备课素材：被动运输问题释疑 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

被动运输问题释疑 1.被动运输需要能量吗？ 被动运输(passivetransport)是指通过简单扩散或协助扩散实 现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自物质的 浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。 2.水分子如何自由扩散？ 一般认为，在简单扩散的跨膜转运中，涉及跨膜物质溶解在膜 脂中，再从膜脂一侧扩散到另一侧，最后进人细胞质水相中。因此， 其通透性主要取决于分子大小和分子的极性。小分子比大分子容易 穿膜，非极性分子比极性分子容易穿膜，而带电荷的离子跨膜运动 则需要更高的自由能，所以无蛋白的人工脂双层对带电荷的离子是 高度不透的。具有极性的水分子容易穿膜可能是因水分子非常小， 可以通过由于膜脂运动而产生的间隙。 3.载体蛋白如何定向协助扩散？ 膜上的载体蛋白以两种构象状态存在：状态A时，溶质结合位 点在膜外侧暴露，状态B时，同样的溶质结合位点在膜内侧暴露。 该模型认为，两种构象状态的转变是随机发生而不依赖于是 否有溶质结合和是否完全可逆，假如溶质浓度在膜外侧高，则状态 A一状代态B的转换比状态B一状态A的转换更常发生，因此溶 质顺浓度梯度进人细胞。载体蛋白对转运的分子不作任何共价修 饰。 4.通道蛋白如何开关？ 通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合，横跨膜形 成亲水通道，允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过。离子通道 具有两个显著特征：是具有离子选择性，离子通道对被转运离子的 大小与电荷都有高度的选择性，而且转运速率高，可达1000000 个离子每秒，其速率是己知任何一种载体蛋白的最快速率的1000 倍以上。驱动带电荷的溶质跨膜转运的净驱动力来自两种力的合 力，一种是溶质的浓度梯度，另一种是跨膜电位差，这种净驱动 力构成溶质跨膜的电化学梯度(electrochemicalgradient),这 种梯度决定溶质跨膜的被动运输的方向。第二个特征是离子通道 是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节。 A电压门控型B配体门控型C配体门控型D压力激活型 (胞外配体（胞内配的） 通道关闭 通道开启 5.被动运输何以谓被动？ 个人认为一是运输动力来自被转运分子自身的浓度梯度，无需 细胞代谢提供能量即可自发完成。二是被动运输细胞无法自主控制 (通道运输除外)。