4.1 细胞通过质膜与外界进行物质交换-2024-2025学年高一生物同步教学课件（沪科版2020必修1）

第四章 细胞的代谢 第1节 细胞通过质膜与外界进行物质交换 必 修 一 1.“选择透过性” 与细胞质膜的结构有何关系？ 2. 不同物质通过质膜需要什么“动力” 和“条件” 呢？ 问题聚焦： 思考： 1. 根据已有知识，写出你的预测实验结果。 细胞质膜透性的模拟实验 细胞质膜透性的模拟实验 实验证明：小分子物质容易透过细胞质膜，细胞质膜具有选择透过性。 思考： 1. 你的预测和实际结果是否相同？请对结果加以说明。 2. 根据实验结果，尝试解释细胞质膜具有选择透过性。 细胞质膜透性的模拟实验 棕黄 棕黄 蓝紫 棕黄 人工磷脂双分子层的物质透过性实验 人工磷脂双分子层对于不同分子透过性 磷脂双分子层 蛋白质 转运蛋白———跨膜物质转运的选择性和特异性媒介 磷脂双分子层———对物质的通透性不同，容易透过一些脂溶性和不带电的小分子 构建概念：细胞质膜的结构决定其具有选择透过性的功能。 思考:小分子该如何进入细胞呢? 扩散方式 不需要 能量 被动运输 自由扩散 协助扩散 被动运输 动力： 1.自由扩散 被动运输 条件： 实例： 影响因素： 自由扩散：指物质通过简单的扩散作用进出细胞 氧气进入细胞示意图 顺浓度差，不需要消耗能量 不需要转运蛋白 O2、CO2、H2O、乙醇、甘油、苯等 细胞内外浓度差 思考：水分子都是通过自由扩散进入细胞的吗？还可以通过什么方式？ 资料1：1988年美国科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一个疏水性跨膜蛋白AQP1。阿格雷将含有AQP1蛋白和不含此蛋白的细胞放入同一种水溶液中，每隔一段时间测量细胞体积，并用显微摄影技术记录细胞形态变化。 脂质体 资料2：为进一步验证，阿格雷将该蛋白导入人工脂质体中。重组脂质体对水的转运活性比普通脂质体高出了10倍。 水通道蛋白的发现 动力： 2.协助扩散 物质进出细胞的四种方式 条件： 实例： 影响因素： 协助扩散：指物质在转运蛋白的“协助” 下，顺浓度梯度进行跨膜转运 葡萄糖进入红细胞示意图 顺浓度差，不需要消耗能量 需要转运蛋白，2种：载体蛋白或 通道蛋白 红细胞吸收葡萄糖；水通道蛋白 转运蛋白的数量；细胞内外浓度 差 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和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过 改变 不改变 结合 不结合 具有 具有 思考：绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？ 油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，从而可以防干燥。 葡萄糖如何进入小肠上皮细胞？和进入红细胞的方式一样吗？ 问题探讨 Na+ K+ 红细胞内 26 150 红细胞外 （血浆） 114 5 葡萄糖 氨基酸 小肠液 0.3 2.2 小肠上皮细胞内 1.6 5.8 那么逆浓度梯度运输的方式是什么呢? 2.红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是_____（顺/逆）浓度梯度运输。 逆 1.小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是_____（顺/逆）浓度梯度运输。 逆 逆浓度梯度转运的跨膜运输具有普遍性 排出 吸收 吸收 吸收 自学：根据已学的被动运输，结合教材和视频，概括主动运输特点 骑车上坡 3.主动运输 主动运输是指物质以逆浓度梯度进出细胞的方式 动力： 条件： 影响因素： 实例： 物质进出细胞的四种方式 需要消耗能量 需要载体蛋白 ① K+、Na+等离子逆浓度梯度运输（钠钾泵）；② 小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖 能量；载体蛋白的种类和数量 分析葡萄糖进出细胞的方式 分析葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式 提示：这里的六边形和圆圈不代表分子的大小，仅代表分子的颗粒数 主动运输 思考：主动运输对生物体有何意义？ 保证细胞正常生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。 海鸟（海鸥）的盐腺 桐花树的泌盐现象 囊性纤维病的主要病因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运Cl-的载体蛋白的结构和功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。 1.下图表示物质跨膜运输的几种方式，其中属于主动运输的是（ ） C 课堂巩固 2.下图为氨基酸和钠离子进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是（ ） 课堂巩固 D 比较小分子物质运输方式的异同 比较 主动运输 被动运输 协助扩散 自由扩散 方向 动力 条件 实例 逆浓度梯度 顺浓度梯度 需要消耗能量 顺浓度差，不消耗能量 需要转运蛋白 需要转运蛋白 不需要转运蛋白 载体蛋白 载体或通道蛋白 钠钾泵及小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸 红细胞吸收葡萄糖、氨基酸；水通道、离子通道 水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯 影响因素 载体蛋白数量；能量 浓度差；转运蛋白数量 浓度差 思考:大分子的物质或颗粒物是如何进出我们的细胞的？ 胞吞：大分子物质与膜上蛋白质结合，质膜内陷，将大分子或颗粒物包围起来形成小囊泡，随后囊泡从质膜上脱离 胞吐：大分子或颗粒物被膜包裹形成小囊泡，运输到质膜内侧与质膜融合，将内含物排出细胞 思考：观察图片，用自己的语言总结出大分子进出细胞的方式 4.胞吞 与胞吐 运输对象一般为大分子物质或颗粒物 【注意】神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐。 都需要消耗细胞能量 体现生物膜具有一定的流动性的结构特点 胞吞与胞吐 都需要膜蛋白 实例： 白细胞吞噬细菌 胰腺细胞分泌消化酶 变形虫吞噬有机颗粒物 在人体肠道内寄生的一种变形虫：痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。 这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。 3.已知某种物质通过细胞膜的方式如右图所示，则下列哪种物质也是通过该方式运输的（ ） 课堂巩固 B 课堂反馈 囊性纤维病(CF)是一种严重的遗传疾病。正常人肺细胞内CI浓度低于细胞外，细胞膜上的CFTR蛋白能将CI运输到细胞外，可稀释细胞表面黏液。CF患者肺细胞CI-输出受阻，导致支气管被异常黏液堵塞，其致病机理如图一所示，图二为CI进出细胞的运输方式原理示意图，请据图回答下列问题 (1)CFTR蛋白的基本组成单位是 ，在生物体中共有 种。据图一分析，DNA在人体中的作用为 。 (2)由题意可知，CI－通过 方式转运至肺细胞外，转运过程中，CFTR蛋白 （填“发生”或“不发生”）自身构象的改变。随着细胞外CI－浓度逐渐升高，水分子运出细胞增多，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释，该过程中水分子运出细胞的动力来自于 。 氨基酸 22 通过控制蛋白质的合成控制生物性状 主动运输 发生 浓度差 课堂小结 细胞通过质膜与外界进行物质交换 大分子 小分子 需要能量 不需要转运蛋白 主动运输 被动运输 协助扩散 自由扩散 需转运蛋白 不需转运蛋白 不需要能量 胞吞 胞吐 需要能量 需转运蛋白 共同维持细胞代谢的相对稳定，保证细胞生存所需的营养物质摄入及代谢废物的排出 https://clipchamp.com Create videos with https://clipchamp.com/en/video-editor - free online video editor, video compressor, video converter. Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $$