4.1被动运输第2课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第4章 细胞的物质输入与输出 4.1 被动运输 目录 CONTENTS 01 02 03 04 渗透作用 水进出细胞的原理 探究植物细胞的吸水与失水 被动运输 被动运输 04 被动运输 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。 自由扩散 协助扩散 被动运输 自由扩散（简单扩散） 1.概念： 物质通过简单扩散作用进出细胞。 细胞外 细胞内 2.特点： 顺浓度梯度运输 1 不需要转运蛋白协助 2 不需要消耗能量 3 问题1: 以自由扩散的方式进出细胞的物质有哪些呢？ 小分子、无极性或脂溶性物质 自由扩散（简单扩散） 3.实例： 如：O2、CO2 毛细血管壁 红细胞 肺泡壁 空气 氧气 15.8 氧气 5.6 氧气 14.5 气管、支气管不断分支，最终形成肺泡 O2在肺泡中与血液的交换 、水、甘油、乙醇、苯等。 小分子、无（弱）极性 脂溶性物质（相似相溶） O2从外界扩散进入红细胞穿越 层生物膜？ 5 自由扩散（简单扩散） 自由扩散（简单扩散）过程（视频） 自由扩散（简单扩散） 4.影响因素： 浓度差 温度 浓度差 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 能量 扩散速度 问题2: 水分子进出细胞的方式一定是自由扩散的吗？ --扩散动力 --温度升高，分子运动增强，磷脂分子 间隙增大 情景材料一 【资料1】1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管中分离出一种未知功能的新的膜蛋白。1991年，经过序列测定，阿格雷获得了蛋白氨基酸序列结构，此时的他敏锐地意识到，这很可能就是大家一直在寻找的“水通道”。并由此赢得了2003年的诺贝尔化学奖。 水通道 细胞膜 水通道蛋白结构模式图 协助扩散（易化扩散） 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，少量通过自由扩散进出细胞 水的进出细胞的方式 水分子 水通道蛋白 情景材料二 【资料2】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（易化扩散） 协助扩散（易化扩散）过程（视频） 协助扩散（易化扩散） 1.概念： 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。 2.特点： 顺浓度梯度运输 1 需要转运蛋白协助 2 不需要消耗能量 3 协助扩散（易化扩散） 通道蛋白 载体蛋白 只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。 3.转运蛋白： 协助扩散（易化扩散）   载体蛋白 通道蛋白 转运时自身构象是否改变 是 否 是否与转运的分子结合 是 否 运输物质是否有特异性 是 是 深入探究2.载体蛋白和通道蛋白的比较 协助扩散（易化扩散） 4.实例： 实例 3 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 2 离子通过离子通道蛋白运输 1 水分子通过水通道蛋白运输 协助扩散（易化扩散） 5.影响因素： 浓度差 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 P P点后速率受转运蛋白数量限制 膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度（转运蛋白的活性） 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 实战演练 1.请判断①和②分别是哪一种被动运输方式？请说明判断理由。 运输速率 膜两侧的浓度差 ① ② P点 （转运蛋白饱和点） 膜两侧的浓度差 膜两侧的浓度差 转运蛋白的数量 协助扩散 自由扩散 自由扩散与协助扩散的比较 方式 比较 自由扩散 协助扩散 条件 浓度梯度（方向） 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 是否需转运蛋白 不需要 需要（载体蛋白和通道蛋白） 是否需能量 不需要 不需要 举例 水、氧气、二氧化碳、甘油、脂肪酸、乙醇，苯等 葡萄糖分子进入红细胞，水 图示 课堂小练 1．物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。 （1） 细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。 （ ） （2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。 （ ） （3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。 （ ） 2．基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是 （ ） A．成熟植物细胞的死活 B．原生质层比细胞壁的伸缩性大 C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D．水分子可以通过通道蛋白进入细胞 √ × × D 课堂小练 3．假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是 （ ） A．甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B．甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C．只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D．甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 B 课堂小结 细胞的物质输入和输出 细胞的吸水和失水 自由扩散 渗透作用的两个条件 动物细胞 特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量 植物细胞 1.半透膜。 2.浓度差。 外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水 外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞失水 外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞形态不变 外界溶液浓度＜细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁分离复原 质壁分离超过一定限度不能复原。 协助扩散 特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量 例子：水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、 K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等P68：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收 转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白 例子：水、尿素、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、 脂质分子（胆固醇、性激素等） 谢谢大家！ Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 www.aliyun.com - Media Transcoding Lavf58.30.100 $$