4.1 被动运输（第2课时）（教学课件）-【上好课】高一生物同步高效课堂（人教版2019必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第一节 被 动 运 输 第2课时 高中必修 1 分子与细胞 动物细胞 植物细胞 条件 原理 现象 ①___________相当于半透性膜 ②______________________具有浓度差 ①___________（由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成）相当于半透膜 ②_________________具有浓度差 渗透作用 渗透作用 当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞吸水膨胀 当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞失水皱缩 当外界溶液浓度_____细胞质浓度，细胞维持正常形态 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞维持正常形态 细胞膜 细胞质与外界溶液 小于 小于 大于 大于 等于 等于 原生质层 细胞液与外界溶液 温故知新 SZ-LWH 成人每昼夜生成的原尿量可达180 L，但每日排出的终尿量仅1～2 L，可见原尿经过肾小管和集合管时，约有99%的水分被重吸收回血液。再从成分比较，终尿与原尿也有很大差别，例如，原尿含葡萄糖，终尿无，肾小管上皮细胞如何对原尿中的物质进行重吸收的？ 像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞， 不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。 情境导入 SZ-LWH 自由扩散和协助扩散 目录 1 目 录 SZ-LWH 任务一：探究气体和甘油等分子进出细胞的方式 资料1：科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。 人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同，因此它们是通过扩散作用进出细胞的。 1.请据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？ 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 这与分子本身的大小和性质有关，而对分子的大小和性质进行选择的，就是构成脂双层的磷脂分子。磷脂分子一端是极性的头部，另一端是长长的非极性的脂肪酸链构成的尾部，相对排列成脂双层后，小分子比大分子更容易穿膜，非极性分子比极性分子更容易穿膜。O2，CO2，N2，苯是非极性的小分子物质，对脂双层的通透性是最大的；而尿素，甘油虽然是极性分子，但是分子量小且不带电荷，也能够通过脂双层，但是通透性低于氧气等分子。葡萄糖、蔗糖分子量比较大，而且具有极性，这两个因素共同导致其无法通过脂双层；构成脂双层的磷脂分子具有长长的疏水的尾部，所以带电荷的离子难以通透。 物质通过简单扩散作用进出细胞。 特点： ①顺浓度梯度运输 ②不需要载体 ③不需要消耗能量 如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。 实例： 自由扩散： 1.1 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 2.甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 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进出细胞。 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 这与分子本身的大小和性质有关，而对分子的大小和性质进行选择的，就是构成脂双层的磷脂分子。磷脂分子一端是极性的头部，另一端是长长的非极性的脂肪酸链构成的尾部，相对排列成脂双层后，小分子比大分子更容易穿膜，非极性分子比极性分子更容易穿膜。O2，CO2，N2，苯是非极性的小分子物质，对脂双层的通透性是最大的；而尿素，甘油虽然是极性分子，但是分子量小且不带电荷，也能够通过脂双层，但是通透性低于氧气等分子。葡萄糖、蔗糖分子量比较大，而且具有极性，这两个因素共同导致其无法通过脂双层；构成脂双层的磷脂分子具有长长的疏水的尾部，所以带电荷的离子难以通透。 任务二：探究水分子进出细胞的方式 1.由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？ 　水分子通过细胞膜时的速率高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上可能存在特殊的水的跨膜运输方式。 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。 2.由上述实验结果，你能得出什么推论？ 疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。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 自由扩散和协助扩散 SZ-LWH 任务三：探究葡萄糖进出