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第四章 细胞的物质输入和输出
第1节：被动运输（第2课时）
气管、支气管不断分支，最终形成肺泡
CO2 ，O2在肺泡中与血液的交换示意图
血管
（毛细管）
肺泡
空气
进进出出
问题探讨
O2不能从毛细血管进入肺泡的原因是什么？
O2的运输方式自由扩散，需要从高浓度到低浓度运输，毛细血管中的O2浓度低于肺泡细胞O2浓度，故不能从毛细血管进入肺泡细胞。
自由扩散和协助扩散
探究一
人工合成脂双层
人工合成脂双层和细胞膜的区别
情境一
细胞膜示意图
人工合成脂双层和细胞膜的区别
情境一
情境一
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(含转运蛋白)中的通透性做了比较 ,结果如图所示。
气体和甘油对人工膜和生物膜透性相同，它们通过扩散作用进出细胞
(1)请据图分析气气体和甘油是如何进出细胞的
分析自由扩散
【任务1】
(2)甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞
分析自由扩散
【任务1】
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进出细胞。
通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫做自由扩散，也叫简单扩散
O2、CO2、水分子、脂质、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子。
顺浓度梯度运输
不需要载体
不消耗能量
相对含量低
相对含量高
③实例：
②特点：
①概念：
分析自由扩散
【任务1】
(3)结合教材P66，归纳总结自由扩散的概念、特点及实例
情境一
生物膜上可能存在协助水分子通过的转运蛋白。
据图所示，水分子通过生物膜和人工膜时存在差异，请推测导致这种差异的原因是什么？
水通道蛋白结构模式图
水
细胞膜
需要转运蛋白协助
顺浓度梯度运输
不消耗能量
③实例：
②特点：
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。
①概念：
离子和一些小分子有机物如葡萄糖(红细胞吸收葡萄糖)、氨基酸等。
分析协助扩散
【任务2】
(1)协助扩散的概念、特点及实例
①定义：
②类型:分为 和 两种类型。
载体蛋白
通道蛋白
通道蛋白
载体蛋白
(2)转运蛋白
分析协助扩散
【任务2】
镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
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 转运分子不需要与通道蛋白_____
结合
构象
结合
(2)转运蛋白
分析协助扩散
【任务2】
通道关闭
通道关闭
通道开放
通道开放
通道蛋白的开放和关闭受到调控
钾离子通道模式图
状态1
状态2
状态3
载体蛋白的开启过程
(4)请结合自由扩散协助扩散的特点分析它们分别表示什么物质运输？
运输速率
浓度差
运输速率
浓度差
运输速率
O2 浓度
分析自由扩散和协助扩散的异同
【任务3】
转运蛋白数量有限
协助扩散
自由扩散
自由扩散/协助扩散
分析自由扩散和协助扩散的异同
【任务3】
影响自由扩散的因素
温度
膜两侧的浓度差
影响协助扩散的因素
温度
膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
(5)请您分析影响自由扩散和协助扩散的因素分别有哪些？
(1)自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。
共同点：都是顺物质的浓度梯度，不需要细胞消耗能量。
不同点：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助。
(2)自由扩散和协助扩散有什么异同？
(3)为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
两者都是顺物质浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。
分析自由扩散和协助扩散的异同
【任务3】
如图表示细胞膜亚显微结构模式图，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，A、B、C、D表示相应结构。据图回答下列问题：
a属于自由扩散。利用该运输方式的物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要转运蛋白的协助，也不需要消耗细胞内化学反应产生的能量。
自由扩散和协助扩散的模型分析
【任务4】
(1)图中的a属于哪种运输方式？该运输方式有何特点？
(2)图中的b、c、d属于哪种运输方式？该种运输方式有何特点？
b、c、d属于协助扩散。利用该运输方式的物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，但不需要消耗细胞内化学反应产生的能量。
自由扩散和协助扩散的模型分析
【任务4】
如图表示细胞膜亚显微结构模式图，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，A、B、C、D表示相应结构。据图回答下列问题：
(3)转运蛋白A和B的作用机制有什么不同？
A是通道蛋白，运输物质时不需要与被运输的物质结合；B是载体蛋白，运输物质时需要与被运输的物质结合，并发生自身构象的改变。
自由扩散和协助扩散的模型分析
【任务4】
如图表示细胞膜亚显微结构模式图，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，A、B、C、D表示相应结构。据图回答下列问题：
A
1. 如图分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1 000倍以上。下列叙述错误的是（ ）
A．通道蛋白介导的运输速率较快
可能是因为消耗的能量较少
B．载体蛋白在细胞膜上具有一定
的流动性
C．两种膜蛋白对运输的物质均具有专一性
D．载体蛋白介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
D
2.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（ ）
A．甲、乙两种跨膜运输方式都属
于被动运输，不需要消耗ATP
B．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
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
课堂检测
构建网络
被动运输
自由扩散
协助扩散
载体蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
顺浓度梯度运输
不需要载体
不消耗能量
需要转运蛋白协助
顺浓度梯度运输
不消耗能量
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