4.1.2 自由扩散和协助扩散-【核心素养教学】2023-2024学年高一生物教学评一致性同步课件（人教版2019必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 第2课时 自由扩散和协助扩散 情境激疑 水分子的跨膜运输会消耗能量吗？ 过去人们普遍认为水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但是后来的研究证明水分子主要通过通道蛋白的协助进出细胞。 20世纪80年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。观看视频《通道蛋白与诺贝尔奖》 素养目标 1.运用结构与功能观,理解膜结构与被动运输相适应。(生命观念) 2.利用物质被动运输的相关原理,对物质出入细胞的方式进行推理和判断。(科学思维) 3.能够利用物质跨膜运输原理,指导人类某些疾病的治疗。(社会责任) 学习任务　自由扩散和协助扩散 自主学习 阅读教材P66第一段后, 完成相关问题: 活动1：自由扩散 新知学习过程 1.概念:物质通过简单的_________进出细胞的方式。 2.特点:___________运输,不消耗能量,不需要膜上的蛋白质。 扩散作用 顺浓度梯度 甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞? 提示:因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质,与磷脂分子有较强的亲和力,容易通过磷脂双分子层出入细胞。 小组交流 1.下列物质中,以自由扩散方式通过细胞膜的是 (　　) A.钙离子 B.氨基酸 C.二氧化碳 D.葡萄糖 【解析】二氧化碳是气体,以自由扩散的方式通过细胞膜,C正确;钙离子、氨基酸、葡萄糖均以其他方式通过细胞膜,A、B、D错误。 小题快练 C 2.脂溶性小分子物质容易扩散进入细胞内,这是因为 (　　) A.细胞膜以磷脂双分子层为基本支架 B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质 C.细胞膜的结构特点是具有流动性 D.细胞膜是选择透过性膜 【解析】细胞膜的主要成分是磷脂,因此根据化学中的相似相溶原理可知,脂溶性的小分子物质能以自由扩散的方式进入细胞内,是因为细胞膜以磷脂双分子层为基本支架,B、C、D错误,A正确。 A 自主学习 阅读教材P66~67后四段文字及图4-4, 学生完成相关问题: 活动2：协助扩散 1.概念:借助膜上的_________进出细胞的物质扩散方式。 2.特点:___________运输,不消耗能量,需要_________。 转运蛋白 顺浓度梯度 转运蛋白 3.载体蛋白和通道蛋白的比较: 类型 通道蛋白 载体蛋白 不同点 只容许与自身通道的_____和形 状相适配、大小和_____相适宜 的分子或离子通过,被转运物质 不需要与通道蛋白结合 只容许与自身_________相 适应的分子或离子通过,每次 转运时,自身_____发生改变 相同点 ①都属于_________ ②在细胞膜上的位置都是贯穿磷脂双分子层 直径 电荷 结合部位 构象 转运蛋白 1.结合如图,完成以下问题: Ⅰ.图中字母代表的跨膜运输方式: a._________,b._________,c._________。 Ⅱ.图中序号代表的转运蛋白: ①_________,②_________。 小组交流 协助扩散 协助扩散 自由扩散 通道蛋白 载体蛋白 2.归纳:被动运输的类型及区别: 项目 自由 扩散 协助扩散 载体蛋白参与 _________参与 转运方向 ___________ 是否需要转运蛋白 _______ 需要 限制运输速率的因素 细胞内外浓度差 细胞内外浓度差、_________ 的数量 细胞内外浓度差、 _________的数量 通道蛋白 顺浓度梯度 不需要 载体蛋白 通道蛋白 1.同种物质在不同情况下的跨膜运输方式一定相同吗?举例说明。 提示:不一定。例如水分子有时是自由扩散,有时是协助扩散。 2.鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过高时就要将多余的盐分排出体外,推测 其运输方式可能为_________。 3.从物质运输动力角度分析,为什么自由扩散和协助扩散都称为被动运输? 提示:自由扩散和协助扩散的运输动力都是物质浓度差,即都是顺浓度梯度 进行的,不需要主动消耗能量,所以统称为被动运输。 合作探究 协助扩散 1.人体组织细胞从组织液(组织细胞之间的液体)中吸收甘油的速率主要取 决于 (　　) A.细胞内外甘油的浓度差 B.细胞膜上甘油的数量 C.细胞提供的能量多少 D.细胞膜上的载体蛋白数量 【解析】细胞吸收甘油的方式为自由扩散,不需要载体,也不需要能量。所 以甘油吸收速率与甘油浓度成正比关系,即取决于细胞内外甘油的浓度 差,A正确,B、C、D错误。 小题快练 A 2.如图为物质出入细胞的2种方式示意图,请据图回答([　]内填序号): (1)物质利用转运蛋白出入细胞的运输方式是[___]_________________。