2022-2023学年人教版(2019)必修一第4章第2节 主动运输与胞吞、胞吐学案.pdf
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1、第 2 节 主 动 运 输 与 胞 吞、胞 吐 学 习 目 标 1.通 过 对 小 分 子 物 质 逆 浓 度 梯 度 运 输 的 分 析,说 明 主 动 运 输 的 特 点。2.通 过 对 大 分 子 物 质 进 出 细 胞 过 程 的 分 析,说 明 胞 吞、胞 吐 的 特 点。3.通 过 对 物 质 跨 膜 运 输 多 种 方 式 的 比 较,总 结 概 括 细 胞 膜 跨 膜 运 输 各 种 方 式 的 结 构 基 础。问 题 探 究 知 识 生 成 新 知 探 究 一 主 动 运 输 问 题 探 究 资 料 1:皮 质 性 白 内 障 是 老 年 性 白 内 障 中 最 常 见 的
2、一 种 类 型,临 床 上 主 要 表 现 为 视 力 逐 渐 下 降。经 研 究 发 现,该 病 的 发 病 与 晶 状 体 的 氧 化 损 伤 有 关,氧 化 作 用 会 损 伤 晶 状 体 的 细 胞 膜,使 维 持 细 胞 内 正 常 低 钠 和 高 钾 离 子 浓 度 的 钠 钾 泵 功 能 明 显 改 变,对 Na*的 通 透 性 增 加,使 晶 状 体 内 的 Na,增 加,水 分 流 失。资 料 2:与 细 胞 外 液 相 比,动 物 细 胞 内 浓 度 高、Na,浓 度 低,这 对 于 细 胞 生 命 活 动 的 正 常 进 行 是 至 关 重 要 的。钠 钾 泵(一 种 A
3、TP水 解 酶 可 水 解 ATP)在 维 持 这 种 溶 液 浓 度 差 的 过 程 中 发 挥 着 重 要 的 作 用。细 胞 内 的 ATP和 Na,与 钠 钾 泵 上 相 应 位 点 结 合 后,ATP水 解 导 致 钠 钾 泵 的 构 象 发 生 改 变,将 Na*运 出 细 胞(如 图 1、2);之 后,细 胞 外 K*与 钠 钾 泵 上 相 应 位 点 结 合,磷 酸 基 团 与 钠 钾 泵 脱 离,钠 钾 泵 构 象 恢 复,将(运 入 细 胞(如 图 3、4)。结 合 教 材 P69及 P70第 1段,讨 论 下 列 问 题。问 题:分 析 Na和 K*运 输 过 程 中,钠
4、 钾 泵 和 ATP的 作 用 分 别 是 什 么?提 示:钠 钾 泵 作 为 载 体 蛋 白 起 到 转 运 的 作 用;ATP水 解 为 离 子 运 输 提 供 能 量。问 题(2):钠 钾 泵 既 能 与 IC结 合 也 能 和 Na,结 合,是 否 说 明 钠 钾 泵 不 具 有 特 异 性?提 示:不 是。钠 钾 泵 上 的 不 同 位 点 分 别 与 1 和 Na结 合,仍 然 具 有 特 异 性。问 题:上 述 物 质 运 输 的 方 式 称 为 主 动 运 输,请 概 括 主 动 运 输 的 概 念。提 示:物 质 逆 浓 度 梯 度 进 行 跨 膜 运 输,需 要 载 体 蛋
5、 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。问 题:主 动 运 输 对 于 细 胞 的 生 活 有 什 么 意 义?提 示:细 胞 通 过 主 动 运 输 来 选 择 吸 收 所 需 要 的 物 质,排 出 代 谢 废 物 和 对 细 胞 有 害 的 物 质,保 证 了 细 胞 和 个 体 生 命 活 动 的 需 要。问 题(5):据 发 病 机 理,提 出 一 种 预 防 白 内 障 的 思 路。提 示:可 以 适 量 增 加 富 含 抗 氧 化 剂 食 物 的 摄 入,避 免 晶 状 体 的 氧
6、化 损 伤。归 纳 总 结 不 同 物 质 跨 膜 运 输 方 式 的 比 较 物 质 跨 膜 被 动 运 输 主 动 运 输 即 时 应 用 运 输 的 方 式 自 由 扩 散 协 助 扩 散 物 质 运 输 方 向 高 浓 度 f低 浓 度 高 浓 度 f低 浓 度 低 浓 度 f高 浓 度 是 否 需 要 转 运 蛋 白 不 需 要 需 要 载 体 蛋 白 或 通 道 蛋 白 需 要 载 体 蛋 白 是 否 消 耗 能 量 不 消 耗 不 消 耗 消 耗 图 例 外 2*-*田 胞 眩*内*:外:修 内:。/。:细 胞 膜 出 夕 卜 内:度 体::屏。举 例。2、CC)2、H2O、甘
7、油、乙 醇、苯 等 40、某 些 离 子、红 细 胞 吸 收 葡 萄 糖 小 肠 吸 收 葡 萄 糖、氨 基 酸、无 机 盐 等 1.如 图 表 示 小 肠 绒 毛 上 皮 细 胞 内 外 不 同 离 子 的 相 对 浓 度。下 列 叙 述 正 确 的 是(C)(1 Iouml)/t e!爱 卜 M口 细 胞 内 150100500口 细 胞 外 MgA.Na IC通 过 主 动 运 输 进 入 细 胞 B.Mg2 Cl通 过 主 动 运 输 进 入 细 胞C.C1 Na,通 过 主 动 运 输 排 出 细 胞 D.K Mg?.通 过 主 动 运 输 排 出 细 胞 解 析:据 题 图 分 析
8、,Na.和 C 两 种 离 子 细 胞 内 的 浓 度 低 于 细 胞 外,和 Mg两 种 离 子 细 胞 内 的 浓 度 高 于 细 胞 外,故 Na,和 C 可 以 通 过 主 动 运 输 排 出 细 胞,I 和 Mg?*可 以 通 过 主 动 运 输 进 入 细 胞。2.钠 钾 泵 是 一 种 常 见 的 ATP_驱 动 泵(ATP是 细 胞 中 的 直 接 能 源 物 质,细 胞 水 解 ATP可 以 获 得 能 量),一 种 在 动 物 细 胞 的 能 量 系 统 中 起 主 要 作 用 的 载 体,也 是 一 种 能 催 化 ATP水 解 的 酶。这 种 泵 每 消 耗 1分 子
9、的 ATP,就 逆 浓 度 梯 度 将 3分 子 的 Na*泵 出 细 胞 外,将 2分 子 的 K,泵 入 细 胞 内。由 此 可 知(A.该 载 体 不 一 定 能 催 化 ATP水 解,但 一 定 能 促 进 物 质 的 转 运 B.图 中,Na,跨 膜 运 输 方 式 是 主 动 运 输,的 跨 膜 运 输 方 式 是 协 助 扩 散 C.水 分 子 进 入 细 胞 的 方 式 与 图 中 Na的 跨 膜 运 输 的 方 式 相 同 D.钠 钾 泵 对 维 持 动 物 细 胞 的 渗 透 压 平 衡 起 着 非 常 重 要 的 作 用 解 析:根 据 题 意,钠 钾 泵 是 一 种 常
10、 见 的 ATP一 驱 动 泵,也 是 能 催 化 ATP水 解 的 酶,所 以 该 载 体 一 定 能 催 化 ATP水 解;钠 离 子 和 钾 离 子 都 是 逆 浓 度 跨 膜 运 输,消 耗 能 量,所 以 都 属 于 主 动 运 输;水 分 子 进 入 细 胞 的 方 式是 协 助 扩 散 或 自 由 扩 散,而 图 中 钠 离 子 的 跨 膜 运 输 方 式 是 主 动 运 输;钠 离 子 在 细 胞 外 的 浓 度 高 于 细 胞 内,钾 离 子 浓 度 在 细 胞 内 高 于 细 胞 外,均 是 钠 钾 泵 维 持 的 结 果,说 明 钠 钾 泵 对 维 持 动 物 细 胞 的
11、 渗 透 压 平 衡 起 着 非 常 重 要 的 作 用。新 知 探 究 二 胞 吞 和 胞 吐 问 题 探 究 资 料:对 新 冠 病 毒(2019_nCoV)的 研 究 发 现,嵌 在 病 毒 脂 质 包 膜 上 的 刺 突 糖 蛋 白 可 以 识 别 人 宿 主 细 胞 的 受 体 ACE-2,之 后 细 胞 通 过 胞 吞 的 方 式 摄 入 病 毒(如 图 所 示)。病 毒 还 可 以 通 过 多 种 方 式 刺 激 人 体 的 免 疫 细 胞,受 刺 激 的 免 疫 细 胞 可 以 产 生 抗 体。抗 体 是 一 种 分 泌 蛋 白,其 合 成、加 工 和 分 泌 过 程 与 其
12、他 分 泌 蛋 白 的 形 成 过 程 基 本 相 同。问 题(1):简 述 人 体 细 胞 摄 入 病 毒 的 过 程。提 示:进 入 人 体 的 病 毒 表 面 的 S 蛋 白 与 人 细 胞 膜 表 面 的 ACE-2受 体 结 合 后 传 递 信 息,细 胞 膜 内 陷 形 成 小 囊,包 裹 病 毒 颗 粒,小 囊 脱 离 细 胞 膜 形 成 囊 泡。囊 泡 包 裹 病 毒 进 入 细 胞 内。问 题(2):简 述 免 疫 细 胞 合 成 和 分 泌 抗 体 的 过 程。提 示:氨 基 酸 先 在 游 离 的 核 糖 体 上 脱 水 缩 合 形 成 一 段 肽 链,随 后 这 段 肽
13、 链 与 核 糖 体 一 起 转 移 到 内 质 网 上 继 续 合 成 并 进 行 初 步 加 工 后,通 过 囊 泡 运 输 到 高 尔 基 体,进 一 步 加 工 为 成 熟 的 蛋 白 质,再 形 成 囊 泡 运 输 到 细 胞 膜,囊 泡 与 细 胞 膜 融 合 后 将 其 分 泌 到 细 胞 外。问 题(3):胞 吞 和 胞 吐 过 程 的 实 现 与 生 物 膜 结 构 的 特 性 有 什 么 关 系?提 示:两 者 都 依 赖 于 生 物 膜 的 流 动 性。问 题(4):试 根 据 病 毒 侵 入 人 体 的 过 程,提 出 一 种 治 疗 新 冠 肺 炎 的 思 路。提 示
14、:开 发 一 种 干 扰 病 毒 的 S 蛋 白 和 人 体 的 ACE-2受 体 蛋 白 相 结 合 的 化 学 物 质,该 物 质 可 以 起 到 阻 滞 病 毒 进 入 人 体 细 胞 的 作 用。归 纳 总 结 大 分 子 物 质 进 出 细 胞 的 方 式(1)胞 吞: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。(2)胞 吐:细 胞 需 要 外 排 的 大 分 子,先 在 细 胞 内 形 成 囊 泡,然
15、 后 移 动 到 细 胞 膜 处,并 与 之 融 合,将 大 分 子 排 出 细 胞。胞 吞、胞 吐 的 条 件 和 特 点:胞 吞 和 胞 吐 需 要(填“需 要”或“不 需 要”)消 耗 能 量,这 两 种 方 式 依 赖 于 细 胞 膜 的 结 构 特 点,即 具 有 一 定 的 流 动 性。MM快 速 判 定 物 质 进 出 细 胞 的 方 式 高 浓 度 低 浓 度 不 需 转 运 蛋 白 自 由 需 转 运 蛋 白 需 转 运 蛋 白 不 需 转 运 蛋 白 协 助*扩 散 协 助 扩 散 自 由 扩 散 耗 能 根 据 分 胞 吞、胞 吐 子 大 小 1小 分 子,主 动 运 输
16、 脂 溶 性 物 质、气 体,_物 质 I-自 由 扩 散 三 茹 图 氨 基 酸、离 子 等,一 般 为 主 动 运 输 即 时 应 用 3.用 磷 脂 双 分 子 层 将 某 种 不 容 易 进 入 细 胞 的 药 物 包 裹 成 小 球,通 过 小 球 膜 与 细 胞 膜 的 融 合 将 药 物 送 入 细 胞,从 而 达 到 治 疗 疾 病 的 目 的。该 药 物 的 化 学 成 分 和 进 入 细 胞 的 方 式 最 可 能 是(D)A.固 醇 自 由 扩 散 B.性 激 素 协 助 扩 散 C.蛋 白 质 主 动 运 输 D.蛋 白 质 胞 吞 解 析:固 醇 和 性 激 素 的
17、化 学 本 质 是 脂 质,细 胞 膜 的 基 本 骨 架 是 磷 脂 双 分 子 层,由 于 相 似 相 溶 的 原 理,它 们 均 经 自 由 扩 散 通 过 细 胞 膜,很 容 易 进 入 细 胞;蛋 白 质 属 于 大 分 子 物 质,进 入 细 胞 的 方 式 是 胞 吞,体 现 细 胞 膜 的 流 动 性。4.(不 定 项)如 图 表 示 某 细 胞 摄 取 和 排 出 生 物 大 分 子 的 过 程。下 列 与 此 有 关 的 叙 述 中,正 确 的 是(AB)A.a 是 胞 吞 过 程,b 是 胞 吐 过 程,均 需 要 消 耗 能 量 B.白 细 胞 吞 噬 病 原 体 是
18、通 过 a 过 程 实 现 的 C.a 过 程 细 胞 膜 内 陷 形 成 溶 酶 体,b 过 程 导 致 细 胞 膜 成 分 更 新 D.核 糖 体 上 合 成 的 蛋 白 质 可 以 通 过 a 过 程 进 入 细 胞 核 解 析:由 题 图 可 知,a 是 胞 吞 过 程,b 是 胞 吐 过 程,细 胞 通 过 胞 吞 和 胞 吐 来 摄 取 和 排 出 生 物 大 分 子。在 胞 吞、胞 吐 过 程 中,物 质 通 过 囊 泡 转 移,需 要 消 耗 能 量,但 不 需 要 转 运 蛋 白;白 细 胞 吞 噬 病 原 体 是 通 过 胞 吞 过 程 实 现 的;胞 吞 过 程 中 细
19、胞 膜 内 陷 形 成 囊 泡,不 能 形 成 溶 酶 体,胞 吐 过 程 导 致 细 胞 膜 成 分 更 新;蛋 白 质 通 过 核 孔 进 入 细 胞 核,不 会 通 过 胞 吞 方 式 进 入 细 胞 核。联 系 实 际 素 养 落 实 生 活 和 实 践 情 境 低 温 处 理 法、载 体 蛋 白 抑 制 法 和 细 胞 呼 吸 抑 制 法 都 能 影 响 物 质 进 出 细 胞。探 究:(1)低 温 处 理 法 能 影 响 物 质 进 出 细 胞 的 原 因 是 什 么?提 示:可 直 接 降 低 细 胞 膜 的 流 动 性;影 响 酶 的 活 性,从 而 影 响 能 量 供 应。载
20、 体 蛋 白 抑 制 法 对 人 体 成 熟 红 细 胞 吸 收 葡 萄 糖 有 影 响 而 对 甘 油 无 影 响,原 因 是 什 么?提 示:人 体 成 熟 红 细 胞 吸 收 甘 油 的 方 式 为 自 由 扩 散,不 需 要 载 体 蛋 白,而 吸 收 葡 萄 糖 的 方 式 为 协 助 扩 散,需 要 载 体 蛋 白。细 胞 呼 吸 抑 制 法 会 影 响(填 下 列 序 号)的 运 输。t 胰 岛 素 乙 醇 氨 基 酸 CO2提 示:(4)若 想 阻 止 某 种 特 定 金 属 离 子 进 出 细 胞,可 选 用 上 述 方 法 中 的 哪 一 种 方 法?原 因 是 什 么?提
21、 示:载 体 蛋 白 抑 制 法,载 体 蛋 白 具 有 专 一 性,而 低 温 处 理 法 和 细 胞 呼 吸 抑 制 法 均 无 专 一 性。课 堂 小 结 完 善 概 念 图 关 键 语 句 反 劲 运 输 竺 曳 逆 浓 度 梯 度.需 要 载 体 蛋 白.需 要 能 量 ZT主 动 运 输 与 胞 吞、胞 吐 1胞 吞、胞 通 竺 型 一 般 为 生 物 大 分 子 物 质,需 要 能 量 1.借 助 载 体 蛋 白 逆 浓 度 梯 度 运 输,需 要 细 胞 提 供 能 量 的 运 输 方 式 称 为 主 动 运 输。2.主 动 运 输 的 基 本 条 件 是 需 要 载 体 蛋
22、白 的 协 助 和 消 耗 细 胞 呼 吸 提 供 的 能 量。3.蛋 白 质 和 多 糖 等 有 机 大 分 子 由 于 分 子 太 大,靠 转 运 蛋 白 无 法 运 输,它 们 进 出 细胞 通 过 胞 吞 或 胞 吐。4.胞 吞、胞 吐 消 耗 细 胞 呼 吸 所 释 放 的 能 量。随 堂 反 馈 1.如 图 表 示 某 种 离 子 的 跨 膜 运 输,但 顺 序 打 乱 了,正 确 顺 序 以 及 这 些 图 代 表 的 过 程 分 别 是(B)a b e dA.d-cba 主 动 运 输 B.c-bda 主 动 运 输 C.abdc 被 动 运 输 D.adbc 被 动 运 输
23、解 析:分 析 题 图 可 知,此 离 子 跨 膜 运 输 需 要 载 体 蛋 白,而 且 要 消 耗 能 量,因 此 是 主 动 运 输。该 过 程 中 被 转 运 物 先 与 载 体 蛋 白 结 合,后 消 耗 能 量,可 以 判 断 出 此 离 子 主 动 运 输 的 顺 序 是 c-b-d-ao2.水 生 植 物 丽 藻 的 细 胞 液 中 IC浓 度 比 它 们 生 活 的 池 水 高 很 多 倍,丽 藻 细 胞 对 K,的 吸 收 必 须 具 备 哪 些 基 本 条 件(A)载 体 蛋 白 ATP供 能 从 高 浓 度 溶 液 到 低 浓 度 溶 液 从 低 浓 度 溶 液 到 高
24、 浓 度 溶 液 A.B.C.D.解 析:水 生 植 物 丽 藻 的 细 胞 液 中 1 浓 度 比 它 们 生 活 的 池 水 高 很 多 倍,据 此 可 推 知,丽 藻 细 胞 对 K的 吸 收 是 从 低 浓 度 溶 液 到 高 浓 度 溶 液,其 方 式 是 主 动 运 输,主 动 运 输 需 要 载 体 蛋 白 的 协 助,需 要 ATP供 能。3.某 哺 乳 动 物 神 经 细 胞 内 外 的 t 和 Na,浓 度 如 表。下 列 属 于 主 动 运 输 的 是(D)离 子 种 类 细 胞 内 溶 液 浓 度/(mmol L)细 胞 外 溶 液 浓 度/(mmol L)r 140.
25、0 3.0Na+18.0 145.0A.K.经 钾 离 子 通 道 排 出 细 胞 B.K*与 有 关 载 体 蛋 白 结 合 排 出 细 胞 C.Na*经 钠 离 子 通 道 排 出 细 胞 D.Na*与 有 关 载 体 蛋 白 结 合 排 出 细 胞 解 析:分 析 表 格 数 据 可 知,(排 出 神 经 细 胞 是 从 高 浓 度 到 低 浓 度 运 输,不 需 要 消 耗 能 量,不 是 主 动 运 输,而 K*进 入 细 胞 则 属 于 主 动 运 输;Na,排 出 神 经 细 胞 是 从 低 浓 度 到 高 浓 度 运 输,无 法 经 钠 离 子 通 道 排 出 细 胞,需 与
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