4.1 被动运输（第二课时）（精美课件）-【大单元教学】高一生物同步备课系列（人教版2019必修1）

第四章 细胞的物质输入和输出 4.1 被动运输（第二课时） 03 学习 目标 04 通过科学家的模拟实验探究不同物质通过人工膜的差异，激发学生思考，认同实验是检验真理的良好途径，小组合作制作模型，模拟自由扩散和协助扩散，培养学生的求真与合作意识（科学探究） 01 02 运用被动运输的概念解决生产实践中的问题，关注生产及生活等社会问题，形成一定的社会责任。（社会责任） 感悟正常的物质进出对细胞代谢的重要意义，对多个实例进行分析、推理、归纳和概括，阐释被动运输的原理和特点，认同生物体的结构和功能相适应的特点，认同细胞膜具有选择透过性。（生命观念） 通过模型构建，动画展示，能比较自由扩散和协助扩散的异同点，形成对物质跨膜运输方式的基本认识。（科学思维） 1、为什么O2、CO2 、甘油、乙醇等能够通过人工脂双层？ 2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？ 3、Na + 、 K +、Ca 2+ 等能跨膜运输，但图示显示了这些离子不能通过脂双层，这是怎么一回事？ O2、CO2 、N2、苯 水、甘油、乙醇 人工合成无蛋白质的脂双层 H+, Na + , K +, Ca 2+ ,Cl- 葡萄糖、氨基 酸、核苷酸 思考·讨论 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反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 被动运输又分为自由扩散和协助扩散 自由扩散 自由扩散有什么特点？ 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。 特点： 顺浓度梯度运输（高到低） 不需要转运蛋白 不需要消耗能量 细胞外 细胞内 自由扩散 氧气、二氧化碳等气体分子很容易扩散透过磷脂双分子层，在肺部氧气一路顺浓度扩散进组织细胞，细胞呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳又一路扩散进入肺泡。一些脂溶性物质，比如苯、性激素、乙醇、甘油也能通过自由扩散顺浓度进出细胞。 1.为什么他们可以如此简单不费力气的运输呢？你能想到原因吗？ 2.影响自由扩散的因素有哪些？ 肺泡壁 空气 氧气 15.8 氧气 5.6 氧气 14.5 人工膜 生物膜 水分子生物膜与人工膜中均能进行运输，但是生物膜中的运输速率更快。说明什么问题呢？ 20世纪美国科学家阿格雷从哺乳动物细胞膜中提取到了一种蛋白，并使其在爪蟾卵母细胞表达，发现蛋白的表达，5分钟卵母细胞迅速胀破。进一步实验，提取到了蛋白，并称为水通道蛋白。 协助扩散 概念：这种通过扩散，并且需要转运蛋白协助的运输称为协助扩散，也叫易化扩散 协助扩散 1.协助扩散的特点是什么？ 2.除葡萄糖分子以协助扩散方式进入红细胞外，还有哪些物质可以通过协助扩散进入细胞？ 3.影响协助扩散的因素有哪些？ 思考·讨论 特点： 顺浓度梯度运输（高到低） 需要转运蛋白 不需要消耗能量 实例：葡萄糖进入红细胞、钾离子进入神经细胞、水通过细胞膜 影响因素：转运蛋白的数量、浓度差 4、自由扩散和协助扩散有什么异同？ 5、为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 思考·讨论 相同点： 1.物质均以从高浓度向低浓度运输（顺浓度梯度） 2.均不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 不同点： 协助扩散需要转运蛋白参与，自由扩散不需要。 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。 麦金农利用Ｘ射线晶体成像技术，获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片，它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的状态，在通道中的状态，以及穿过通道后的状态。这样，人们就可以“看见”离子是如何通过由不同信号控制开关的通道的。2003年，诺贝尔化学奖被授予给了这位有胆识的内科医生和生物物理学家。 协助扩散 分析两则资料，归纳水主要以哪种方式进行跨膜运输？ 资料1: 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，后来经过实验证实，其是水通道蛋白。 资料2: 成人每天原尿有180升，最终排出的尿液却只有1.5升。水分子主要被肾小管和集合管重吸收。 水主要以协助扩散的方式进出细胞。 协助扩散 现在，请同学思考：水从水多的一侧向水少的一侧扩散，属于哪种方式的扩散呢？ 有的同学会说，水分子很小，应该是通过自由扩散的方式过膜；有的同学可能会想到水分子是极性分子，而磷脂分子具有亲水的头部和长长的疏水的尾部，疏水的尾部不停的摆动，极性分子很难通过，所以水分子虽然很小，也难以通过自由扩散的方式通过磷脂双分子层。这些同学分析的都有一定道理，但是水分子过膜的方式不能仅通过理论分析得出，必须通过实验证实。现在，我们一起看2个资料：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