4.1 被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第四章 细胞的物质输入与输出 第1节 被动运输 S z L w h 学习目标 学习目标 1、阐明渗透作用的原理； 2、阐明细胞膜的选择透过性，形成结构与功能相适应的科学理念； 3、阐明被动运输的特点和概念； 4、明确转运蛋白的特点，能够区别载体蛋白和通道蛋白的区别； 5、辨明自由扩散和协助扩散的区别。 生活中我们会观察到： 盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水； 而用清水泡过的青菜却很硬挺， 这是为什么呢？ 问题探讨 水是如何进出细胞的？ 墨水滴入清水中，清水很快变蓝—溶质分子在水中扩散的结果 扩散：指物质分子从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动，直到均匀分布的现象。 思考：水分子的扩散也是如此吗？ 问题探讨 【资料】 玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜， 水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。 玻璃纸（半透膜） 半透膜： 指某些物质能通过而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。 物质能否通过半透膜取决于分子的大小。 细胞膜、动物膀胱膜、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、肠衣等 玻璃纸、羊皮纸等 分类 天然半透膜： 人工制成半透膜： 是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。 选择透过性膜 选择透过性膜一定是半透膜， 半透膜不一定是选择透过性膜。 问题探讨 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 蔗糖分子 水分子 单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数 半透膜 1.漏斗内的液面为什么会升高？ 水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜的扩散。 渗透作用： 问题探讨 2.如果用一层纱布代替玻璃纸， 还会出现原来的现象吗？ 不会。 蔗糖分子和水分子都可以透过纱布 发生渗透作用的条件一： 具有半透膜 问题探讨 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？ 漏斗管内的液面不会升高 发生渗透作用的条件二： 半透膜两侧的溶液具有浓度差 一、渗透作用 1、概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 2、发生条件： ①半透膜 ②两侧的溶液具有浓度差。 溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度 3、方向： 水的含量 相对含量 相对含量 溶液浓度 浓度溶液 浓度溶液 物质的量浓度（从溶质的角度分析) 渗透压 指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 渗透压 渗透压 (大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。) 高 低 低 高 低 高 （与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。） 思考：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当___________________________此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。 漏斗内渗透压 = 液柱的压力， 蔗糖溶液对清水的渗透压（F1) 水柱产生的静水压（F2) 该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡 一、渗透作用 4、渗透平衡： 液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等。 溶液S1 溶液S2 思考：渗透平衡时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？ 平衡前：S2＞S1 渗透过程中： 平衡后(△h稳定后)： 平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。 注: S1、S2表示 不同浓度的同种溶液。 S2↓、S1↑ S2 ＞ S1 （1）水分子的移动是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度 溶液的水分子多。 （2）渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，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。 (3) 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧的溶液 就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。 总结： 二、渗透装置的变式分析 1、若S1溶液浓度大于S2溶液浓度: 则单位时间内由S2→S1的水分子 数 由S1→S2的，外观上 表现为S1溶液液面 ； 2、若S1溶液浓度小于S2溶液浓度: 则情况 ，外观上表现为S1溶液液面 。 3、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面高度差Δh，则S1溶液浓度 S2溶液浓度。 半透膜只允许水分子通过 多于 上升 相反 下降 大于 注: S1、S2表示 不同浓度的同种溶液。 二、渗透装置的变式分析 10% 10% （1）如果半透膜只允许水通过，一段时间后，水面高度如何变化？ 甲﹥乙 （2）若液面稳定后，将甲侧液面高出部分吸走,则液面如何变化？ 甲侧液面升高并达到新的平衡（液面高度比之前低） 由于水柱产生的静水压的存在，甲侧剩余溶液的渗透压依然大于乙侧，因此甲侧液面仍会升高至平衡 A B 液面高度不变 （3）此装置中液面如何变化？ （4）若在两侧加等量蔗糖酶，则液面如何变化？ A液面高于B液面 蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 二、渗透装置的变式分析 半透膜只允许水分子通过 （5）此装置中液面如何变化？ A液面高于B液面 NaCl在溶液中以Na+和Cl-的形式存在，故1mol/LNaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压 二、渗透装置的变式分析 半透膜只允许水分子通过 1mol/L NaCl溶液 1mol/L 蔗糖溶液 （6）若S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液浓度大于S2，液面如何变化 （7）若S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜 S1液面先上升后下降，最后液面持平。 ②若S1的物质的量浓度 > S2的物质的量浓度 ①若S1的物质的量浓度 ＜ S2的物质的量浓度 S1液面始终低于S2液面 S1液面升高 → S1中的溶质透过半透膜进入S2 →S2液面升高，最终高于S1 二、渗透装置的变式分析 二、渗透装置的变式分析 ∆hA=∆hB 在其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大， 单位时间内通过半透膜进出漏斗的水量越多，液面变化越明显 20%蔗糖 VB>VA ∆hB>∆hA 二、渗透装置的变式分析 B液面更高 在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内通过半透膜进出漏斗的水量越多，液面变化越明显 1、如图中的渗透装置，若将水槽中的清水换成与蔗糖溶液等质量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为a，如果半透膜允许葡萄糖通过不允许蔗糖通过，则玻璃管中液面会发生怎样的变化( ) A. 上升 B. 下降 C. 上升后下降 D. 下降后上升 D 当堂检测 2、图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB，Ma＝Mb>MA，则达到平衡后(　　) A. h1>h2、Ma>Mb B. h1>h2、Ma<Mb C. h1<h2、Ma<Mb D. h1<h2、Ma>Mb D 当堂检测 当堂检测 3.把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)隔开(如图所示)，最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是（ ） A.甲侧低于乙侧，且乙侧溶液 浓度较高 B.甲侧高于乙侧，且乙侧溶液 浓度较低 C.甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧 溶液浓度相等 D.甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 A 4、如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后M、N两侧液面的变化是（ ） A. 加酶前M侧液面上升，加酶后N侧 液面上升并高于M侧液面 B. 加酶前M侧液面上升，加酶后N侧 液面上升并等于M侧液面 C. 加酶前后M、N两侧液面不变 D. 加酶前M、N两侧液面不变，加酶后N侧液面上升并高于M侧液面 D 当堂检测 如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？ 二、水进出动物细胞的原理 将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时间后，红细胞将会发生以下变化。 外界溶液浓度＜细胞质浓度 红细胞吸水膨胀，凹陷消失 清水中 20%的NaCl溶液中 外界溶液浓度=细胞质浓度 红细胞形态不变，双面凹圆饼状 外界溶液浓度＞细胞质浓度 红细胞失水皱缩 0.9% NaCl溶液中 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 1、红细胞内血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 这些有机物相当于”问题探讨”所示装置中的什么物质？ 思考： 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 是 思考： 3.当外界溶液溶的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 4.红细胞吸水和失水取决于什么条件？ 细胞内外溶液浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。 思考： 5.基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。 渗透作用。 ②红细胞中的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。 ①细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜; 外界溶液 半透膜 蔗糖溶液 细胞质 相当于 细胞膜 相当于 浓度差 ②细胞质与外界溶液具有浓度差 ①细胞膜相当于一层半透膜 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 二、水进出动物细胞的原理 将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。 盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。 水又是怎样进出植物细胞的呢？ 三、水进出植物细胞的原理 细胞壁 叶绿体 大液泡 请说出植物细胞和动物细胞在结构上的主要区别 三、水进出植物细胞的原理 ①植物细胞的细胞壁能否控制水分子或溶质分子进出细胞呢？ 不能，植物细胞的细胞壁是全透性的，水分子或大部分溶质分子均可以自由地通过细胞壁。 细胞壁对细胞的失水无影响。细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小，因有细胞壁的约束，即使细胞内外有浓度差，植物细胞也不能无限地吸水。 ②植物细胞的细胞壁能否影响吸水与失水？ 三、水进出植物细胞的原理 细胞膜（选择透过性） 细胞质 液泡膜 细胞液 细胞壁（全透性，伸缩性小） 原生质层 水进出植物细胞：主要是指水经过原生质层进出液泡。 三、水进出植物细胞的原理 原生质层≠原生质体 原生质层=细胞膜+液泡膜+两层膜之间的细胞质 原生质体=植物细胞-细胞壁=整个动物细胞 三、水进出植物细胞的原理 1、原理： 渗透作用 2、植物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ①原生质层相当于半透膜 ②细胞液与外界溶液存在浓度差 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 水进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ 预期：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的液泡会 ，细胞 ；在清水中植物细胞的液泡又会 ，细胞 。 水是以渗透作用的方式进出植物细胞的，原生质层相当于一层半透膜。 设计方案：将植物细胞浸润在 的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再将细胞浸润在 中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化。 （设计方案、预期结果…） 缩小 皱缩 变大 膨胀 较高浓度 清水 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，是因为其具有中央大液泡，且细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化。 材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。 外表皮细胞 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片 低倍显微镜下观察 低倍显微镜下观察 重复几次 低倍显微镜下观察 重复几次 【实验步骤】 0.3g/ml的蔗糖溶液 吸水纸引流 滴放清水 吸水纸引流 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 图像 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 临时装片初步观察 蔗糖溶液 清水 正常大小 原生质层 紧贴细胞壁 逐渐变小，颜色变深 恢复原来大小，颜色变浅 原生质层逐渐脱离细胞壁 原生质层恢复 原来的位置 正常大小 基本不变 基本不变 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 实验结果分析： 外界溶液浓度＞细胞液浓度 原生质层相当于半透膜 →细胞渗透失水 外界溶液浓度＜细胞液浓度 原生质层相当于半透膜 →细胞渗透吸水 【实验结论】 (1)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 (2)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； →质壁分离 →质壁分离复原 ①内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性 原生质层相当于一层 。 ②外因：外界溶液浓度 细胞液浓度 2.质壁分离产生原因： 1.“质壁分离”的“质”与“壁”分别指什么？ “质”指原生质层 “壁”指细胞壁 大于 大于 半透膜 【思考】 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 3.仅凭下图能否判断细胞正在发生质壁分离？ 不能，也可能正在发生质壁分离的复原。 【思考】 四、实验：探究植物细胞的吸水和失水 拓展：植物细胞的吸水方式 项目 吸胀吸水 渗透吸水（主） 条件 原理 实例 细胞内未形成中央大液泡 依赖细胞中的亲水性物质吸水（蛋白质、淀粉、纤维素） 干种子和根尖分生区细胞 细胞内具有中央大液泡 渗透作用 具有大液泡的成熟植物细胞的主要吸水方式 1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？ 2. 实验中共涉及几次显微镜观察？形成几组对照实验？ 3.本实验中使用光学显微镜观察时是否需要从低倍镜转换为高倍镜？ 4. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗? 黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？ 5. 细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？ 6.质壁分离过程中，细胞的吸水能力增强了还是减弱了，为什么？ 7. 发生质壁分离后的植物细胞都能复原吗? 8. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的乙醇溶液 实验结果会如何? 讨论： 讨论： 1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？ 不会。有细胞壁，起到支持和保护作用。 2. 实验中共涉及几次显微镜观察？形成几组对照实验？ 第一次自身对照：自然状态与质壁分离状态的细胞形成自身对照。 第二次自身对照：质壁分离复原后状态与质壁分离状态的细胞形成自身对照。 清水 0.3g/mL 蔗糖溶液 3.本实验中使用光学显微镜观察时是否需要从低倍镜转换为高倍镜？ 否，全程在低倍镜下观察。 讨论： 4. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗? 黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？ 总结：实验选材的要求有哪些？ a.选择成熟植物组织，保证有中央大液泡和原生质层。 死细胞、动物细胞、未成熟的植物细胞都不发生质壁分离及复原。 b.细胞液应具有颜色，易于观察。 c.没有颜色的成熟组织(如：紫色洋葱鳞片叶内表皮)，含有大液泡，也可以观察到质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显（需要将视野调暗，也可以在外界溶液中滴加少量红墨水）。 d.还可以选用具有较多叶绿体的材料，细胞质颜色深，细胞液接近无色，可通过叶绿体分布情况判断细胞是否发生质壁分离，如黑藻。 5. 发生质壁分离时，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？ 讨论： 外界溶液。 6.质壁分离过程中，细胞的吸水能力增强了还是减弱了，为什么？ 增强，因为细胞失水后细胞液的浓度增大了。 7. 发生质壁分离后的植物细胞都能复原吗? 若外界溶液浓度过大，细胞失水过多死亡则不能发生质壁分离复原。 8. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的乙醇溶液实验结果会如何? 会出现质壁分离，过一段时间后会自动复原。 拓展：质壁分离自动复原 当外界溶液是KNO3、甘油、尿素、乙醇等植物细胞能够吸收的物质时，细胞发生质壁分离后自动复原。 原因：开始外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离，随着溶质分子进入细胞使细胞液浓度升高，当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，细胞吸水发生质壁分离复原。 问： 1.细胞在乙溶液中从哪点开始吸收溶质？ 2.0-a过程中，细胞的吸水能力怎么变化？ 吸水能力增大 a点之前 质壁分离与复原实验拓展 （1）判断成熟植物细胞的死活 待测成熟植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生质 壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 （2）测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 质壁分离与复原实验拓展 （3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 不同成熟植物细胞 同一浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 （4）比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的相同成熟细胞 未知浓度的溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短。未知溶液的浓度越大，反之，未知溶液的浓度越小。 质壁分离与复原实验拓展 （5）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 质壁分离与复原实验拓展 1.(2021·湖南卷，3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 D 当堂检测 2．在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙、丙可能在同一个细胞内依次发生 B．与乙相比，丙所示细胞的细胞液浓度较低 C．由甲到乙的内因是细胞液浓度小于外界溶液浓度 D．由乙到丙的过程中，有水分子从细胞内扩散到细胞外 C 当堂检测 3.下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，观察 植物细胞质壁分离和复原的基本操作步骤。下列相关叙述<zzd>错误</zzd>的是( )。 A.第二次观察 <m></m> 和第一次观察 <m></m> 形成对照，第三次观察 <m></m> 和第二次观察 <m></m> 形成对照 B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等 C.若将蔗糖溶液换成浓度适宜的 <m></m> 溶液，则可以省略 <m></m> 过程 D.增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显，且不影响细胞的活性 D 当堂检测 4.下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮）， 测得该细胞原生质体体积变化， 图中代表尿素溶液处理结果的是（ ） A.a B.b C.c D.d B 当堂检测 5.将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如下图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现如图a～d四种细胞状态，则细胞液浓度位于下列哪两个细胞之间(　　) A．c～b B．a～c C．a～d D．d～c 根据质壁分离状态判断浓度大小 a 液泡变大，细胞吸水 b 质壁分离特别明显 c 已经发生质壁分离 d 液泡变小，刚刚失水 C 蔗糖溶液浓度大小 a < d < c <b 当堂检测 59 五、比较植物细胞和动物细胞的吸水和失水 内容 动物细胞 植物细胞 原理 水分子 运动方向 条件 渗透作用 低浓度溶液→高浓度溶液 ① 相当于半透膜； ②胞内溶液与细胞外溶液存在 。 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，这种物质的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。 细胞膜 浓度差 ① 相当于半透膜； ② 与外界溶液存在浓度差； 原生质层 细胞液 六、被动运输 阅读P66-67的内容，了解自由扩散和协助扩散的概念、运输方向、特点及例子，并思考影响自由扩散、协助扩散的速率的因素。（5min） 1.自由扩散 (1)概念： 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。 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 (2)特点： (高浓度→低浓度) 如：O2、CO2、N2、水、尿素、甘油、乙醇、苯等 (3)实例： 气体、水、脂溶性小分子 因为甘油、乙醇等都是脂溶性的物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂分子层出入细胞。 1.自由扩散 (4)影响因素： 膜两侧浓度差（动力）、温度（通过影响细胞膜的流动性） 浓度差 运输速度 氧气/能量 运输速度 转运蛋白 运输速度 膜两侧的分子浓度差越大，扩散速率越快，成正比 2.协助扩散 (1)概念： 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 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 (2)特点： (高浓度→低浓度) 载体蛋白 通道蛋白 载体蛋白只允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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 载体蛋白 通道蛋白 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 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 饱和性：细胞膜上的载体蛋白数量有限，在运输过程中当所有载体蛋白都已承担相应的运输任务时，运输的速率不再因其他条件而加快。 2.协助扩散 (3)实例： ①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白 ②神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白 ③水分子进出——水通道蛋白 2.协助扩散 (4)影响因素： 浓度差、 转运蛋白的数量、 温度 氧气/能量 运输速率 P 限制因素： P点前： P点后： 限制因素： P点前： 转运蛋白 运输速度 浓度差 运输速率 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 P 浓度差 转运蛋白的数量 转运蛋白的数量 2.协助扩散 过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的。 但从细胞膜的结构分析，由于____________________________， 水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。 磷脂双分子层内部具有疏水性 现在研究确认，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输 的方式是____________。 协助扩散 水通道蛋白模式图 一种物质可能有多种跨膜运输方式。 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 影响因素 高浓度低浓度（顺浓度梯度） 不消耗 不需要 需要 水，气体； 脂溶性物质； 葡萄糖、氨基酸等小分子有机物；葡萄糖进入红细胞； 浓度差； 温度 浓度差； 转运蛋白的数量； 温度 (1)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( ) (2)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( ) (3)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( ) (4)自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度 ( ) × × × × 当堂检测 1.A表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 2.图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 的影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。 3.C 表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 自由扩散 浓度差 协助扩散 膜两侧浓度差 转运蛋白数量 被动运输 浓度差 当堂检测 3.(2022·湖北卷，4)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(　　) A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀 B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小 C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀 D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小 B 当堂检测 4、比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的结论是（ ） A.生物膜上存在协助H2O通过的物质 B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性 具有选择性 C.离子以易化（协助）扩散发生通 过人工膜 D.分子的大小影响其通过人工膜的 扩散速率 C 当堂检测 细胞的物质输入和输出 生物膜都具有选择透过性 渗透作用 条件： 半透膜；半透膜两侧具有浓度差 动物细胞的失水和吸水 外界溶液的浓度＜细胞质浓度 吸水膨胀 外界溶液的浓度＞细胞质浓度 失水皱缩 外界溶液的浓度＝细胞质浓度 形态不变 植物细胞的失水和吸水 外界溶液的浓度＞细胞液浓度 质壁分离 外界溶液的浓度＜细胞液浓度 质壁分离复原 被动运输 自由扩散 协助扩散 高浓度 不需要转运蛋白 不需要能量 高浓度 需要转运蛋白 不需要能量 （载体蛋白、通道蛋白） 低浓度 低浓度 （原生质层） 课堂小结 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$