資源簡介

第2節(jié) 主動運輸和胞吞、胞吐
一、主動運輸
1.概念：物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。
2.意義：主動運輸普遍存在于動植物和微生物細(xì)胞中，通過主動運輸來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。
3.過程：某些離子先與載體蛋白結(jié)合，ATP水解釋放能量的過程中所產(chǎn)生的磷酸基團(tuán)與載體蛋白結(jié)合，使其磷酸化，載體蛋白磷酸化后空間構(gòu)象發(fā)生改變，離子通過載體蛋白進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)。
4.特點：
⑴運輸方向一逆濃度梯度。
⑵需要載體蛋白。
①一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合。
②離子或分子與載體蛋白結(jié)合→載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)變化→運輸→載體蛋白恢復(fù)原狀。
③載體蛋白具有飽和性：膜上載體蛋白數(shù)量有限。
⑶消耗能量。
①主動運輸速率受能量的限制，同時與載體蛋白的種類、數(shù)量和空間結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。
②主動運輸需要消耗能量的方式有兩種：直接消耗能量或間接消耗能量(通過其他物質(zhì)的濃度梯度)。
5.實例：小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等；一些細(xì)胞吸收I 、K 、Ca ，排出Na 、CI 。
6.影響因素：載體的種類和數(shù)量；能量。
二、胞吞與胞吐
1.概念：
（1）胞吞：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時，首先大分子與膜上蛋白質(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，這種現(xiàn)象叫胞吞。（需消耗能量，不需要載體）
（2）胞吐：當(dāng)細(xì)胞外排大分子時，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，這種現(xiàn)象叫胞吐。（需消耗能量，不需要載體）
2.特點：細(xì)胞進(jìn)行胞吞、胞吐作用需要膜上蛋白質(zhì)的參與，不需要轉(zhuǎn)運蛋白；需要消耗能量；依賴于細(xì)胞膜具有一定的流動性。
3.舉例：分泌蛋白；白細(xì)胞吞噬病菌、變形蟲攝取有機物顆粒等。
（1）能進(jìn)行胞吞和胞吐運輸方式的物質(zhì)并不一定是大分子，特例是神經(jīng)遞質(zhì)——小分子。
（2）大分子通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核屬于細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)運輸，而胞吞、胞吐屬于細(xì)胞與外界進(jìn)行的物質(zhì)運輸。
4.為什么游離于細(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？
（1）蛋白質(zhì)是大分子有機物，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)胞外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身使用。
（2）附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動進(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。
三、物質(zhì)出入細(xì)胞方式的比較
（1）葡萄糖：進(jìn)入大部分人體組織細(xì)胞（如紅細(xì)胞）：協(xié)助擴散；小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖：主動運輸
（2）Na+：進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞： 協(xié)助擴散（靠離子通道）；運出神經(jīng)細(xì)胞：主動運輸（鈉鉀泵）
（3）K+：進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞：主動運輸（鈉鉀泵）；運出神經(jīng)細(xì)胞：協(xié)助擴散（靠離子通道）
物質(zhì)種類 運輸方式 方向 轉(zhuǎn)運蛋白 能量 實例
離子、小分子物質(zhì) 被動運輸 自由擴散 高濃度→ 低濃度 不需要 不需要 氣體、脂溶性的小分子有機物、少部分水
協(xié)助擴散 需要 離子和一些小分子有機物、大部分水
主動運輸 低濃度→ 高濃度 需要 需要 Na+ 、K+等無機鹽離子；小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖等
大分子物質(zhì) 胞吐 膜內(nèi)→膜外 不需要 需要 分泌蛋白
胞吞 膜外→膜內(nèi) 變形蟲攝取有機物顆粒
四、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式的影響因素
1.被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊懀?br/>?、俦晦D(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度主要影響自由擴散和協(xié)助擴散。自由擴散中，被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度越大，運輸速率越大。
　②協(xié)助擴散或主動運輸中，當(dāng)被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度較小時，隨被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度的增大，運輸速率也逐漸增大；被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度達(dá)到一定程度后，運輸速率不再繼續(xù)增大，原因是受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量的限制。
2.轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量對跨膜運輸?shù)挠绊懀?br/>（1）自由擴散不受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量的影響。
（2）轉(zhuǎn)運蛋白主要影響協(xié)助擴散和主動運輸。在其他條件適宜的情況下，轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量越多，運輸速率就越大。主動運輸還受能量供應(yīng)的影響。
3.氧氣濃度對跨膜運輸?shù)挠绊懀?br/>　　氧氣濃度通過影響細(xì)胞的呼吸進(jìn)而影響主動運輸?shù)乃俾省?br/>⑴自由擴散或協(xié)助擴散不受氧氣濃度的影響。
⑵氧氣濃度主要影響主動運輸。
?、貾點時：無氧呼吸為物質(zhì)的吸收提供能量，所以運輸速率不為零。
　②PQ段：隨著氧氣濃度的增大，有氧呼吸產(chǎn)生的能量增多，主動運輸速率增大。
　③Q點以后：當(dāng)氧氣濃度達(dá)到一定程度后，受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量以及其他限制因素的影響，運輸速率不再增加。
⑶當(dāng)橫坐標(biāo)為呼吸強度時，注意曲線的起點從零開始。
⑷特例：第一幅圖還可以表示哺乳動物的成熟紅細(xì)胞的主動運輸，因為哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無線粒體，通過無氧呼吸的方式提供能量。
4.溫度對物質(zhì)運輸速率的影響：
溫度可通過影響細(xì)胞膜的流動和細(xì)胞呼吸來影響物質(zhì)運輸速率。
　　　　生物膜的流動性
　　溫度 　　　　　　　　　　 物質(zhì)運輸速率
　　　　　　　　　 酶活性 　 呼吸速率
五、物質(zhì)跨膜運輸方式的判斷
1.模型圖分析：
圖1：自由擴散 圖2：協(xié)助擴散 圖3：主動運輸
圖4：自由擴散 圖5：協(xié)助擴散 圖6：主動運輸
2.曲線圖分析：
⑴圖⑦表示自由擴散，運輸速率與物質(zhì)濃度呈正比。
⑵圖⑧可表示協(xié)助擴散或主動運輸，若表示協(xié)助擴散，OP段限制因素是物質(zhì)濃度，P點后限制因素是載體數(shù)量；若表示主動運輸，OP段限制因素是物質(zhì)濃度，P點后限制因素是載體數(shù)量或能量。
⑶圖⑨曲線運輸速率與O2濃度無關(guān)，說明不消耗能量，曲線表示被動運輸。
⑷圖⑩表示主動運輸，OP段限制因素是O2濃度，P點后限制因素是載體數(shù)量。
⑸圖⑾曲線運輸速率與載體數(shù)量無關(guān)，說明不需要載體，曲線表示自由擴散。
⑹圖 可表示協(xié)助擴散或主動運輸。若表示協(xié)助擴散，OP段限制因素是載體數(shù)量，P點后載體達(dá)到飽和狀態(tài)，運輸速率達(dá)最大值；若表示主動運輸，OP段限制因素是載體數(shù)量，P點后限制因素是能量。
⑺圖⒀表示主動運輸，虛線下表示物質(zhì)從高濃度到低濃度運輸，虛線上表示物質(zhì)從低濃度到高濃度運輸，P點后限制圖素是載體數(shù)量或能量。

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