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 细胞的物质输入与输出 被动运输(2) 常见食品主要营养成分表(每100g) 食物 能量/KJ 水/g 蛋白质/g 脂肪/g 糖类/g 钠/mg 大米 1431 14.4 8.1 0.3 76.9 0.01 牛奶 274 86,8 3.8 3.6 5 70 鸡蛋 328 55.2 15.2 26.2 3.4 55 大白菜 59 87.5 1.5 0.2 3.2 57.5 鸡腿汉堡 2148 11.2 20.9 32.3 34.4 1081 科学家研究发现:水分子通过小肠上皮细胞细胞膜的速率远远大于其扩散的速率,对此你有什么看法? 组织液 肠 腔 H2O ? 水分子是否还存在其他进出细胞的方式? 资料分析 在科学研究中,科学家有时会利用模型进行研究。小肠上皮细胞吸收水分子的关键是水分子要穿过细胞膜,因此,有科学家利用脂双层模型来开展此项研究。 脂双层 生物膜 科研人员对同一物质在脂双层和生物膜中的透性做了比较,结果如图: 思考并讨论: ①请找出生物膜与脂双层在结构上的差异。 ②甘油在两种膜中的透过速率各自为多少? ③甘油能透过膜结构是否与蛋白质等结构有关?甘油分子最可能通过什么方式跨膜? ④水分子在两种膜中的透过速率各自为多少?试从结构上推测这种差异形成的原因。 自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,也叫简单扩散 (一)自由扩散 (1)概念: (2)实例: (3)特征: ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白 ③不需要消耗能量 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 ①气体分子(O2 、CO2、N2) ②脂溶性小分子(甘油、乙醇、苯) ③脂质分子(胆固醇、性激素等) ④少部分水 (4)影响因素: 膜内外物质的浓度差; 浓度差越大,运输速率越快。 资料分析 1950年,科学家Soloman运用同位素标记法研究了多种情况下水通过细胞膜的过程,发现真实的细胞膜对水的通透性要比纯的质膜如人造膜对水的通透性高得多,于是提出了“水通道假说”,即细胞膜上可能有调控水分子和其他小分子溶质进出细胞的某类通道。 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: 思考并讨论: ①两组脂质体在形态上有什么区别? ②镶嵌有AQP1的脂质体为什么会膨胀? ③普通的脂质体会吸水吗? ④实验结果说明了什么? 镶嵌有AQP1的脂质体 普通 脂质体 协助扩散:物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式,也叫易化扩散 转运蛋白:包括载体蛋白和通道蛋白 (二)协助扩散 (1)概念: (2)实例: (3)特征: ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白 ③不需要消耗能量 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 ①葡萄糖进入红细胞等 ②Na+进入神经细胞,K+出神经细胞 ③大部分水通过通道蛋白 (4)影响因素: ①膜内外物质浓度差 ②转运蛋白数量 (三)转运蛋白 定义:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,发生自身构象的改变 只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过; 物质通过是不需要与通道蛋白结合,不发生构象的改变 载体蛋白 通道蛋白 自由扩散 协助扩散 概念 方向 示意图 影响因素 曲线图 实例 物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 高浓度一侧 低浓度一侧 高浓度一侧 低浓度一侧 ①气体分子(O2 、CO2、N2) ②脂溶性小分子(甘油、乙醇、苯) ③脂质分子(胆固醇、性激素等) ④少部分水 ①葡萄糖进入红细胞等 ②Na+进入神经细胞,K+出神经细胞 ③大部分水通过通道蛋白 膜两侧的浓度差 膜两侧的浓度差 转运蛋白的种类和数量 拓展延伸:温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗? 请你提出假设,并设计检验该假设的实验方案。 假设:温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率 设计实验:可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中,通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定温度是否影响水分子的扩散速度,实验中要注意排除各种无关变量的干扰,如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等,以确保实验的准确性。 被动运输 自由扩散 协助扩散 磷脂双分子层 载体蛋白 膜转运蛋白 通道蛋白 水通道蛋白 渗透作用 水分进出细胞 质壁分离与复原 属于 原理是 会导致成熟 植物细胞 包括 穿过 借助 包括 如 典例1.如图表示细胞膜亚显微结构模式图,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,A、B、C、D表示相应结构。请据图回答下列问题