4.1 被动运输（第二课时）-2024-2025学年高一生物上学期同步授课课件（2019人教版必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 （第二课时） 课 型： 授课人： likezhisheng 问题探讨 【学习目标】 1.建构被动运输的概念。 2.掌握自由扩散和协助扩散的特点和实例。 3.比较自由扩散和协助扩散的异同点。 4.被动运输的影响因素。 likezhisheng 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两类。 likezhisheng 问题探讨 一、自由扩散 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。 概念： 特点： 举例： ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白 ③不需要消耗能量 ①气体分子，如O2、CO2、NO2等 ②部分水分子 ③小分子有机物，如甘油、乙醇，苯等脂溶性小分子 likezhisheng 一、自由扩散 影响扩散速率的因素： ①温度（生物膜分子的运动） ②膜内外两侧物质浓度差 膜两侧的分子浓度差越大，扩散速率越快。成正比 浓度差 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 likezhisheng 二、协助扩散 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 概念： 特点： 举例： ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白 ③不需要消耗能量 ①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白 ②大部分水分子进出——水通道蛋白 ③神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白 likezhisheng 二、协助扩散 O2（能量） 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 浓度差 扩散速度 P P点后速率受转运蛋白数量限制 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 ①温度（转运蛋白的活性） ②膜内外两侧物质浓度差 ③转运蛋白的数量 影响扩散速率的因素： likezhisheng 物质出入细胞膜的方式 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否消耗能量（ATP） 是否需要转运蛋白 举例 图例 曲线图（一定浓度范围内） 影响因素 高浓度低浓度 （顺浓度梯度） 不消耗 不需要 需要 氧气、二氧化碳、乙醇、苯等 葡萄糖、氨基酸、水等 细胞膜内外物质的浓度差 浓度差；转运蛋白的数量 likezhisheng 载体蛋白 通道蛋白 三、转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 likezhisheng 载体蛋白 载体蛋白 专一性（一种载体蛋白在对物质运输时只能对应地运送一种或性质非常相似的一类物质） 饱和性（所有载体蛋白都已承担相应运输任务时，运输的速度不再因其他条件而加快） 细胞膜 三、转运蛋白 likezhisheng 三、转运蛋白 通道蛋白 水通道蛋白 离子通道蛋白 专一性（特异性） 具有极高的转运速率 没有饱和值 并非连续性开放 通道蛋白 细胞膜 通道蛋白 水通道蛋白模式图 likezhisheng 过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。 思考讨论：水分子进出细胞的方式？ Roderick MacKinnon 水通道蛋白模式图 Peter Agre 钾离子通道模式图 likezhisheng 12 转运蛋白种类 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道的直径、形状相适配、大小和电荷相适宜 的分子或离子通过 自身构象 改变 不一定 是否与被转运物质结合 结合 不结合 是否有特异性 具有 具有 图解 易错提示 1.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是不一样的。 2.自由扩散 ①特点：顺浓度梯度从磷脂双分子层上运输。 ②影响因素：影响自由扩散的因素为细胞膜内外的 浓度差 。其运输的动力为浓度差，随着浓度差增大，运输速率加快。 2.协助扩散 ①特点：顺浓度梯度进行运输、需要转运蛋白的协助。转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白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，运输的物质不需要与通道蛋白结合，运输的量不受通道蛋白数量的限制。 ②影响因素：物质浓度和载体的种类、数量。随着细胞外物质浓度的增加，运输速率在一定范围内增加，载体蛋白的数量会限制物质的运输速率，载体的种类决定是否可以运输某种物质。 likezhisheng 判断题 (1)细胞膜和液泡膜相当于半透膜(　　) (2)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机理是一样的(　　) (3)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率(　　) (4)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散，甘油进出细胞的方式是协助扩散（ ） (5)物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关(　　) (6)自由扩散和协助扩散都不需要载体蛋白和能量(　　) (7)在一定浓度范围内，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比( ) × √ × √ √ × √ likezhisheng 课堂检测 1.如图为人体成熟红细胞运输葡萄糖分子的示意图。下列相关叙述错误的是 A.人体成熟红细胞吸收葡萄糖分子时不消耗能量 B.载体蛋白在运输葡萄糖的过程中空间构象会发生改变 C.该载体蛋白不能运输氨基酸说明其具有特异性 D.载体蛋白的数量与转运葡萄糖的速率无关 √ likezhisheng 2、目前在人类细胞中已发现 13 种水通道蛋白。下列关于水通道蛋白的叙述，正确的是（ ） A、水分子与水通道蛋白结合进出细胞 B、水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质 C、肾小管重吸收作用与水通道蛋白的结构和功能有关 D、水通道蛋白在转运水分时会发生自身构象的改变 C 课堂小结 下节提示：主动运输与胞吞、胞吐 本课结束 likezhisheng 问题探讨 $$