4.1.2 被動(dòng)運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

被動(dòng)運(yùn)輸?shù)?章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)第2課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞條件原理現(xiàn)象①___________相當(dāng)于半透性膜②______________________具有濃度差①___________（由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成）相當(dāng)于半透膜②____________________具有濃度差滲透作用滲透作用當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮當(dāng)外界溶液濃度_____細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會(huì)漲破當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液小于小于大于大于等于等于原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液成人每晝夜生成的原尿量可達(dá)180L，但每日排出的終尿量?jī)H1.5L，可見(jiàn)原尿經(jīng)過(guò)腎小管和集合管時(shí)，約有99%的水分被重吸收回血液。再?gòu)某煞直容^，終尿與原尿也有很大差別，例如，原尿含葡萄糖，終尿無(wú)。那么腎小管上皮細(xì)胞是如何對(duì)原尿中的物質(zhì)進(jìn)行重吸收的？

像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，

不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒Q為被動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散目標(biāo)目錄CONTENTS資料1：科研人員對(duì)同種物質(zhì)在人工膜(只含有磷脂雙分子層)和生物膜中的透性做了比較，結(jié)果如下圖。人工膜和生物膜對(duì)氣體和甘油的通透性相同，因此它們是通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的。1.請(qǐng)據(jù)圖分析氣體和甘油是如何進(jìn)出細(xì)胞的？

任務(wù)一探究氣體和甘油等分子進(jìn)出細(xì)胞的方式物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。特點(diǎn)：①順濃度梯度運(yùn)輸②不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白③不需要消耗能量細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)1、自由擴(kuò)散例子：水、尿素、氣體（O2

、CO2、N2）、脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、

脂質(zhì)分子（膽固醇、性激素等）以自由擴(kuò)散的方式9層生物膜、磷脂分子層、磷脂雙分子層思考?討論（肺泡壁、毛細(xì)血管壁為單細(xì)胞層）4層肺泡O2O2三、被動(dòng)運(yùn)輸1、自由擴(kuò)散（1）氣體和脂溶性分子1.O2是怎樣進(jìn)入血液以及組織細(xì)胞？2.O2從肺泡腔進(jìn)入血液需要穿過(guò)幾層生物膜？3.O2從肺泡腔進(jìn)入組織細(xì)胞需要穿過(guò)幾層生物膜？1.由“生物膜和人工膜對(duì)同種物質(zhì)的通透性差異”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測(cè)水分子是如何通過(guò)細(xì)胞膜的？水分子通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)的速率高于自由擴(kuò)散的速率，由此推斷細(xì)胞膜上可能存在特殊的水的跨膜運(yùn)輸方式。

任務(wù)二探究水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式資料2：科學(xué)家阿格雷在紅細(xì)胞膜上發(fā)現(xiàn)了一種疏水性跨膜蛋白AQP1。他將這種蛋白鑲嵌在人工合成的脂質(zhì)體上，并將鑲嵌有AQP1的脂質(zhì)體和普通脂質(zhì)體同時(shí)放入蒸餾水中，每隔一段時(shí)間觀察，結(jié)果如圖所示。2.由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么推論？疏水性跨膜蛋白AQP1能夠加快水分子進(jìn)入細(xì)胞的速率。1988年，美國(guó)科學(xué)家阿格雷從紅細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中分離出一種新的膜蛋白，后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了該蛋白的氨基酸序列結(jié)構(gòu)，證實(shí)了水通道蛋白的存在。目前，人們已經(jīng)從細(xì)菌、酵母菌、植物、動(dòng)物的細(xì)胞中分離出多種水通道蛋白。水通道蛋白結(jié)構(gòu)模式圖進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的擴(kuò)散。特點(diǎn)：①順濃度梯度運(yùn)輸②需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與③不需要消耗能量實(shí)例：紅細(xì)胞吸收葡萄糖、大部分的水跨膜運(yùn)輸2協(xié)助擴(kuò)散：水分子通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有哪些類型？載體蛋白、通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白名稱載體蛋白通道蛋白圖示

轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象與自身

的分子或離子與自身通道的

相適配、

相適宜的分子或離子特點(diǎn)每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身

。轉(zhuǎn)運(yùn)分子

與通道蛋白結(jié)合構(gòu)象的改變不需要結(jié)合部位相適應(yīng)直徑和形狀大小和電荷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通道關(guān)閉通道關(guān)閉通道開(kāi)放通道開(kāi)放通道蛋白的開(kāi)放和關(guān)閉受到調(diào)控鉀離子通道模式圖狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3載體蛋白的開(kāi)啟過(guò)程1.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散需要消耗能量嗎？為什么？不需要。因?yàn)閮烧叨际琼樜镔|(zhì)的濃度梯度。共同點(diǎn)：都是順物質(zhì)的濃度梯度，不需要細(xì)胞消耗能量。不同點(diǎn)：前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助。2.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？3.為什么自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被稱為被動(dòng)運(yùn)輸？?jī)烧叨际琼樜镔|(zhì)濃度梯度進(jìn)行的，不需要細(xì)胞消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動(dòng)運(yùn)輸。在下坐標(biāo)上畫(huà)出自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的曲線圖判斷：哪條曲線是自由擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散？影響因素(1)膜內(nèi)外

梯度的大小。(2)某些物質(zhì)的運(yùn)輸速率還與

的數(shù)量有關(guān)。(3)

變化會(huì)影響物質(zhì)運(yùn)輸速率。物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白溫度自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散能量擴(kuò)散速度1.(2023·河北唐山高一期末)科學(xué)家先從蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞中檢測(cè)到K＋的通道，之后美國(guó)科學(xué)家麥金農(nóng)解析了K＋通道蛋白的立體結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是A.K＋通道蛋白的空間構(gòu)象決定了其功能B.K＋借助通道蛋白可以進(jìn)行逆濃度梯度運(yùn)輸C.K＋通道開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象可逆性的改變D.K＋的運(yùn)輸速率與膜上K＋通道蛋白的數(shù)量有關(guān)√細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的吸水和失水自由擴(kuò)散滲透作用的兩個(gè)條件動(dòng)物細(xì)胞特點(diǎn)：順濃度梯度，不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量植物細(xì)胞1.半透膜。2.濃度差。外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞吸水外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞失水外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度

細(xì)胞形態(tài)不變外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁分離外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離超過(guò)一定限度不能復(fù)原!協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)：順濃度梯度，需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量例子：水