4.1被动运输第2课时课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第四章 细胞的物质输入和输出 被动运输 (第二课时) 部分图片来自刘永生“小狗啃骨头” 细胞类型 动物细胞 植物细胞 原理 条件 半透膜 半透膜两侧有浓度差 现象 a>b a=b a<b 渗透作用 细胞膜 原生质层 细胞质与外界溶液有浓度差（浓度分别为a、b） 细胞液与外界溶液有浓度差 吸水膨胀甚至涨破 吸水膨胀但不会涨破 细胞形态不变（动态平衡） 细胞皱缩 氧气、氮气 二氧化碳、苯 水、甘油、 乙醇 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 H+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO_ 合成的脂双层 非极性小分子 不带电荷的极性小分子 大的不带电荷的极性分子 离子 1.什么样的分子能够通过脂双层？ 什么样的分子不能通过？ 2.葡萄糖、氨基酸、无机盐都是生命活动所必需的，如何通过细胞膜呢？ 根据相似相溶原理,脂溶性的,以及分子量小的物质,气体等可以直接透过脂双层。 较大的有机分子和带电荷的离子不能通过合成的脂双层。 需要转运蛋白的帮助 人工合成脂双层 细胞膜示意图 如图所示，同学们看到，与人工合成的脂双层相比较，构成细胞膜的脂双层中多出了一些物质，这就是膜蛋白。膜蛋白的种类很多，其中可以协助极性的小分子、带电的离子等进行跨膜运输的膜蛋白称为转运蛋白。 1 2 被动运输的类型 3 转运蛋白的类型 影响被动运输的因素 1 被动运输的类型 被动运输 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 通道蛋白 载体蛋白 细胞外 细胞内 图4-4 自由扩散和协助扩散示意图 自由扩散 协助扩散 自由扩散 1 被动运输的类型 有些小分子物质，很容易自由地穿过细胞膜的磷脂双分子层。 如：O2、CO2 毛细血管壁 红细胞 肺泡壁 空气 氧气 15.8 氧气 5.6 氧气 14.5 气管、支气管不断分支，最终形成肺泡 O2在肺泡中与血液的交换 、甘油、乙醇、苯、维生素等。 1 被动运输的类型 协助扩散 离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散，叫做协助扩散，也叫易化扩散。 Na+内流 葡萄糖进入普通细胞 神经纤维上Na+内流或K+外流 1 被动运输的类型 自由扩散和协助扩散有哪些相同点? 通道蛋白 载体蛋白 细胞外 细胞内 图4-4 自由扩散和协助扩散示意图 ①物质都以扩散的方式进出细胞 ②都是顺浓度梯度的跨膜运输（从高浓度到低浓度） ③都不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 1 被动运输的类型 自由扩散和协助扩散有哪些不同点? 通道蛋白 载体蛋白 细胞外 细胞内 图4-4 自由扩散和协助扩散示意图 自由扩散： 不需要转运蛋白 协助扩散： 需要转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 2 转运蛋白的类型 【资料1】水分子比较小，在活细胞中含量最多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。后来的研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高过人工膜。 由此推断细胞膜上可能存在特殊的输送水分子的通道。 【资料2】1988年美国科学家阿格雷分离纯化红细胞膜上的蛋白质时，发现了跨膜蛋白AQP1。阿格雷将含有AQP1蛋白和不含此蛋白的细胞放在同一种水溶液中，出现如下实验现象： 含有AQP1 蛋白的细胞 不含有AQP1 蛋白的细胞 你能做出什么推论？ 2 转运蛋白的类型 【资料3】1991年，经过N-端肽链测序等工作，阿格雷获得了跨膜蛋白AQP1的氨基酸序列，此时的他敏锐地意识到，这很可能就是大家一直在寻找的“水通道”。并由此赢得了2003年的诺贝尔化学奖。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。 水通道蛋白结构模式图 水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 水分子 水通道蛋白 通过上面的资料，相信同学们认识到，水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 肾 输尿管 膀胱 肾小管 肾小囊 肾小球 集合管 重吸收作用 尿液 （排出体外） 尿液 （排出体外） 肾单位 滤过作用 原尿 150 L 1.5 L 2 转运蛋白的类型 肾小管对水的重吸收 肾小管对水的重吸收 在肾小囊形成的原尿流经肾小管时，其中的水分、无机盐、葡萄糖等有用的物质被肾小管吸收重新入血。一个正常人每天形成原尿约150升，但是形成的终尿只有1.5升左右。原尿中的那么多的水分去哪里了呢？ 肾小管对水的重吸收 血管 激素 激素受体 如图所示，肾小管外包绕着丰富的毛细血管。肾小管的上皮细胞，一侧是含有大量水分的原尿，一侧是毛细血管，在激素的调控下，肾小管上