4.1第2课时　自由扩散和协助扩散 课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦自由扩散和协助扩散，系统阐述被动运输的原理、类型及转运蛋白的作用。通过教材阅读结合示意图分析，引导学生建构运输模型、比较异同，搭建从细胞膜结构到物质跨膜运输的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过科研实验情境（如人工膜与生物膜通透性比较、AQP1蛋白实验）引导学生分析推理，结合结论辨析和例题解析强化理性思维。结构化课堂小结帮助学生系统梳理知识，既提升学生解决实际问题的能力，也为教师提供丰富的教学活动设计。

第2课时　自由扩散和协助扩散 课标要求 学习目标 核心内容 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量 1.通过建构被动运输模型,强化科学思维 2.比较自由扩散和协助扩散的异同点 3.主动关注被动运输方面的科学进展,尝试解决合理灌溉等社会生产中的相关问题 1.被动运输的原理和特点 2.转运蛋白的种类和作用 基础知识•落实 1.被动运输的概念:物质以__________进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的__________。  2.类型 比较项目 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 定义 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 借助膜上的__________进出细胞的物质扩散方式  运输方向 __________ __________ 是否需要转运蛋白 不需要 __________ 是否消耗能量 __________ 不消耗 扩散方式 能量 转运蛋白 顺浓度梯度 顺浓度梯度 需要 不消耗 阅读教材第66~67页,结合“图4-4自由扩散和协助扩散示意图”回答下列问题。 比较项目 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 举例 ①气体:O2、CO2、等 ②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物 ③少部分水 ①离子和一些小分子有机物,如葡萄糖进入红细胞 ②大部分水 图例   3.转运蛋白:分为__________和__________两种类型。  名称 载体蛋白 通道蛋白 图示     转运 对象 与自身__________部位相适应的分子或离子  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 特点 每次转运时都会发生自身__________的改变  转运的物质不需要与通道蛋白_________ 载体蛋白 通道蛋白 结合 构象 结合 4.影响被动运输速率的因素 (1)膜内外__________梯度的大小。  (2)某些物质的运输速率还与____________的数量有关。  (3)__________变化会影响物质运输速率。  物质浓度 转运蛋白 温度 结论要语辨一辨 (1)甘油以自由扩散的方式通过细胞膜。(　　) (2)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。(　　) (3)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同。(　　) (4)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率。(　　) (5)协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。(　　) (6)水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式。 (　　) √ × √ √ × √ 情境探究•提升 1.科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的通透性做了比较,结果如图所示。 (1)请据图分析,气体和甘油是如何进出细胞的? 人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同,它们是通过自由扩散的方式进出细胞的。 (2)甘油、乙醇能以自由扩散的方式进出细胞,原因是__________。   甘油、乙醇等都是脂溶性的小分子物质,与磷脂分子有较强的亲和力,容易通过磷脂双分子层进出细胞 (3)根据“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果,推测水分子通过生物膜和人工膜的差异性表现为____________________________ _________________,出现该差异的原因最可能是____________________ ________________________。 水分子通过生物膜的速率高于 通过人工膜的速率 生物膜上可能存在特殊 的水分子的跨膜运输方式 2.[教材第68页“生物科学史话”]科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白质镶嵌在人工合成的脂质体上,并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中,每隔一段时间观察,结果如图所示。 不同脂质体吸水实验 (1)分析上述实验结果,能得出的合理推论是_________________________ ____________________________。  (2)水分子进入细胞__________ (填“需要”或“不需要”)消耗细胞代谢释放的能量,原因是________________________________________。  疏水性跨膜蛋白AQP1能够 加快水分子进入细胞的速率 不需要 水分子通过协助扩散和自由扩散的方式进入细胞,两者都是顺浓度梯度进行的 对点应用•突破 基础转化点1 被动运输的类型判断 AI解读①被动运输包括自由扩散(简单扩散)和协助扩散(易化扩散),物质均由含量高的一侧透过细胞膜进入含量低的一侧,均不消耗细胞代谢释放的能量。②自由扩散不需要转运蛋白的协助,协助扩散需要转运蛋白的协助。 1.(2026四川宜宾高一期末)如图表示物质跨膜运输的几种方式。下列叙述正确的是(　　) C A.载体蛋白和通道蛋白在物质转运时作用机制相同 B.氧气、二氧化碳等气体分子通过协助扩散的方式进出细胞 C.自由扩散和协助扩散都不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 D.图中a、b、c所示的运输方式是协助扩散,需要转运蛋白的协助 解析　载体蛋白只容许与自身结构部位相适应的分子和离子通过,而且每次转运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,载体蛋白和通道蛋白在转运物质时作用机制不同,A项错误。氧气和二氧化碳等气体分子,属于小分子气体,利用细胞膜两侧的浓度差,直接通过细胞膜从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,属于自由扩散,B项错误。被动运输包括自由扩散和协助扩散,两者的共同点是物质运输均从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要消耗能量,C项正确。a表示自由扩散,特点是物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要转运蛋白协助和消耗能量;b、c表示协助扩散,特点是顺浓度梯度运输,需要转运蛋白,不需要能量,D项错误。 基础转化点2 被动运输的影响因素 AI解读①影响某物质自由扩散或协助扩散的因素有:该物质在细胞内、外的含量差(或浓度差)、温度等。②细胞膜上转运蛋白的数量与活性会影响协助扩散速率。 突破点2 被动运输的影响因素 2.肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖,其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1,肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2,其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测错误的是(　　) B A.协助扩散可以降低细胞内、外葡萄糖的浓度差 B.A点与B点相比,制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量 C.C点与A点相比,C点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞上的GLUT2少 D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率 解析　协助扩散是物质顺浓度梯度运输的方式,运输过程中,膜两侧的浓度差缩小,所以协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差,A项正确。A点与B点相比,载体蛋白GLUT1的数量一样多,制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖的浓度,B项错误。C点与A点相比,两点葡萄糖浓度相同,最可能因载体蛋白数量不同而导致运输速率不同,故C点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞上的GLUT2少,C项正确。与无蛋白质的磷脂双分子层相比,细菌细胞膜和肝细胞膜上因含有载体蛋白,葡萄糖的运输速率明显加快,所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率,D项正确。 基础转化点3 转运蛋白的种类和作用 AI解读①转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。②载体蛋白能与被转运的物质结合;通道蛋白不与被转运的物质结合。 3.(2026河北衡水高一期末)目前在哺乳动物细胞中已鉴定出13种水通道蛋白(AQP),其中AQP3、AQP7、AQP9、AQP10属于水—甘油通道蛋白,它们既能运输水分子,又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子。下列说法正确的是(　　) A.AQP运输水分子时需要先与其结合,且发生自身构象变化 B.同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程 C.线粒体损伤的细胞摄入甘油的速率会明显降低 D.多种小分子都能通过AQP10,说明AQP10没有特异性 B 解析　水通道蛋白属于通道蛋白,其运输水分子的方式为协助扩散,通道蛋白运输物质时无需与物质结合,也不发生自身构象变化,A项错误。同位素标记法可追踪蛋白质的合成、加工及运输路径,通过标记组成水通道蛋白的氨基酸,可研究其从核糖体合成,经内质网、高尔基体加工,最终整合到细胞膜的全过程,B项正确。甘油顺浓度梯度转运,属于被动运输,该过程不消耗能量,线粒体损伤虽会影响细胞的能量供应,但被动运输无需消耗能量,故甘油摄入速率不受影响,C项错误。AQP10能转运水、甘油、尿素等中性小分子,说明其对物质的大小、电荷或极性有选择性,仍具有特异性,D项错误。 课堂小结 本 课 结 束 $