资源简介

(共33张PPT)
第1节 被动运输（第二课时）
新人教版 高一 必修1 分子与细胞
第4章 细胞的物质输入和输出
①通过水分进出细胞方式的探索学习，初步建构被动运输的概念，能比较自由扩散和协助扩散的异同点。
②通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。
学习目标
1 被动运输的类型
3 影响被动运输的因素
被动运输
2 转运蛋白的类型
人工合成脂双层
细胞膜示意图
什么样的分子能够通过脂双层？
什么样的分子不能通过？
O2、CO2、
水、 N2
乙醇、甘油
苯
葡萄糖
氨基酸
核苷酸
H+、K+、Na+、
Ca2+、Mg2+、
HCO3ˉ
人工合成的脂双层
小分子气体
小分子脂溶性物质
水
稍大的有机分子
带电荷的离子
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
扩散：
两种溶液连通时，物质从高浓度一侧往低浓度一侧运动，直到均匀分布的现象就叫扩散。
（顺浓度梯度）
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
水分子多 水分子少
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
自由扩散和协助扩散
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。
被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
被动运输
自由扩散
协助扩散
1.自由扩散
自由扩散：像O2、CO2以及甘油、乙醇、苯等，通过简单的扩散作用进出细胞的方式，称为自由扩散，也叫简单扩散。
高浓度
低浓度
当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液。
O2
CO2
1.自由扩散
特点：
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）
不需要体蛋白的协助
不需要能量
举例：水、氧气、二氧化碳、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇
影响因素:
细胞内外浓度差
比方：球往低处滚
协助扩散：离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散，叫做协助扩散，也叫易化扩散。
细胞膜
物质浓度
高
低
2.协助扩散
膜转运蛋白分为两类：载体蛋白和通道蛋白
载体蛋白
通道蛋白
转运蛋白
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
2.协助扩散
进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
特点：
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）
需要载体蛋白的协助
不需能量
举例：葡萄糖进入红细胞；离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
影响因素:
细胞内外浓度差
载体蛋白的种类和数量
比方：卡车载货下坡
比较载体蛋白和通道蛋白的异同
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
通道蛋白的开放和关闭受到调控
通道关闭
通道关闭
通道开放
通道开放
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
转运蛋白类型 特点 实例
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 每次转运时都会发生自身构象的改变 分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白
通道蛋白 只容许与自身通道直径和性状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 运输物质通过通道时，不需要与其结合，但通道蛋白具有开闭性 水通道
离子通道
载体蛋白 通道蛋白
转运特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 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
自身构象 改变 不改变
是否与转运的分子结合 结合 不结合
是否有特异性 具有 具有
实例 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 水分子通过水通道蛋白进出细胞
转运蛋白的类型
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
资料1：水分子比较小，在活细胞中含量最多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。
思考：水分子从水多的一侧向水少的一侧扩散，属于哪种方式的扩散？
后来的研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高过人工膜，由此推断细胞膜上可能存在特殊的输送水分子的通道。
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
水通道蛋白结构模式图
资料2: 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。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。
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
2.协助扩散
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。
水的进出细胞的方式
水分子
水通道蛋白
归纳：自由扩散和协助扩散有哪些共性
1.物质均以扩散的方式进出细胞
2.都是顺浓度梯度的跨膜运输
3.均不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
2、自由扩散与协助扩散有什么异同？
不需要。都是顺浓度的梯度跨膜运输。
相同点：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量。
思考与讨论
3、哪些因素会影响到被动运输的运输速率？
不同点：自由扩散不需要转运蛋白的参与；
　　　　协助扩散需要转运蛋白的参与。　
归纳：自由扩散和协助扩散有哪些共性
自由扩散和协助扩散
Free proliferation and assisted proliferation
①
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？
请说出判断依据。
3. 影响被动运输的速率的因素
通过载体蛋白的协助扩散具饱和性
运输速率
膜两侧的浓度差
②
3. 影响被动运输的速率的因素
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
①
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
3. 影响被动运输的速率的因素
3. 影响被动运输的速率的因素
自由扩散与协助扩散都是顺浓度梯度进行跨膜运输的，不需要消耗细胞内化学反应产生的能量，因此膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响物质运输的速率，但协助扩散需要转运蛋白，因而某些物质运输的速率还与转运蛋白的数量有关。
浓度差
V
浓度差
V
载体蛋白数量的限制
自由扩散
协助扩散
1.浓度差（细胞外物质浓度）
讨论3：图甲、乙分别代表什么运输方式？
自由扩散
协助扩散或主动运输
讨论4：图乙Q点前后限制因素分别是什么？
Q点前：
Q点后：
浓度差（细胞外物质浓度）
载体蛋白的数量有限
限制因素
影响物质跨膜运输的因素
Factors affecting transmembrane transport of substances
2.O2浓度
讨论5：图甲、乙分别代表什么运输方式？
自由扩散或协助扩散
主动运输
不需要能量，与氧气浓度无关
消耗能量，氧气的浓度适当升高，呼吸作用增强，释放的能量增多，有利于物质吸收
P点前：
P点后：
O2浓度
载体蛋白的数量有限
限制因素
A点由无氧呼吸供能
影响物质跨膜运输的因素
Factors affecting transmembrane transport of substances
3.温度
三种跨膜运输方式都受温度影响
温度影响
生物膜的流动性
酶活性
呼吸速率
（能量供应）
物质运输速率
影响物质跨膜运输的因素
Factors affecting transmembrane transport of substances
自由扩散
协助扩散
例：乙醇、甘油、 苯、性激素、
气(O2、 CO2)、水
载体蛋白：葡萄糖进红细胞
（需要与载体结合）
被动运输
通道蛋白：水和某些离子
（无需与通道蛋白结合）
特点
不消耗能量
顺浓度梯度：（高 低）
课堂总结
Class summary
1、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ）
A、根细胞从土壤中吸收的养分过多
B、根细胞不能从土壤中吸水
C、根系不能将水向上运输
D、根系被肥料分解释放的热能烧毁
B
随堂练习
In-class practice
2. 基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ）
成熟植物细胞的死活
原生质层比细胞壁的伸缩性大
成熟的植物细胞能进行渗透吸水
水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D
随堂练习
In-class practice
3. 假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是 （ ）
甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原
只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生之比分离复原
甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原
B
随堂练习
In-class practice

展开更多......

收起↑