甲消耗的能量多于乙2.胞吞胞吐Q1：像多糖、蛋白質這些生物大分子是怎樣進出細胞的呢？2.胞吞胞吐胞吞與膜上的蛋白質結合細胞膜內陷舉例:白細胞吞噬病菌、變形蟲吞食細菌等食物顆粒包圍著大分子從細胞膜分離大分子物質小囊

囊泡

進入接觸包圍凹陷分離需要能量2.胞吞胞吐胞吐舉例:內分泌腺細胞合成的蛋白質類激素、消化腺細胞分泌的消化酶等大分子物質在細胞內形成囊泡排出移動到細胞膜處，與其融合需要能量包圍融合移動排出2.胞吞胞吐①特點：①不需要載體蛋白②需要消耗能量需要細胞膜上特定蛋白質的識別Q1：胞吞胞吐體現了細胞膜的什么結構特性？什么功能特性？選擇透過性一定的流動性②影響因素：細胞膜的流動性、溫度和能量等Q2：胞吞胞吐只能運輸大分子物質嗎？Q3：物質運輸過程中的囊泡都來自內質網、高爾基體嗎？一些小分子也可以運輸內質網、高爾基體或細胞膜2.胞吞胞吐物質出入細胞的方式被動運輸主動運輸胞吞胞吐自由擴散

協助擴散圖例

運輸方向是否需要轉運蛋白是否消耗能量舉例是否是是否