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主動運輸與胞吞、胞吐
【教學目標】
1．掌握主動運輸的特點和實例。
2．掌握主動運輸的特點和實例。
3.了解物質跨膜運輸的方式與細胞膜結構之間的關系。
【教學重難點】
1．重點：
主動運輸的特點和實例。
2．難點：
胞吞、胞吐過程的特點和意義。
【教學過程】
一、教學策略：
采用講授與討論相結合的方法，基本思路可以確定為：展示現象→提出問題→解釋原理→總結概念。
列舉物質逆濃度梯度跨膜運輸的現象，提出這些物質為什么能夠逆濃度梯度運輸的問題，進行解釋，總結主動運輸的概念（被動運輸的概念也可在此對比總結），說明主動運輸的意義。最后可讓學生列表總結不同運輸方式的特點。
二、教學中還應注意以下幾點：
1．注意培養(yǎng)學生提出問題的能力，比如“問題探討”中第3道討論題，應該充分重視。第1節(jié)“被動運輸”中已說明離子和小分子有機物能通過協(xié)助擴散順濃度梯度運輸，而本節(jié)“問題探討”中的現象表明碘離子是逆濃度梯度進行跨膜運輸的，學生可以就此提出問題。
2．可以采用比喻或類比的方法，以便于學生理解，如“逆水行舟”等。
3．注意聯(lián)系社會實際，讓學生通過搜集資料，了解與物質跨膜運輸有關的疾病的研究進展，理解變形蟲通過胞吞和胞吐過程的生活史，強化學生的個人衛(wèi)生觀念。
4.引導學生比較和總結三種物質運輸方式的異同，進一步獲得提升。
二、答案和提示
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1．可以看出，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘不可能是通過被動運輸實現的，被動運輸的重要特征之一是順濃度梯度運輸。
2．提示：和逆水行舟一樣，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘需要細胞提供能量，來克服逆濃度梯度導致的濃度差。
3．提示：這種逆濃度梯度的主動運輸并不是特例，它具有一定普遍性，因為某些特殊的細胞環(huán)境需要富集特定的物質。
（二）思考與討論
1．胞吞、胞吐過程的實現不僅需要膜上蛋白質的參與，更離不開膜上磷脂雙分子層的流動性，這些都與生物膜結構的特性有關。
2．附著在內質網上的核糖體合成的蛋白質主要為分泌蛋白，分泌蛋白需要通過內質網膜進入內質網腔，再穿過細胞膜在細胞外發(fā)揮作用，需要都有胞吞和胞吐過程參與運輸。
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1．和是通過主動運輸進入細胞的。
2．和是通過主動運輸排出細胞的。
3．提示：因為以上四種離子細胞膜內外的濃度差較大，細胞只有通過主動運輸才能維持這種狀況。
三、參考資料
1．生物膜對小分子的轉運
細胞膜是細胞內與細胞所處環(huán)境之間進行物質交換的通透性屏障，物質進出細胞必須通過細胞膜。物質跨膜運輸的方式與物質的大小及性質有著直接的關系。氣體分子和小的脂溶性分子可直接穿過細胞膜完成運輸，帶電離子或大一些的分子需經由離子通道或載體蛋白協(xié)助進行運輸。
這類蛋白在細胞膜上形成特定的孔道，并且這種孔道的開與關是可調控的。控制開關的機制之一是胞外的信號分子通過與通道蛋白的結合，改變這些蛋白的構象，使通道打開或關閉。這種通道稱為配體門通道。另一種控制方式是細胞內或細胞外特定離子的濃度發(fā)生變化而導致膜電位變化，而膜電位的變化又導致通道蛋白構象變化，由此來控制通道的開關，此類通道稱為電位門通道。例如，當胞液中游離的濃度增加時，一些的通道打開。通道開放的時間是非常短的，常常只有幾毫秒，被運輸的物質順濃度梯度迅速穿過通道。不同通道常形成一個完整的系統(tǒng)，相互間協(xié)調，共同產生某一效應。
載體蛋白位于細胞膜上，它能與特定的分子和離子，如糖類、氨基酸，或金屬離子等結合，將這些分子或離子從膜的一側轉運到另一側。載體蛋白具有高度的特異性，一種載體蛋白通常只能轉運一類分子或離子。載體蛋白與分子或離子的結合是可逆的，即它轉運到一側后，就會與所運載的分子或離子分離。載體蛋白的轉運效率與分子在膜兩側的濃度梯度的大小有關。在協(xié)助擴散過程中，載體蛋白將物質從膜的一側運輸到膜的另一側，不需要細胞提供代謝能量，因為物質是順著濃度梯度進行運輸的。例如，哺乳動物肝細胞上的葡萄糖載體，是一種橫跨膜的蛋白，這種蛋白有兩種構象，一種構象是載體的葡萄糖結合點面向細胞膜外側，另一種構象是結合點面向細胞膜的內側。這種蛋白可將葡萄糖通過膜向細胞內外兩個方向運輸。究竟向哪個方向運輸，決定于物質在膜兩側的濃度。
2．生物膜對大分子的轉運
大分子物質，如蛋白質、多核苷酸、多糖、膽固醇與脂蛋白形成的顆粒等，很難直接穿過細胞膜。這些物質通過與膜上某種蛋白的特異親和力而附著于膜上，這部分細胞膜內陷形成小囊，將附著物包在里面，然后分離下來形成小囊泡進入細胞內部。這個過程稱為內吞作用。吞噬泡或吞飲泡一般與細胞質內的溶酶體融合，逐步將吞進的物質消化分解。
與內吞作用相反，有些物質通過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，將物質排出細胞。這個過程稱外排作用。
內吞作用與外排作用屬于主動運輸，因為它們與其他主動運輸一樣，也需要能量供應。有實驗證明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬細胞的吞噬作用就會停止，如果是糖酵解被抑制則無阻礙作用。內吞與外排作用的一個重要特征，是細胞攝入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不與細胞中其他大分子或細胞器混合。小囊泡快速地大規(guī)模地形成和融合，是所有真核細胞的特征之一。
大分子物質通過內吞作用進入胞內，是通過受體分子介導的。首先，大分子結合到細胞表面特定的受體上，受體所處的細胞膜稱為有被小窩。大分子與受體結合后，這部分細胞膜內陷，并最終從膜上脫落下來形成小囊泡，由于受體與大分子特異性結合，加之膜內陷與形成囊泡的速度極快，囊泡中含有的胞外液非常少。
細胞內合成的一些大分子若需轉運到細胞外，首先包裹在囊泡中，然后轉移到細胞膜并與細胞膜融合，囊泡中的物質排出細胞外，組成囊泡的膜成為細胞膜的一部分。胞外基質中的糖蛋白就是通過這種途徑運到胞外的。對于一些特殊的細胞，它們分泌的產物如激素、神經遞質等，也是通過這種方式釋放到細胞外。但是，分泌產物的釋放是受特定信號調節(jié)的。首先是分泌分子由囊泡包裹，移向細胞膜，當細胞接受到分泌信號后，囊泡與細胞膜融合，將分泌分子釋放到胞外。
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