4.1被动运输第2课时课件高一上学期生物人教版必修1

导入

我国的高血压一直居高不下，高血压已成为主要的健康杀手。治疗高血压有很多一线用药，其中一种是“钙通道阻滞剂”。看视频：课本P61内容

细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢？不同的物质跨膜运输的方式一样吗？1.记忆并背诵被动运输的类型、原理和特点。2.转运蛋白的种类和作用。学习目标第1节

被动运输第4章

细胞的物质输入和输出（第2课时）阅读课本P65-67，思考以下问题并找出答案：（3min）自主学习1.什么是被动运输？2.被动运输有哪些类型？并熟记常见物质的运输方式。3.不同类型之间进行比较，物质运输是否需要借助转运蛋白、消耗能量？4.转运蛋白的种类及区别。5.水分子的进出细胞的方式有哪些？情

境4联系生活

成人每天生成的原尿量可达180L，但排出的终尿量仅1～2L，可见原尿经过肾小管和集合管时，绝大部分水分被重吸收回血液。再从成分比较，原尿含葡萄糖而终尿无，各种无机盐离子含量也相差很大。

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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。肾小管上皮细胞是如何对原尿中的水进行重吸收的？肾单位三、被动运输【任务①】探究气体和甘油等分子进出细胞的方式资料1：科研人员对同种物质在只含磷脂双分子层的人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。人工膜和生物膜对这些物质透性相同，它们是通过简单的扩散作用进出细胞的。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进出细胞。1.请据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？2.（P66旁栏思考）甘油、乙醇等分子为什么能以简单的扩散作用进出细胞？物质通过简单扩散作用进出细胞，也叫简单扩散。特点：①顺浓度梯度运输②不需要载体蛋白③不需要消耗能量1.自由扩散三、被动运输1.自由扩散细胞外细胞内与生活联系3

自由扩散对于人体细胞很重要

当肺泡内O2的浓度大于肺泡细胞内部O2的浓度时，O2便通过自由扩散进入肺泡细胞内部。同样的，细胞内由于呼吸作用使CO2浓度升高时，CO2便通过扩散作用排出细胞，进入肺泡腔中，随呼气排出。毛细血管壁红细胞肺泡壁空气氧气15.8氧气5.6氧气14.5气管、支气管不断分支，最终形成肺泡

O2在肺泡中与血液的交换水分子通过生物膜时的速率明显高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上存在特殊的水的跨膜运输方式。三、被动运输【任务②】探究水分子进出细胞的方式推测水分子是如何通过细胞膜的？资料1：科研人员对同种物质在只含磷脂双分子层的人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。资料2：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。由上述实验结果，你能得出什么推论？跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。三、被动运输【任务②】探究水分子进出细胞的方式资料3：1988年美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。并由此赢得了2003年的诺贝尔化学奖。

目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。水通道蛋白结构模式图三、被动运输【任务②】探究水分子进出细胞的方式

水分子尽管能够以自由扩散进出细胞，但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以自由扩散方式进出细胞的。水通道细胞膜借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。特点：①顺浓度梯度运输②需要载体蛋白参与③不需要消耗能量2.协助扩散三、被动运输2.协助扩散水分子通道蛋白三、被动运输自由扩散和协助扩散转运蛋白有哪些类型？载体蛋白、通道蛋白区别载体蛋白和通道蛋白名称载体蛋白通道蛋白图示

转运对象与自身

的分子或离子与自身通道的

相适配、

相适宜的分子或离子特点每次转运时都会发生自身

。转运分子

与通道蛋白结合构象的改变不需要三、被动运输【任务③】根据课本P66-67，完成表格：转运蛋白结合部位相适应直径和形状大小和电荷通道关闭通道关闭通道开放通道开放1.通道蛋白的开放和关闭受到调控钾离子通道模式图三、被动运输转运蛋白--1.通道蛋白资料4：麦金农利用Ｘ射线晶体成像技术，获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片，它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的状态，在通道中的状态，以及穿过通道后的状态。这样，人们就可以“看见”离子是如何通过由不同信号控制开关的通道的。2003年，诺贝尔化学奖被授予给了这位有胆识的内科医生和生物物理学家。状态1状态2状态32.载体蛋白的开启过程三、被动运输转运蛋白--2.载体蛋白对点练习阅读下列资料,回答相关问题。资料1:研究表明,葡萄糖进入哺乳动物肝细胞时,如果使用药物限制膜蛋白的活动,葡萄糖的运输速率迅速下降,如果减少能量的供应,则对运输没有影响。资料2:浓度差与O2跨红细胞膜时运输速率、葡萄糖跨红细胞膜时运输速率的关系分别如下表所示。

O2跨红细胞膜时的运输速率浓度差/(mmol·L-1)1.534.567.59速率（相对值）81624324048葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率浓度差/(mmol·L-1)1.534.567.59速率（相对值）81624323232(1)依据资料1,可判断葡萄糖进入哺乳动物肝细胞的运输方式是

,依据是

。(2)依据资料2,分析O2和葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率分别与浓度差具有怎样的关系?协助扩散

葡萄糖进入哺乳动物肝细胞受膜蛋白活性影响,而不受能量供应影响。

随浓度差增大,O2跨红细胞膜时的运输速率增大。在一定范围内,随浓度差增大,葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率增大,当浓度差达到一定数值后,葡萄糖的运输速率保持不变。运输速率浓度差M转运蛋白的数量有限自由扩散三、被动运输【任务④】构建模型：构建上题中O2、葡萄糖跨红细胞膜运输时的数学模型总结被动运输的影响因素：①膜内外

梯度的大小。②某些物质的运输速率（协助扩散）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运输速率浓度差协助扩散三、被动运输概括总结被动运输实例

运输方向、

是否耗能转运蛋白影响因素坐标图分析自由扩散协助扩散浓度差扩散速率0浓度差运输速度气体分子、水甘油、脂肪酸尿素、固醇乙醇、苯……葡萄糖进入红细胞、大部分水进入细胞、离子通过离子通道蛋白的运输……顺浓度梯度(高→低)不需要能量不需要需要载体蛋白或通道蛋白内外浓度差、温度等内外浓度差、转运蛋白、温度等转运蛋白的数量有限【例5】下图表示物质跨膜运输的一种方式,下列有关分析正确的是(

)对点练习A.这种转运方式可逆浓度梯度进行B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的C.细胞产生的能量增加会提高该物质的运输速率D.转运蛋白在物质转运过程中形状会发生改变D被动运输不需要能量(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______

的影响，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

。被动运输浓度差能力提升教材P67练习与应用√D×B×做判断题

练习与应用P67一、概念检测：1.√××；2.D；3.B二、拓展应用：1.可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。2.假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。

设计实验：将（问题探讨中）渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。

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？

甘油可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，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。润肤霜与生活联系3

护护肤吧！课堂小结被动运输自由扩散特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量协助扩散特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量例子：水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等P68：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白例子：水、尿素、气体（O2

、CO2、N2）、脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、

脂质分子（胆固醇、性激素等）考点剖析1．水分子通过细胞膜，可以是自由扩散的方式，也可以通过水通道蛋白实现快速运输。下列说法错误的是（

）A．水分子可以以协助扩散的方式进入细胞B．跨膜运输时水分子与水通道蛋白不结合C．水通道蛋白可以使双缩脲试剂变紫，原因是其具有氨基酸D．水通道蛋白可以使水分子通过，但其他分子或离子则不能通过C考点剖析2．图中①②③表示物质出入细胞的方式，下列有关叙述正确的是（

）DA．图中①③代表两种被动运输，②代表主动运输B．②③需要转运蛋白的协助，故其物质运输速率只与转运蛋白数量有关C．通道蛋白对转运物质的大小、形状、电荷等没有选择性D．载体蛋白与运输的物质结合后，通过自身构象的改变来转运物质考点剖析3．将人的红细胞和水生动物的卵母细胞移入至低渗溶液中，短时间内，人的红细胞很快吸水膨胀发生溶血，而水生动物的卵母细胞不膨胀。后来科学家从人的红细胞的细胞膜上成功分离出具有通道作用的蛋白质—水通道蛋白。下列叙述错误的是（

）A．通道蛋白只容许与自身通道直径、形状、大小和电荷都相宜的分子或离子通过B．水分子通过水通道蛋白时水通道蛋白需发生自身构象的改变C．人红细胞的细胞膜上水通道蛋白的数量可能比水生动物卵母细胞的多D．人的红细胞通过水通道蛋白吸收水时不消耗能量B考点剖析4．下图表示借助转运蛋白进行的两种跨膜运输方式。下列叙述错误的是（

）DA．甲、乙两种跨膜运输方式都属于被动运输，不需要消耗ATPB．载体蛋白和通道蛋白在物质转运时作用机制不同C．载体蛋白在运输分子或离子的过程中其空间结构会发生改变D．通道蛋白介导的跨膜运输速率，不会受到通道蛋白数量的限制本节思维导图细胞的物质输入和输出细胞的吸水和失水自由扩散渗透作用的两个条件动物细胞特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量植物细胞1.半透膜。2.浓度差。外界溶液浓度＜细胞液浓度