資源簡介

4.2 主動運輸與胞吞、胞吐
課標要求 2.1 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動。 2.1.2 舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白。 2.1.3 舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞。
學習目標 1.能說出主動運輸的特點及其與被動運輸的區別，構建主動運輸和被動運輸的模型（圖示、圖表），闡明不同跨膜運輸的方式的特點及意義，提升比較歸納能力（科學思維）。 2.能結合圖示闡明胞吐、胞吐的過程和特點，進一步認識生物膜結構與功能相適應的特點（生命觀念—結構與功能觀）。 3.社會責任：能運用物質跨膜運輸的原理解釋生活中常見的生物學現象及解決生活實踐中的問題（科學思維、社會責任）。
重點與難點 重點：1，2，3 難點：3
問題探討
人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細胞內碘濃度比血液中的高20~25倍。
1.甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是通過被動運輸嗎？
聯想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是否需要細胞提供能量？
3.這在各種物質的跨膜運輸中是特例還是有一定的普遍性？
主動運輸
1.探究主動運輸的方向及與能量、蛋白質的關系
任務一：主動運輸過程物質的運輸方向
資料1：麗藻細胞細胞內外物質濃度的比較：
離子 (H2PO4)- K+ Cl- Na+ SO42- Ca2+ Mg2+
細胞液濃度/池水濃度 18050 1065 100 46 25 13 10
思考：麗藻細胞內的(H2PO4)-、K+、Cl-、Na+等離子是順濃度還是逆濃度進入細胞內的？
(H2PO4)-進入細胞內可用于合成什么物質？Mg2+可用于合成那些物質？
資料2：人體細胞內外物質濃度比較（某一狀態下測定數據，相對值）
Na+ K+
紅細胞內 26 150
紅細胞外（血漿） 114 5
紅細胞從血漿中吸收K+，排出Na+是________濃度梯度運輸。
任務二：主動運輸過程消耗能量嗎？
資料3.為探究胡蘿卜根對磷酸鹽的吸收是否需要能量，研究人員做了以下實驗
你能從該實驗得出那些結論？
任務三：主動運輸過程需要特定蛋白質的協助嗎？
資料4：為探究細胞吸收磷酸鹽是否需要特定蛋白質協助，研究人員做了如下實驗：
①研究人員合成人工膜將其置于磷酸鹽溶液中，并提供能量，一段時間后發現實驗前后磷酸鹽濃度幾乎沒有發生改變。
②隨后研究人員又在人工合成的脂雙層膜中鑲嵌入蛋白質A，將新合成的人工膜其置于磷酸鹽溶液中，并提供能量，一段時間后發現實驗前后磷酸鹽濃度基本沒有發生改變。
③隨后研究人員又在人工合成的脂雙層膜中鑲嵌入蛋白質B，將新合成的人工膜其置于磷酸鹽溶液中，并提供能量，一段時間后發現實驗溶液中磷酸鹽濃度明顯降低。
結論：
2.歸納概括：
（1）主動運輸的特點有些？
（2）嘗試構建主動運輸的物理模型和數學模型。
主動運輸與氧氣濃度的關系如何？哺乳動物成熟的紅細胞主動運輸與氧氣濃度有何關系？
（3）主動運輸對于細胞的生命活動有何意義？
（4）載體蛋白有什么特點？
3.拓展延伸
（1）Na+-K+泵 （2）H+泵 （3）小腸吸收葡萄糖
思考：（1）Na+-K+泵有何作用？
（2）溶酶體膜上的H+泵轉運H+的方式什么？若溶酶體酶有少量滲漏到細胞質基質中，是否會對基質中造成重大破壞？原因是什么？
（3）小腸上皮細胞主動運輸排出Na+對于葡萄糖的運輸有何意義？小腸上皮細胞吸收葡萄糖是什么方式？小腸上皮細胞排出葡萄糖是什么方式？
（4）主動運輸需要的能量都由細胞呼吸提供嗎？
4與社會的聯系：囊性纖維病（P70）
據下圖分析囊性纖維病的發病原理
【例1】下圖a為部分物質進出腎小管上皮細胞的示意圖,圖b為部分細胞膜的亞顯微結構。請回答下列問題:
(1)組織液中O2進入腎小管上皮細胞的方式是　　　　,上皮細胞中氨基酸進入組織液的方式是　　　　,以上兩種運輸方式所需條件的區別是　　　　　　　　。
(2)上皮細胞的Na+進入組織液的方式是　　　　　,影響其運輸速率的因素有　　　　,此運輸方式體現了細胞膜的功能特點是具有一定的　　　　。
(3)從圖a可以看出,管腔中氨基酸進入腎小管上皮細胞時的動力來源于　　　　;圖b所示的細胞膜中存在3種信號分子,但只有1種信號分子能與其受體蛋白結合,這說明　　　　。
二、胞吐與胞吐
資料一：
離子直徑 分子直徑 LDL（低密度脂蛋白）直徑
0.02~0.5nm 0.3~0.4nm 20~50nm
僅就分子直徑分析，LDL能否通過主動運輸或者被動運輸的方式進入細胞？
資料二：大分子物質，如蛋白質、核苷酸、多糖、膽固醇與脂蛋白形成的顆粒等，很難直接穿過細胞膜。如LDL（膽固醇、磷脂和蛋白質結合形成低密度脂蛋白）是有一層磷脂外被的膽固醇小球，LDL是相對分子質量為3×106，直徑為22 nm的多分子復合物。通過與細胞膜表面的LDL受體（膜上的蛋白質）特異性結合而附著在膜上，這部分細胞膜內陷形成小囊，將LDL包在里面，在ATP提供能量的條件下，最終分離下來形成小囊泡進入細胞，這個過程為胞吞，可除去血液中過量的膽固醇，以防止血液中膽固醇含量過高。
資料三：漿細胞分泌的抗體本質為一種球蛋白，在核糖體中合成，經內質網、高爾基體加工后，在胞內形成囊泡，從細胞內部逐步移至細胞表面，囊泡的膜與細胞膜融合，將物質排出到細胞外液中發揮作用，這個過程叫做胞吐。
資料四：胞吞、胞吐過程中發生細胞膜的融合和斷裂，是一個耗能的過程（來自ATP的水解）。實驗證明，如果細胞呼吸被抑制，巨噬細胞的吞噬作用就會停止，在分泌細胞中，如果ATP合成受阻，分泌物無法被排出胞外。
歸納與概括：
大分子顆粒等 進出細胞方式 進出細胞方向 是否有選擇性 是否消耗ATP 結構基礎 意義
胞吞
胞吐
【例2】自選材料，不拘形式，探究細胞對某離子的運輸方式（對照設計、預期結果、相應的結論）
（1）X離子是主動運輸還是被動運輸
（2）Y物質是自由擴散還是協助擴散

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