第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 主动运输与胞吞、胞吐
1.说出主动运输的特点及其与被动运输的区别。
2.说出胞吞、胞吐的过程和特点。
3.阐明各种物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。
1 概念
物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
2 特点
(1)逆浓度梯度运输;(2)需要能量;(3)需要载体蛋白协助。
3 实例
小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收,就是通过主动运输进行的。
4 示意图
5 主动运输的意义
主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。
判断正误
核心归纳
1.被动运输与主动运输的比较
物质种类 | 运输方式 | 方向 | 转运蛋白 | 能量 | 实例 | |
离子、小分子物质 | 被动运输 | 自由扩散 | 顺浓度梯度 | 不需要 | 不需要 | O2、CO2、乙醇、甘油、苯等 |
协助扩散 | 顺浓度梯度 | 需要 | 不需要 | 水、葡萄糖、某些离子等 | ||
主动运输 | 逆浓度梯度 | 需要 | 需要 | 小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K+等 |
2.影响物质运输速率的因素及曲线分析
(1)物质浓度
①图甲中物质的运输速率只与物质浓度有关,图甲表示的运输方式为自由扩散。
②图乙中物质的运输速率不仅与物质浓度相关,还受膜上转运蛋白数量等的影响,图乙可以表示协助扩散或主动运输。
(2)O2浓度
①图丙的运输速率与O2浓度的大小无关,可以表示自由扩散或协助扩散的运输方式。也可以表示哺乳动物成熟的红细胞主动运输的曲线。
②图丁的运输速率与O2浓度的大小相关,可以表示主动运输的方式。其中a点时,物质运输所需的能量由无氧呼吸提供;b点之后运输速率不再改变的主要原因是膜上载体蛋白数量有限。
(3)温度
1 胞吞
含义:当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。
过程:大分子物质囊泡→大分子物质进入细胞内。
举例:白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等。
2 胞吐
含义:与胞吞相反,细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。
过程:大分子物质大分子物质排到细胞外。
举例:胰岛B细胞分泌胰岛素、浆细胞分泌抗体等。
3 结构基础
胞吞和胞吐都依靠生物膜的流动性,通过膜的融合实现。
4 特点
离子和小分子可以通过被动运输(包括自由扩散和协助扩散)和主动运输进行跨膜运输,但大分子物质不能直接跨膜,大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。
胞吞和胞吐过程中,物质通过形成囊泡转移,不属于跨膜运输方式,需要消耗能量,不需要载体。
判断正误
核心归纳
1.胞吞与胞吐的比较
项目 | 胞吞 | 胞吐 |
过程 | 首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部 | 细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞 |
特点 | 物质通过囊泡转移,不需要载体,但消耗能量 | |
举例 | 变形虫摄取水中的有机物颗粒 | 胰岛素、消化酶、抗体等的分泌 |
结构基础 | 依赖于细胞膜的流动性 |
2.半透膜与选择透过性膜
(1)半透膜:指一些物质可以透过,另一些物质不能透过的多孔性薄膜。从结构上看,生物膜相当于半透膜。但从功能上看,半透膜(如动物的膀胱膜)对物质的透性取决于它的分子间隙,只要分子直径小于此间隙的物质就可以通过。
(2)选择透过性膜:除一些不带电荷的小分子能够以自由扩散的方式进出细胞外,离子和较小的有机分子(如葡萄糖和氨基酸等)的跨膜运输必须借助于转运蛋白,细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用,这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。细胞膜的选择透过性是细胞膜的功能特点。
囊泡运输调控机制,是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜,而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡通过与目标细胞膜融合,在神经细胞指令下可精确控制荷尔蒙、生物酶、神经递质等分子传递的恰当时间与位置。
小技巧
判定物质出入细胞的方式
A基础训练
知识点
知识点1·能力点1
2021·哈尔滨师大附中高一下开学考·知识点1
2021·盐城中学高一上期中·知识点1、2·能力点1、2
能力点2
能力点1
2021·漳平一中高一上月考·知识点1
2021·潍坊一中高一上期中·能力点2
知识点1、2
材料知识点1、2
B高考训练
2020·哈尔滨高一上期中·知识点1·能力点1
2021·三明一中高一上月考·知识点1
2021·赣州五校协作体高二上期中·知识点1·能力点1
2021·北京房山一模·知识点2
2018·全国卷Ⅱ·能力点2
经典·江苏卷·知识点1、2
C拓展训练
2021·烟台二中高一上月考·知识点1
