4.1.2 被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输（第二课时） 渗透作用 半透膜 半透膜两侧存在浓度差 低浓度溶液向高浓度溶液 (水的相对含量高→相对含量低) 方向 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 条件 原生质层 细胞膜 植物 动物 验证 实验设计 实验过程 实验现象 实验结论 作出假设 课堂小结 一、被动运输 1.细胞核包括那些结构?它们有什么作用？ 2.是否所有的物质都能自由出入核孔？ 3.染色质和染色体有什么区别与联系？ 通道蛋白 载体蛋白 细胞外 细胞内 图4-4 自由扩散和协助扩散示意图 1.定义：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。 自由扩散 协助扩散 2.分类： 3 一、被动运输 1.自由扩散（简单扩散） 外侧 内侧 细胞膜 高浓度 低浓度 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 类比 小球下滑 4 一、被动运输 1.自由扩散 (1)概念： 物质通过简单的扩散作用进出细胞。 (2)特点 ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 (3)实例： 水、气体、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯、固醇、尿素、脂肪酸等） (4)影响因素： 浓度差、温度 转运蛋白 扩散速度 能量 扩散速度 浓度差 扩散速度 5 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，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。 说明了水分子进出细胞的运输还存在怎样的方式？ 水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 水分子 水通道蛋白 6 一、被动运输 2.协助扩散 进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散。 转运蛋白：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。 类型： 通道蛋白 载体蛋白 7 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 自身构象 是否与转运的分子结合 是否有特异性 实例 图示 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 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 改变 不改变 不结合 结合 具有 具有 葡萄糖通过载体蛋白 进入红细胞 水分子通过水通道蛋白 进出细胞 一、被动运输 8 一、被动运输 2.协助扩散（易化扩散） 课 件 学 科：一年级生物 红细胞吸收葡萄糖、 水通道蛋白等 浓度差、转运蛋白种类和数量、温度 (4)影响因素： (1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。 (2)特点 ① 顺浓度梯度运输 ② 需要转运蛋白协助 ③ 不需要消耗能量 (3)实例： 浓度差 扩散速度 载体蛋白 通道蛋白 P点后受转运蛋白 数量影响 9 被动运输 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 不消耗 不需要 需要 水、气体、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯、固醇、尿素、脂肪酸等） 葡萄糖、氨基酸、水等 细胞膜内外物质的浓度差；温度 温度；浓度差； 转运蛋白的种类和数量 10 总结： 1.顺浓度梯度运输， 2.不消耗细胞内化学反应能量 自由扩散 协助扩散 一、被动运输 11 被动运输 自由扩散 协助扩散 磷脂双分子层 载体蛋白 转运蛋白 通道蛋白 水通道蛋白 水分子进出细胞 属于 包括 穿过 借助 包括 如 课堂小结 1、相对分子质量小的物质或离子都可通过自由扩散进入细胞内。（ ） 2、葡萄糖进入红细胞需载体蛋白，不需要消耗能量，属于协助扩散（ ） 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。（ ） 跟踪训练 课 件 学 科：一年级生物 4、目前发现人类细胞 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 跟踪训练 课 件 学 科：一年级生物 5.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的 大小取决于（ ) A．细胞内的氧浓度 B．细胞膜外的糖蛋白数量 C．细胞膜上相应载体的数量 D．细胞内外葡萄糖浓度差值 C 跟踪训练 核心归纳 1.水分子的运动规律 (1)水的运输方向：从含水量高的一侧向含水量低的一侧运输。 (2)半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。 (3)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 核心归纳 2.渗透平衡≠浓度相等 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。 1.(2023·辽宁葫芦岛高一期末)某同学为探究半透膜的透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平，最后结果如图所示。下列有关叙述错误的是 A.水分子只能通过半透膜从低浓度蔗糖 溶液向蔗糖溶液扩散 B.当半透膜两侧水分子进出速率相等时， 长颈漏斗内液面最高 C.当液柱差保持稳定时，漏斗内的溶液浓度大于烧杯溶液浓度 D.该实验证明蔗糖分子不能透过半透膜 √ 跟踪训练 18 通过半透膜的水分子能在低浓度蔗糖溶液与蔗糖溶液之间双向扩散，A错误； 当半透膜两侧水分子进出速率相等时，即漏斗液面不再升高时，长颈漏斗内液面最高，B正确； 当液柱差保持稳定时，由于存在水压(高度差引起的)，漏斗内的溶液浓度依然大于烧杯溶液浓度，C正确； 由于最终液面存在高度差，可知蔗糖分子不能透过半透膜，D正确。 跟踪训练 19 2.在U形管的a、b两侧分别装入质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，初始时两侧液面相平。下列叙述正确的是 A.因两侧溶液浓度相等，故液面一直保持不变 B.若半透膜只允许水分子通过，一段时间后， a侧液面低于b侧 C.若半透膜允许水分子和葡萄糖通过，一段时间后，两侧液面相平，浓 度相等 D.若半透膜只允许水分子通过，同时向两侧添加等量的麦芽糖酶(不考虑 酶对渗透压的影响)，当U形管液面稳定时b侧液面更高 √ 跟踪训练 渗透系统的溶液浓度 研究渗透作用时溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度：如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液，质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 20 由于麦芽糖的相对分子质量大于葡萄糖，所以两种溶液的物质的量浓度不同，液面会发生变化，A错误； 渗透作用发生的条件是有半透膜和膜两侧存在浓度差，若半透膜只允许水分子通过，葡萄糖溶液物质的量浓度较大，因此一段时间后，a侧液面高于b侧，B错误； 若半透膜允许水分子和葡萄糖通过，由于b侧含有麦芽糖，相当于b侧浓度高于a侧，因此一段时间后，b侧液面上升，C错误； 若半透膜只允许水分子通过，同时向两侧添加等量的麦芽糖酶，麦芽糖可以水解为葡萄糖和果糖，水解后b侧溶液物质的量浓度高，因此当U形管液面稳定时b侧液面更高，D正确。 跟踪训练 渗透系统的溶液浓度 研究渗透作用时溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度：如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液，质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 21 一、被动运输 2.协助扩散 类比 进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散。 载体蛋白 通道蛋白 22 一、被动运输 23 谢谢同学们！ $$