《主動運輸與胞吞、胞吐》細胞的物質輸入和輸出PPT
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、主動運輸
1.運輸方向:從_______→_______。
2.運輸條件:
(1)_________________。
(2)需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。
3.實例:小腸上皮細胞吸收葡萄糖。
4.意義:保證活細胞能夠___________________,主動選擇吸收_____________,排出____________________________。
【激疑】
動物細胞吸收葡萄糖的方式一定相同嗎?
提示:不一定相同。小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸,紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散。
二、胞吞與胞吐
結合胞吞和胞吐的運輸特點,判斷下列說法的正誤:
1.大分子物質進出細胞的方式為胞吞、胞吐。 ( )
2.細胞胞吞的過程中要依賴細胞膜的流動性。 ( )
3.胞吞、胞吐過程主要依靠膜的變形,是不需要消耗能量的。( )
提示:胞吞、胞吐需要消耗能量。
4.細胞在不斷胞吞的過程中,細胞膜的面積會越來越小。( )
提示:生物膜之間是可以相互轉化的,細胞膜的面積大小存在著動態平衡。
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主動運輸與胞吞胞吐PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點一 主動運輸與胞吞、胞吐
1.主動運輸與胞吞、胞吐的比較:
2.載體蛋白的特性:
(1)專一性:一種載體蛋白在對細胞內外物質進行運輸時只能對應地運送唯一的一種或性質非常相近的一類物質。
(2)飽和性:細胞膜上的載體蛋白數量有限,在運輸過程中當所有載體蛋白都已承擔相應的運輸任務時,運輸的速度不再因其他條件而加快。
【思考·討論】
細胞膜和細胞器膜吸收物質時都具有選擇性,但因其功能不同,所選擇吸收的物質不同,試結合膜的組成成分分析二者選擇性差異的原因是什么。(科學思維)
提示:蛋白質是生命活動的主要承擔者,由于膜蛋白的差異導致選擇性出現差異。
【素養案例】
(2016·全國卷Ⅰ改編)已知線粒體能夠合成一種高能物質ATP,該物質水解的過程中能為生命活動供能。離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白,能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是( )
A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協助擴散
B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的
C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率
D.加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率
【解題導引】
(1)審題關鍵:“ATP水解供能”“離子泵”“ATP水解酶活性”是題目的關鍵信息。
(2)判斷技巧:不耗能、不需要轉運蛋白→自由擴散;不耗能、需要轉運蛋白→協助擴散;耗能、需要載體蛋白→主動運輸。
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知識點二 影響物質運輸速率的因素
1.濃度差:
(1)由于自由擴散不需要轉運蛋白和能量,所以物質運輸速率與物質濃度成正比。
(2)由于協助擴散和主動運輸需要轉運蛋白,所以當所有的轉運蛋白都被利用了之后,物質的運輸速率將達到最大(P點),此時限制物質運輸速率的因素主要是轉運蛋白的數量。
(3)由于主動運輸可以逆濃度梯度運輸物質,所以當細胞內濃度大于細胞外濃度時,物質仍可以被吸收進入細胞。
2.O2濃度:
(1)甲圖代表的物質運輸方式為自由擴散或協助擴散。
(2)乙圖代表主動運輸方式。
①A點時,物質運輸所需的能量由無氧呼吸提供;
②AP段表明隨著O2濃度的增加,有氧呼吸產生的能量增多,主動運輸的速率增大。
③P點以后,當O2濃度達到一定程度后,受轉運蛋白數量等因素的限制,運輸速率不再增加。
3.溫度:
(1)從細胞膜的結構特點分析,溫度會影響細胞膜的流動性進而影響物質運輸速率。
(2)從代謝的角度分析,高溫或低溫均會影響酶的活性,進而影響細胞的能量供應,影響物質運輸速率。
【思考·討論】
1.雖然主動運輸可以逆濃度吸收生物所需要的物質,但是如果外界營養物質濃度太低對細胞正常的生命活動也會有影響。試舉例進一步說明。(生命觀念)
提示:生物對營養物質有一個量的要求,如果相關的營養物質在外界太少,無論如何進行主動運輸都不能滿足生物的需求。例如:缺碘的山區,由于營養缺乏,該地區的人多患“大脖子病”。植物缺鎂,葉片會變黃。
2.線粒體內膜含有一種蛋白質,H+可以順濃度差通過這種蛋白質,該過程體現了該蛋白質的什么功能?(生命觀念)
提示:作為轉運蛋白,體現了蛋白質的運輸功能。
【素養案例】
研究發現,在小腸絨毛的微絨毛面存在著兩種運輸葡萄糖的載體——SGLT1和GLUT2,前者是主動運輸的轉運蛋白,后者是協助擴散的轉運蛋白?？茖W家根據不同葡萄糖濃度下的運輸速率繪制出如圖曲線,下列說法中不正確的是( )
A.細胞運輸葡萄糖時,協助擴散最高速率約為主動運輸最高速率的3倍
B.在較低濃度下,主動運輸的載體先達到飽和狀態
C.小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式同時進行
D.在較高濃度下,細胞主要依賴主動運輸來增大吸收速率
【解題導引】
(1)審題關鍵:“SGLT1——主動運輸的轉運蛋白”“GLUT2——協助擴散的轉運蛋白”“橫坐標——葡萄糖濃度”。
(2)曲線關鍵:隨著葡萄糖濃度的變化,關注兩條曲線的變化趨勢差異。
【解析】選D。由圖可知,細胞運輸葡萄糖時,協助擴散最高速率是30左右,主動運輸是10左右,故A正確;在較低濃度下主動運輸先達到飽和狀態,故B正確;小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式是同時進行的,故C正確;在較高濃度下,細胞主要依賴協助擴散來增大吸收速率,故D錯誤。
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