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主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐
【教學(xué)目標(biāo)】
1．掌握主動運(yùn)輸?shù)奶攸c和實例。
2．掌握主動運(yùn)輸?shù)奶攸c和實例。
3.了解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
【教學(xué)重難點】
1．重點：
主動運(yùn)輸?shù)奶攸c和實例。
2．難點：
胞吞、胞吐過程的特點和意義。
【教學(xué)過程】
一、教學(xué)策略：
采用講授與討論相結(jié)合的方法，基本思路可以確定為：展示現(xiàn)象→提出問題→解釋原理→總結(jié)概念。
列舉物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象，提出這些物質(zhì)為什么能夠逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)膯栴}，進(jìn)行解釋，總結(jié)主動運(yùn)輸?shù)母拍睿ū粍舆\(yùn)輸?shù)母拍钜部稍诖藢Ρ瓤偨Y(jié)），說明主動運(yùn)輸?shù)囊饬x。最后可讓學(xué)生列表總結(jié)不同運(yùn)輸方式的特點。
二、教學(xué)中還應(yīng)注意以下幾點：
1．注意培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，比如“問題探討”中第3道討論題，應(yīng)該充分重視。第1節(jié)“被動運(yùn)輸”中已說明離子和小分子有機(jī)物能通過協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度運(yùn)輸，而本節(jié)“問題探討”中的現(xiàn)象表明碘離子是逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)�，學(xué)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(xué)生理解，如“逆水行舟”等。
3．注意聯(lián)系社會實際，讓學(xué)生通過搜集資料，了解與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān)的疾病的研究進(jìn)展，理解變形蟲通過胞吞和胞吐過程的生活史，強(qiáng)化學(xué)生的個人衛(wèi)生觀念。
4.引導(dǎo)學(xué)生比較和總結(jié)三種物質(zhì)運(yùn)輸方式的異同，進(jìn)一步獲得提升。
二、答案和提示
（一）問題探討
1．可以看出，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘不可能是通過被動運(yùn)輸實現(xiàn)的，被動運(yùn)輸?shù)闹匾卣髦皇琼槤舛忍荻冗\(yùn)輸。
2．提示：和逆水行舟一樣，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘需要細(xì)胞提供能量，來克服逆濃度梯度導(dǎo)致的濃度差。
3．提示：這種逆濃度梯度的主動運(yùn)輸并不是特例，它具有一定普遍性，因為某些特殊的細(xì)胞環(huán)境需要富集特定的物質(zhì)。
�。ǘ┧伎寂c討論
1．胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)不僅需要膜上蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)的特性有關(guān)。
2．附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)主要為分泌蛋白，分泌蛋白需要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，再穿過細(xì)胞膜在細(xì)胞外發(fā)揮作用，需要都有胞吞和胞吐過程參與運(yùn)輸。
（三）技能訓(xùn)練
1．和是通過主動運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞的。
2．和是通過主動運(yùn)輸排出細(xì)胞的。
3．提示：因為以上四種離子細(xì)胞膜內(nèi)外的濃度差較大，細(xì)胞只有通過主動運(yùn)輸才能維持這種狀況。
三、參考資料
1．生物膜對小分子的轉(zhuǎn)運(yùn)
細(xì)胞膜是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞所處環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換的通透性屏障，物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞必須通過細(xì)胞膜。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的大小及性質(zhì)有著直接的關(guān)系。氣體分子和小的脂溶性分子可直接穿過細(xì)胞膜完成運(yùn)輸，帶電離子或大一些的分子需經(jīng)由離子通道或載體蛋白協(xié)助進(jìn)行運(yùn)輸。
這類蛋白在細(xì)胞膜上形成特定的孔道，并且這種孔道的開與關(guān)是可調(diào)控的。控制開關(guān)的機(jī)制之一是胞外的信號分子通過與通道蛋白的結(jié)合，改變這些蛋白的構(gòu)象，使通道打開或關(guān)閉。這種通道稱為配體門通道。另一種控制方式是細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外特定離子的濃度發(fā)生變化而導(dǎo)致膜電位變化，而膜電位的變化又導(dǎo)致通道蛋白構(gòu)象變化，由此來控制通道的開關(guān)，此類通道稱為電位門通道。例如，當(dāng)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(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)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(diào)，共同產(chǎn)生某一效應(yīng)。
載體蛋白位于細(xì)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(jié)合，將這些分子或離子從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)。載體蛋白具有高度的特異性，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運(yùn)一類分子或離子。載體蛋白與分子或離子的結(jié)合是可逆的，即它轉(zhuǎn)運(yùn)到一側(cè)后，就會與所運(yùn)載的分子或離子分離。載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)效率與分子在膜兩側(cè)的濃度梯度的大小有關(guān)。在協(xié)助擴(kuò)散過程中，載體蛋白將物質(zhì)從膜的一側(cè)運(yùn)輸?shù)侥さ牧硪粋?cè)，不需要細(xì)胞提供代謝能量，因為物質(zhì)是順著濃度梯度進(jìn)行運(yùn)輸?shù)�。例如，哺乳動物肝�?xì)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(gòu)象，一種構(gòu)象是載體的葡萄糖結(jié)合點面向細(xì)胞膜外側(cè)，另一種構(gòu)象是結(jié)合點面向細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)。這種蛋白可將葡萄糖通過膜向細(xì)胞內(nèi)外兩個方向運(yùn)輸。究竟向哪個方向運(yùn)輸，決定于物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度。
2．生物膜對大分子的轉(zhuǎn)運(yùn)
大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、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(xì)胞膜。這些物質(zhì)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(xì)胞膜內(nèi)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(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。這個過程稱為內(nèi)吞作用。吞噬泡或吞飲泡一般與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的溶酶體融合，逐步將吞進(jìn)的物質(zhì)消化分解。
與內(nèi)吞作用相反，有些物質(zhì)通過形成囊泡從細(xì)胞內(nèi)部逐步移至細(xì)胞表面，囊泡的膜與細(xì)胞膜融合，將物質(zhì)排出細(xì)胞。這個過程稱外排作用。
內(nèi)吞作用與外排作用屬于主動運(yùn)輸，因為它們與其他主動運(yùn)輸一樣，也需要能量供應(yīng)。有實驗證明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬細(xì)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(nèi)吞與外排作用的一個重要特征，是細(xì)胞攝入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不與細(xì)胞中其他大分子或細(xì)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(xì)胞的特征之一。
大分子物質(zhì)通過內(nèi)吞作用進(jìn)入胞內(nèi)，是通過受體分子介導(dǎo)的。首先，大分子結(jié)合到細(xì)胞表面特定的受體上，受體所處的細(xì)胞膜稱為有被小窩。大分子與受體結(jié)合后，這部分細(xì)胞膜內(nèi)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(jié)合，加之膜內(nèi)陷與形成囊泡的速度極快，囊泡中含有的胞外液非常少。
細(xì)胞內(nèi)合成的一些大分子若需轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，首先包裹在囊泡中，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜并與細(xì)胞膜融合，囊泡中的物質(zhì)排出細(xì)胞外，組成囊泡的膜成為細(xì)胞膜的一部分。胞外基質(zhì)中的糖蛋白就是通過這種途徑運(yùn)到胞外的。對于一些特殊的細(xì)胞，它們分泌的產(chǎn)物如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等，也是通過這種方式釋放到細(xì)胞外。但是，分泌產(chǎn)物的釋放是受特定信號調(diào)節(jié)的。首先是分泌分子由囊泡包裹，移向細(xì)胞膜，當(dāng)細(xì)胞接受到分泌信號后，囊泡與細(xì)胞膜融合，將分泌分子釋放到胞外。
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