4.1被动运输 第3课时 课件 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

第1节 被动运输 (第3课时) 第4章 细胞的物质输入和输出 学习目标： 1. 比较自由扩散和协助扩散的异同点。 2. 比较载体蛋白和通道蛋白的异同点。 内容 动物细胞 植物细胞 条件 原理 水分子 运动方向 细胞膜 液泡膜 细胞质 半透膜 温故知新 细胞的吸水和失水 1. 细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜； 2. 细胞质与细胞外溶液具有浓度差。 1.原生质层(由 、 、_ _____组成)相当于 细胞壁具有全透性； 2. 细胞液与外界溶液具有浓度差 渗透作用 低浓度溶液→高浓度溶液 被动运输 1. 概念：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。 细胞外 细胞内 水分子 细胞膜 相对含量低 相对含量高 被动运输 2. 分类：①自由扩散、②协助扩散。 看图结合教材，回答问题： 1. 自由扩散和协助扩散的共同点是？ 2. 自由扩散和协助扩散的不同点是？ 1. 自由扩散 特点： ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白 ③不消耗能量 实例： 概念： 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。 ①极小分子，如水和O2、CO2、N2等气体； ②脂溶性小分子，如甘油、乙醇，苯等。 浓度差 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 1. 自由扩散 影响因素： 膜两侧浓度差、分子的大小和脂溶性 膜两侧的分子浓度差，越大，扩散速率越快。成正比 注：扩散速度即运输速率 分子越小，越易溶于脂质，自由扩散速率越快。 组织间隙 组织 细胞 管 血 细 毛 肺泡 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 组织间隙 1. O2是怎样进入血液以及组织细胞？ 答：以自由扩散的方式 2. O2从肺泡腔进入血液需穿过几层生物膜？ （肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层） 答：4层 3. O2从肺泡腔进入组织细胞需穿过几层生物膜？ 答：9层 拓展应用 P66旁栏思考题 甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 答：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。 人工膜 生物膜 即人工合成无蛋白质的脂双层 拓展应用 1. 为什么O2、CO2 、甘油、乙醇等能够通过人工脂双层？ O2、CO2 、N2、苯 水、甘油、乙醇 人工合成 无蛋白质的脂双层 答：因为O2、CO2 是小分子、甘油、乙醇是脂溶性物质，以自由扩散的方式进行跨膜运输。自由扩散不需要转运蛋白，即使人工膜无蛋白质，也不影响这些物质进行自由扩散 2. 协助扩散 特点： ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白 ③不消耗能量 概念： 物质借助膜上转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。 2. 协助扩散 转运蛋白 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，而且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。 2. 协助扩散 实例： ①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白 ②神经纤维上Na+内流（钠离子进入神经细胞）——离子通道蛋白 神经纤维上K+外流（钾离子运出神经细胞）——离子通道蛋白 ③水分子进出——水通道蛋白 通道蛋白 载体蛋白 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 2. 协助扩散 影响因素： 拓展应用 2. 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？ 人工合成 无蛋白质的脂双层 答：葡萄糖分子进出细胞需要转运蛋白的协助。 Na + , K +, Ca 2+ ,Cl- 葡萄糖、氨基酸、 核苷酸 3. Na+、 K+、Ca2+ 等能跨膜运输，但图示显示了这些离子不能通过脂双层，这是怎么一回事？ 答：这些离子进出细胞需要转运蛋白的协助。 Roderick MacKinnon Peter Agre 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？ 不需要消耗能量 自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ 需要消耗能量 答：不需要。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的，由细胞内外的浓度差提供动力 。 顺浓度梯度 逆浓度梯度 拓展应用 项 目 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需要转运蛋白 是否消耗细胞内的能量 举例 不需要 需要 不消耗 不消耗 O2、H2O、CO2、尿素、甘油、乙醇 水、葡萄糖进入红细胞、K+运出神经细胞、Na+进入神经细胞 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 两种被动运输方式的比较 (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 。 自由扩散 浓度差 (2)图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。 协助扩散 膜两侧浓度差 转运蛋白数量 (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 。 被动运输 浓度差 拓展应用 1. 自由扩散和协助扩散的动力是（　　） A. 能量    B. 浓度差    C. 细胞膜  D. 载体 2. 甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白的磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则(　　) 。《能培》第65页第4题 A. 甲运输被促进 B. 乙运输被促进 C. 甲运输被抑制 D. 乙运输被抑制 B D 课堂练习 3. 实验发现，葡萄糖进入红细胞时，如果使用药物限制蛋白质的活动，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此推断，葡萄糖进入红细胞的方式是( ) A.自由扩散 B.主动运输 C.协助扩散 D.胞吞 C 课堂练习 4. 下列关于物质跨膜运输的说法，错误的是 （ ） A .温度会影响物质跨膜运输的速率 B .甘油进入小肠绒毛上皮细胞不需要消耗ATP C .细胞膜对离子的吸收具有选择透过性 D .红细胞中能贮存大量氧气分子，故氧气分子进入红细胞为主动运输 D 5. 物质跨膜运输方式图解： ①填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称： 甲：__________；乙：____________； a：____________。 ②填写以下有关跨膜运输方式的影响因素： 甲图：__________；乙图：______________________； 丙图：________________。 自由扩散 协助扩散 载体蛋白 浓度差 浓度差和载体蛋白 载体蛋白和能量 课堂练习 $$