3.3物质通过多种方式出入细胞 课件 2023—2024学年高一上学期生物浙科版必修1

物质通过多种方式出入细胞 目录 主动转运概念的初构 任务1 主动转运概念的初构 任务2 主动转运物理模型的构建 任务3 归纳梳理物质跨膜运输方式的概念图 任务5 整理综合物质跨膜运输的物理模型 任务4 知识迁移 任务6 任务一：被动转运一览 活动一、观察以下现象，总结分子运动特点 3 任务一：被动转运一览 Q1：分子运动方式有何特点？ 扩散: 分子或离子从高浓度向低浓度运动 条件：存在浓度差 活动一、观察以下现象，总结分子运动特点 4 任务一：被动转运一览 活动二：通过扩散方式跨膜运输的物质 资料 科学家通过一种人工合成的脂双层结构模拟细胞膜的磷脂双分子层，探究了哪些物质是通过扩散的方式进入到细胞（装置如图）。通过比较两侧物质浓度的变化，科学家发现一些有意思的现象。 1）不带电荷的极性小分子物质（水分子、CO2、O2、尿素） 2）脂溶性小分子物质（乙醇、甘油）； 反应小室 人工脂双层 不可以穿膜的物质： 葡萄糖（180）、Na+（23）、K+（39）、H+（1）等 可以穿膜的物质： 水分子（18）、O2（32）、CO2（44）、尿素（60）乙醇（46）、甘油（92） Q1：扩散跨膜运输的物质有哪些？ 5 任务一：被动转运一览 活动三：扩散物理模型的展示 细胞外 细胞内 6 任务一：被动转运一览 活动四：易化扩散概念的初构 资料1 1977年，Michihiro kasahara等人在血红细胞表面分离出一种蛋白称为GLUT，并通过和磷脂双分子层重组得到了含有GLUT蛋白的重组脂质体（如图）。并发现葡萄糖可以通过扩散穿过该脂质体。 Q1：葡萄糖进入到细胞内需要什么条件？ 易化扩散: 不可以扩散方式跨膜的物质： 葡萄糖（180）、Na+（23）、K+（39）、H+（1）等 资料2 需要载体蛋白的协助; 从高浓度到低浓度； 7 任务一：被动转运一览 活动五：易化扩散概念的初构 资料3 随着科学技术的不断推进，颜宁等人使用冷冻电镜技术，解析了GLUT蛋白在运输葡萄糖过程中的蛋白质空间结构的变化。分别为：1）向胞外开放状态，2）结合底物半开放状态，3）GLUT向胞内开放的。GLUT蛋白在运输完葡萄糖分子进入到细胞后，又恢复了初始状态。 Q2：从资料中我们可以发现什么？ 载体蛋白在运输葡萄糖的时候发生形态变化。 Q3：这种变化是可逆的吗？ 是可逆的。 8 任务一：被动转运一览 9 任务二：主动转运概念的初构 霍奇金 赫胥黎 枪乌贼 10 任务二：主动转运概念的初构 扩散和易化扩散从高浓度向低浓度运输； 海水中K+浓度低，1956年，科学家发现生活在海里的枪乌贼的巨大神经轴突细胞会主动吸收K+。 Q1：神经轴突细胞对吸收K+是否属于被动转运呢？ 不属于 资料1 Q2：这种新的运输方式的转运方向？ 低浓度 高浓度 主动转运 枪乌贼主神经轴突细胞 细胞内 细胞外 Na+浓度 50 437 K+浓度 397 20 11 资料2 科学家进一步深入探究，发现氰化钾中毒的枪乌贼的巨大神经轴突细胞会主动吸收K+的活动会终止。氰化钾是剧毒物质作用为可以阻断细胞内ATP的生成。 Q3：这种新的运输方式的需要什么条件呢？ 1)需要载体蛋白 2)需要消耗能量 任务二：主动转运概念的初构 K+不能通过双分子层的人工膜；缬氨霉素是一种脂溶性抗菌素，与K+具有特异亲和力；在人工膜上加少量缬氨霉素，K+可以通过膜. 12 经过不断的探究，美国生理学家Benjamin Libet在细胞膜是分离出了运输K+的载体蛋白，并发现该蛋白还具有运输Na+的功能，故命名为钠钾泵。随着蛋白质拓扑学研究不断深入，来自奥斯胡大学的科学家斯科发现钠钾泵在转运过程中会出现一系列的结构变化，该研究结果荣获1997年的诺贝尔化学奖。 资料3 任务二：主动转运概念的初构 Q4：载体蛋白在主动转运过程中发生什么样的变化呢？ [9] 13 经过不断的探究，美国生理学家Benjamin Libet在细胞膜是分离出了运输K+的载体蛋白，并发现该蛋白还具有运输Na+的功能，故命名为钠钾泵。随着蛋白质拓扑学研究不断深入，来自奥斯胡大学的科学家斯科发现钠钾泵在转运过程中会出现一系列的结构变化，该研究结果荣获1997年的诺贝尔化学奖。 资料3 任务二：主动转运概念的初构 图片来源：百度 14 资料4 Q4：载体蛋白在主动转运过程中发生什么样的变化呢？ 载体蛋白在转运过程中会发生构象变化； 载体蛋白的构象变化需要能量进行驱动； 任务二：主动转运概念的初构 15 材料： 磷脂双分子层 载体蛋白 跨膜运输的物质 任务三：主动转运物理模型的构建 16 细胞外 细胞内 扩散 易化扩散 主动转运 O2 CO2 H2O 葡萄糖 钠钾离子 脂溶性小分子 ATP ADP 被动转运 任务四：整理综合物质跨膜运输的物理模型 是